Apostila Metrologia

Prévia do material em texto

Disciplina: Noções Mecânicas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Assunto: Metrologia 
 
Professora: Renata Carla Tavares dos Santos Felipe. 
Email. : renata.felipe@ifrn.edu.br 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Metrologia 
 
Conceitos Básicos da Metrologia 
 
Segundo o Vocabulário Internacional de Termos Fundamentais e Gerais de Metrologia 
(VIM) será discutido alguns termos necessários e essenciais para a metrologia como: 
 
• Metrologia – ciência da medição. A metrologia abrande todos os aspectos teóricos e 
práticos relativos à medição, qualquer que seja a incerteza, em quaisquer campos da 
ciência ou da tecnologia. 
• Medição – conjunto de operações que tem por objetivo determinar um valor de uma 
grandeza 
• Procedimento de Medição – conjunto de operações, descritas especificamente, usadas 
na execução das medições particulares, de acordo com um dado método. 
• Mensurando – objeto da medição. Grandeza específica submetida à medição. 
• Resultado de uma Medição – valor atribuído a um mensurando obtido por medição. 
• Indicação (de um instrumento de medição) – valor de uma grandeza fornecido por um 
instrumento. 
• Exatidão de Medição – grau de concordância entre o resultado de uma medição e um 
valor verdadeiro do mensurando. 
o Obs.: Exatidão é um conceito qualitativo. 
o O termo precisão não deve ser utilizado como exatidão. 
• Repetitividade (de resultados de medições) – grau de concordância entre os resultados 
de medições sucessivas de um mesmo mensurando efetuadas sob as mesmas condições 
de medição. 
• Reprodutibilidade (dos resultados de medição) - grau de concordância entre os 
resultados de medições sucessivas de um mesmo mensurando efetuadas sob condições 
variadas de medição. 
• Incerteza de Medição – parâmetro, associado ao resultado de uma medição, que 
caracteriza a dispersão dos valores que podem ser fundamentalmente atribuídos a um 
mensurando 
• Instrumento de Medição – dispositivo utilizado para a medição, sozinho ou em conjunto 
com dispositivo(s) complementar(es). 
• Sistema de Medição – conjunto completo de instrumentos de medição e outros 
equipamentos acoplados para executar uma medição específica. 
• Escala ( de um instrumento de medição) – conjunto ordenado de marcas, associados a 
qualquer numeração, que faz parte de um dispositivo mostrador de um instrumento de 
medição. 
o Obs.: cada marca é denominada de marca de escala. 
• Faixa de Escala (gama de medição)– conjunto de valores limitados pelas indicações 
extremas. 
 
CONCEITOS BÁSICOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Principais Fontes de Erros 
 
• Variação de Temperatura 
• Força de Medição 
• Forma da Peça 
• Forma de Contato 
• Erro Paralaxe 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RÉGUA GRADUADA 
 
A régua graduada é o mais simples entre os instrumentos de medida linear. Apresenta-se 
geralmente em forma de lâmina de aço carbono ou de aço inoxidável. Nessas lâminas estão gravadas as 
medidas em centímetros (cm), milímetros (mm), conforme o sistema métrico, ou em polegadas, conforme 
o sistema inglês. Na figura 1 pode ser a nomenclatura básica de uma régua ou escala. 
 
 
 
 
 
Figura 1 – Nomenclatura básica de uma escala. 
Tipos: 
 
a) Régua de encosto interno 
Destinada a medições que apresentem faces internas de referência. Ver figura 2. 
 
 
Figura 2 – Régua de encosto interno. 
b) Régua sem encosto 
Nesse caso, devemos subtrair do resultado o valor do ponto de referência. Ver figura 3. 
 
Figura 3 – Régua sem encosto. 
c) Régua com encosto 
Destinada à medição de comprimento a partir de uma face externa, a qual é utilizada como 
encosto. Ver figura 4. 
Escala (mm) 
Corpo Escala (” ou polegadas) 
 
Figura 4 – Régua com encosto. 
 
 
LEITURA NO SISTEMA MÉTRICO 
 
Na régua graduada que está na figura 5, cada centímetro da escala encontra-se dividido em 10 
partes iguais e cada parte equivale a 1 milímetro. Dessa forma, a leitura pode ser feita diretamente em 
milímetros. 
 
 
Figura 5 – Resolução da escala. 
 
PAQUÍMETRO 
 
É um instrumento finamente acabado, com superfícies planas e polidas. Possui um cursor que é 
justado à régua, de modo que permita a sua livre movimentação com um mínimo de folga. Geralmente 
é construído de aço inoxidável e suas graduações referem-se a 20 0C. A escala é graduada em mm e 
polegadas, podendo a polegada ser fracionária ou milesimal. O cursor é provido de uma escala 
chamada nônio ou vernier, que se desloca em frente às escalas da régua e indica o valor da dimensão 
tomada. Essa escala permite a leitura de frações da menor divisão da escala fixa. Existem vários tipos 
de paquímetro entre eles o universal, universal com relógio, de profundidade, entre outros. Na figura 5 
é possível observar as partes de um paquímetro. 
 
 
Figura 5 – Partes do paquímetro 
1. orelha fixa (face para medição interna) 8. encosto fixo (face para medição externa) 
2. orelha móvel (face para medição interna) 9. encosto móvel (face p/ medição externa) 
3. nônio ou vernier (polegada) 10. bico móvel 
4. parafuso de trava 11. nônio ou vernier (milímetro) 
5. cursor 12. impulsor 
6. escala fixa de polegadas 13. escala fixa de milímetros 
7. bico fixo 14. haste de profundidade 
 
PAQUÍMETRO UNIVERSAL 
 
 Na figura 6 é possível observar com detalhes o uso do paquímetro em medições internas (A), 
de ressaltos (B), externas (C) e de profundidade (D). 
 
