O certificado de calibração e sua própria configuração indicam dois números diferentes
Incerteza de medição na medição UV
As folhas de dados de sensores UV e radiômetros UV indicam um percentual, geralmente seguido de k = 2. Esse valor vem da calibração e descreve o quão precisa era a instrumentação no laboratório, na fonte de calibração. Na sua própria posição de medição, a incerteza é maior – muitas vezes consideravelmente. Esta página explica de onde vem essa diferença, o que significa k = 2 e como as contribuições individuais se somam para chegar a um valor defensável para sua própria tarefa de medição.
Incerteza de calibração não é incerteza de medição
A incerteza de calibração aplica-se a um estado estritamente definido: a fonte de calibração do laboratório, a faixa espectral calibrada, a faixa de medição calibrada, a temperatura ambiente e o dia da calibração. Ela é indicada no certificado de calibração e é a menor incerteza que o instrumento jamais terá.
A incerteza de medição é o valor aplicável ao seu próprio resultado. Ela contém a incerteza de calibração mais tudo o que é adicionado posteriormente: uma fonte diferente da fonte de calibração, uma temperatura de sensor diferente, o envelhecimento desde a calibração, a distância e o alinhamento em relação à fonte, e a dispersão da própria medição.
Citar o valor do certificado como incerteza de medição o subestima. Para uma liberação de processo, uma comprovação de capacidade ou evidência de conformidade com uma norma, esse é o número errado.
O que significa k = 2
O que é indicado não é a incerteza padrão u, mas sim a incerteza expandida U = k · u. O fator de abrangência k determina com que confiabilidade o valor verdadeiro se encontra dentro do intervalo indicado:
- k = 1 – nível de confiança de aproximadamente 68 %
- k = 2 – nível de confiança de aproximadamente 95 %; o valor usual em certificados de calibração conforme DIN EN ISO/IEC 17025
- k = 3 – nível de confiança de aproximadamente 99,7 %
Um percentual sem k, portanto, não pode ser avaliado: 5 % com k = 1 e 5 % com k = 2 diferem por um fator de dois. Se uma ficha técnica indicar um valor sem o fator de abrangência, a especificação está incompleta.
O orçamento de incerteza de uma configuração de medição UV
Cada contribuição é estimada separadamente, convertida em uma incerteza padrão e somente depois combinada. As ordens de grandeza abaixo se aplicam aos sensores e radiômetros da Opsytec; os valores de um caso individual são informados no certificado de calibração e nos dados técnicos do respectivo produto.
Contribuições para a incerteza de medição
| Contribuição | Ordem de grandeza | De onde vem o valor, o que o reduz |
|---|---|---|
| Calibração de fábrica | 4,5–6,0 % (k = 2) | certificado de calibração; valor típico dos sensores Opsytec |
| Calibração ISO 17025 | a partir de 2,8 % (k = 2) | laboratório de calibração acreditado conforme DIN EN ISO/IEC 17025 |
| Discrepância espectral | até várias dezenas de por cento | maior item isolado em uma fonte desconhecida; calibrar em relação à fonte real ou aplicar um fator de discrepância |
| Linearidade | abaixo de 1 % | dados técnicos do sensor |
| Envelhecimento | abaixo de 3 % ao ano | aumenta com o tempo desde a última calibração; definir um intervalo de calibração |
| Deriva de temperatura | abaixo de 0,1 % por °C | limitar a temperatura do sensor, prever resfriamento |
| Distância e alinhamento | depende da aplicação | definir uma geometria de medição repetível; observar a correção de cosseno |
| Repetibilidade | depende da aplicação | determinar a partir de medições repetidas na própria montagem |
Do orçamento a um número
As contribuições são somadas quadraticamente, não somadas diretamente – elas são independentes umas das outras. A incerteza padrão combinada resulta das incertezas padrão ui:
uc = √(u1² + u2² + … + un²)
Antes de somar, cada contribuição é convertida de volta para k = 1: um valor indicado com k = 2 é dividido pela metade, um valor limite sem distribuição indicada é tratado como distribuição retangular e dividido por √3. No final, o resultado é novamente expandido com k = 2.
