É fundamental conhecer o significado e as diferenças de incerteza, erros e tolerância. A razão é que estes parâmetros ajudam a criar peças funcionais. Lembre-se, quando efectuamos medições, as leituras ou resultados nunca são exactos. Isto é verdade independentemente do facto de medirmos manualmente ou utilizando máquinas avançadas.
Como resultado, permanece uma dúvida sobre os resultados da medição. É por isso que a utilização de parâmetros como a incerteza e a tolerância é útil. Recorde-se que estes parâmetros são amplamente utilizados em ensaios laboratoriais e no fabrico de peças. Neste artigo, irei discutir a incerteza, os erros e a tolerância e as suas principais diferenças. Vamos começar.
O que é a incerteza de medição?
A incerteza é um parâmetro importante utilizado em diferentes laboratórios e ensaios. Dá a ideia de que a medição efectuada não é 100% precisa. Devem ser tidas em conta algumas possibilidades ou erros durante o fabrico ou o ensaio. Por outras palavras, a incerteza indica a probabilidade de erros numa medição exacta. Mostra que a medição final pode ser ligeiramente superior ou inferior à medição registada.
Verá a incerteza escrita como ±0.1, ±0.2, ±0.3, e assim por diante. Os sinais de mais e menos indicam que a medida específica pode ser maior ou menor por esse número específico. Suponha que mede 20 cm com ±0,5 de certeza. Isto significa que a medida está ligeiramente errada, com uma variação possível de ±0,5.
Isto significa que a medida pode ser 20,5 cm ou 19,5 cm. Esta é a melhor forma de eliminar a confusão e transmitir a mensagem de que a medição não deve ser considerada perfeita. É importante notar que a incerteza é considerada não só para as medições manuais, mas também para as medições efectuadas por máquinas. Lembre-se que tanto os seres humanos como as máquinas estão sempre sujeitos a erros.
Diferentes factores podem tornar a leitura ligeiramente menos precisa. Estes incluem a humidade, a temperatura, as marcações de medição em grande escala, entre outros. No entanto, ao utilizar a incerteza, está a reduzir a probabilidade de erros. Esta incerteza é ainda mais crítica quando se fabricam peças ou produtos que requerem precisão.
Como calcular a incerteza?
Existem duas leituras ou medições utilizadas nos laboratórios. Estas incluem os valores medidos e os valores reais. O valor real determina os erros e a incerteza. Assim, o cálculo da incerteza ajuda a determinar em que medida um valor medido se desvia do valor real. Eis a fórmula exacta que pode utilizar para calcular a incerteza:
Incerteza ≈ (Valor máximo - Valor mínimo) ÷ 2
Suponha que tem uma vara e a mede com instrumentos de medição específicos. Durante essas medições, obtém leituras diferentes, tais como 50 cm, 49,3 cm, 49,5 cm, 50,5 cm e 50,7 cm. Isto significa que, de cada vez que mediu, encontrou uma ligeira diferença. Uma vez que existem desvios nas medições, isto indica incerteza.
Para o calcular, deve tomar o valor máximo de medição e subtraí-lo ao valor mínimo de medição. Por exemplo:
Incerteza = (50,7 - 49,3) ÷ 2 = 0,7 cm (ou ±0,7 cm)
O valor medido é de cerca de 50 cm ±0,7 cm. Isto significa que o valor real nestas medições pode ser 50 cm ±0,7 cm. Isto indica que o valor pode ser 0,7 cm inferior ou 50 cm superior a 50 cm. Também é possível calcular a incerteza utilizando esta fórmula para valores diferentes.
O que é o erro de medição?
Como mencionado anteriormente, a incerteza indica a probabilidade de um erro. No entanto, o erro propriamente dito é a diferença entre o valor medido e o valor real. Existem principalmente dois tipos de erros: positivos e negativos. Por exemplo, se o valor medido for 30 cm. No entanto, o valor real desta medida é 33 cm.
Isto significa que há erros de -3 cm. Como é menos, seriam erros negativos. Da mesma forma, se o seu valor real for 30 cm e o valor medido for 33 cm. Nesse caso, haverá um erro de 3 cm, o que se designa por erro positivo. Tem dúvidas sobre como calcular os erros? Aqui está a fórmula:
Erro = Valor medido - Valor real
É de salientar que as medições nunca podem ser 100%, mesmo com os métodos mais actualizados. Vários factores causam erros de medição. Estes incluem problemas nas ferramentas, impacto ambiental, falha da pessoa, etc. Infelizmente, não podemos controlar todos os factores para obter uma medição 100% precisa. Se pudéssemos, teríamos eliminado os erros. No entanto, conhecer o erro é sempre benéfico quando se trabalha num laboratório com diferentes equipamentos.
