Instrumentos e sistemas de medição

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DESCRIÇÃO
Conceitos e esclarecimentos a respeito de instrumentos de medição dimensional e suas tolerâncias, instrumentos de medição de vazão e
instrumentos de medição sob grandezas de influência.
PROPÓSITO
Apresentar o princípio de funcionamento dos instrumentos de medição, propriedades constitutivas, usos em laboratório, aplicações e
operações utilizadas na prática profissional experimental, como a metrologia básica, no que tange a instrumentos de medição dimensional
e instrumentos de medição de vazão. Além de apresentar as grandezas de influência que atuam sobre os instrumentos de medição.
PREPARAÇÃO
É importante ter acesso aos conteúdos básicos de Metrologia no Vocabulário Internacional de Metrologia (VIM), Vocabulário Internacional
de Metrologia Legal (VIML), Sistema Internacional de Unidades (SI) e na norma ABNT NBR ISO/IEC 17025:2017.
OBJETIVOS
MÓDULO 1
Identificar os principais instrumentos de medição dimensional e as tolerâncias geométricas
MÓDULO 2
Identificar os principais instrumentos de medição de capacidade
MÓDULO 3
Identificar os instrumentos de medição das principais grandezas de influência nas medições desenvolvidas em laboratório
INSTRUMENTOS E SISTEMAS DE MEDIÇÃO
MÓDULO 1
 Identificar os principais instrumentos de medição dimensional e as tolerâncias geométricas
MEDIÇÃO DIMENSIONAL, TOLERÂNCIAS E AJUSTES
INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO DIMENSIONAL
A medição dimensional está relacionada com a prática da medida de magnitudes geométricas, tais como latitudes, longitudes,
profundidades, planezas, angularidade, rugosidade, entre outras.
Pela sua gama de variedades nas posições de medição, talvez a maior variedade de instrumentos de medição esteja relacionada à
medida de propriedades dimensionais, fazendo com que os instrumentos de medição dessa grandeza sejam os mais conhecidos entre os
profissionais.
Os instrumentos de medição de comprimento de alta precisão possuem, incorporados em sua escala principal, outra escala secundária
chamada de nônio ou vernier. Instrumentos como paquímetros ou micrômetros utilizam essa escala.
 
Imagem: Wikimedia Commons
PAQUÍMETRO ANALÓGICO
 
Imagem: Wikimedia Commons
MICRÔMETRO ANALÓGICO EXTERNO
1: arco / 2: contato fixo / 3: contato móvel / 4: trava / 5: catraca / 6: escala móvel (Nônio ou Vernier) com 50 divisões / 7: escala principal
de 0 a 25mm
 VOCÊ SABIA?
O desenvolvimento dessa escala secundária é atribuído, pelos portugueses, ao matemático Pedro Nunes (daí a origem do nome Nônio);
e, pelos franceses, ao matemático e inventor de instrumentos Pierre Vernier (daí a origem do nome Vernier).
A incorporação dessa escala proporcionou um aumento na precisão desse instrumento de medição em uma ordem de grandeza. A leitura
da escala secundária é simples.
Após a colocação da medida materializada em uma das posições de medição do paquímetro, por exemplo, o valor medido na escala
principal é aquela indicação transpassada pelo zero da escala secundária; todavia, o valor da próxima casa decimal deve ser o algarismo
correspondente à coincidência dos traços da escala secundária com a principal.
Vejamos um exemplo:
 
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 Exemplo de leitura em instrumento com vernier/nônio.
Na figura, podemos observar que o espaço contido entre as duas setas deslocou a escala secundária uma distância. A leitura do valor
dessa distância é obtida observando os pontos que transpassaram o valor do zero da escala secundária. Temos, nesse exemplo, que 25
unidades de comprimento, no caso 1mm, foram transpassadas.
O próximo algarismo nessa indicação é aquele que coincide o traço com a escala primária.
 ATENÇÃO
No exemplo anterior, apenas o número 0 da escala secundária consegue coincidir o traço com a escala principal; assim, temos a
indicação da leitura de 25,00mm. Observe que a menor divisão indicada na escala secundária é 0,05mm.
O funcionamento da escala secundária acontece devido ao fato de o valor de uma divisão dessa escala ter tamanho de 90% do valor de
uma divisão da escala principal – essa condição, em uma escala decimal, promove o encontro apenas em uma única coincidência dos
traços.
Como a escala secundária é numerada de forma progressiva de 0 a 10, a indicação do traço de coincidência é correspondente ao valor
da estimativa da casa decimal adicional.
Os instrumentos de medição de dimensões mais comuns que utilizam essa escala secundária são os paquímetros e micrômetros,
conforme ilustrados anteriormente. A seguir, vamos falar mais especificamente sobre esses instrumentos.
PAQUÍMETROS
O paquímetro é um instrumento utilizado para medir com precisão pequenos comprimentos. Ele dispõe de uma escala graduada fixa,
duas garras e um cursor com um nônio.
O paquímetro possibilita a realização de quatro tipos distintos de medição, incluindo:
 
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MEDIÇÃO DE DIÂMETROS INTERNOS E EXTERNOS
Utilizando as hastes superiores
 
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MEDIÇÃO DE RESSALTOS
Utilizando suas faces para ressaltos
 
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MEDIÇÃO DE PROFUNDIDADE
Utilizando o encosto guia
TIPOS DE PAQUÍMETRO
Existem diversos tipos de paquímetro comerciais, variando pequenas características em cada modelo.
Paquímetro universal
O modelo mais comum e amplamente utilizado é o chamado paquímetro universal.
 
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 Modelo de paquímetro universal
Paquímetro digital
Variações desse instrumento podem acoplar um indicador digital – proporcionando a eliminação de erros de paralaxe (ângulo de visão) e
largamente utilizado para controle estatístico de processos – ou um relógio analógico.
 
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 Modelo de paquímetro digital
Paquímetro com relógio analógico
Outro tipo de variação pode acoplar um relógio analógico.
 
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 Modelo de paquímetro com relógio analógico
MICRÔMETROS
Para medição de menores comprimentos, o instrumento de precisão comumente utilizado é o micrômetro. Esse equipamento,
desenvolvido pelo inventor francês Jean Louis Palmer, funciona baseado no princípio da constância do arco de comprimento desenvolvido
a cada volta por um conjunto formado por parafuso (móvel) e porca (fixa).
As principais partes de um micrômetro são:
Arco
Peça constituída de aço fundido ou especial que sustenta as faces de medição, desenvolvida especialmente para eliminar tensões
internas.
Faces de medição
Partes altamente polidas e paralelas que efetuam o contato com o objeto medido e cujo material tem alta resistência ao desgaste.
Fuso micrométrico
É o “parafuso” móvel utilizado, confeccionado em aço especial temperado e retificado, que permite ajustar as distâncias entre as
faces de medição pelo fracionamento de sua volta.
Porca
Utilizada para eventuais ajustes em caso de evidência de folgas do fuso micrométrico.
Isolante térmico
Ligado ou colado ao arco a fim de minimizar a condução térmica, efeitos de dilatação e similares por meio do contato com o
operador de uma medição (o operador deve segurar o instrumento por essa parte).
Tambor
Parte ligada ao fuso micrométrico em que é gravada a escala centesimal do instrumento e contém uma trava para imobilizar o
movimento do fuso micrométrico.
Catraca
Ponteira que evita que sejam promovidas deformações no objeto em medição por meio da manutenção de uma pressão de
medição constante.
⇋ Utilize a rolagem horizontal
Esses instrumentos são fabricados com uma capacidade de medição limitada a, normalmente, 25mm. Isso significa que é comum os
laboratórios possuírem conjuntos de micrômetros para cobrir grandes faixas de medição.
Assim como os paquímetros, os micrômetros também podem ser apresentados em diferentes modelos, sendo os mais comuns:
TIPOS DE MICRÔMETROS
Micrômetros de profundidade - possuem hastes de extensão, micrômetros com disco acoplado nas hastes, para medição de
engrenagens ou outra aplicação que requeira um aumento da área de contato das faces de medição.
 
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 Modelo de micrometro de profundidade
Micrômetrosde arco profundo - utilizados para medição de objetos salientes ou que necessitem de contato especial para medição.
 
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 Modelo de micrometro de profundidade
Micrômetros com face do arco em V - para contatos especiais na medição de ferramentas de corte, micrômetros para medição de
roscas.
 
