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This paper discusses the thermal influence on long-distance and noncontact measurement of suspension bridge three-dimensional displacement by the use of an optical system composed of a digital camera, infrared active targets, and computational support. ln this type of measurement method, the optical propagation path of light through the air can range from 250 m up to 750 m, making its measurement accuracy strongly dependent on atmospheric refraction and turbulence, phenomena that are linked to the vertical temperature gradient between the camera and targets. ln addition, the adopted measurement geometrical configuration can lead to a height difference between these two elements (camera and targets) above 50 m. The paper describes the experimental setup and procedure followed for the determination of local temperature vertical gradients in the 25th of April Bridge in Lisbon (Portugal), where an optical measurement system was applied. The obtained thermal measurements are presented and applied in the evaluation of the systematic refraction vertical deviation, based on appropriate mathematical models mentioned in the paper, and for the identification of stable or unstable observation thermal conditions related to turbulence.

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A presente comunicação descreve as temáticas desenvolvidas no âmbito da conceção e desenvolvimento de um sistema óptico de visão computacional visando a medição do deslocamento tridimensional a V2 vão da viga de rigidez de pontes suspensas. É apresentado o estado da arte no que respeita a sistemas de medição dimensional a longa distância e é mencionada a motivação para o recurso aos sistemas ópticos de visão computacional. Descrevem-se os principais aspetos do método de medição proposto, em particular, os sistemas de compensação da refração atmosférica e do comportamento dinâmico relativo a câmaras e turbulência atmosférica. É, ainda, descrito o processo de simulação numérica visando a validação dos algoritmos de suporte computacional desenvolvidos neste contexto, nomeadamente, no que respeita aos algoritmos de reconhecimento de alvo, parametrização, triangulação e redundância. Finalmente, é exposto o conjunto de atividades experimentais planeadas para a caracterização do sistema óptico de medição proposto mediante ensaio metrológico e calibração com recurso a protótipo de padrão de referência, assegurando-se a rastreabilidade do sistema de medição ao SI de Unidades e o conhecimento do seu nível de exatidão suportado na respetiva avaliação de incertezas de medição.

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A repetibilidade e a reprodutibilidade são duas caracteristicas metrológicas que, frequentemente, constituem relevantes contribuições para a incerteza de medição associada aos resultados de ensaios laboratoriais realizados em contexto industrial e técnico-cientifico. A sua quantificação permite uma análise diferenciada e combinada do efeito que os principais fatores intervenientes no processo de medição (designadamente, a instrumentação, o método e o operador) têm na qualidade dos resultados, promovendo a melhoria da qualidade dos processos laboratoriais e industriais e, por essa via, constituir uma ferramenta de apoio para a garantia da qualidade de produtos e serviços. Numa fase inicial, a presente comunicação pretende clarificar a definição destes dois conceitos [1] abordando-se, em seguida, o dimensionamento de ensaios laboratoriais de repetibilidade e reprodutibilidade, comparando a aplicação de métodos estatísticos clássicos (por exemplo, o método ANOVA) [2,3] com a exploração do método de simUlação numérica Bootstrap [4]. procurando avaliar a capacidade destes métodos para garantir resultados com elevado nível de confiança e para reduzir os custos económicos para os laboratórios decorrentes da necessidade de se promover este tipo de ensaios. A aplicação dos métodos acima mencionados é exemplificada em ensaios laboratoriais de medição dimensional sendo efetuada uma comparação de resultados experimentais, suportando a discussão da aplicação da abordagem alternativa constituída pela utilização de método de simulação numérica neste e noutros contextos onde a informação resulta essencialmente das amostras experimentais, como é o caso dos ensaios de comparação interlaboratorial.

