Tema: Rastreabilidade de medição

Walderson VidalAdriano 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-030Item 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 pela Cgcre/Inmetro para essa calibração específica;

• 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 RelatadasPara 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, 16-QAM - 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 / || i-Q 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 FísicaA 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 – CPA-T 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

Ensaio 1: Interferência a um sinal espúrio de CW

Apresentação de casos práticos

Analisador deTransmissão

Digital

Fonte dealimentação

Multímetro

Atenuador30 dB (a)

Divisor dePotência (a)

TransmissorBB RF

CC

AtenuadorVariável

Gerador deSinais

Sensor dePotência

Analisador deTransmissão

Digital

Medidor dePotência

ReceptorRF BB

CC

Atenuador 30 dB (b)

MCC

CC

Freqüencímetro

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 1: Interferência a um sinal espúrio de CW

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 2: Sinalização de monocanal

Telefone

Fonte deAlimentação(a)

Multímetro

ESE BBB RF

DC IN

AAtenuador30 dB (a)

AtenuadorVariável (a)

Atenuador30 dB (b)

Osciloscópio

100 Ω

CH 1

CH 2

Va

ESE ARF BB

DC IN

A

MultímetroDécada

Resistiva

Fonte deAlimentação(b)

If

Vbat

La SaPonte de

AlimentaçãoLb + - Sb

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.

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.

Ensaio 3: Faixa de variação de tensão de entrada na Unidade Retificadora (UR)

Multímetro

Fase +Neutro -

SR

Multímetro

Variador deTensão

UR´s1...2...3...n

Carga

AlicateAmperímetro

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..

Considerações Finais: Periodicidade e Calibração de Instrumentos

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 Multiplex2.048 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