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Micrômetros internos - possuem pontas para contato no interior de paredes de tubos ou peças. Assim como os paquímetros, os
micrômetros também podem ser dotados de dispositivo indicador digital.
 
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 Modelo de Micrômetro interno
CONCEITUAÇÃO DE TOLERÂNCIAS E AJUSTES
Apesar de realizar medições dimensionais com precisão razoável, desvios e imperfeições mecânicas podem comprometer medições
industriais. Na fabricação industrial, as tolerâncias dimensionais não são suficientes para determinar exatamente como deve estar uma
peça depois de acabada para evitar que haja retrabalho.
Em muitos casos, os desvios da peça original para a peça realmente fabricada podem ser indicados previamente, enquadrando-se assim
nas chamadas tolerâncias geométricas, também conhecidas como GD&T (Geometric Dimensioning and Tolerancing ou Tolerância e
Dimensionamento Geométrico, em livre tradução), representadas pelos desvios de forma e posição.
Na maioria dos casos, as peças são compostas de corpos geométricos ligados entre si por superfícies de formato simples, tais como
planos, superfícies planas, cilíndricas ou cônicas.
Durante a usinagem, consideram-se também os desvios das formas da superfície real com relação à teórica, sejam eles
macrogeométricos ou microgeométricos, bem como os desvios de posição entre as diversas superfícies entre si.
Os desvios de formas da superfície real poderão ser classificados em:
DESVIOS DE FORMA
Definidos como o grau de variação das superfícies reais com relação aos sólidos geométricos que os definem.
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Os desvios de forma podem ser classificados como:
Desvios macrogeométricos, tais como desvios de retilineidade, circularidade, cilindricidade, planicidade, e outros mais.
Desvios microgeométricos, tais como desvios de rugosidade superficial.

DESVIOS DE POSIÇÃO
Definidos como o grau de variação entre diversas superfícies reais entre si, com relação ao seu posicionamento teórico.
TOLERÂNCIA GEOMÉTRICA DE FORMA
A diferença de forma de uma peça é a diferença entre a superfície real da peça e a forma geométrica e teórica.
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A forma de um elemento isolado será julgada correta quando a distância de cada um dos seus pontos a uma superfície de forma
geométrica ideal, em contato com ele, for igual ou inferior ao valor da tolerância dada.
A diferença de forma deve ser medida perpendicularmente à forma geométrica teórica, tomando-se sempre o cuidado de que a peça
esteja corretamente colocada no dispositivo de medição para não se medir um valor falso. A posição teoricamente correta é determinada
quando for mínimo o valor medido.
As tolerâncias geométricas são geralmente especificadas para uma superfície, eixo ou plano meridiano, tomados em toda sua extensão.
Entretanto, poderá em alguns casos ser interessante especificá-las em termos de desvio linear por unidade de área ou comprimento,
como, por exemplo, “reto, dentro de 0,05mm por 100mm”.
 ATENÇÃO
As tolerâncias geralmente são dadas tomando-se um elemento de referência. Para que esse elemento tenha utilidade, é necessário que
seja acessível e fácil de ser medido, quando comparado às medidas obtidas na peça em questão. A sua forma deverá ser suficientemente
precisa para que ela possa ser tomada como referência.
A seguir, são dadas as formas e diferenças de forma mais importantes e seus símbolos, incluindo: retilineidade, planicidade, circularidade
e cilindricidade.
Retilineidade Planicidade Circularidade Cilindricidade
Imagem: Raimundo Alves
de Rezende
Imagem: Raimundo Alves
de Rezende
Imagem: Raimundo Alves
de Rezende
Imagem: Raimundo Alves
de Rezende
⇋ Utilize a rolagem horizontal
 Quadro 1: Símbolos das formas e diferenças de forma mais importantes.
Fonte: Raimundo Alves de Rezende.
RETILINEIDADE
A retilineidade pode ser especificada em uma superfície cônica, cilíndrica ou plana.
Quando é dada a retilineidade em um elemento bidimensional, tal como uma borda, a tolerância também permanece bidimensional.
O espaço da tolerância para a diferença admissível da reta (desigualdade admissível) é definida pelo diâmetro de um cilindro que
inscreve os planos de medição. A diferença até a linha central desse sólido é a medida da desigualdade admissível.
 SAIBA MAIS
Em uma peça cilíndrica simples, a retilineidade poderá variar de diversas maneiras. Se não é especificada nenhuma tolerância de
retilineidade, a peça poderá ter qualquer forma, desde que esteja dentro dos limites dos diâmetros máximo e mínimo.
Existem vários métodos para descobrir a retilineidade da peça. Usar uma máquina de medição por coordenada ou um projetor de
perfil são exemplos.
 
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MÁQUINA DE MEDIÇÃO POR COORDENADAS
 
Imagem: Shutterstock.com
PROJETOR DE PERFIL
Outro exemplo seria colocar a peça sobre um desempeno de granito e iluminá-la por trás para verificar se existe a presença de luz do
outro lado da peça.
 
Imagem: Mitutoyo
 Desempeno de granito.
 ATENÇÃO
A escolha de qual método utilizar irá depender da precisão exigida pelo processo e pelos recursos disponíveis para utilização no processo
de fabricação.
PLANICIDADE
Planicidade é a condição de uma superfície que possui todos os elementos em um plano.
Uma tolerância de planicidade especifica uma zona de tolerância definida por dois planos paralelos dentro dos quais a superfície deve
ficar.
Quando é especificada uma tolerância de planicidade, a estrutura de controle de elemento é anexada a um líder direcionado para a
superfície ou uma linha de extensão da superfície. É colocada em uma vista na qual os elementos de superfície a ser controlados são
representados por uma linha.
 SAIBA MAIS
A diferença de plano admissível, também conhecida como diferença de planicidade, é a distância entre dois planos paralelos, entre os
quais deve encontrar-se a superfície real.
Os limites de imperfeição do plano são de grande interesse, especialmente na construção de máquinas-ferramentas, em que o assento
de carros e caixas de engrenagens sobre guias prismáticas ou paralelas têm grande influência na precisão exigida da máquina.
UTILIZAÇÃO DE RELÓGIO APALPADOR
Para medir a planicidade com um relógio apalpador é necessário que a superfície em questão seja colocada em paralelo na superfície
plana, como um desempeno de granito.
Se for uma peça plana, podem ser necessários três acessórios de apoio:
Um fixo e dois outros do tipo ajustável, para colocar a superfície superior completamente paralela à superfície de granito.
 ATENÇÃO
O período de tentativa e erro para nivelar isso pode levar mais do que apenas alguns minutos.
Entre os tipos de desvios de planicidade mais comuns estão a concavidade e a convexidade.
CONCAVIDADE
É o desvio dos pontos na superfície real, tal que a leitura obtida aumente das extremidades para o centro da peça.

CONVEXIDADE
É o desvio dos pontos na superfície real, tal que a leitura obtida diminua das extremidades para o centro da peça.
 
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 Lente de foco: concavidade e convexidade.
A tolerância de planicidade é independente da tolerância dimensional especificada pelos limites de medida. Portanto, conclui-se que a
zona de tolerância de forma poderá variar de qualquer maneira dentro dos limites dimensionais que ainda satisfará as especificações de
tolerância.
Quando houver necessidade, expressões como “não deve ser côncavo” ou “não deve ser convexo” podem ser adicionadas às
especificações de tolerância.
Geralmente, os erros de planicidade ocorrem pelos seguintes fatores:
Variação de dureza da peça ao longo do plano de usinagem
Desgaste prematurodo fio de corte
Deficiências de fixação da peça que possam provocar movimentos indesejáveis durante a usinagem
As tolerâncias admissíveis de planicidade mais comumente aceitas são:
TORNEAMENTO (0,01 A 0,03MM)

FRESAMENTO (0,02 A 0,05MM)

RETÍFICA (0,005 A 0,010MM)
CIRCULARIDADE
As diferenças de círculo real para o círculo teórico são genericamente denominadas ovalizações.
Define-se como ovalização admissível a diferença entre diâmetros de dois círculos concêntricos entre os quais deve encontrar-se o perfil
real.
Dessas próprias definições, conclui-se que a diferença admissível é o dobro da tolerância de forma. Uma peça cilíndrica é geralmente
considerada circular, supondo-se que o desvio de forma esteja dentro dos limites dimensionais do diâmetro.
Raramente será necessário especificar tolerância de circularidade, visto que os erros de forma, dentro das tolerâncias dimensionais, são
suficientemente pequenos para se obter montagem e funcionamento adequados da peça.
Existem casos, no entanto, que os erros permissíveis, devido às razões funcionais, são tão pequenos que a precisão necessária não
pode ser garantida somente pela tolerância dimensional. Nesses casos, será necessário especificar tolerâncias de circularidade.
 EXEMPLO
É o caso típico de cilindros dos motores à combustão interna, nos quais tolerância dimensional pode ser aberta; porém, a tolerância da
circularidade tem que ser necessariamente estreita para evitar vazamentos.
Dimensões apenas do diâmetro não são suficientes para provar que a peça está redonda. Existem peças cujo diâmetro pode variar de
acordo com a posição, e necessitam que sejam considerados outros aspectos de sua superfície, tal como sua ovalização.
 