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Management systems developed according to ISO/IEC 17025 must fulfil several requirements, being particularly relevant the assurance of the measurement results quality. The enhancement of that quality depends upon several conditions, one of which is the instrumentation metrological performance and its service conditions along its lifetime. In this context, the evaluation of long time drifts in the instrumentation metrological performance is a major concern requiring the development of calibration planning under traceable conditions, to determine possible corrections and to establish the best measurement capabilities. The periodicity of the calibration operations is a technical decision with considerable implications in the system management performance (namely, operational costs and management of decision risk). Although this decision can be significantly cost effective, many industries and laboratories apply recommended calibration intervals regardless of any type of data analysis concerning aspects such as the severity of use and the different accuracy requirements associated with specific applications. Considering that there is a relation between the calibration intervals and the expectations of “failure” of a measurement instrument (“failure” meaning that the instrument will be out-of-tolerance considering its own usage requirements), to combine the stochastic nature of the problem with statistical methods to predict the optimized calibration interval is a challenge to many management systems. The effort towards this optimization requires prior knowledge of critical variables, the history of calibration data, methods and models suitable to perform the statistical analysis of the collected data. The optimized definition of the calibration intervals based in statistical analysis can provide robust solutions, allowing the improvement of the management system in both economical and quality performances. This paper presents concepts, discusses methods, models and their variables that can be used to define calibration intervals. Moreover, a reliability approach to a cost-effectiveness analysis is also presented. Some examples concerning the experience of the above mentioned metrological laboratories are used in order to enhance some of the remarks and conclusions.

This study describes the measurement uncertainty propagation of the incident radiative heat flux density quantity associated with different exposure conditions of the heat flux meter, taking into account the convective effects in reaction to fire tests. To accomplish this aim, considering the complexity and non-linearity of the applied mathematical models to perform the indirect measurement of the mentioned quantity, the Monte Carlo method approach was selected. The use of this numerical approach allows to determine the quality of the measurements within a high accuracy level and to overcome the main constrains found in other methods, specially the GUM method, which can only provide an approximate solution for this metrological problem. The experimental examples studied concern the reaction to fire testing (the room-corner test and the flooring radiant panel test) with different exposure conditions of the heat flux meter used. For each case, the applied mathematical model is described and an analysis of the input uncertainty contributions is presented

This paper discusses the selection of appropriate uncertainty framework in metrology related to the class of problem to be solved.

Technical and economical impacts of flow measurements in sewer systems are a major concern in today’s system’s management. Thus, the quality of the measurements is considered to be a critical issue. Considering the complex nature of the measurand and the metrological requirements of local installations, the best available level of accuracy in measurement results should be sought. Therefore, both the knowledge of the measurand estimates and measurement of uncertainties are required for achieving robust results. Within this context, the quality of measurement results depends on the knowledge of the uncertainty contributions and on the selection of an appropriate method to evaluate the measurement uncertainty. The study of these aspects can be of major importance in providing information to management of the system, namely in upgrading and maintenance activities. This paper discusses the advantages of using Monte Carlo method to perform the evaluation of the measurement uncertainty, considering the non-linear and multi-stage nature of the mathematical models adopted. The influence of geometric conditions and other relevant parameters are considered in the quality of measurements. The study was developed in the context of a specific sewer system, using a particular measurement system, from which measurement data was gathered.

THE PROPAGATION OF UNCERTAINTY RELATED TO THE CALIBRATION FUNCTIONS OF PLATINUM RESISTANCE THERMOMETERS AND POSSIBLE CORRELATION EFFECTS A. S. Ribeiro1, J. A. Sousa2, C. O. Costa1, M. G. Cox3, P. M. Harris3 1 National Laboratory of Civil Engineering, 1700-066 Lisbon, Portugal 2 Madeira Regional Laboratory of Civil Engineering, 9000-264 Funchal, Portugal 3 National Physical Laboratory, TW11 0LW Teddington, Middlesex, UK In metrology laboratories, the transfer of traceability from primary standards (fixed points) to standard platinum resistance thermometers (SPRTs) is commonly based on the use of in-house methodologies with the testing points defined by the International Temperature Scale, ITS-90. This process, however, is not simple, since different calibration functions apply to different temperature sub-intervals. The process has two stages: (1) estimation of the calibration parameters of the PRT, and (2) the use of those calibration parameter estimates to obtain temperatures from measured values of electrical resistance. A relevant discussion is whether to use the above two stages or an approach given by combining them, taking into account the correlation associated with estimates of the calibration parameter estimates. In such cases, a further uncertainty component should be evaluated and included in the uncertainty budget. An example of application is given regarding the calibration and use of 25 W SPRTs in a metrology laboratory, considering two overlapping sub-intervals.

