Diretiva DIN 51309:2005 – Apresentação e certificado de calibração

Calibração estática de transdutores ambos para aplicações gerais e “padrão de transferência”

O procedimento para classificar transdutores é descrita

Não apropriada para calibrar torquímetros

Os números abaixam identificam os parágrafos do padrão

4. Características do transdutor

Todos os componentes do instrumento, incluindo cabo, devem ser identificados (manufaturador, tipo, 4 ou 6 cabos, número de série, etc.)

O lado de medição deve ser indicado (lado de aplicação de torque) se importante. Neste caso, por exemplo, com transdutores rotativos, dependendo da presença de anéis deslizantes

O transdutor e suas partes de montagem não devem ser introduzidas com forças cruzadas ou momentos de dobra

5.1 Calibração de transdutores

Calibração = Aplicação de torques conhecidos ao transdutor e armazenar os dados fornecidos.

Pode-se trocar a unidade se a incerteza adicional devido a mudança for menor que 1/3 da incerteza relativa do resultado de calibração (SCS leva em consideração o balanço de incerteza)

Componentes e adaptadores devem suporta 1.5 vezes o torque transmitido máximo

No torque máximo a variação de tamanho do dispositivo de medição e adaptadores deve ser menor que 1mm

Antes da calibração o transdutor e adaptadores devem ser carregados pelo menos 4 vezes com sobrecarga de 8 a 12% do torque nominal por 1 até 1.5 minutos (para segurança e evitar danos durante a calibração)

5.2 Resolução do dispositivo de indicação

A resolução r é o incremento do último número ativo, provido de que a flutuação máxima é 1 incremento quando o dispositivo estiver descarregado

Se a indicação mudar mais do que 1 incremento, a resolução é metade da flutuação + 1 dígito

O valor mínimo do alcance de medição é definido de acordo com a classe na tabela que segue (critério de classificação)

5.3 Preparação de calibração

Todos os ajustes, se houver, devem ser gravados

Medições devem ser feitas após estabilização de temperatura

O sinal zero deve ser gravado antes e após a calibração com torque descarregado na posição vertical

Aplicar o torque no lado definido pelo manufaturador

Indicação positiva para sentido horário de torque

5.4 Procedimento de calibração

Calibração no sentido horário ou anti-horário nas etapas especificadas (normalmente 5 etapas no alcance de medição)

Definimos um tempo de espera de 10 segundos em cada etapa, o mais constante o possível

Pré-carga do torque nominal deve ser realizada 3 vezes no primeiro ciclo da direção de calibração e uma vez a cada mudança na posição de montagem

Após cada pré-carga (curto tempo) aguarde a estabilização do zero (máx. 3 minutos) e grave o valor

Após a última pré-carga na primeira posição de montagem, gravar o rastejo por 3 minutos

Preferencialmente a calibração deve ser feita em 3 posições em 120 graus

Para transdutores com acomplamento quadrado, posições de 4×90 graus são utilizadas

Para classes 1, 2 e 5 é possível apenas uma rotação em 90 ou 120 graus

O número de medições depende na classe do transdutor, como mostrado na tabela

Número de medições requeridas

O mínimo de estágios de torque (em adição ao estágio zero) deve ser como o a seguir para cada direção:

– classes 0.05 e 0.1 = 8 (distribuído adequadamente pelo alcance de medição)

Nota: por exemplo, nas etapas 10, 20, 30, 40, 50, 60, 80 e 100% ME ou 2, 5, 10, 20, 40, 60, 80 e 100% ME

– classes 0,2 e 0,5   = 5 (20, 40, 60, 80 e 100 % ME)

– classes 1 até 5 = 3 (20, 60 e 100% ME) (Procedimento SCS para classes 1:5 etapas)

O valor mínimo do alcance de medição deve ser um dos valores de calibração

UM TRANSDUTOR PODE SER CALIBRADO SEPARARADAMENTE PARA DIVERSOS ALCANCES DE MEDIÇÃO DE TORQUE

Sequência de calibração para classe 1

O ambiente deve estar entre 18 e 28 graus Celsius (preferencialmente 22 graus Celsius) e estável com ± 1 K.