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 Ovalização.
Pode-se considerar, para usinagem em condições de produção, os seguintes valores para a tolerância de ovalização:
TORNEAMENTO (ATÉ 0,01MM)

FRESAMENTO (0,010 A 0,015MM)

RETÍFICA (0,005 A 0,015MM)
Normalmente, de acordo com a necessidade de usinagem ou montagem, tais especificações são incluídas no desenho da peça, como se
segue: “Ovalização máxima dentro de 0,01mm” ou “redondo dentro de 0,01mm”.
CILINDRICIDADE
As diferenças do círculo podem ser consideradas como um caso particular das diferenças de forma cilíndrica ovalizadas por meio de uma
secção do cilindro por um plano perpendicular à geratriz.
Genericamente, pode-se definir: a diferença admissível do cilindro circular é a diferença de diâmetros de dois cilindros concêntricos, entre
os quais deve estar localizada a superfície real.
Como se torna tecnicamente difícil medir e controlar a diferença admissível, frequentemente ela se divide em:
SECÇÃO LONGITUDINAL
Diferença admissível medida na secção longitudinal do cilindro, que compreende: Conicidade, concavidade e convexidade.

SECÇÃO TRANSVERSAL
Diferença admissível na secção transversal do cilindro, que compreende a ovalização (diferença do círculo).
Para sabermos a diferença da forma cilíndrica, a peça deve ser medida nos diversos planos em todo o comprimento. A diferença entre a
indicação máxima e mínima não deve ser, em ponto algum cilíndrico, maior do que a especificação.
Detalhando-se os desvios de forma cilíndrica na secção longitudinal do cilindro, temos:
Convexidade e concavidade: São diferenças entre os diâmetros do meio e das extremidades das seções.
Conicidade: Definida como a falta de paralelismo entre duas geratrizes.
Para efeito de controle dimensional, tanto a convexidade quanto a concavidade e a conicidade, sendo erros de forma, devem estar
situadas entre os limites máximos da tolerância de fabricação, não devendo, entretanto, serem confundidas com a tolerância de
fabricação, sendo indicadas com anotações em separado no desenho.
As tolerâncias admissíveis comumente são:
CÔNICO (DENTRO DE 0,05MM/100MM)

CONICIDADE TOLERADA (0,05MM/100MM)
TOLERÂNCIA DE FORMA DE UMA LINHA QUALQUER
Outras medidas de tolerância geométrica de forma são: tolerância de forma de uma linha qualquer e tolerância de forma de uma
superfície qualquer.
A usinagem de perfis espaciais, tais como cames, curvas espaciais etc., exigem a especificação de forma do controle especial a ser
fabricado.
Define-se como tolerância de forma de uma linha qualquer a distância entre duas linhas paralelas tangentes a uma circunferência de um
diâmetro, cujo centro se desloca sobre a linha nominal.
A indicação das tolerâncias, em desenhos, depende do sistema de cotagem empregado. Adota-se a cotagem, por meio de cotas
angulares; e a cota de diâmetro ou cotas, a partir de uma linha reta de referência. A zona de tolerância será definida, referenciando-se por
meio do perfil teórico, que ficará situado simetricamente às duas linhas que definam a tolerância.
TOLERÂNCIA GEOMÉTRICA DE POSIÇÃO
Diferença de posição é a diferença entre uma aresta ou superfície da peça e a posição teórica prescrita pelo projeto da peça.
Essa é a posição determinada por tolerâncias de ângulo e distância com relação a um sistema de referência, como arestas ou superfícies
da peça determinadas a priori.
Para o estudo das diferenças de posição será suposto que as diferenças da forma dos elementos associados são desprezíveis com
relação às suas diferenças de posição. Se tal não ocorrer, será necessária uma separação entre os tipos de medição para a detecção de
um ou outro desvio.
 SAIBA MAIS
As diferenças de posição, de acordo com as normas ISO R–1001, podem ser classificadas em orientação para dois elementos associados
e posição dos elementos associados.
Esse tipo de desvio de posição é definido para elementos (linhas ou superfícies) que têm pontos em comum por meio da intersecção de
suas linhas ou superfícies.
DIFERENÇA ANGULAR
Existem dois métodos para se medir a tolerância angular:
1 - Por meio de transferidores ou goniômetros, em baixa produção.
2 - Por meio de máscaras ou calibradores angulares, para médias e altas produções.
Primeiramente, é necessário definir a diferença angular como a diferença entre o ângulo máximo e mínimo entre os quais se podem
localizar duas superfícies. A diferença angular admissível Tß é a diferença de ângulos entre os quais se podem localizar duas superfícies.
 EXEMPLO
A indicação de 80° + 15', por exemplo, significa que, entre as duas superfícies, em nenhuma medição angular deve-se achar um ângulo
menor do que 80° ou maior do que 80°15'.
 
Imagem: Shutterstock.com
 Calibrador angular.
DIFERENÇA DA POSIÇÃO PARALELA
Dentro dessa classificação geral, podem-se determinar dois tipos principais de erros de paralelismo: a tolerância de paralelismo entre
retas e planos e a diferença da posição perpendicular.
Define-se como tolerância admissível para a diferença de paralelismo entre duas retas o espaço contido em um cilindro de certo diâmetro
cujo eixo é paralelo a uma das retas. Dentro desse cilindro deve encontrar-se a outra reta.
Normalmente, também para esse caso, limita-se à medição somente em um plano. Há algumas classificações para as tolerâncias.
A tolerância de paralelismo entre duas retas em um plano é definida como a diferença entre a máxima e a mínima distância entre duas
linhas em determinado comprimento L. A tolerância de paralelismo pode ser utilizada mesmo quando não seja explicitada em desenho.
Adotando-se a peça, a interpretação normal das dimensões especificadas seria que a peça é aceitável e a linha de centro média de cada
furo localiza-se dentro de duas zonas de tolerância. Entretanto, se a tolerância de paralelismo entre dois furos for especificada, o desvio
angular entre as duas linhas de centro estará limitada; porém, ele, com relação ao plano de referência, ainda será definido pelos limites
dimensionais da distância entre centros.
Deve-se sempre evitar alargamentos de furos quando houver necessidade de uma tolerância de paralelismo de um eixo de superfície de
revolução a um plano, como segue:
MANDRILHA MENTO (0,05 A 0,1MM/100MM)

FRESAMENTO (0,08 A 0,015MM/100MM)

ALARGAMENTO (0,2 A 0,3MM/100MM)
A tolerância de paralelismo entre dois planos é definida como a distância de dois planos paralelos a um plano de referência, entre os
quais se devem localizar os planos reais.
Normalmente, a tolerância de paralelismo depende bastante das condições de usinagem que se tenha à mão. Assim, o paralelismo entre
faces em uma operação de torneamento será mais facilmente conseguido à medida que se sofistica mais o processo de usinagem.
Partindo do exemplo simples de usinagem das faces de uma engrenagem, se ela for feita em torno paralelo, devido às duas fixações
necessárias, haverá piores condições de paralelismo de faces do que em um torno automático monofuso, em que as ferramentas entram
juntas.
 SAIBA MAIS
A mesma usinagem feita em torno automático multifuso propiciará uma qualidade ainda melhor de paralelismo, visto que há possibilidade
de executar a usinagem com várias ferramentas.
O mesmo problema ocorre com fresamento de faces de carcaças feitas em fresadoras comuns, em que há necessidade de duas
operações de fresamento e uma fresadora do tipo Duplex, em que o fresamento das faces é feito simultaneamente.
As tolerâncias admissíveis podem ser enquadradas dentro dos seguintes limites:
TORNEAMENTO (0,01 A 0,1MM/100MM)

