Histerese de medição é a diferença entre as indicações de um instrumento para o mesmo valor da grandeza medida, conforme esse valor é alcançado subindo (ciclo crescente) ou descendo (ciclo decrescente). Um manômetro que indica 6,10 bar quando a pressão sobe até 6 bar e 6,20 bar quando ela desce até 6 bar tem histerese de 0,10 bar nesse ponto.
De onde vem a histerese
- Elementos elásticos: tubo de Bourdon, diafragmas e células de carga não voltam exatamente pelo mesmo caminho.
- Atrito e folgas: engrenagens, pivôs e ponteiros de instrumentos analógicos.
- Efeitos térmicos e de material: termômetros bimetálicos e alguns sensores capacitivos.
- Sobrecarga anterior: um instrumento que sofreu pico acima do fundo de escala pode passar a ter histerese maior.
Por isso, a histerese é também um sintoma. Um aumento de histerese entre uma calibração e a seguinte costuma indicar desgaste mecânico, sujeira ou deformação permanente, antes mesmo de o erro sair da tolerância.
Como medir a histerese na calibração
- Exercite o instrumento antes: guias de calibração de manômetros, como o EURAMET cg-17, preveem aplicar a pressão máxima algumas vezes antes das leituras.
- Suba pelos pontos de calibração sem ultrapassar e sem voltar (se passar do ponto, recomece o ciclo).
- Chegue ao fundo de escala e desça pelos mesmos pontos, do mesmo modo.
- Em cada ponto, calcule h = leitura decrescente − leitura crescente.
- Reporte a maior histerese, em unidade e em porcentagem do fundo de escala.
Exemplo: manômetro de 0 a 10 bar
Um manômetro de 0 a 10 bar, especificado com exatidão de ±1 % do fundo de escala (±0,10 bar), é calibrado em seis pontos nos dois sentidos (valores de exemplo):
| VVC (bar) | Crescente (bar) | Decrescente (bar) | Histerese (bar) |
|---|---|---|---|
| 0,00 | 0,00 | 0,05 | 0,05 |
| 2,00 | 2,05 | 2,15 | 0,10 |
| 4,00 | 4,05 | 4,20 | 0,15 |
| 6,00 | 6,10 | 6,20 | 0,10 |
| 8,00 | 8,10 | 8,15 | 0,05 |
| 10,00 | 10,05 | 10,05 | 0,00 |
Subindo, o pior erro é +0,10 bar, no limite. Descendo, os pontos de 4 e 6 bar chegam a +0,20 bar, o dobro da especificação. A histerese máxima é 0,15 bar, ou 1,5 % do fundo de escala. Se a calibração tivesse sido feita só no sentido crescente, o certificado mostraria um instrumento “no limite, mas aprovado”, e o problema ficaria escondido.
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Na incerteza e no critério de aceitação
Quando o instrumento é usado sem controle do sentido de aproximação, que é o caso da maioria dos manômetros de processo, a histerese precisa aparecer no resultado. Há duas formas comuns: avaliar o critério de aceitação nos dois ciclos, usando o pior erro, ou incluir a histerese no orçamento de Incerteza de medição como componente Tipo B, com distribuição retangular de meia largura h/2 (u = h/(2√3)). O procedimento deve dizer qual se aplica.
O erro mais comum
Calibrar só subindo. Em muitas aplicações, a medição que importa é a descendente: o alarme de pressão baixa de um sistema hidráulico, o ponto de corte de uma linha de vapor quando a caldeira desarma, a pesagem de silo que está sendo esvaziado. Se o processo trabalha descendo, o certificado precisa mostrar o ciclo decrescente.
No Sismetro, o modelo de certificado emitido tem a opção de calcular histerese, com número de casas decimais configurável, e os resultados recebidos de laboratórios externos registram o ciclo de cada ponto. Assim, a comparação entre calibrações mostra se a histerese do instrumento está aumentando. Mais no módulo de calibração e metrologia.
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