 
Figura 6 – Detalhes do uso do paquímetro 
 
 
RECOMENDAÇÕES ESPECIAIS PARA USO DO PAQUÍMETRO 
 
a) Posicione corretamente os bicos principais na medição externa, aproximando o máximo possível a 
peça da escala graduada, ou seja, a peça deve ser colocada o mais profundamente possível entre 
os bicos de medição. Isso evitará erros por folga do cursor e o desgaste prematuro das pontas 
onde a área de contato é menor. Ver figura 7. 
 
Figura 7 – Medição externa 
 
b) Verifique também o perfeito apoio nas faces de medição como mostra a figura 8, para maior 
segurança nas medições. 
 
Figura 8 – Apoio das faces 
 
c) Posicione corretamente as orelhas para medição interna. Procure introduzir o máximo possível as 
orelhas no furo ou ranhura, mantendo o paquímetro sempre paralelo à peça que está sendo 
medida. Ver figura 9. 
 
 
 
Figura 9– Medição externas. 
 
d) Nas medições de diâmetros internos, as superfícies de medição das orelhas devem coincidir com a 
linha de centro do furo, ver figura 10. 
 
Figura 10 – Medição de diâmetros internos. 
 
e) Posicione corretamente a vareta de profundidade, no caso de medições de profundidade. Antes 
de fazer a leitura, verifique se o paquímetro está apoiado perpendicularmente ao furo em todo o 
sentido, apoiando-o corretamente sobre a peça, evitando que ele fique inclinado. Ver figura 11. 
 
Figura 11 – Medições de profundidade. 
 
f) Nas medições de ressaltos, apoie primeiramente a face da escala principal e depois encoste 
suavemente a face do cursor. Faça a leitura sentindo as faces encostadas. Não se deve usar a 
haste de profundidade para esse tipo de medição, pois ela não permite um apoio firme. Ver figura 
12. 
 
 
Figura 12 – Medição de profundidade. 
 
 
 
 
 
 
CUIDADOS ESPECIAIS COM O PAQUÍMETRO (CONSERVAÇÃO) 
 
• Manejar o paquímetro sempre com todo cuidado, evitando choques. Tome providências para que o 
instrumento não sofra quedas e não seja usado no lugar de martelo. 
• Não deixar o paquímetro em contato com outras ferramentas, o que pode lhe causar danos. 
• Evitar arranhaduras ou entalhes, pois isso prejudica a graduação. 
• Evite danos nas pontas de medição. Nunca utilizeas orelhas de medição como compasso de 
traçagem. 
• Ao realizar a medição, não pressionar o cursor além do necessário. 
• Limpar e guardar o paquímetro em local apropriado, após sua utilização . 
 
PRINCÍPIO DO NÔNIO 
 
A escala do cursor é chamada de nônio ou vernier, em homenagem ao português Pedro Nunes 
e ao francês Pierre Vernier, considerados seus inventores. Nos paquímetros em que o nônio possui 
dez divisões, o traço de número 1 está desproporcionado 0,1mm em relação à escala fixa. Há, 
portanto, uma diferença de 0,1mm entre o primeiro traço da escala fixa e o primeiro traço da escala 
móvel. Essa diferença é de 0,2mm entre o segundo traço de cada escala e de 0,3mm entre o terceiro 
traço de cada escala e assim por diante. Ver figura 13. 
 
Figura 13– Princípio de utilização do nônio ou vernier. 
 
RESOLUÇÃO DE UM PAQUÍMETRO 
 
É importante saber que a resolução de um instrumento é a menor medida que o instrumento 
apresenta, assunto já discutido anteriormente. Nos paquímetros, a resolução é calculada dividindo-se 
a menor divisão da escala fixa pelo número de divisões do nônio. 
 
 
 
 
 
 
 
• Divisão da escala fixa de 1mm e nônio com 10 divisões. 
 
PAQUÍMETRO: LEITURA NO SISTEMA MÉTRICO 
 
 
Na escala fixa ou principal do paquímetro, a leitura feita antes do zero do nônio corresponde à 
leitura em milímetro. Em seguida, devem-se contar os traços do nônio até o ponto em que um deles 
coincidir com um traço da escala fixa. Esse valor lido no nônio representa a parte decimal da leitura. 
 
Depois, soma-se o número lido na escala fixa ao número lido no nônio. Ver figura 14 
a) Paquímetro com nônio de 10 divisões ��Resolução = 0,1 mm. 
 
Figura 14 – Leitura do paquímetro 
• A escala principal nos fornece a parte inteira = 1,0 mm 
• O nônio fornece a parte fracionária (decimal) =0,3 mm 
• O resultado da leitura é a soma dos dois valores = 1,3 mm 
 
b) Paquímetro com nônio de 20 divisões/ Resolução = 0,05 mm. 
O procedimento de leitura é similar ao paquímetro de resolução 0,1mm, observando que, neste 
caso, a parte fracionária da leitura (traço coincidente do nônio) não é mais obtida em décimos de 
milímetros e sim em múltiplos de 5 centésimos de milímetros (0,05; 0,10; 0,15;...;0,95). 
 
 
• Escala fixa = 73,00 mm 
• Nônio = 0,65 mm 
• Total = 73,65 mm 
 
c) Paquímetro com nônio de 50 divisões - Resolução = 0,02 mm. 
 
• Escala fixa = 68,00 mm 
• Nônio = 0,32 mm 
• Total = 68,32 mm