FRESAMENTO (0,02 A 0,1MM/ 100MM)
DIFERENÇA DA POSIÇÃO PERPENDICULAR
A diferença da posição perpendicular, determinada por uma tolerância de perpendicularismo, é o desvio angular, tomado como referência
o ângulo reto de uma superfície, ou uma reta, supondo-se como elemento de referência uma superfície e uma reta, nessa ordem.
Assim, pode-se dividi-la em vários casos particulares:
Tolerância de perpendicularismo entre duas retas (entre uma reta e uma reta tomada como referência): representa a
distância entre dois pontos paralelos e perpendiculares à reta de referência.
Tolerância de perpendicularismo entre uma reta e um plano: determinada por uma superfície cilíndrica de diâmetro ou ainda
pela distância entre duas retas paralelas entre si, respectivamente perpendiculares ao plano de referência.
Tolerância de perpendicularismo entre uma superfície e uma reta: determinada por dois planos paralelos, cuja distância é
perpendicular à reta básica.
Tolerância de perpendicularismo entre duas superfícies: determinada por dois planos paralelos, cuja distância é paralela ao
plano básico.
⇋ Utilize a rolagem horizontal
DESVIO DE LOCALIZAÇÃO
Os desvios de localização, de um modo geral, podem ser definidos como as diferenças de determinado elemento (ponto, reta, plano) de
sua posição teórica determinada por meio de um sistema de coordenadas cartesianas ou polares.
Em usinagens de furos de fixação de tampas, que devem ser fixadas em carcaças por meio de parafusos e pinos de guia, essa
especificação torna-se fundamental para garantir intercambialidade de montagem.
O desvio de localização será limitado por meio da tolerância de localização, que pode ser separada em:
TOLERÂNCIA DE LOCALIZAÇÃO DO PONTO
TOLERÂNCIA DE LOCALIZAÇÃO DA RETA
TOLERÂNCIA DE LOCALIZAÇÃO DO PLANO
TOLERÂNCIA DE LOCALIZAÇÃO DO PONTO
Determinada por uma superfície esférica ou um cilindro com certo diâmetro, cujo centro está determinado pelas medidas nominais. Essa
tolerância deve ser especificada pela furação em chapas finas, em que a espessura é desprezível com relação ao diâmetro, podendo-se
assumir a furação como pontual.
TOLERÂNCIA DE LOCALIZAÇÃO DA RETA
Determinada por uma superfície cilíndrica com certo diâmetro e cuja linha de centro é a reta nominal, no caso de sua indicação numérica
ser precedida pelo símbolo ø.
TOLERÂNCIA DE LOCALIZAÇÃO DO PLANO
Determinada por dois planos paralelos separados por certa distância e dispostos simetricamente com relação ao plano considerado
nominal.
As tolerâncias de localização, tomadas isoladamente como diferenças de posição puras, não podem ser adotadas na grande maioria dos
casos práticos, visto que, nestes, não se pode dissociá-las das diferenças de forma dos respectivos furos. Assim, são de muito maior valia
a associação desses conceitos aos de tolerâncias de forma.
DESVIOS DE SIMETRIA
Os desvios de simetria podem ser considerados como um caso particular dos desvios de localização para o caso de chavetas, estrias,
rebaixos ou ressaltos de forma prismática, ou quando em um plano, de forma retangular.
A tolerância de simetria pode ser definida como a distância entre dois planos paralelos, distantes entre si uma distância determinada e
simétricos com relação a um plano de referência determinado pelas cotas nominais.
 ATENÇÃO
Se a tolerância dimensional for especificada para uma figura simétrica, a tolerância de simetria deverá estar localizada dentro dessa
tolerância.
DESVIOS DE CONCENTRICIDADE
Define-se concentricidade como a condição segundo a qual duas ou mais figuras geométricas regulares, tais como esferas, hexágonos,
cilindros ou cones, em qualquer combinação, têm um eixo comum.
Assim, qualquer variação de eixo de simetria de uma das figuras com relação a outro tomado como referência caracteriza uma
excentricidade.
DESVIOS DE COAXIALIDADE
Define-se tolerância de coaxialidade de uma reta com relação à outra reta adotada como referência a um cilindro de certo raio, tendo
como geratriz a reta referência, dentro do qual deverá encontrar-se a outra reta.
A tolerância de coaxialidade deve sempre ser feita a um comprimento de referência.
Os desvios de coaxialidade mais comuns na prática são:
COAXIALIDADE COM RELAÇÃO À SUPERFÍCIE DETERMINADA
COAXIALIDADE COM RELAÇÃO A UM EIXO COMUM
COAXIALIDADE COM RELAÇÃO À SUPERFÍCIE DETERMINADA
É a máxima distância do eixo da superfície que está sendo verificada até o eixo de simetria de uma superfície predeterminada com
relação a esse comprimento.
COAXIALIDADE COM RELAÇÃO A UM EIXO COMUM
É a máxima distância do eixo da superfície sendo verificada até um eixo comum de duas ou mais superfícies coaxiais com relação ao
comprimento dessa superfície.
TOLERÂNCIAS DE BATIDA
Superfícies de revolução, tais como cilindros ou furos redondos, devem ser convenientemente dimensionadas com suas respectivas
tolerâncias, pois estão sujeitas a variações de fabricação bastante diversas. Podem estar com erros de ovalização, conicidade,
excêntricas com relação ao seu eixo e outros.
 ATENÇÃO
Todas essas variações deverão ser controladas ou limitadas no desenho de produto, a fim de se assegurar que a peça seja fabricada
convenientemente.
As tolerâncias de batida podem delimitar erros de circularidade, coaxialidade, excentricidade, perpendicularismo e planicidade, desde que
a sua medição, que representará a soma de todos os erros acumulados, esteja contida dentro da tolerância especificada.
Dentro dessa conceituação, o eixo de referência deverá ser assumido sem erros de retilineidade ou angular.
Os desvios de batida podem ser classificados em dois grupos principais:
BATIDA RADIAL
BATIDA AXIAL
BATIDA RADIAL
Definida como o campo de tolerância, determinado por um plano perpendicular ao eixo de giro, composto de dois círculos concêntricos,
distantes entre si.
BATIDA AXIAL
Definida como o campo de tolerância determinado por duas superfícies paralelas entre si e perpendiculares ao eixo de rotação da peça,
dentro da qual deverá estar a superfície real, quando a peça efetuar uma volta completa, referenciando-se em seu eixo de rotação. A
tolerância de batida axial deverá prever erros compostos de forma e posição.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
A RESPEITO DO MICRÔMETRO, É CORRETO AFIRMAR QUE
A) foi desenvolvido pelo inventor francês Jean Louis Palmer, e funciona baseado no princípio da constância da flexa de comprimento
desenvolvido a cada volta por um conjunto formado por parafuso (móvel) e porca (fixa).
B) as principais partes de um micrômetro são o arco, as faces de medição, o fuso micrométrico, uma porca, um isolante térmico, o tambor
e a alavanca de medição.
C) diferentemente dos paquímetros, os micrômetros não podem ser dotados de dispositivo indicadordigital.
D) os modelos mais comuns são os micrômetros de profundidade, micrômetros com disco acoplado nas hastes, micrômetros de arco
profundo, micrômetros com face do arco em V, micrômetros para medição de roscas e micrômetros.
E) é um instrumento fabricado com uma capacidade de medição limitada a, normalmente, 25 m.
OS PAQUÍMETROS UNIVERSAIS PERMITEM A MEDIÇÃO DE ALGUMAS DIMENSÕES DE PEÇAS, EXCETO:
A) Medição de diâmetros internos – utilizando as hastes superiores.
B) Medição de diâmetros externos – utilizando as hastes superiores.
C) Medição de ressaltos – utilizando suas faces para ressaltos.
D) Medição de profundidade – utilizando o encosto guia.
E) Medição de profundidade – utilizando a escala secundária.
GABARITO
A respeito do micrômetro, é correto afirmar que
A alternativa "D " está correta.
Os micrômetros, igualmente aos paquímetros, podem ser dotados de dispositivo indicador digital.
Os paquímetros universais permitem a medição de algumas dimensões de peças, exceto:
A alternativa "E " está correta.
A profundidade é medida utilizando-se o encosto guia da haste de profundidade, e não a escala secundária.
MÓDULO 2
 Identificar os principais instrumentos de medição de capacidade
MEDIDAS DE CAPACIDADE
TECNOLOGIAS DE MEDIÇÃO DE CAPACIDADES
 