O intervalo entre duas etapas de carga deve ser igual, especialmente na presença de rastejo

A indicação antes da medição deve ser zerada ou levada em consideração no cálculo

Para instrumentos com escala definida (N.m) a indicação deve ser zerada no início de cada série de medições

5.4.7 Avaliação do transdutor

Caso I: apenas séries crescentes

O resultado de calibração para cada torque como a média sobre as diferentes posições de montagem dos valores mostrados pela série crescente, corrigida pelo ponto zero. As funções de suavização cúbica e linear são calculadas usando o ponto de origem e o erro de interpolação é determinado

Histerese não participa da classificação e não contribui para o padrão de incerteza de medição, enquanto o erro de interpolação é considerado

Caso II: séries crescentes e decrescentes

O resultado de calibração é calculado para cada torque como a média sobre as diferentes posições de montagem dos valores demonstrados pelas séries crescentes e decrescentes, corrigidas pelo ponto zero. A função linear de suavização é calculada usando o ponto de origem e o erro de interpolação é determinado

No caso de instrumentos com escala fixa (N.m) o erro de interpolação é substituído pelo erro de indicação

Erro de reversibilidade (histerese) e íon de interpolação (ou erro de indicação) são levados em consideração para classificação e contribuição o erro de incerteza relativo

Resultado de calibração

Caso I: apenas séries crescentes

O resultado de calibração Y(Mk) é calculado para cada torque de calibração como a média sobre as diferentes posições de montagem dos valores mostrados pelas séries crescentes, corrigidas pelo ponto zero

Caso II: séries decrescentes e crescentes

O resultado de calibração Yh(Mk) é calculado para cada torque de calibração como a média de diferentes posições de montagem dos valores mostrados em séries crescentes e decrescentes, corrigidas pelo ponto 0

Nota: para a posição 0 graus na segunda série crescente (classes 0.05 até 0.5) não estão incluídos do cálculo de resultado de calibração

Reprodutibilidade b (MK) e repetibilidade b’(MK)

A reprodutibilidade b(MK) é calculada para cada torque como o erro de repetibilidade dos valores mostrados das séries crescentes reduzidas pelo ponto zero em diferentes posições de montagem

A repetibilidade b’(MK) é calculada para cada torque de calibração como a quantidade de erro de repetibilidade dos valores mostrados nas séries crescentes reduzidas pelo ponto zero na mesma posição de montagem

Erro relativo do sinal zero f0

O valor zero deve ser gravado prioritariamente para cada série crescente e após cada série decrescente

O valor zero deve ser lido aproximadamente 30s após completar a descarga

O erro f0 é calculado como o valor máximo absoluto da diferença entre as duas leituras em todas as posições de montagem

Reversibilidade (histerese) h(MK)

O erro de reversibilidade h(MK) é determinado para cada torque de calibração como o valor máximo absoluto da diferença entre as indicações das séries crescentes e decrescentes para cada etapa de torque

Erro de interpolação fa(MK)

O erro de interpolação fa(MK) é determinado pela ajuda da função de suavização correndo pelo ponto de origem no alcance de medição:

Caso I: Terceiro grau – cúbico (não aplicado nas classes 1 a 5, primeiro grau aplicado)

Caso II: Primeiro grau de equação – linear

O erro de interpolação é calculado para cada etapa de calibração como a diferença do resultado* e o valor associado a função de suavização. A equação usada deve ser indicada no certificado de calibração.

*Resultado de calibração: sem histerese Yh(MK), com histerese Y(MK)

Erro de indicação fq(MK)

O desvio de indicação fq(MK) é determinada apenas pelo instrumento de torque que mostra o resultado diretamente na unidade e uma adaptação eletrônica de indicação da função de interpolação do resultado de calibração não é possível

Isto representa a diferença entre o resultado de calibração e o torque de referência aplicado

Rastejo de tempo curto

Rastejo de tempo curto é uma boa indicação da qualidade do transdutor (quanto maior o valor, menor a qualidade)

Na primeira posição de montagem é a diferença entre o ponto zero antes da primeira série de medição (após 3 minutos de aguardo) e o ponto zero imediatamente após a descarga da terceira pré-carga dividiva pelo resultado de calibração no valor mais alto do alcance

Princípio de classificação

O alcance de medição para qual certa classe é designada para o transdutor compreende todos os torques de calibração para qual o critério de classificação correspondente é preenchido – do limite mais alto do alcance de medição até o valor mais baixo de torque

Para a classificação o valor mínimo no alcance de medição deve ser:

• ≤ 20% do ME para classe 0.2 a 5
• ≤ 40% do ME para classes 0.05 a 0.1

Critério de classificação

Para propósitos de classificação, as quantidades absolutas determinadas em 5.4.7 são convertidas em relativas de acordo com a próxima tabela. O seguintes critérios devem ser levados em consideração:

– Reprodutibilidade relativa;

– Repetibilidade relativa;

– Variação de zero relativa;

– Erro de reversibilidade relativa (Caso II apenas);

– Indicação relativa ou desvio de interpolação;

– Resolução da unidade de display no menor limite do alcance de medição

Critério de classificação para dispositivos de medição