A perspectiva contemporânea da Metrologia evoluiu de uma interpretação clássica, determinística, do problema da medição para uma interpretação moderna, probabilística, percorrendo um trajecto similar ao de outros ramos da ciência. Como consequência desta evolução, os fundamentos da medição sofreram uma importante reestruturação onde ao “erro da medição” apenas ficou reservado um papel conceptual enquanto que à “incerteza da medição” foi atribuído o papel fundamental de parâmetro que quantifica o grau de exactidão da estimativa da mensuranda. Esta nova orientação reflecte-se, com particular intensidade, nas actividades desenvolvidas pelos organismos de ciência e tecnologia onde o recurso à medição experimental é uma actividade de natureza transversal. Por esta razão, e pelo menos para estes Organismos, os estudos que visem uma aplicação mais eficaz e abrangente de metodologias para avaliação de incertezas de medição revestem-se de particular interesse. Os Sistemas de Gestão da Qualidade, em rápida expansão, deram à problemática da avaliação das incertezas uma grande visibilidade o que, por sua vez, teve como reflexo uma rápida percepção das limitações e fragilidades da metodologia vigente (GUM). Esta percepção estimulou o estudo e desenvolvimento de soluções alternativas ao GUM para a avaliação das incertezas de medição. A simulação numérica suportada no Método de Monte Carlo (MCS) é uma das soluções alternativas consideradas. No momento actual, os meios computacionais amplamente disponíveis e o vasto conhecimento acumulado sobre a MCS criaram as condições para que esta abordagem possa ser considerada capaz de colmatar as dificuldades existentes. É neste enquadramento que a presente tese procura explorar e aprofundar o conhecimento da metodologia MCS visando superar limitações na avaliação de incertezas de medição onde elas subsistem ou incrementar a qualidade dos resultados, designadamente, em sistemas complexos lineares e não lineares. São de destacar: o estudo das limitações associadas aos requisitos de aplicação das metodologias vigentes (nomeadamente, o ISO-GUM); a caracterização das condições de aplicação da simulação pelo método de Monte Carlo em Metrologia garantindo níveis de robustez, exactidão e fiabilidade elevados; e a evidenciação do potencial da metodologia MCS para a avaliação de incertezas de medição em problemas metrológicos onde as metodologias conhecidas não dispõem de capacidade para a sua resolução, nomeadamente quando os modelos matemáticos em causa possuem relações implícitas, são de natureza complexa ou são fortemente não-lineares.

O presente relatório apresenta um procedimento de calibração de dilatómetros diferenciais desenvolvido no Centro de Instrumentação Científica do LNEC e realizado pelo Laboratório Central de Apoio Metrológico (LCAM/LNEC) nas instalações do cliente. Este tipo de equipamento de medição é aplicado em ensaios de materiais visando a determinação do respetivo coeficiente de dilatação térmica.

O presente relatório apresenta um procedimento de ensaio de equipamento pendular para ensaio de choque Charpy de materiais metálicos, de acordo com a norma de referência EN ISO 148-2:2008, desenvolvido no Centro de Instrumentação Científica (CIC) do LNEC e realizado pelo Laboratório Central de Apoio Metrológico (LCAM).

O relatório apresenta uma descrição genérica do procedimento de avaliação de incertezas de medição elaborado de acordo com o GUM, a estrutura das tabelas de balanço de incertezas e o quadro de melhores capacidades de medição e de calibração do LCAM/LNEC em 2012, relativas à actividade desenvolvida pelo laboratório no âmbito da sua acreditação no Sistema Português da Qualidade.

Este relatório descreve o processo de avaliação de incertezas de medição do ensaio de determinação da baridade máxima teórica de misturas betuminosas realizado pelo Laboratório de Ensaio de Materiais para a Pavimentação do Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC/PAVMAT), para o qual é adoptado o procedimento de ensaio volumétrico previsto no respectivo enquadramento normativo. O presente documento contém uma descrição sumária do ensaio estudado apresentando, igualmente, o conjunto de relações funcionais aplicáveis e as tabelas de balanço de incertezas de medição obtidas com base na aplicação do método GUM.