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Medidas de capacidade são tão antigas quanto as medidas dimensionais. Ora, se a facilidade em criar padrões para dimensões era dada
pela familiaridade com partes do corpo humano, a necessidade de padronizar capacidades tinha um apelo comercial.
 VOCÊ SABIA?
Os primeiros padrões oficiais de medidas referiam-se às medidas de comprimento e à capacidade determinados por Ricardo I, na
Inglaterra do século XII.
Por ser uma das mais antigas medidas padronizadas, as medidas de capacidade seguem métodos tradicionais de sua determinação,
sendo os métodos gravimétrico e volumétrico.
MÉTODO GRAVIMÉTRICO
O método gravimétrico se baseia na determinação do volume de água a partir da massa contida ou transferida pela vidraria, a certa
temperatura considerada padrão (20°C), e que geralmente vem marcada sobre ela.
A utilização da água como fluido padrão de medição deve-se ao fato do mapeamento e conhecimento de suas propriedades com alto
grau de exatidão, em particular, sua densidade.
Para execução do método gravimétrico é necessário dispor de:
uma balança analítica calibrada;
um banho termostático para estabilizar a água utilizada à temperatura desejada;
um termômetro calibrado para controle da temperatura;
água deionizada ou destilada, com massa específica conhecida e determinada com o auxílio de um medidor de massa específica
(densímetro ou picnômetro);
um higrômetro para controle da umidade relativa do ar do ambiente.
MÉTODO VOLUMÉTRICO
O método volumétrico se baseia na transferência de um volume de líquido conhecido para um recipiente em que se quer determinar a
capacidade a certa temperatura, sendo ela considerada padrão.
O método volumétrico necessita apenas dos padrões volumétricos calibrados:
água destilada a certa temperatura medida com o auxílio de um termômetro e de densidade conhecida a essa temperatura
higrômetro para controle da umidade relativa do ar ambiente.
Recipientes volumétricos
Recipientes volumétricos são aqueles projetados para comportar um volume de líquido, com certo grau de confiança, se preenchido até
certa marca (única) gravada em seu corpo.
Os exemplos mais comuns desse tipo de recipiente são a bureta, pipeta, béquer, picnômetro e balão volumétrico.
Nessa categoria, os recipientes subdividem-se em recipientes do tipo TC (to contain), projetados para conter certo volume de solução
líquida em seu interior, e do tipo TD (to deliver), projetados para transferir uma solução líquida de um ponto X para um ponto Y.
Em geral, a maior diferença entre recipientes do tipo TC para TD está na capacidade de escoar/aderir líquido nas paredes do interior do
recipiente devido à geometria.
 
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 Recipiente volumétrico a conter (TC).
Recipientes graduados
Recipientes graduados são aqueles projetados para fornecer certas indicações de volume de líquido por meio do preenchimento do
recipiente até marcas previamente indicadas pelo fabricante do instrumento. Desse modo, recipientes graduados permitem medir volumes
quantizados da capacidade máxima.
 ATENÇÃO
Ambos os tipos de recipientes (graduados e volumétricos), por possuírem marcações em seu corpo, estão sujeitos a processos de
dilatação térmica.
Isso provoca a existência de variação entre o valor nominal indicado e o valor real de capacidade na marca proposta pelo fabricante – o
que exige sua utilização em conjunto com um certificado de calibração do item para correção ao valor real do ponto de medição. Esses
recipientes de uso laboratorial, por serem confeccionados majoritariamente em vidro, são chamados de vidrarias de laboratório.
LIMPEZA DE VIDRARIAS
 
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As vidrarias devem ser totalmente desengorduradas, pois traços de gordura provocam retenção de líquidos sob a forma de gotículas que
ocasionam a má formação do menisco ou impedem seu escoamento total.
Veja a seguir o passo a passo de uma limpeza ideal de vidrarias:
1
Devem ser lavadas primeiramente com água e solução aquosa de detergente especial para laboratórios, livres de sabão com auxílio de
uma escova.
Em seguida, enxaguar repetidas vezes com água destilada.
2
3
Para finalizar, os recipientes devem ser enxaguados com mistura sulfocrômica ou potassa alcoólica para remover os últimos traços de
gordura.
Em seguida, enxaguar bem com água destilada, deixando secar de forma invertida em estufa ou enxugador.
4
Quando necessário, antes da calibração, devemos utilizar ar comprimido frio e seco ou a estufa no máximo a 50°C para remover traços
remanescentes de água. Quando essa limpeza for insuficiente, devido à utilização das vidrarias de laboratório com óleos ou graxas,
devem ser removidos totalmente esses resíduos com solventes apropriados.
 ATENÇÃO
Tal como preconizam as boas práticas de laboratório, todo o material de vidro deve ser lavado logo após seu uso; entretanto, os resíduos
das soluções e precipitados, com o tempo, atacam o vidro, tornando-se difícil a sua remoção e alterando a capacidade da vidraria.
METODOLOGIAS DE CALIBRAÇÃO
 
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MÉTODO GRAVIMÉTRICO
Apresenta uma maior exatidão quando utilizado corretamente. Depende do tipo de vidraria: para conter ou para transferir.
a) Para conter
Após limpas e secas, as vidraçarias devem ser manuseadas com luvas de algodão para evitar a retenção de gordura.
1
Pesa-se vazia em uma balança a vidraria sob calibração e determina-se sua massa.
Na sequência, a vidraria de laboratório é preenchida com água bidestilada, a 20°C, até poucos milímetros abaixo do traço de referência
ou graduação que se quer calibrar.
2
3
Para se alcançar a marca, a capacidade restante é adicionada gota a gota, evitando-se molhar as paredes acima da linha.
Todo excesso de água ou respingos deve ser retirado com auxílio de papel de filtro e a vidraria é pesada novamente.
4
5
O fluido utilizado deve ter densidade conhecida e a operação deve ser repetida algumas vezes para que se possam aplicar tratamentos
estatísticos à medição.
b) Para transferir
A metodologia de calibração de vidrarias para transferir é similar.
A principal modificação do método está na substituição do recipiente pesado: no lugar de pesar a vidraria sob calibração é utilizado um
pesa filtro ou béquer cuja massa deve ser tarada na balança.
A pesagem com o líquido é realizada mantendo-se a vidraria para transferir na posição vertical, e cheia até poucos milímetros acima da
linha de graduação, devendo ser removido o líquido remanescente na sua parte externa com papel de filtro.
Efetuar o ajuste escorrendo o excesso por meio de sua extremidade afilada e remover qualquer gota do líquido aderida a ela pelo contato
com a superfície do recipiente inclinado. A transferênciapara o pesa filtro ou béquer tarado deve ser com fluxo livre.
Veja a seguir os principais fatores que influenciam na calibração de vidrarias de laboratório:
LIMPEZA DE SUPERFÍCIE
Falha na limpeza interna pode ocasionar um erro na leitura devido à má configuração do menisco, como consequência de dois defeitos:
O molhamento incompleto da superfície do vidro.
A superfície do líquido não formar com a superfície do vidro uma curva tangencial.
Em vidrarias de transferência, a falha na limpeza pode causar erros adicionais devido ao filme do líquido estar irregularmente distribuído
ou incompleto nas paredes do vidro, ou o raio da curvatura é geralmente aumentado devido à redução da tensão superficial causada pela
contaminação da superfície do vidro.
O raio da curvatura também é geralmente aumentado devido à redução da tensão superficial causada pela contaminação da superfície do
vidro.
MOLHAMENTO INCOMPLETO E RAIO DE CURVATURA AUMENTADO
 
Imagem: Raimundo Alves de Rezende
TEMPERATURA DO LÍQUIDO
Não deve distanciar em muito da temperatura de referência, e deverá ser corrigida quando diferenciar mais de 2°C. A temperatura da
água usada para a calibração deve ser medida com exatidão de 0,1°C.
MENISCO
O menisco é o nome dado à curva que se forma na interface entre dois fluidos, causada pela tensão superficial. Pode ser côncavo ou
convexo, dependendo do líquido e da superfície sobre a qual se forma.
Os meniscos côncavos formam-se pela adesão de magnitude elevada entre as partículas do líquido e o recipiente, revelando forte atração
entre si (coesão).
O menisco deve estar posicionado de modo que sua parte inferior tangencie horizontalmente a parte superior da linha de referência com a
linha de visão no mesmo plano.
MENISCO
 
