O dramaturgo irlandês George Bernard Shaw uma vez disse: “O único homem que se comporta de forma sensata é meu alfaiate; ele tira minhas medidas novamente toda vez que me vê, enquanto todos os outros continuam com suas velhas medidas e esperam que eu me encaixe nelas,” uma afirmação que reflete a importância de medições confiáveis e repetidas por muitas razões e áreas da vida.
Apenas imagine um dia na vida. Pode ser algo assim: “Típico, peguei um radar de velocidade a caminho do churrasco do meu amigo esta noite, ótima noite, música um pouco alta, mas o bife estava grelhado à perfeição. Provavelmente deveria ter resistido à sobremesa – obrigado Ben por me avisar que tinha 600 calorias! Não posso me dar ao luxo de ganhar mais quilos de lockdown – essas calças já estão um pouco apertadas. Nota para mim: programar o alarme para seis, almejar um passeio de bicicleta de 50 km, não esquecer de rastreá-lo no Strava. Isso significa que posso chegar ao trabalho um pouco mais tarde do que o habitual – melhor enviar um e-mail para meu chefe. Oh, e sim, coloque uma garrafa de água na geladeira pronta para a manhã. Vou apenas fazer uma xícara de chá e verificar o clima para amanhã antes de dormir e apagar as luzes.”
Tempo, tamanho, distância, velocidade, direção, peso, volume, temperatura, pressão, força, som, luz, energia – reconhece alguns desses no texto acima? Essas são todas as propriedades físicas que medimos e consideramos garantidas. A vida como a conhecemos não seria possível sem medição.
Isso também era aparente há 5000 anos, quando as pessoas começaram a usar unidades de medida padronizadas. Na verdade, as quatro grandes civilizações antigas, China, Índia, Egito e Mesopotâmia, tinham conhecimento de metrologia. No início, as unidades de medida muitas vezes estavam relacionadas a partes do corpo humano: o dígito, a mão, o pé, o passo ou a xícara – o volume que você pode segurar com duas mãos – e além do peso e medidas, a consistência controlada nas medições também incluía tempo, distância e área.
A metrologia garantiu medições uniformes, não apenas dando ao governante ou estado a base necessária para coletar impostos, mas também fornecendo a confiança e a credibilidade necessárias na medição para garantir a integridade do comércio.
Uma das primeiras unidades conhecidas usadas para medir comprimento é o côvado egípcio. Datando do terceiro milênio a.C., era o comprimento do antebraço do cotovelo até a ponta do dedo médio.
O ‘côvado real’, conhecido da arquitetura do Antigo Império, era ligeiramente mais longo – um côvado comum mais a largura da palma da mão do faraó reinante. O mestre do côvado real (padrão primário) foi feito para durar e foi esculpido de um bloco de granito preto. Os trabalhadores recebiam varas de côvado feitas de madeira ou granito e, a cada lua cheia, suas varas de côvado tinham que ser trazidas para comparação com o mestre do côvado real. A falha em fazê-lo era punível com a morte.
Os antigos egípcios anteciparam o espírito do sistema atual de metrologia legal, padrões, rastreabilidade e recall de calibração. Com essa padronização e uniformidade de comprimento, eles alcançaram uma precisão incrível. A Grande Pirâmide de Gizé é construída com lados de 440 côvados (230,364 metros). Usando varas de côvado, os construtores estavam dentro de 11,4 cm – isso é uma precisão melhor que 0,05%.
A China antiga é o lar do sistema de pesos e medidas totalmente organizado mais antigo conhecido. O controle de qualidade nas indústrias evoluiu durante a Dinastia Shang do século 16 ao 11 a.C. E descobertas arqueológicas demonstram o uso de um sistema métrico decimal já em 1600 a.C.
No período que levou ao século 8 a.C., um sistema padronizado de equipamentos de medição foi estabelecido. O estado definiu e fez cumprir regras de qualidade em ‘Registros de Etiqueta’ e oficiais estatais especiais calibravam ou verificavam a precisão dos instrumentos de medição duas vezes por ano.