Tipos de erros
Os erros podem ser classificados de acordo com as suas causas. Alguns erros podem ser atenuados até certo ponto, mas requerem o máximo cuidado e ambientes controlados. Eis a lista destes tipos:
- Erro humano
- Erro aleatório
- Erro sistemático
- Erros de calibração
Como já referi, os erros são inevitáveis, independentemente da qualidade das suas capacidades de medição. São inevitáveis, pelo que compreendê-los é crucial para mitigar o seu impacto em peças ou ensaios de precisão. Os erros humanos estão entre os tipos mais comuns resultantes de negligência humana. Mesmo que meça com a máxima atenção, continuará a cometer erros. O erro aleatório ocorre devido a um fator imprevisível.
O intervalo de erro pode variar de cada vez devido a erros aleatórios. Os erros sistemáticos e de calibração estão intimamente relacionados. São causados por uma calibração incorrecta ou por ferramentas de medição defeituosas. No entanto, este erro é geralmente consistente, independentemente do número de vezes que se efectua a medição. Porquê? Porque está a utilizar ferramentas defeituosas ou porque estas não estão calibradas para lhe dar uma leitura exacta.
O que é a tolerância?
A tolerância é outro parâmetro importante, mas é diferente tanto da incerteza como dos erros. Como? A razão é que a tolerância indica uma variação permitida ou permissível no valor. Por outras palavras, refere-se ao desvio aceitável para o ensaio ou montagem de diferentes peças. Suponha que tem uma haste com um comprimento de 70 mm com uma tolerância de ±0,4 mm.
Isto significa que a haste tem de ter 70 mm. No entanto, se for 69,6 ou 70,6, continua a ser aceitável e a sua operação específica não irá parar. Este ±0,4 mm é de facto uma variação ou desvio, mas este intervalo é aceitável. Este sinal de mais-menos (±) indica o intervalo de variação, que não é de molde a quebrar o processo de teste ou de fabrico. Suponha que está a realizar um teste num câmara de testes ambientais. Neste ensaio, a tolerância de temperatura é de ±2 graus Celsius.
Nesse caso, o seu teste não terá problemas se a temperatura estiver entre 32 ou 28 e 32 graus Celsius. O desvio de ±2 graus Celsius é aceitável para este teste, e continuará a obter resultados exactos. Isto permite-lhe manter a temperatura definida para 30 graus Celsius, mas com variações aceitáveis. Isto é muito útil se as suas câmaras ambientais forem antigas e tiverem uma ligeira flutuação de temperatura.
Diferença entre incerteza, erro e tolerância
Incerteza, erros e tolerância são conceitos distintos. De facto, têm objectivos diferentes para engenheiros e fabricantes. Em primeiro lugar, a incerteza refere-se à possibilidade de erros. Indica que os fabricantes não devem confiar cegamente na medição. Há uma possibilidade de erros na leitura, que deve ser considerada. Isto ajuda a tomar decisões no fabrico de peças em que a precisão é mais importante.
Os erros, por outro lado, são desvios entre os valores medidos e os valores reais. Fazem-se medições, mas o valor real está claramente desfasado, o que resulta num erro. Os erros de fabrico ajudam a identificar o problema exato. Quando os fabricantes se deparam com erros, identificam as possíveis causas, como ferramentas defeituosas ou erro humano. Como resultado, tentam eliminar os erros tanto quanto possível. Isto acaba por ajudá-los a fabricar peças ou produtos fiáveis.
Por último, mas não menos importante, a tolerância permite um desvio aceitável. Por outras palavras, indica um limite para além do qual um erro é aceitável. Designada por mais-menos (±), indica se o erro cometido afecta o funcionamento das peças. Suponhamos que duas peças precisam de ser encaixadas para funcionarem corretamente. A tolerância representa o desvio aceitável para que as peças se encaixem umas nas outras. Em termos simples, a tolerância significa que as peças ou produtos são úteis se tiverem erros num intervalo específico (aceitável).
| Incerteza | Erro | Tolerância |
| Dúvida de medição | Desvio do valor real | Limite permitido |
| Sobre o processo | Sobre o valor real | Sobre o design |
| Mostra fiabilidade | Mostra o erro | Assegura o funcionamento |
| Baseado em probabilidades | Diferença exacta | Foco na aceitabilidade |
Conclusão
Concluamos - os ensaios laboratoriais e o fabrico de produtos têm requisitos diferentes. Por vezes, envolvem medições e parâmetros. Estes parâmetros indicam se as diferentes peças farão parte do produto final e se o teste foi bem sucedido ou não. Também ajudam na tomada de decisões, determinando se a medição da peça é aceitável ou não.
A incerteza, o erro e a tolerância são elementos integrantes de todos os processos de produção. A incerteza indica o intervalo possível de erro ou dúvida na medição. Pelo contrário, um erro indica um desvio claro entre os valores medidos e os valores reais. Por último, a tolerância refere-se ao intervalo aceitável de desvio ou erro. Os fabricantes utilizam os três parâmetros para produzir um produto que seja adequado para utilização em situações reais.