Tema: Rastreabilidade de medição

Tema: Rastreabilidade de
medição
Walderson Vidal
Adriano Bitencurte
NBR ISO/IEC 17025
5.6 - Rastreabilidade da medição
Todo equipamento utilizado em Ensaio e/ou Calibração,
incluindo equipamento para medições auxiliares, que
tenham efeito significativo sobre a exatidão ou validade
do resultado do ensaio, calibração ou amostragem, deve
ser calibrado antes de entrar em serviço.
NBR ISO/IEC 17025
• Quando não for possível a rastreabilidade ao SI, o
laboratório deve fornecer confiança nas medições,
através da rastreabilidade a padrões apropriados, como:
– uso de materiais de referência certificados
– uso de métodos especificados e/ou padrões
consensados
– participação de comparações interlaboratoriais
VIM
6.10 - Rastreabilidade
Propriedade do resultado de uma medição ou do valor
de um padrão estar relacionado a referências
estabelecidas, geralmente a padrões nacionais ou
internacionais, através de um cadeia contínua de
comparações, todas tendo incertezas estabelecidas.
NIT-DICLA-030
Item 7.2
Para assegurar que as medições feitas no laboratório
sejam rastreáveis ao SI, a Cgcre/Inmetro exige que o
laboratório garanta que a calibração de seus padrões de
referência e instrumentos que precisem ser calibrados
externamente sejam realizadas em laboratórios que
possam demonstrar competência, capacidade de
medição e rastreabilidade para a calibração específica
que for executada.
Considera-se que os seguintes laboratórios atendem a
estes requisitos:
NIT-DICLA-030
• Laboratórios integrantes do Inmetro, do Serviço da Hora
do Observatório Nacional (SH/ON) ou do Instituto de
Radioproteção e Dosimetria (IRD);
•
Laboratórios Nacionais de Metrologia signatários do
Acordo de Reconhecimento Mútuo do CIPM e que
participem das comparações chave (key comparisons)
organizadas pelo BIPM ou por Organizações Regionais
de Metrologia (ex.: SIM, EUROMET e APMP);
NIT-DICLA-030
• Laboratórios
de
calibração
credenciados
Cgcre/Inmetro para essa calibração específica;
pela
• Laboratórios de calibração, que sejam credenciados
para essa calibração específica, por Organismos de
Credenciamento de Laboratórios signatários dos
Acordos de Reconhecimento Mútuo da ILAC e/ou da EA
e/ou da IAAC para o credenciamento de laboratórios de
calibração.
Dificuldades Relatadas
• Realização de calibração em medidas de modulação
digital:
– Error Vector Magnitude,
– Phase Error,
– Frequency Error para modulação do tipo: GMSK,
8PSK, QPSK e 16QAM.
Obs: Tais medições são realizadas por simuladores
de radiocomunicações, utilizados em ensaios de
telefone celular (AMPS, CDMA, GSM/GPRS/EDGE)
Dificuldades Relatadas
Para transmitir sinais digitais em uma portadora, é
necessária a modulação destas informações (bits). A
modulação digital codifica uma seqüência de bits de
comprimento finito em um dentre vários possíveis sinais
transmitidos. Intuitivamente, o receptor minimiza a
probabilidade de erros de bit decodificando o sinal
recebido como o sinal no conjunto de possíveis sinais
transmitidos que é mais próximo ao sinal recebido.
Portanto é possível analisar sinais em um espaço
vetorial definido, a análise vetorial é aplicada nas
técnicas de modulação específica (GMSK, 8-PSK, 16QAM - p. 20, 31 e 31)*.
Dificuldades Relatadas
Dificuldades Relatadas
• Na teoria é possível associar matematicamente fase e
magnitudes do vetor (Erro de fase e EVM). Ex:
• Note que o EVM, matematicamente é o modulo dos
vetores I-Q measured e i-Q reference. Para calcular o
phase error, podemos aplicar à seguinte formula:
• cos(Phase error) = i-Q measured * i-Q reference / || iQ reference || * || i-Q measured ||
• Podemos concluir que a base de tempo é uma das
grandezas que tem influência sobre as medidas de
modulação digital.
Dificuldades Relatadas
• Analisadores de Protocolos
Validação da Camada Física
A camada física define as especificações elétricas,
mecânicas, funcionais e de procedimentos para ativar,
manter e desativar o link físico entre sistemas finais.
Características
como
níveis
de
Tensão,
temporização de alterações de tensão, taxas de dados
físicos, distâncias máximas de transmissão, conectores
físicos e outros atributos similares são definidas pelas
especificações da camada física.
Dificuldades Relatadas
• Exemplo Analisador de Protocolo modelo HP37900
Validação
da
Interface
física
aplicando
as
Recomendações da SDT-220-250-707 – ABR/98 – CPAT Interfaces de Transmissão Características Elétricas e
Físicas
Dificuldades Relatadas
• Realização de calibração em SDH
– Medidas importantes:
• Exatidão da Freqüência nas interfaces STM
• Offset da Frequência do Gerador de Relógio
• Sensibilidade das entradas Ópticas (em função
dos comprimentos de onda)
• Nível de Saída Ópticas (em função dos
comprimentos de onda)
• Conformidade de Pulsos das interfaces STM
Apresentação de casos
práticos
Ensaio 1: Interferência a um sinal espúrio
de CW
Analisador de
Transmissão
Digital
Multímetro
Transmissor
BB
RF
Atenuador
30 dB (a)
Atenuador
Variável
Sensor de
Potência
Divisor de
Potência (a)
CC
M
Atenuador
30 dB (b)
Receptor
RF
BB
CC
CC
Fonte de
alimentação
Medidor de
Potência
CC
Gerador de
Sinais
Freqüencímetro
Analisador de
Transmissão
Digital
Ensaio 1: Interferência a um sinal espúrio
de CW
O ensaio consiste em determinar o nível e a freqüência dos sinais recebidos pelo receptor, que
causam uma taxa de erro > 10E-6 no sinal demodulado por este receptor.