Imagem: Raimundo Alves de Rezende
ERRO DE PARALAXE
O erro de paralaxe ocorre pela observação em ângulo não perpendicular à escala do instrumento de medição. Trata-se de um desvio
óptico desenvolvido pelo ângulo de visão do técnico executor de uma medição.
ERRO DE PARALAXE
 
Imagem: Raimundo Alves de Rezende
MEDIÇÃO DA DENSIDADE DE LÍQUIDOS
 
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Uma boa parte dos métodos de laboratório para a medição da densidade dos líquidos é muito antiga, e um bom número de aparelhos
utilizados, com certos aperfeiçoamentos, ainda está sendo utilizado atualmente.
240 A.C.
1600
SÉCULO XVII
240 A.C.
Por volta de 240 a.C., Arquimedes inventou uma balança hidrostática para determinar densidade. Esse método ainda é utilizado para a
medição exata da massa específica em muitos laboratórios.
1600
Ao redor de 1600, Van Helmont desenvolveu um recipiente de gargalo curto que terminava em um bico fino – um picnômetro.
SÉCULO XVII
No final do século XVII, foram publicadas tabelas de massa específica com valores determinados com a balança hidrostática e
picnômetro.
As medições de densidade de líquido feitas em laboratório provavelmente utilizam uma ou mais destas técnicas básicas, pois houve
poucas mudanças na medição da densidade dos líquidos e sólidos – apenas aperfeiçoamentos, como, por exemplo, mais exatidão na
medição da massa e da temperatura, novos instrumentos e mais modernos, como o densímetro digital.
Existe um grande número de métodos para determinar a densidade no laboratório ou em ambientes externos. Limitamo-nos a apresentar
apenas quatro destes métodos:
MÉTODO VOLUMÉTRICO
Só é utilizado para determinação da densidade de sólidos com forma geométrica definida. Nesse método, o volume é calculado a partir
das medidas das dimensões do sólido e sua massa determinada de maneira conveniente, segundo a definição de densidade. Esse
método permite obter a informação da massa específica, com uma exatidão provável de 1%.
MÉTODO DO PICNÔMETRO
Na construção de um picnômetro, os elementos desejáveis são os seguintes:
a) uma forma adaptada para rápida obtenção da temperatura do banho envolvente; 
b) meio de encher com o mínimo contato da amostra de líquido com o ar; 
c) proteção depois de cheio (variação de peso por evaporação ou absorção de umidade); 
d) exatidão no enchimento.
O picnômetro é um frasco de vidro (que pode ser encontrado para diferentes volumes) com uma tampa, e pode possuir um termômetro ou
não. É utilizado para medir a densidade de líquidos.
Para líquidos
Esse método baseia-se em pesar o picnômetro vazio, limpo e seco. Em seguida, enche-lo com o líquido até o traço de referência e
colocá-lo no banho termostático para obter a temperatura desejada (referência). Obtida, ajustamos o menisco e em seguida o retiramos
do banho, secamos e pesamos.
Para sólidos
O método do picnômetro descrito para líquidos pode ser usado de maneira semelhante para determinação da massa específica das
substâncias sólidas, como pós, cristais ou outros sólidos. Para alguns materiais, erros apreciáveis podem ser introduzidos por causa da
expulsão e solução do ar e da umidade, pelo líquido do picnômetro e pela absorção do mesmo nas superfícies dos materiais.
A escolha de um líquido para o picnômetro depende da natureza do sólido a ser analisado. Um líquido para o picnômetro satisfatório deve
ter um alto grau de witting power, isto é, propriedade de expelir o ar. O líquido não deve se combinar ou ser absorvido na superfície do
sólido e não deve se dissociar ou polimerizar durante o uso.
MÉTODO DE PESAGEM HIDROSTÁTICA
Esse método pode determinar a massa específica de sólidos e líquidos. Uma das técnicas da balança hidrostática se vale da balança
Mohr-Westphal. Uma cápsula de vidro selada é suspensa no interior de um frasco, na extremidade de uma lança.
Primeiro, a lança é equilibrada com o frasco vazio, sendo depois preenchida com o líquido de amostra. A aparente perda de peso é igual
à massa do líquido deslocado e compensada adicionando-se peso sobre a lança. A solução do problema é dada pelo princípio de
Arquimedes.
Para a determinação da densidade de um sólido, ele é primeiramente pesado no ar e depois pesado em um líquido com densidade
conhecida. A densidade do sólido é determinada pelo quociente entre a massa medida no ar pelo seu volume. Esse volume é igual à
perda de massa da amostra dividida pela massa específica do líquido à temperatura de observação.
MÉTODO DO DENSÍMETRO
Para a medição da massa específica dos líquidos ou liquefeitos, o instrumento cuja utilização é mais amplamente empregada é o
densímetro de vidro de massa constante, por combinar baixo custo de fabricação com exatidão relativamente boa e facilidade de
operação.
Para a determinação da densidade de um líquido por esse método, é necessário usar um densímetro conveniente que afundará no líquido
até uma posição na qual uma parte da haste graduada se estende acima da superfície do líquido.
O densímetro, então, é um instrumento que determina a densidade de um líquido por meio da relação entre a massa do instrumento e a
parte de seu volume que está imersa quando ele flutua naquele líquido.
O densímetro é constituído de uma haste cilíndrica graduada e um bulbo lastrado com chumbo. Alguns densímetros (termodensímetros)
têm um termômetro no bulbo para indicar a temperatura do líquido. A haste capilar de um termodensímetro deve ser paralela ao eixo e se
estender pelo menos 10mm acima da escala.
 
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 Densímetro.
ESCALAS DE MEDIÇÃO DE DENSÍMETROS DE VIDRO
 
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Antigamente, as indústrias precisavam medir a densidade, mas não possuíam definições fixas para satisfazer essa necessidade. O
resultado foi uma variedade de definições, cuja maior parte ainda está sendo utilizada. Em todos os casos, a densidade é a grandeza de
medição principal.
- Graus Quevenne (°Q): é uma descrição conveniente de densidade utilizada em análise do leite, e os densímetros são comumente
chamados de lactodensímetros ou lactômetros. A relação entre o grau quevenne e a massa específica é dada pela equação Q = 1000 (ρ -
1).
- Graus Baumé (°Bé): em 1768, Antonie Beaumé desenvolveu duas escalas – uma para líquidos mais pesados doque a água e outra para
líquidos mais leves –, que são em geral utilizadas nos Estados Unidos. A relação entre o grau Beaumé e a massa específica é dada pela
equação:
⇋ Utilize a rolagem horizontal
- Graus API (°API): foi escolhido como escala-padrão para derivados de petróleo nos Estados Unidos , em 1921, mediante decisão
conjunta do American Petroleum Institute (API) e do Bureau of National Standard (NBS – atual NIST). A relação entre Graus API e a
densidade é dada pela equação:
⇋ Utilize a rolagem horizontal
- Graus Brix (°Br): define o percentual da sacarose (por peso) em solução de água a 15°C e pode ser determinado por meio da medição
de densidade ou de densidade relativa. Cada grau Brix é igual a um por cento de sacarose. Os densímetros para graus Brix recebem um
nome especial de sacarímetros.
Bé = − 145 Para líquidos mais pesados do que a água
145
60
60 ∘F
Bé = − 130 Para líquidos mais leves do que a água
140
60
60 ∘F
∘API = − 131, 5
141, 5
60
60∘F
- Graus Balling (°Ba): utilizado na indústria de cervejaria para indicar o percentual, por peso, dos sólidos dissolvidos a 15°C. Essa
dimensão é igual a graus Brix.
- Graus Gay-Lussac: indica a porcentagem de álcool em volume contido em uma mistura hidro-alcoólica a 15°C. A determinação do grau
Gay-Lussac foi abolida no Brasil pela portaria 174 de 28 de junho de 1966, e não deve mais ser usada na comercialização do álcool.
- Graus Twaddel (°Tw): é aplicado para líquidos mais pesados do que a água. Cada grau °Tw é igual a 0,005 da densidade.
- Graus Sikes, Richter e Tralles: escalas de leitura direta de percentual (de peso) de álcool etílico em água.
- Graus Cartier: idêntica formulação da escala a graus Beaumé; entretanto, a cada 16 graus Cartier, temos 15 graus Bé.
⇋ Utilize a rolagem horizontal
VERIFICANDO O APRENDIZADO
A RESPEITO DOS MÉTODOS DE MEDIÇÃO DE CAPACIDADE, É CORRETO AFIRMAR QUE
A) o método grávimétrico se baseia na transferência de um volume de líquido conhecido para um recipiente que se quer determinar a
capacidade a uma temperatura de 25°C.
B) no método volumétrico, utiliza-se a água como fluido padrão de medição na temperatura padrão de 22°C.
C) para a execução do método volumétrico é necessário dispor de uma balança analítica calibrada, um termômetro calibrado para
controle da temperatura e água deionizada ou destilada, não necessitando de um banho termostático por conta do emprego do
termômetro calibrado.
D) padrões volumétricos calibrados, água destilada a certa temperatura medida, termômetro e densidade da água conhecida à
temperatura de medição e higrômetro para controle da umidade relativa do ar ambiente são as únicas necessidades do método
volumétrico de determinação de capacidade.
E) tanto o método volumétrico quanto o método gravimétrico necessitam essencialmente de uma balança analítica de alta precisão.
SÃO FATORES QUE INFLUENCIAM NA CALIBRAÇÃO DE VIDRARIAS DE LABORATÓRIO, EXCETO:
A) A limpeza de superfície.
B) A temperatura do líquido.
C) O líquido a ser usado no dia a dia.
D) O menisco.
E) O erro de paralaxe.
GABARITO
A respeito dos métodos de medição de capacidade, é correto afirmar que
A alternativa "D " está correta.
As medidas de capacidade seguem dois métodos tradicionais de sua determinação, sendo os métodos volumétrico e gravimétrico. O
método volumétrico se baseia na transferência de um volume de líquido conhecido para um recipiente em que se quer determinar a
capacidade a certa temperatura, considerada padrão.
Já o método gravimétrico utiliza uma balança analítica e se baseia na determinação do volume de água a partir da massa contida ou
transferida pela vidraria, a certa temperatura considerada padrão (20°C), e que geralmente vem marcada sobre ela.
São fatores que influenciam na calibração de vidrarias de laboratório, exceto:
A alternativa "C " está correta.
Os principais fatores que influenciam na calibração de vidrarias são: a limpeza da superfície, a temperatura do líquido, o menisco e o erro
de paralaxe. O líquido a ser usado no dia a dia não influencia na calibração das vidrarias porque não altera seu volume, podendo ser
utilizado na medição de diversos líquidos.
MÓDULO 3
 Identificar os instrumentos de medição das principais grandezas de influência nas medições desenvolvidas em laboratório
GRANDEZAS DE INFLUÊNCIA
CARACTERIZAÇÃO DAS VARIÁVEIS DE INFLUÊNCIA
 