A criação do Laboratório Central de Apoio Metrológico (LCAM) do LNEC, em 1993, ocorreu num contexto em que se pretendia desenvolver uma infraestrutura metrológica de apoio a um conjunto de laboratórios com ensaios acreditados. Com a importância crescente da Qualidade, a sua acção desenvolveu-se para outras actividades de I&DI no âmbito da Engenharia Civil onde a medição tem um papel relevante. Para responder às exigências que constituem, na actualidade, a missão do LCAM no seio do LNEC é útil conhecer a sua origem e evolução, as suas capacidades e os desafios emergentes que se afiguram, de modo a perspectivar o seu futuro. O presente relatório apresenta, por isso, os aspectos inerentes a esta evolução, a descrição das suas capacidades actuais e potenciais linhas de desenvolvimento visando a consolidação da sua acção.

Este relatório contém uma descrição das etapas de concepção, desenvolvimento e concretização da aplicação computacional Marshall Calc aplicada no processamento de dados obtidos no ensaio de compressão Marshall de misturas betuminosas. Em particular, destacam-se a especificação de requisitos, a ferramenta computacional de suporte, os módulos e suas funcionalidades e a avaliação de qualidade suportada num processo de validação. Adicionalmente, inclui-se uma secção dedicada a manual de utilização, onde se mencionam os aspectos essenciais da sua operacionalidade e manutenção.

O presente relatório apresenta um procedimento para a calibração de medidores de nível ultrassónicos desenvolvido no Centro de Instrumentação Científica do LNEC e realizado no Laboratório Central de Apoio Metrológico (LCAM/LNEC), cuja aplicação habitual se destina à medição de caudal de escoamentos em superfície livre, nomeadamente, em caleiras Parshall.

O presente relatório apresenta um procedimento de calibração de um sistema de medição unidimensional Trimos desenvolvido no Centro de Instrumentação Científica do LNEC e realizado no Laboratório Central de Apoio Metrológico (LCAM/LNEC). Este equipamento constitui um padrão de transferência do laboratório aplicado na calibração de instrumentos de medição, nomeadamente, comparadores, transdutores de deslocamento e cabeças micrométricas.

O presente relatório apresenta um procedimento de ensaio metrológico de pêndulos britânicos (medidores de fricção) desenvolvido no Centro de Instrumentação Científica do LNEC e realizado no Laboratório Central de Apoio Metrológico (LCAM/LNEC).

O relatório apresenta uma descrição genérica do procedimento de avaliação de incertezas de medição elaborado de acordo com o GUM, a estrutura das tabelas de balanço de incertezas e o quadro de melhores capacidades de medição e de calibração do LCAM/LNEC em 2011, relativas à actividade desenvolvida pelo laboratório no âmbito da sua acreditação no Sistema Português da Qualidade.

A Metrologia constitui um ramo da Ciência com uma aplicação transversal diversificada nos contextos científico, industrial e legal. Em todos eles, a actividade experimental assume um papel preponderante no processo de garantia da qualidade. Na actualidade, uma parte significativa da actividade experimental é desenvolvida no âmbito de Sistemas de Gestão (da Qualidade), os quais impõem requisitos normativos estritos visando a evidenciação objectiva da qualidade dos resultados de medição. Uma vez que a instrumentação desempenha o papel de meio que permite concretizar a medição, e considerando que a sua utilização tem uma finalidade contendo os seus próprios requisitos, a avaliação da qualidade deverá ser baseada numa comparação entre o desempenho metrológico da instrumentação e a exigência de exactidão inerentes a essa finalidade. Na vida útil de um instrumento de medição é observada uma permanente modificação da sua condição metrológica o que justifica a necessidade da sua calibração periódica e determina a necessidade de se promover um acompanhamento da sua evolução de modo a assegurar que essa condição é, em cada momento, adequada à sua aplicação. É neste contexto que se introduz o processo de confirmação metrológica, o qual consiste na aplicação de um método de verificação da conformidade da condição metrológica do instrumento de medição relativamente ao uso pretendido, após a realização de uma calibração. A forma de concretizar esta avaliação não constitui, ainda, um assunto consensual. A divergência mais significativa está relacionada com a definição do critério e dos parâmetros a aplicar, pelo que este documento pretende dar um contributo para a definição de um critério que seja, por um lado, consistente com a actual abordagem probabilística da medição e, por outro lado, adequado face às exigências de boa gestão financeira e patrimonial, em acordo com os objectivos preconizados pela abordagem subjacente aos Sistemas de Qualidade Total.