Metrologia_pdf

CPM – Programa de Certificação do Pessoal de Manutenção
Metrologia Básica
Instrumentação
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Metrologia – Instrumentação
 SENAI – ES, 1999
Trabalho realizado em parceria SENAI / CST (Companhia Siderúrgica de Tubarão)
Coordenação Geral Evandro de Figueiredo Neto (CST)
Robson Santos Cardoso (SENAI)
 Supervisão Rosalvo Marcos Trazzi (CST)
Fernando Tadeu Rios Dias (SENAI)
Elaboração Otimar Ferreira Diana (CST)
Ulisses Barcelos Viana (SENAI)
Aprovação Alexandre Kalil Hanna (CST)
Carlos Athico Prates (CST)
Wenceslau de Oliveira (CST)
SENAI – Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial
CTIIAF – Centro Técnico de Instrumentação Industrial Arivaldo Fontes
Departamento Regional do Espírito Santo
Av. Marechal Mascarenhas de Moraes, 2235
Bento Ferreira – Vitória – ES
CEP
Telefone: (027)
Telefax: (027)
CST – Companhia Siderúrgica de Tubarão
Departamento de Recursos Humanos
Av. Brigadeiro Eduardo Gomes, s/n, Jardim Limoeiro – Serra – ES
CEP 29160-972
Telefone: (027) 348-1286
Telefax: (027) 348-1077
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Índice
Assunto Página
Introdução............................................................. 4
Unidade................................................................. 4
Padrão................................................................... 5
Método, instrumento e operador........................... 5
Laboratório de metrologia.................................... 7
Normas gerais de medição.................................... 8
Recomendações..................................................... 8
Unidades dimensionais lineares............................ 9
Confiabilidade metrológica................................... 12
Hierarquia metrológica......................................... 12
Principais fatores que afetam um resultado.......... 13
Rede brasileira de calibração................................ 14
Anexo – 1
Vocabulário internacional de metrologia –VIM 16
1. Grandezas e unidades........................................ 16
2. Medições........................................................... 25
3. Resultados de medição...................................... 28
4. Instrumentos de medição.................................. 34
5. Características dos instrumentos de medição... 46
6. Padrões.............................................................. 56
Anexo – 2
Quadro geral de unidades de medida.................... 61
Índice do VIM....................................................... 79
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Metrologia
A metrologia aplica-se a todas as grandezas determinadas. Nenhum processo
físico/químico permite que se obtenha rigorosamente uma dimensão prefixada. Por essa
razão, e necessário conhecer a grandeza do erro tolerável, antes de se escolherem os meios de
fabricação e controle convenientes.
O conceito de medir tráz, em si, uma idéia de comparação. Como só se podem
comparar "coisas" da mesma espécie, cabe apresentar para a medição a seguinte definição,
que, como as demais, esta' sujeita a contestações:
"Medir é comparar uma dada grandeza com outra da mesma espécie, tomada como
unidade".
Uma contestação que pode ser feita e' aquela que se refere a' medição de temperatura,
pois, nesse caso, não se comparam grandezas, mas, sim, estados.
A expressão "medida de temperatura", embora consagrada, parece trazer em si alguma
inexatidão: alem de não ser grandeza, ela não resiste também à condição de soma e subtração,
que pode ser considerada implícita na própria definição de medir.
Quando se diz que um determinado comprimento tem dois metros, pode-se afirmar
que ele e' a metade de outro de quatro metros; entretanto, não se pode afirmar que a
temperatura de quarenta graus centígrados é duas vezes maior que uma de vinte graus, e nem
a metade de outra de oitenta.
Portanto, para se medir um comprimento, deve-se primeiramente escolher outro
que sirva como unidade e verificar quantas vezes a unidade cabe dentro do comprimento por
medir. Uma superfície só pode ser medida com unidade de superfície; um volume, com
unidade volume; uma velocidade, com unidade de velocidade; uma pressão, com unidade de
pressão, etc.
Unidade
Entende-se por unidade um determinado valor em função do qual outros valores são
enunciados. Usando-se a unidade METRO, pode-se dizer, por exemplo, qual é o
comprimento de um corredor. A unidade é fixada por definição e independe do
prevalecimento de condições físicas como temperatura, grau higroscópico (umidade),
pressão, etc.
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O padrão é a materialização da unidade; é influenciada por condições físicas,
podendo-se mesmo dizer que é a materialização da unidade, somente sob condições
especificas. O metro-padrão, por exemplo, tem o comprimento de um metro, somente quando
esta' a uma determinada temperatura, a uma determinada pressão e suportado, também, de um
modo definido. E' óbvio que a mudança de qualquer uma dessas condições alterará o
comprimento original.
Método, Instrumento e Operador
Um dos mais significativos índices de progresso, em todos Os ramos da atividade
humana, e a perfeição dos processos metrológicos que neles se empregam. Principalmente no
domínio da técnica, a Metrologia é de importância transcendental.
O sucessivo aumento de produção e a melhoria de qualidade requerem um ininterrupto
desenvolvimento e aperfeiçoamento na técnica de medição; quanto maiores são as
necessidades de aparatos, ferramentas de medição e elementos capazes.
Na tomada de quaisquer medidas, devem ser considerados três elementos fundamentais:
 o método, o instrumento e o operador.
Método
Existem dois métodos de medição:
- Medição Direta
Método de medição pelo qual o valor de uma grandeza é obtido por
meio de um instrumento, sem utilização de cálculos suplementares
baseados em relação funcional entre a grandeza a medir que seriam
efetivamente medidas em lugar daquela.
Exemplos de instrumentos: paquímetro, termômetro de vidro, etc.
- Principais métodos de medição direta:
a) Método Deslocamento
Método pelo qual uma grandeza é indicada numa escala
convencionalmente graduada baseando-se para isso em propriedades
físicas adequadas de um elemento ou de outra grandeza. Como exemplo,
temos a medição de temperatura por termômetro de vidro, conforme
figura ao lado.
Padrão
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b) Método de compensação ou de zero
Método de medição no qual se reduz a zero a diferença entre o valor da grandeza a medir e
um valor conhecido na mesma grandeza.
Exemplo:
Balança analítica, conforme figura 2.
Fig. 2 - Balança analítica
- Medição Indireta
Método pelo qual o valor de uma grandeza é obtido através de cálculos sobre valores
resultantes de medição direta de outras grandezas, que tenham relação funcional com a
grandeza a medir. Como exemplo pode ser citado a medição de área e volume.
Instrumentos de Medição
A exatidão relativa das medidas depende evidentemente, da qualidade dos
instrumentos de medição empregados. Assim, a tomada de um comprimento com um metro
defeituoso dará resultado duvidoso, sujeito a contestações. Portanto, para a tomada de uma
medida, é indispensável que o instrumento esteja calibrado