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Algumas influências físicas podem alterar a indicação de instrumentos de medição com mudança dos valores indicados, aumentando ou
diminuindo vagarosamente. Tais alterações acontecem devido às influências físicas no processo de medição.
As influências mais comuns são devidas à estrutura da matéria e seu estado de agitação. Muitas medições dependem da não
interferência magnética ou térmica no objeto sob medição.
Citam-se exemplos de influências físicas nas medições a dilatação térmica alterando:
o comprimento de objetos sob medição dimensional;
a magnetização de pesos padrão que interagem com a corrente elétrica causada por uma bobina em uma balança eletrônica de
compensação magnética;
a diferença na densidade do meio de medição na determinação do volume dos corpos durante uma medição em um sistema de
pesagem hidrostática;
o teor de umidade de grãos na medição de seu peso, em uma troca comercial.
Muitas são as grandezas de influência; portanto, vejamos os instrumentos de medição dessas condições de contorno.
TERMÔMETROS/ MEDIÇÃO DE TEMPERATURA
 
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Diferenças de temperatura entre o objeto medido e o local de medição, principalmente em medições desenvolvidas em pequenos
compartimentos ou câmaras, produzem correntes de ar que, ao se moverem ao longo da superfície do objeto, criam forças de convecção
na direção vertical e ascendente ou às avessas.
 ATENÇÃO
Nas medições baseadas em princípios gravimétricos de alta exatidão, isso tende a ser um problema.
O efeito não desaparece até que o equilíbrio térmico seja estabelecido. Ocorre principalmente nas pesagens em microbalanças, quando
um objeto frio aparenta ser mais pesado e, um quente, mais leve. Desse modo, o resultado de uma pesagem muda constantemente em
uma direção, no dispositivo de indicação da balança.
Em medições dimensionais, esse efeito da temperatura nas medições acontece devido ao aumento das dimensões, influenciando
diretamente o resultado das medidas.
Pode-se minimizar os efeitos da temperatura estabelecendo um equilíbrio térmico entre a temperatura do objeto medido e a temperatura
do laboratório ou câmara de medição do instrumento, de maneira que padrões devem cumprir os tempos mínimos para estabilização
térmica. Como regra prática, pode-se aplicar um tempo de estabilização de 24 horas.
Além disso, pode-se minimizar esses efeitos térmicos manuseando os itens apenas com pinças ou garfos, ou utilizando luvas e
minimizando os tempos de contato com os elementos da medição.
Os termômetros são os instrumentos utilizados para medição da temperatura. Diferentes tipos e modelos de termômetros estão
disponíveis no mercado – os mais comuns são os termômetros de líquido em vidro.
 
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 Termômetro de líquido em vidro.
Esses instrumentos normalmente são feitos de vidro, com uma ponteira metálica, e encerram em seu interior um fluido termométrico de
baixo calor específico, como o álcool ou o mercúrio.
Por serem construídos de vidro, oferecem razoável precisão, embora tenham suas dimensões alteradas com o passar do tempo pelo fato
de o vidro ser um material líquido de altíssima densidade.
É uma boa opção quando pensamos na relação custo-benefício e podem ser encontrados em diferentes tamanhos para cobrir diferentes
faixas de medição, e com diferentes resolução de medição. Mas, por ser um instrumento analógico, muitos profissionais que desejam
celeridade nas medições preferem utilizar termopares ou termômetros de resistência para realizar suas medições.
 
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 Termopares.
Termopares são sensoresde temperatura constituídos de uma junção metálica de diferentes materiais. Pelo efeito Seebeck, a diferença
na percepção de temperatura entre a junção e a extremidade livre dos fios metálicos que compõem a junção promove uma diferença de
potencial proporcional à temperatura da junção, e que pode ser medida com o auxílio de um voltímetro.
Quanto maior a pureza dos metais envolvidos na junção, maior é a exatidão do termopar. Isso proporciona grande variedade no preço
desse instrumento, embora possam ser adquiridos termopares com preços baratos no mercado e razoável precisão de medição. As
junções metálicas utilizadas influenciam a faixa de medição do instrumento e classificam o nome do termopar.
Veja a seguir uma tabela com os principais tipos de termopares disponíveis no mercado:
Ligas Código Condutores (+) (-) Faixa de utilização (°C ) No Brasil (NBR 13774)
RevestimentosLigas Código Condutores (+) (-) Faixa de utilização (°C ) No Brasil (NBR 13774)
Revestimentos
T TX
Extensão tipo T 
Cobre (+) 
Constantan (-)
-60 a +100
Revestimento externo marrom 
(+) Marrom 
(-) Branco
J JX
Extensão tipo J 
Ferro (+) 
Constantan (-)
0 a 200
Revestimento externo preto 
(+) preto 
(-) branco
E EX
Extensão tipo E 
Cromel (+) 
Constantan (-)
0 a 200
Revestimento externo violeta 
(+) violeta 
(-) branco
K KX
Extensão tipo K 
Cromel (+) 
Alumel (-)
0 a 150
Revestimento externo verde 
(+) verde 
(-) branco
K
WC
Compensação tipo J 
Ferro (+) 
Cuporoníquel – Cu 
Ni (-)
0 a 100
VC
Compensação tipo J 
Cobre (+) 
Cuporoníquel – Cu 
Ni (-)
S SC Compensação tipo S/R
0 a 200
Revestimento externo laranja 
(+) Laranja 
(-) brancoR RC
Cobre (+) 
Cuporoníquel – Cu 
Ni (-)
B BC
Compensação tipo B 
Cobre (+) 
Cobre (-)
0 a 100
Revestimento externo cinza 
(+) Cinza 
(-) branco
N NX
Extensão tipo N 
Nicrocil (+) 
Nissil (-)
0 a 200
Revestimento externo rosa 
(+) rosa 
(-) branco
⇋ Utilize a rolagem horizontal
 Tabela: Tipos de termopares.
Elaborado por Raimundo Alves de Rezende.
Por fim, outro modelo de termômetro existente no mercado são os termômetros de radiação. Esses termômetros ganharam popularidade
após a pandemia mundial do Coronavírus de 2019 por realizar medições sem a necessidade de contato.
O princípio de funcionamento desse instrumento baseia-se no efeito de emissão de corpo negro descrito pela Física Clássica e, apesar de
executar atividades de modo muito mais célere, cabe ressaltar que esses instrumentos possuem as maiores incertezas para os
processos, devido às influências das distâncias praticadas para medição e outras condições de contorno.
 
