Após o estudo através do manual de utilização do distanciómetro e da identificação das características técnicas e riscos de utilização iniciou-se o processo experimental.
Os primeiros ensaios realizados foram fundamentais para caracterizar o instrumento de medição e permitir o estabelecimento do procedimento de utilização do distanciómetro. As características técnicas descritas na tabela 3.1, nomeadamente no que se refere à gama de medição, permitiu estabelecer um método de avaliação de grandezas de entrada Xi a considerar para o balanço da incerteza de medição.
5.2.1 Gama de Medição
Uma das características técnicas que se encontra mencionada na tabela 3.1 é a gama de medição. A gama de medição é de 59,95 m sendo os valores extremos do intervalo de medição
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de 0,05 m e 60 m. Quando se efectua uma medição fora deste alcance o distanciómetro imite um sinal sonoro e exibe no visor um código identificador de erro i258.
Aproveitando o primeiro contacto com os instrumentos de medição do laboratório e com o distanciómetro, foi feita uma verificação dos valores de indicações extremas. Devido ao facto de não existir capacidade no laboratório de comprimento para realizar medições superiores a 50 m, foi feita a verificação para valor mínimo da indicação, referido no manual do distanciómetro, ou seja para 0,05 m.
Para a realização deste ensaio foi utilizado o banco de ensaio SIP de 3 m variando-se a sua distância linear entre L 45 mm e L 50 mm
A tabela 5.1 apresenta as indicações no distanciómetro e no padrão de referência, sistema laser interferométrico.
Tabela 5.1: Alcance de medição mínimo
Valor Nominal L (mm) Indicação no Sistema Laser Interferométrico
X
ref(mm) Indicação no DistanciómetroX
i(mm) 45 45,0 i258 46 46,0 i258 47 47,0 i258 48 48,0 i258 49 49,0 49 50 50,0 50De acordo com a tabela 5.1, o distanciómetro permite a realização de medições abaixo do valor apresentado nas especificações técnicas do manual de utilização.
Para verificar o comportamento do distanciómetro, fez-se deslocar o carro do banco de ensaio SIP de 3 m entre L 48 mm e L 49 mm com intervalos de 0,1 mm. Os resultados apresentados na tabela 5.2 são os valores de indicação do sistema laser interferométrico, o valor de indicação do distanciómetro e o erro de medição respectivo através da aplicação da equação 3.4.
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Tabela 5.2: Erro de medição para o alcance de medição mínimo
Indicação no Sistema Laser Interferométrico
X
ref (mm) Indicação no DistanciómetroX
i(mm) Erro de Medição e (mm) 48,0 i258 − 48,1 49 0,9 48,2 49 0,8 48,3 49 0,7 48,4 49 0,6 48,5 49 0,5 48,6 49 0,4 48,7 49 0,3 48,8 49 0,2 48,9 49 0,1 49,0 49 0,0Para valores de distância inferiores a 49 mm o erro de medição aumenta até ao ponto em que não permite mais a medição, passando a apresentar o erro i258. O valor de aquisição do distanciómetro inicia-se a partir dos 49 mm. A partir destes valores podemos concluir que o extremo inferior do intervalo nominal de indicação é de 49 mm, devendo o mesmo ser apresentado no certificado de calibração. Estes dados permitem concluir também que as especificações referidas no manual do distanciómetro para o extremo inferior do intervalo nominal de indicação está correto (pois se mede a partir de 49 mm mede também a partir dos 50 mm especificados).
Os ensaios realizados para obter estes resultados foram de grande relevância, permitindo um primeiro contacto com todos os equipamentos do laboratório necessários para realizar a calibração do distanciómetro.
A utilização dos equipamentos de laboratório, permitiu obter informações sobre o instrumento de medição a calibrar através da identificação de características que possam ser introduzidas como grandezas de entrada Xi a avaliar na incerteza de medição.
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5.2.2 Estabilidade do Distanciómetro
O distanciómetro é um instrumento de medição que utiliza um feixe laser para realizar a medição.
O manual de utilização faz referência a que o feixe laser desliga ao fim de 60 segundos, tendo tal indicação sido confirmada aquando da realização dos ensaios para a avaliação do valor extremo do intervalo de indicação mínimo. Outra constatação, feita durante a realização destes ensaios, foi a de que na aquisição da medição do distanciómetro entre L 49 mm e L 50 mm, após se accionar o feixe laser, se a aquisição fosse realizada num intervalo de tempo curto, o equipamento muitas das vezes exibia no visor o código identificador de erro i258.
Destes ensaios se concluiu que a especificação dada no manual para este valor extremo do intervalo nominal de indicação é o que, na prática, deverá ser considerado aquando da realização da calibração.
Quando a aquisição da medição foi realizada após um intervalo de tempo aproximado de 60 s após a activação do feixe de laser, o instrumento de medição efectuava a aquisição da medição.
Em consequência procurou-se identificar qual a influência do tempo de estabilização após a activação do feixe laser (estabilidade do distanciómetro) na indicação de distâncias do distanciómetro.
A partir dos ensaios efectuados para avaliar a estabilidade do distanciómetro, exibidos na tabela A.1 do anexo A, apresentam-se os resultados do seu tratamento estatístico na tabela 5.3, para os respectivos valores nominais, intervalo de tempo da aquisição de medição, média do valor de indicação do distanciómetro ( ̅), média do valor de indicação do sistema laser interferométrico ( ̅ ), erro de medição médio e desvio-padrão (s(e)).
Tabela 5.3: Avaliação da estabilidade do distanciómetro
Valor Nominal L (mm) Tempo t (s) Indicação no Sistema Laser Interferométrico ̅ (mm) Indicação no Distanciómetro ̅ (mm) Erro de Medição e (mm) Desvio-Padrão s(e) (mm) 500 30 499,9996 500,7 0,7 0,5 60 499,9998 501,0 1,0 0,0 2500 30 2500,0000 2500,9 0,9 0,3 60 2500,0001 2501,0 1,0 0,0
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De acordo com a tabela 5.3, para ambos os valores nominais considerados na medição o distanciómetro tem idêntico comportamento de leitura da medição para 60 s, após o accionamento do equipamento e de seguida a activação do feixe laser.
Este tempo é o suficiente para activar o distanciómetro e activar o laser, estando o feixe ligado até momentos antes de adquirir a medição sem que este desactive o feixe automaticamente, o que permite que o feixe esteja estabilizado quando na aquisição da medição. Para comprovar que o feixe laser estabiliza momentos antes de desactivar o feixe, podemos relacionar o desvio-padrão. Como podemos observar na tabela 5.3 que o desvio- padrão para 60 s é ̅ 0 mm, enquanto para 30 s o desvio padrão é ̅ 0 5 mm para o valor nominal de 500 mm e de ̅ 0 3 mm para o valor nominal de 2500 mm.
Este parâmetro, que designamos por “ estabilidade do distanciómetro” é uma grandeza de entrada Xi, correspondendo a uma fonte de incerteza a ter em consideração no balanço de incerteza .