Limiar de discriminação é a maior variação no valor da grandeza medida que não provoca variação detectável na indicação do instrumento (VIM 2012, item 4.16). Ele depende de ruído, atrito e, às vezes, do próprio valor da grandeza e da velocidade com que ela muda. O nome popular “zona morta” corresponde a um conceito vizinho que o VIM define à parte (item 4.17): o intervalo máximo dentro do qual a grandeza pode variar nos dois sentidos sem mudar a indicação.
Limiar, zona morta, resolução e histerese
- Limiar de discriminação: quanto a grandeza pode subir (ou descer) sem o instrumento reagir.
- Zona morta: a soma das duas folgas, para cima e para baixo. Em controladores e posicionadores, ela às vezes é aumentada de propósito para evitar que o sistema fique “caçando” o ponto de ajuste.
- Resolução: a menor variação que provoca mudança perceptível. É o outro lado da mesma fronteira.
- Histerese: diferença entre leituras subindo e descendo ao longo de um ciclo. Atrito causa zona morta e também contribui para a histerese, por isso os dois costumam aparecer juntos em instrumentos mecânicos.
Exemplo: manômetro analógico com atrito
Na calibração de um manômetro de 0 a 10 bar de uma linha de água gelada, o técnico estabiliza o ponto de 6 bar e passa a subir a pressão bem devagar, observando o padrão digital (valores de exemplo). O ponteiro só se move quando o padrão chega a 6,04 bar. Voltando ao equilíbrio e descendo, o ponteiro só reage em 5,97 bar.
- Limiar de discriminação para cima: 0,04 bar.
- Limiar de discriminação para baixo: 0,03 bar.
- Zona morta no ponto: 0,04 + 0,03 = 0,07 bar.
Com divisões de 0,1 bar na escala, 0,07 bar é quase uma divisão inteira de folga. Na prática, isso significa que pequenas variações de pressão na linha simplesmente não aparecem no mostrador. Uma batida leve no corpo do manômetro antes da leitura, prevista em muitos procedimentos, reduz o efeito do atrito; se mesmo assim a folga for grande, o mecanismo provavelmente está sujo ou gasto.
Em balanças, o mesmo conceito aparece nos ensaios de discriminação: uma pequena carga adicional colocada ou retirada com cuidado precisa mudar a indicação. O passo a passo dos ensaios está em calibração de balança.
Erros comuns
Medir só subindo. Aproximar o ponto sempre pelo mesmo lado esconde metade da zona morta.
Chamar tudo de histerese. Histerese é medida num ciclo completo; a zona morta aparece em qualquer inversão de sentido, mesmo pequena. Separar as duas ajuda a encontrar a causa: atrito e folga mecânica de um lado, comportamento elástico do sensor do outro.
Esquecer o efeito na incerteza. Quando a zona morta não é desprezível frente à resolução, ela pode entrar no orçamento como componente Tipo B, em geral com distribuição retangular.
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