- Na configuração de ensaio mostrada no slide anterior, através do Atenuador Variável ajusta-se
o nível na entrada do receptor, até obter-se uma taxa de erro =10E-6.
- Ativa-se o gerador de sinais com as freqüências definidas no ensaio e nível ajustado até que
seja obtida a taxa de erro > 10-6 no sinal demodulado pelo receptor.
- Obtida esta taxa, o nível e a freqüência do sinal recebido na entrada do receptor são definidos
pelo valor indicado no Medidor de Potência, pelo Atenuador 30 dB(b) e pelo Freqüencímetro. A
contribuição da calibração destes equipamentos influencia diretamente na incerteza total do
resultado. Devem portanto ser calibrados.
Note-se que para determinar o sinal recebido não foi necessário conhecer o nível na saída do
Gerador de Sinais, nem as atenuações do Atenuador 30 dB(a), do Atenuador Variável e do
Divisor de Potência.
Portanto a contribuição da calibração destes equipamentos para a incerteza total do resultado do
ensaio é nula. NBR ISO/IEC 17025, item 5.6.2.2.1 - Para laboratórios de ensaio, os requisitos
apresentados em 5.6.2.1 (Calibração) aplicam-se a equipamentos de medição e ensaios
utilizados com funções de medição, a não ser que tenha sido estabelecido que a contribuição
associada da calibração pouco contribui para a incerteza total do resultado do ensaio
Ensaio 2: Sinalização de monocanal
Telefone
ESE B
BB
La
ESE A
RF
RF
DC IN
DC IN
Lb
100 Ω
Fonte de
Alimentação(a)
Multímetro
A
Atenuador
30 dB (a)
Atenuador
30 dB (b)
Atenuador
Variável (a)
Sa
Ponte de
Alimentação
BB
+
-
Sb
Va
Vbat
A
CH 1
Osciloscópio
Década
Resistiva
Multímetro
CH 2
Fonte de
Alimentação(b)
If
Para alguns ensaios de características de sinalização, o requisito define que a tensão de linha
(Vbat) seja de 48 V e a que a corrente de enlace (If) seja de 20 mA.
A tensão Vbat é obtida através de uma Fonte de Alimentação (b). A verificação desta tensão é
feita pelo multímetro calibrado. A corrente If, também medida com o multímetro calibrado é
ajustada através da Década Resistiva.
Note-se que a exatidão dos valores de tensão e corrente dependem da calibração do multímetro.
A indicação da tensão gerada na Fonte de Alimentação e o valor da resistência indicada na
Década Resistiva em nada contribuem para a incerteza total do resultado do ensaio e não
necessitam de calibração.
Ensaio 3: Faixa de variação de tensão de
entrada na Unidade Retificadora (UR)
O ensaio visa determinar a faixa de variação da tensão de entrada com a qual a UR deve operar,
em regime contínuo, mantendo a tensão e a corrente de saída dentro de certas características.
Variador de
Tensão
Fase
+
Neutro
-
Carga
SR
Multímetro
UR´s
1...2...3...n
Multímetro
Alicate
Amperímetro
A variação da tensão de entrada é obtida através de ajuste do Variador de Tensão. Para obter os
valores gerados pelo variador de tensão, se faz uso do multímetro calibrado. O Variador de
tensão também não necessita calibração.
Estes são alguns exemplos que comprovam que na necessidade de geração de sinais que
possibilitem a realização de ensaios, é muito mais coerente verificar estes sinais com
instrumentos calibrados ao invés de utilizar a indicação destes geradores e suas respectivas
tabelas de calibração.
Considerações Finais:
Periodicidade e Calibração de Instrumentos
Pelo exposto o que se pretende argumentar é que nem todos os instrumentos de testes
utilizados na montagem do “setup” do ensaio necessitam ser calibrados, cabendo ao avaliador
ter como critério, a cobrança de rastreabilidade, somente dos instrumentais utilizados com
funções de medição.
Enquanto que nos instrumentais de apoio utilizados na geração de sinais, faz-se necessário
somente uma verificação compatível.
É de conhecimento tácito que o período de calibração dos instrumentos de medição utilizados
nos ensaios é de 1 ano.
Porém não existe nenhuma regra que defina esta obrigatoriedade, nada impede que o
Laboratório adote como política o período 2 anos entre duas calibrações sucessivas, associado a
procedimentos internos de verificação intermediárias, com métodos adequados e suficientes..
Referências
•
DOQ-CGCRE-018-REV 00 – SET/2006 – Orientação para Calibração de
Instrumentos Analógicos e Digitais de Medição na Área de Eletricidade
•
DOQ-CGCRE-007-REV 00 – ABRIL/2003 – Informações sobre os Acordos de
Reconhecimento Mútuo no campo do Credenciamento de Laboratórios
•
DOQ-CGCRE-003- Orientações sobre Calibração e Rastreabilidade das Medições e,
Laboratórios de Calibração e de Ensaio
•
NIT-DICLA-030 – REV 01 – JUL/03 – Rastreabilidade ao Sistema Internacional de
Unidades no Credenciamento de Laboratórios
•
SDT-225-100-706 – JUL/92 – Especificações Gerais de Equipamentos Multiplex
2.048 kbit/s
•
SDT-220-250-707 – ABR/98 – CPA-T Interfaces de Transmissão Características
Elétricas e Físicas
•
NBR ISO/IEC 17025:2005 – Item 5.6 – Rastreabilidade da Medição
Obrigado!!
Walderson Vidal
Adriano Bitencurte