Exemplo prático: cura com LED UVA, sensor calibrado em relação à fonte real
| Contribuição | Valor de entrada | u (k = 1) |
|---|---|---|
| Calibração de fábrica | 6 % (k = 2) | 3,0 % |
| Desajuste residual após calibração específica da fonte | 4 % (k = 2) | 2,0 % |
| Envelhecimento, um ano desde a calibração | abaixo de 3 %, distribuição retangular | 1,7 % |
| Temperatura do sensor 20 °C acima da temperatura de calibração | 2 %, distribuição retangular | 1,2 % |
| Repetibilidade na posição de medição | a partir de medições repetidas | 1,0 % |
| incerteza padrão combinada | contribuições individuais somadas em quadratura | 4,3 % |
| incerteza de medição expandida (k = 2) | incerteza padrão combinada × 2 | 8,6 % |
O certificado de calibração isoladamente teria indicado 6 %. Na prática, essa configuração alcança 8,6 % – e isso já considerando um sensor calibrado em relação ao LED efetivamente utilizado. Sem uma calibração específica para a fonte, o descasamento espectral domina o orçamento e o valor chega a dois dígitos.
O que isso significa para o controle de processo
Para o monitoramento contínuo de processo, o que conta não é a leitura absoluta, mas a repetibilidade: a dose medida hoje é medida da mesma forma que a da semana passada? A parte sistemática – calibração e incompatibilidade – entra como um fator fixo e se cancela quando duas medições são comparadas. O que resta é a dispersão.
É por isso que a adequação de um sistema de medição é estabelecida por meio da comprovação de capacidade com os índices Cg e Cgk, e não pelo valor indicado no certificado de calibração. Para uma comprovação absoluta perante clientes, auditores ou uma norma, no entanto, aplica-se a incerteza de medição completa proveniente do orçamento.
Duas alavancas a reduzem de forma mais eficaz: a calibração em relação à fonte real e um intervalo de calibração observado. O laboratório de calibração oferece ambos, acreditado conforme ISO 17025 mediante solicitação.
Perguntas frequentes sobre incerteza de medição
Qual é a diferença entre incerteza de calibração e incerteza de medição?
A incerteza de calibração é indicada no certificado de calibração e se aplica apenas à fonte de calibração, à faixa espectral e de medição calibrada e ao dia da calibração. A incerteza de medição se aplica ao seu próprio resultado: ela contém a incerteza de calibração mais o desajuste espectral na fonte efetivamente utilizada, a temperatura do sensor, o envelhecimento desde a calibração, a distância e o alinhamento, além da dispersão da medição. Por isso, é sempre maior do que o valor indicado no certificado.
O que significa k = 2 em uma declaração de incerteza?
k é o fator de abrangência. O que é declarado é a incerteza expandida U = k · u, e não a incerteza padrão u. k = 2 corresponde a um nível de confiança de aproximadamente 95 % e é o valor usual em certificados de calibração conforme a DIN EN ISO/IEC 17025. Um percentual sem k não pode ser avaliado, pois 5 % com k = 1 e 5 % com k = 2 diferem por um fator de dois.
Qual é a magnitude da incerteza de medição de uma medição UV na prática?
Isso depende da configuração de medição e é determinado por meio de um balanço de incertezas. Para cura UVA LED com um sensor calibrado em relação à fonte real, a calibração de fábrica, o desajuste residual, um ano de envelhecimento, o aumento da temperatura do sensor e a repetibilidade juntos resultam em aproximadamente 8,6 % (k = 2) – em comparação com 6 % apenas do certificado de calibração. Sem calibração específica para a fonte, o valor chega a dois dígitos.
Qual contribuição para a incerteza de medição é a maior?
Em regra, o desajuste espectral, assim que as medições são feitas em uma fonte diferente daquela em relação à qual foi calibrado. Ele pode chegar a várias dezenas de por cento e assim superar todas as demais contribuições combinadas. Como o desvio é sistemático e reprodutível, ele pode ser amplamente eliminado calibrando em relação à fonte real ou aplicando o fator de desajuste.