O imperador Qin Shi Huang, que uniu os estados beligerantes chineses em 221 a.C., também unificou seu país economicamente padronizando as unidades de medida, como pesos e medidas – ele até padronizou os eixos de carros para facilitar o transporte no sistema rodoviário – mas talvez o mais importante, ele unificou a escrita chinesa para formar um sistema de comunicação para toda a China.
A padronização e as medidas compartilhadas criaram uma civilização coerente – e um grande mercado comum – durando por milênios.
Nos séculos 19 e 20, a industrialização com sua produção em massa, assim como o desenvolvimento científico e tecnológico, expandiu a gama de unidades de medida e levou ao surgimento de novos instrumentos e métodos de medição.
Em muitos países industrializados, a metrologia se desenvolveu em uma ciência que estabelece sistemas de unidades e unidades de medida, desenvolve novos métodos de medição, realiza padrões de medição e a transferência de rastreabilidade desses padrões.
Em 1875, representantes de 17 nações assinaram o Tratado do Metro (Convention du Mètre) para criar "uniformidade e precisão internacional nos padrões de pesos e medidas". Em 1960, a Conferência Geral de Pesos e Medidas (CGPM) – uma organização intergovernamental adotou um conjunto globalmente definido de referências de medição, o Sistema Internacional de Unidades (SI).
A calibração é uma comparação entre medições – uma de correção conhecida feita com um dispositivo e outra medição feita de maneira semelhante com um segundo dispositivo, a unidade em teste. O dispositivo com a correção conhecida ou atribuída – o ‘valor verdadeiro’ – é chamado de padrão. Uma cadeia ininterrupta de medições com incertezas conhecidas liga a medição deste dispositivo de volta aos padrões internacionais.
O resultado de tal verificação metrológica é a conformidade, o que significa que o dispositivo pode retornar ao serviço regular; ou não conformidade, que requer ajuste, reparo ou descarte do dispositivo.
A rastreabilidade é um princípio fundamental em qualquer tipo de trabalho de calibração. A rastreabilidade de medição descreve como um resultado de calibração, geralmente citado em um certificado de calibração, se liga a um padrão através de uma cadeia de calibrações, terminando no topo – o padrão primário. A cadeia de rastreabilidade é uma cadeia ininterrupta de comparações, todas com incertezas declaradas.
Institutos nacionais de metrologia e laboratórios de calibração acreditados secundários fornecem rastreabilidade ao mais alto nível internacional. Vários arranjos mútuos de reconhecimento garantem rastreabilidade reconhecida através das fronteiras nacionais.
Uma calibração acreditada é rastreável a institutos nacionais como DPLA, NIST, NPL ou PTB. Laboratórios acreditados emitem certificados de calibração em conformidade com os requisitos da ISO/IEC 17025 e reconhecidos por todas as principais organizações internacionais de acreditação. Certificados de calibração acreditados são documentação legal aceitável.
Frequentemente, instrumentos de medição requerem uma calibração acreditada para alcançar o reconhecimento formal de terceiros da calibração, por exemplo, para atender a várias exigências das autoridades. Esse nível de calibração também é exigido para instrumentos usados como padrões de ‘referência’.
A precisão e a exatidão são as duas características que definem principalmente a qualidade de um dispositivo de medição. A precisão de um sistema de medição é o grau de proximidade das medições de uma quantidade ao valor real (verdadeiro) dessa quantidade. As unidades de magnitude (erro absoluto) ou porcentagem (erro relativo) expressam esse valor. A reprodutibilidade ou repetibilidade, o grau em que medições repetidas sob condições inalteradas mostram os mesmos resultados, é chamada de precisão.
A dispersão dos resultados de medição define a precisão. Realizando apenas uma medição, a precisão representa a probabilidade de que ela seja representativa da média de medição obtida ao executar muitas medições.
Operações que estabelecem, sob condições especificadas, a relação entre os valores indicados por um instrumento de medição ou sistema de medição, ou valores representados por uma medida material, ou um material de referência, e os valores correspondentes de uma quantidade realizada por um padrão de referência.
De acordo com a Cooperação Internacional de Acreditação de Laboratórios (ILAC), o objetivo da calibração é:
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