Metrologia - Aula 05 - Erros de medição

Quando fazemos uma medição, o resultado obtido está sujeito a vários erros conhecidos como erros de medição. Mas de que forma ocorrem os erros, vamos ver as principais fontes de erros nas medições.

Erros de medição são procedimentos ou fatos que interferem na medição, de forma que provoquem um afastamento da medida feita em relação ao resultado real. Os principais erros cometidos são: do operador, de retroação, de oscilações, de contaminação, de imperfeições, de princípios físicos mau empregados e de interferências.
Entre as fontes de erros mais comuns na medição, podemos citar:

• Operador: influenciados por sua habilidade e técnicas para fazer a medição.
• Retroação: medir já pode influenciar no resultado da medição.
• Contaminações: corpos estranhos presentes na superfície das peças que provocam uma medição errônea.

A causa de possíveis erros causados pelo operador durante a medição:

• Iluminação inadequada.
• Força aplicada no instrumento durante a medição.
• Falta de habilidade para manusear o instrumento.

De um modo geral, podemos dividir os erros de medição em erros sistemáticos e erros aleatórios.

Erros Sistemáticos

São os erros causados pelo método de medida ou por instrumentos defeituosos e que possam ser, após análise dos resultados experimentais, reduzidos por um melhor planejamento do experimento ou pelo uso de equipamentos mais sofisticados ou pelo desenvolvimento de uma técnica mais adequada!

Exemplo: Se você resolve medir o peso de um bloco de ferro, com um dinamômetro sem nenhum defeito, mas realiza a medida próximo de um forte campo magnético, suas medidas estarão todas “viciadas”, isto é, terão sempre um erro do mesmo tipo!

Erros Sistemáticos são minimizados com planejamento, planejamento e planejamento! Recursos técnicos adequados também ajudam bastante!

O erro sistemático indica a tendência de um instrumento em registrar resultados sistematicamente acima ou abaixo do valor real e qual a amplitude esperada desta variação. 

Erros Aleatórios

São todos os erros cujas causas são provocadas por fatores imprevisíveis ou de difícil controle, mesmo quando as medidas foram bem planejadas! Alguns autores chamam estes erros de erros acidentais!

Se você realiza a medida do tempo de queda de um paraquedista, nas mesmas condições e com o mesmo instrumento, mais de uma vez, é provável que os resultados sejam discrepantes (diferentes)! Estas diferenças (geralmente pequenas) se devem aos erros aleatórios!

Erros aleatórios devem ser minimizados pela repetição do experimento, sob as mesmas condições, várias vezes e tratando estatisticamente os resultados!

O erro aleatório, como o nome sugere, é produto das variações nas medições que não seguem uma tendência fixa, mas que podem ser analisadas estatisticamente pelo cálculo de sua dispersão.

Erro Absoluto

Erro absoluto é a diferença entre o valor medido (V) e o valor verdadeiro (Vv): e = V - Vv

• É expresso na mesma unidade da medida.
• Pode ser positivo ou negativo
• Se o valor verdadeiro não pode ser determinado ou não existe, tem-se a dispersão!

Dispersão

A dispersão de um conjunto de leituras de um instrumento do qual desejamos determinar o erro aleatório é estimada a partir de seu desvio padrão.

No exemplo acima, podemos determinar o erro sistemático de uma balança, a partir de dez medições de uma massa conhecida, no caso 10kg. Na figura há a maneira de determinação do erro sistemático de um conjunto de medições.

Agora que você já tem conhecimento de como podem ocorrer erros sistemáticos e erros aleatórios na medição, fique atento na figura dos alvos a seguir e conheça outros conceitos importantes em metrologia.

Medida acurada

Suponha que para uma certa grandeza exista um valor verdadeiro, isto é, um valor esperado por algum modelo teórico. Se uma medida é realizada e o valor encontrado se aproxima do valor verdadeiro, temos uma medida acurada.

Medida precisa

Se um instrumento é capaz de medir pequenas frações de uma grandeza, dizemos que ele pode produzir medidas precisas.

Como pode-se notar, uma medida pode ser acurada e pouco precisa, assim como pode ser precisa e pouco acurada. 

O desejável é que a medida seja acurada e precisa! Embora, por vários motivos, isto nem sempre seja possível!

Em todos os casos mostrados anteriormente, a resolução poderia ser considerada como o tamanho da faixa colorida. Mas para ilustrar melhor o conceito de resolução, veja a figura a seguir, que mostra uma régua comum.

Observe que a parte de cima da régua tem suas divisões maiores em centímetros e cada centímetro está dividido em 5 espaços. Então, podemos dizer que a resolução desta régua é de 2 mm.

Precisão: Aptidão de um instrumento de medição fornecer indicações muito próximas, quando se mede o mesmo mensurando sob as mesmas condições.

Exatidão: É a capacidade que o instrumento de medição tem de fornecer um resultado correto.

Resolução: É o menor valor que você pode medir com um instrumento de medição.

© Direitos de autor. 2020: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 22/02/2020