CALIBRAÇÃO DE SENSORES NO IOUSP
 
L. V. Nonato & C. A. de S. França
IOUSP, Brasil

Sensores de qualquer instrumento de medida sofrem alterações em suas características em função do tempo, seja por agentes externos (tal como corrosão do sensor pelo meio a que esta exposto), seja pelo próprio envelhecimento do sensor (alteração gradativa de suas características elétricas e mecânicas).

Dessa forma, a fim de manter-se alto grau de confiabilidade com relação aos dados fornecidos pelo sensor, requerido em levantamentos de oceanografia física, e imprescindível realizar-se periodicamente a aferição do sensor. 0 processo de aferição permite obter-se curvas ou equações que relacionam o dado fornecido pelo sensor com o valor "real" da grandeza a medir.

Idealmente é recomendado que cada sensor seja aferido imediatamente antes do levantamento oceanográfico e imediatamente após seu término.

0 Instituto Oceanográfico da USP está implantando um Centro de Calibração que está aparelhado para realizar a calibração de sensores de temperatura, condutividade (salinidade) e pressão dentro dos níveis de precisão estabelecidos pelo programa WOCE. 0 centro conta com uma balança de peso morto Desgranges et Huot MOD.5403ECP (para a aferição de sensores de pressão), termômetros de platina Rosemount MOD.162CE acoplados a um medidor de resistência FLUKE MOD.8505 e um salinometro Guildline Autosal. Possui uma célula de referencia de temperatura de ponto triplo da água e de ponto de fusão de Gálio, com seus respectivos banhos isotérmicos. 0 centro de calibração conta ainda com um tanque de calibração com controle de temperatura (onde são colocados os instrumentos a calibrar), com volume interno de 0.4 m . Embora o centro não esteja totalmente operacional, já tem condições de realizar aferições de sensores de temperatura e pressão.

Em julho de 1993 foi realizada a calibração dos sensores de temperatura e pressão de um marégrafo IOS MARK I.

As Figuras la e 1b apresentam os resultados da calibração do sensor de temperatura do marégrafo. Na Figura la, a temperatura calibrada do sensor contra temperatura medida pelo termômetro de mercúrio, pode-se notar a linearidade do sensor no intervalo utilizado (3 a 18º C); os resíduos, entretanto variam muito, entre -0.2º C e 0.2º C (Fig. 1b). 0 resíduo da calibração (Temperatura de referencia menos temperatura calibrada do sensor), é uma estimativa da precisão da calibração do sensor. 0 desvio padrão para essa calibração foi de 0.14º C. 0 polinômio ajustado no sentido de mínimos quadrados foi de segundo grau.

As Figuras 2a e 2b apresentam os resultados da calibração do sensor de pressão Straia Gauge 1/21 e as Figuras 3a e 3b apresentam os resultados para o sensor Digiquartz 2662. Os polinômios ajustados foram de quarto grau, com o efeito da variação da freqüência fornecida pelos sensores com a temperatura eliminado em primeira ordem. 0 desvio padrão dos resíduos foi de 0.0011 e 0.0092 bar respectivamente para os sensores Digiquartz e Strain Gauge.

Figura 1. Calibração sensor de Temperatura IT9. a) Temperatura calibrada do sensor em função da temperatura absoluta medida pelo termômetro de mercúrio (+), polinômio ajustado (linha continua) b) Resíduos: temperatura calibrada menos temperatura absoluta.

Figura 2. Calibração do sensor de pressão Strain Gauge 1/21. a) Pressão de referência medida pela balança de peso morto em função da freqüência fornecida pelo sensor (+) e polinômio ajustado (linha contínua) b) Resíduos: pressão calibrada menos pressão de referência.

Figura 3. Calibração do sensor de pressão Digiquartz 2662. a) pressão de referência medida pela balança de peso morto em função da freqüência fornecida pelo sensor (+) e polinômio ajustado (linha continua) b) Resíduos: pressão calibrada menos pressão de referência.