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 Termômetro de radiação.
 SAIBA MAIS
Pela sua praticidade, normalmente são comercializados com valores relativamente mais altos do que os demais modelos de termômetros
apresentados.
GANHOS DE UMIDADE OU EVAPORAÇÃO/ HIGRÔMETROS
 
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A diminuição da massa em determinadas pesagens acontece devido à evaporação do filme de água ou alguma substância volátil
depositada na superfície dos objetos sob medição.Já o ganho de massa está associado à agregação de água na superfície deles.
Esses efeitos podem ser minimizados com simples ações, tais como a observância do local de armazenamento dos padrões e o controle
da umidade relativa do ar desse ambiente, bem como o manuseio de objetos de maior dimensão com luvas plásticas ou artefatos que
evitem o contato com as mãos do operador, pois as mãos são fonte de umidade, calor e acidez.
 DICA
Também contribui para minimizar os efeitos da umidade relativa do ar evitar manter o prato de balanças forrado com papelão ou cortiça,
pois são substâncias higroscópicas.
Para medição da umidade relativa do ar, os instrumentos utilizados são comumente chamados de higrômetros. Existem cinco princípios
de medição que diferem os higrômetros, a saber:
os higrômetros químicos;
de condensação;
de absorção;
os higrômetros elétricos;
psicrômetros.
Desses modelos de higrômetros, o mais comumente utilizado é o baseado em princípios químicos.
Esses higrômetros utilizam substâncias que absorvem a água contida no ambiente e alteram sua massa no processo. A massa medida da
substância é proporcional à umidade relativa do ar. Higrômetros de absorção funcionam de modo similar aos higrômetros químicos.
 
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 Higrômetro.
 
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 Higrômetro para medição de temperatura de ponto de orvalho.
Os higrômetros de condensação funcionam a partir do resfriamento de uma massa de ar que percorre determinado caminho e relacionam
a condensação dessa massa de ar com a quantidade de água presente na amostra. Esse princípio também se assemelha ao de
funcionamento dos psicrômetros.
Nessa classe de higrômetros é medida a temperatura de ponto de orvalho por meio da indicação da temperatura em dois termômetros de
líquido em vidro; um envolto em certa mecha de gaze embebida em água destilada, outro contendo o bulbo seco (medição regular).
 
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 Higrômetro para medição de temperatura de ponto de orvalho.
 ATENÇÃO
A diferença de temperatura registrada relaciona-se com a umidade relativa do ar local.
Por fim, os higrômetros elétricos funcionam graças aos efeitos da variação da resistência elétrica de um eletrodo metálico em função da
permeabilidade elétrica de certos elementos variar com relação à umidade relativa do ar.
ELETROSTÁTICA E MAGNETIZAÇÃO
 
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Como o princípio de funcionamento de certos instrumentos de medição baseiam-se em princípios eletromagnéticos, a presença de cargas
elétricas depositadas nas superfícies dos objetos pode provocar uma interação, indesejável, sobre os componentes do sistema de
equilíbrio desses sistemas, causando uma instabilidade na indicação desses instrumentos.
 SAIBA MAIS
Os objetos a serem medidos tornam-se carregados eletrostaticamente, devido à fricção durante o manuseio ou transporte.
A força eletrostática pode aparecer entre o objeto e o instrumento de medição, principalmente em ambientes com umidade relativa do ar
inferior a 40%, o que provocará no dispositivo de indicação diferentes valores para um mesmo objeto, e a instabilidade na calibração
resultará possivelmente em uma baixa repetitividade deste processo.
Por sua vez, os objetos magnetizados produzem um campo magnético que também altera a indicação fornecida. Principalmente em
balanças eletrônicas, a presença de ímãs, alto-falantes, bobinas e afins nas proximidades do local de medição provoca interferências
indesejáveis à medição.
Essas quantidades podem ser quantificadas com o auxílio de um medidor de carga eletrostática e um susceptômetro. O susceptômetro é
o instrumento que mensura a capacidade que tem um material de tornar-se magnetizado quando exposto a um campo magnetizante.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
SÃO TIPOS DE TERMÔMETRO, EXCETO:
A) O termômetro de líquido em vidro.
B) O termômetro de extrusão.
C) O termopar.
D) O termômetro de radiação.
E) O termômetro de resistência.
SÃO CONSIDERADOS MEDIDORES DA UMIDADE RELATIVA DO AR, EXCETO:
A) Higrômetro piezoelétrico.
B) Higrômetro químico.
C) Higrômetro de condensação.
D) Higrômetro elétrico.
E) Higrômetro de absorção.
GABARITO
São tipos de termômetro, exceto:
A alternativa "B " está correta.
Apesar da existência de diversos tipos de termômetros (termômetro de líquido em vidro, termopar, termômetro de radiação, termômetro
de resistência etc.), a designação termômetro de extrusão não existe. A extrusão é um processo de produção mecânico de componentes
no qual, de forma contínua, um material é forçado através de uma matriz, adquirindo a forma dela.
São considerados medidores da umidade relativa do ar, exceto:
A alternativa "A " está correta.
Apesar da existência de diversos tipos de medidores da umidade relativa do ar, a designação higrômetro piezoelétrico não existe.
Piezoelétrico é um cristal que, quandosubmetido a uma pressão, gera um campo elétrico; pode ser coletado como tensão elétrica, mas
não se aplica aos instrumentos destinados à higrometria.
CONCLUSÃO
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Este conteúdo apresentou instrumentos de medição dimensional e de vazão, além das grandezas de influência dos diversos sistemas de
medição. Alguns instrumentos, como paquímetros, micrômetros, pipetas, provetas, termômetros, higrômetros, entre outros, são os
instrumentos de aplicação e uso mais abrangentes.
O conhecimento a respeito dos diversos instrumentos para controle dimensional e de capacidade é de extrema relevância, principalmente
para as indústrias de peças mecânicas e laboratórios de controle da qualidade que auxiliam nas atividades de chão de fábrica. A
qualidade dos produtos está muito atrelada à capacidade de medição.
AVALIAÇÃO DO TEMA:
REFERÊNCIAS
DA SILVA NETO, J. C. Metrologia e controle dimensional. Rio de Janeiro: Elsevier, 2012.
JUNIOR, A. A. G.; DE SOUSA, A. R. Fundamentos de metrologia científica e industrial. São Paulo: Manole, 2008.
MENDONÇA, A. J. Metrologia de Fluidos – uma leitura para o curso técnico em metrologia do Inmetro. Rio de Janeiro: Inmetro, 2019.
MENDONÇA, A. J.; SERENO, H. R. S. Metrologia em massa. Rio de Janeiro: Inmetro, 2009.
MENDONÇA, A. J. Tópicos de Metrologia da grandeza massa, uma leitura do curso de pesagens industriais ministrado para o
Curso Técnico em Metrologia. Rio de Janeiro: Inmetro, 2011.
SANTOS JR., M. J.; IRIGOY, E.R.C. Metrologia Dimensional: Teoria e prática. Coleção: Nova Série Livro-texto 25. Porto Alegre:
Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 1995.
EXPLORE+
Para saber mais sobre os assuntos explorados procure na internet:
A tecnologia de medição por coordenadas na solução de problemas da indústria: sistematização de informações e do processo
metrológico do laboratório prestador de serviços. Dissertação mestrado de G. A. Maas, da Universidade Federal de Santa Catarina,
Centro Tecnológico. 2001.
Técnicas de medição de vazão por meios convencionais e não convencionais, de T. M. Carvalho, na Revista Brasileira de Geografia
Física, Recife, v. 1, n. 1, mai/ago. 2008, p. 73-85.
Metodologia para utilização de sistemas de visão computacional em calibrações da metrologia de fluidos, de F. O. Baldner.
CONTEUDISTA
Raimundo Alves de Rezende
 CURRÍCULO LATTES
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