O que e : Histerese
Histerese e a caracteristica de um instrumento de medicao apresentar indicacoes diferentes para um mesmo valor do mensurando, dependendo se esse valor foi alcancado por uma sequencia de valores crescentes ou decrescentes. O termo deriva do grego hysteresis, que significa “atraso”, refletindo o fato de a resposta do instrumento ficar “para tras” em relacao ao estimulo aplicado. O Vocabulario Internacional de Metrologia (VIM 2012, JCGM 200:2012) trata a histerese entre as caracteristicas metrologicas relevantes na avaliacao do desempenho de sistemas de medicao.
Definicao Formal
Formalmente, a histerese e a diferenca maxima entre a indicacao obtida no ciclo crescente (carregamento) e a indicacao obtida no ciclo decrescente (descarregamento), para o mesmo ponto do mensurando. E geralmente expressa em unidades da grandeza medida ou como percentual do span (faixa de medicao) do instrumento. Quando reportada em um certificado de calibracao, contribui para o balanco de incerteza de medicao.
Causas da Histerese
A histerese resulta de fenomenos fisicos internos que impedem uma resposta perfeitamente reversivel do instrumento. As principais causas sao:
- Folga mecanica (backlash): pequenas folgas entre engrenagens, alavancas e articulacoes que precisam ser vencidas ao inverter o movimento.
- Atrito interno: atrito estatico e dinamico entre componentes moveis que dissipa energia e gera defasagem.
- Propriedades elasticas dos materiais: comportamento anelastico de molas, diafragmas e tubos de Bourdon, que nao retornam instantaneamente ao estado original.
- Histerese magnetica: em sensores com nucleo ferromagnetico, a magnetizacao segue um laco que retem parte do magnetismo residual.
Curva de Histerese
A curva de histerese e a representacao grafica que mostra a diferenca entre a resposta do instrumento na subida e na descida. Colocando o mensurando no eixo horizontal e a indicacao no eixo vertical, o ciclo crescente e o decrescente formam um laco. A area entre as duas curvas representa a magnitude da histerese: quanto mais aberto o laco, maior o efeito. Um instrumento ideal, sem histerese, teria as duas curvas perfeitamente sobrepostas.
Como E Medida na Calibracao
Na calibracao, a histerese e quantificada aplicando um ciclo completo de valores crescentes, do limite inferior ao fundo de escala, seguido de um ciclo de valores decrescentes pelos mesmos pontos, registrando as indicacoes. A histerese e a maior diferenca absoluta entre as indicacoes crescentes e decrescentes em qualquer ponto. O procedimento, alinhado a ABNT NBR ISO/IEC 17025:2017, costuma repetir os ciclos para avaliar tambem a repetitividade e obter dados estatisticos.
Exemplos Reais
A histerese aparece em manometros de tubo de Bourdon (elasticidade do tubo mais folga das engrenagens), transdutores de pressao (diafragma sensor), celulas de carga (corpo elastico submetido a ciclos de carga), sensores de deslocamento LVDT (nucleo ferromagnetico) e termostatos, onde a histerese e por vezes proposital para evitar chaveamento excessivo.
Diferenciacao de Conceitos Proximos
A zona morta e a faixa de variacao do mensurando que nao produz mudanca perceptivel na indicacao, ligada a insensibilidade ao redor de um ponto. A deriva instrumental e a variacao lenta e continua da indicacao ao longo do tempo, sem mudanca do mensurando, causada por envelhecimento e desgaste. Ja a histerese depende exclusivamente do sentido em que o mensurando foi variado (crescente ou decrescente).
Erros Comuns
Entre os erros mais frequentes estao confundir histerese com repetitividade (que avalia leituras no mesmo sentido), calibrar apenas no ciclo crescente (mascarando o efeito), ignorar a histerese no balanco de incerteza e assumir que ela e constante ao longo de toda a faixa. Todos esses erros levam a subestimar o erro real do instrumento.
Referencias Tecnicas
- VIM 2012 — Vocabulario Internacional de Metrologia (JCGM 200:2012).
- ABNT NBR ISO/IEC 17025:2017 — Requisitos gerais para a competencia de laboratorios de ensaio e calibracao.
- GUM — Guia para a Expressao da Incerteza de Medicao (JCGM 100:2008).
- Publicacoes do INMETRO e da Rede Brasileira de Calibracao (RBC).
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