O curva de calibração É um gráfico que relaciona duas variáveis, que serve para verificar se um equipamento de medição está funcionando corretamente. Independentemente do equipamento, o tempo, o uso e o desgaste natural afetam a qualidade da medição.
Por isso é importante verificar periodicamente o seu correto funcionamento. Isso é feito comparando as medidas fornecidas pelo equipamento com as de um dispositivo padrão usado como referência. Este equipamento de referência é o mais preciso.
Por exemplo, na figura 1 temos o sinal de saída de um dispositivo ideal em verde, em comparação com a magnitude medida, ambos são proporcionais.
No mesmo gráfico estão as curvas de dois instrumentos diferentes que não são calibrados e que têm comportamentos ligeiramente diferentes um do outro e do padrão.
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Por exemplo, suponha que desejamos calibrar um dinamômetro, que é um dispositivo usado para medir forças como o peso de objetos e aquelas que aparecem quando um objeto é acelerado..
Para fazer com que uma mola se estique, é necessário aplicar uma força, que é proporcional ao alongamento, de acordo com a lei de Hooke.
Um dinamômetro simples consiste em uma mola dentro de um tubo equipado com um ponteiro e uma escala para indicar o estiramento. Em uma extremidade há um anel para segurar o dinamômetro e na outra um gancho para pendurar pesos.
Uma forma de calibrar o dinamômetro é pendurar diferentes pesos, cuja massa foi previamente determinada com uma balança (o instrumento de referência), e medir o estiramento ou alongamento da mola, que se supõe ser leve..
A lei de Hooke aplicada ao sistema de massa-mola em equilíbrio estático resulta na seguinte equação, que relaciona o comprimento da mola à massa suspensa:
L = (g / k) m + Lo
Onde:
-L: comprimento total da mola
-g: aceleração da gravidade
-k: constante da mola
-m: massa
-Lo: comprimento natural da mola.
Depois de ter vários pares de pontos comprimento-massa, eles são então plotados para construir a curva de calibração. Uma vez que a relação entre o comprimento L e a massa m é linear, a curva é uma linha reta, onde:
Inclinação = g / k
Estas são as etapas para fazer uma curva de calibração para um instrumento de medição.
Escolha o padrão de comparação a ser usado, de acordo com o dispositivo a ser calibrado.
Selecione a faixa apropriada de valores e determine o número ideal de medições a serem realizadas. Se tivéssemos que calibrar um dinamômetro, primeiro teríamos que avaliar o limite do peso que pode ser pendurado sem que fique deformado para sempre. Se isso acontecesse, o instrumento ficaria inutilizável.
Faça pares de leituras: uma é a leitura feita com o padrão padrão, a outra é a medição feita com o sensor sendo calibrado.
Faça um gráfico dos pares de leituras obtidos na etapa anterior. Pode ser feito à mão, em papel milimetrado ou usando uma planilha.
A última opção é preferível, pois o traçado à mão pode levar a pequenas imprecisões, enquanto um melhor ajuste pode ser feito com a planilha..
As curvas de calibração também são utilizadas para converter uma grandeza em outra de fácil leitura, por meio de alguma propriedade ou lei que as relacione..
Uma alternativa ao uso do mercúrio é a resistência elétrica. A resistência é uma boa propriedade termométrica, pois varia com a temperatura e também é fácil de medir com um ohmímetro ou amperímetro..
Bem, neste caso, um padrão adequado para construir a curva de calibração seria um bom termômetro de laboratório..
Você pode medir os pares de temperatura - resistência e levá-los a um gráfico, que mais tarde será usado para determinar qualquer valor de temperatura conhecendo a resistência, desde que o valor desta esteja dentro da faixa de medições que foram tomadas.
A seguinte curva de calibração mostra a temperatura no eixo x com o termômetro padrão e a temperatura no eixo vertical com um termômetro de resistência de platina, chamado termômetro A.
A planilha encontra a linha que melhor se ajusta às medidas, cuja equação aparece no canto superior direito. O termômetro de platina tem um desvio de 0,123 ºC em relação ao padrão.
É um método usado em química analítica e consiste em uma curva de referência, onde a quantidade medida é a concentração de um analito no eixo horizontal, enquanto a resposta instrumental aparece no eixo vertical, conforme mostrado no exemplo a seguir.
A curva é utilizada para encontrar, por interpolação, a concentração do analito presente em uma amostra desconhecida, por meio da referida resposta instrumental..
A resposta instrumental pode ser uma corrente elétrica ou uma voltagem. Ambas as quantidades são fáceis de medir em laboratório. A curva é então usada para descobrir a concentração do analito desconhecido desta forma:
Suponha que a corrente seja de 1500 mA na curva de calibração. Ficamos neste ponto no eixo vertical e traçamos uma linha horizontal até a curva. A partir deste ponto projetamos uma linha verticalmente em direção ao eixo x, onde é lida a respectiva concentração do analito..
Construa a curva de calibração de uma mola com constante elástica ke, a partir do gráfico, determine o valor da referida constante, tudo baseado nos seguintes dados experimentais de pares comprimento - massa:
Cada par de valores é interpretado da seguinte forma:
Quando uma massa de 1 kg é suspensa, a mola é esticada para 0,32 m. Se uma massa de 2 kg for suspensa, a mola medirá 0,40 me assim por diante.
Usando uma planilha, o gráfico de comprimento versus massa é elaborado, o que acaba por ser uma linha reta, conforme esperado pela lei de Hooke, uma vez que a relação entre comprimento L e massa m é dada por:
L = (g / k) m + Lo
Conforme explicado nas seções anteriores. O gráfico obtido é o seguinte:
Abaixo do título, a planilha mostra a equação da linha que melhor se ajusta aos dados experimentais:
L = 0,0713 m + 0,25
O corte da linha com o eixo vertical é o comprimento natural da mola:
euou = 0,25 m
Por sua vez, a inclinação é o quociente g / k:
g / k = 0,0713
Portanto, tomando g = 9,8 m / sdois, o valor da constante da mola é:
k = (9,8 / 0,0713) N / m
k = 137,45 N / m
Tendo este valor, a nossa mola é calibrada e o dinamômetro pronto para medir as forças da seguinte forma: pendura-se uma massa desconhecida que produz um certo trecho, que é lido no eixo vertical.
A partir deste valor uma linha horizontal é desenhada até atingir a curva e nesse ponto uma linha vertical é projetada no eixo x, onde o valor da massa é lido. Pegando a massa, temos o seu peso, que é a força que causa o alongamento.
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