Micrómetro

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
ENGENHARIA CIVIL
FÍSICA TEÓRICA E EXPERIMENTAL I
MICRÔMETRO
 
TURMA: 3082
ALUNO: Jayme Ribeiro de Araújo 201704040507
PROFESSOR: Nelson
Santa Cruz, Rio de Janeiro
Física – Micrômetro
Novembro/2017
Objetivo
 O micrômetro é um instrumento metrológico capaz de aferir as dimensões lineares de um objeto (tais como espessura, altura, largura, profundidade, diâmetro etc.) com precisão da ordem de micrometros, que são a milionésima parte do metro. Têm vasta aplicação na indústria mecânica e em diversos contextos de medição e ensaios não-destrutivos, medindo toda a espécie de objetos.
Introdução
 Há poucas décadas atrás o micrômetro era considerado o principal instrumento de medição de comprimento. Os micrômetros foram os primeiros instrumentos que atenderam ao princípio de ERNEST ABBÉ. As máquinas de medir modernas operam com o mesmo princípio do micrômetro, ou seja, são construídas de forma a minimizar os erros de 1ª ordem e em alguns casos até de 2ª ordem. O desenvolvimento dos micrômetros deslanchou o avanço tecnológico na fabricação de roscas e fusos de alta qualidade. Modernamente microprocessadores estão sendo integrados à estrutura dos micrômetros, os quais executam, além da medição de forma versátil, uma série de cálculos estatísticos.
Instrumento utilizado no experimento e experiência feita em sala de aula. 
	Na figura 1 encontra-se o desenho, com cortes parciais, de um micrômetro junto com a denominação das partes principais do mesmo.
Os micrômetros têm como porta-medida um fuso roscado, cujo passo deve corresponder em precisão e grandeza aos objetivos da medição. O s micrômetros tem em geral um passo de 0,5 mm. O deslocamento longitudinal para uma rotação completa do parafuso é, portanto 0,5 mm. Existem micrômetros cujo parafuso possui uma rosca com passo de 1 mm.
 Figura 1: Micrômetro simples
 
As s materiais empregados para fabricação do parafuso micrométrico são: aço liga ou aço inoxidável. O aço inoxidável confere ao parafuso micrométrico maior resistência à oxidação, mas por outro lado, a sua dureza é menor quando comparada a um fuso de aço liga.
O s parafusos micrométricos são retificados, temperados e estabelecidos com dureza de aproximadamente 63 HRc para garantia da durabilidade do mesmo.
O tambor graduado está fixado ao fuso micrométrico executando assim o mesmo movimento como aquele. A fim de determinar o deslocamento longitudinal do fuso de medição, na parte dianteira do tambor acha-se gravada uma escala que subdivide uma rotação (deslocamento de 0,5 mm) em 50 partes. O deslocamento de uma divisão de escala no tambor corresponde a um deslocamento longitudinal de 0,01 mm.
O tubo graduado possui duas outras escalas lineares que indicam os milímetros e os meios milímetros. Estando o micrômetro ajustado, isto é, quando o traço do limite inferior da Faixa de Medição (FM) coincidir com o traço zero no tambor graduado, com os sensores de medição se tocando (FM até 25 mm ), ou em contato com uma haste padrão de comprimento ( FM maior que 25 mm ) então o mesmo pode ser empregado para realizar medição, dentro de sua faixa de medição, com divisão de escala de 0,01 mm. O tubo graduado pode apresentar ainda outra escala auxiliar, geralmente com 10 divisões que é o nônio. Neste caso a resolução de leitura para o micrômetro é dada pelo próprio nônio e vale 1 µm.
A resolução comumente adotada em micrômetros quando o mesmo não possui nônio é igual a 1/5 da divisão de escala, ou seja 2 µm. Nos micrômetros digitais a resolução é equivalente ao incremento digital, que em geral é 1 µm.
É importante salientarmos que a resolução não deve ser confundida com a incerteza de medição (erro máximo) do micrômetro, sendo esta última determinada pela calibração do mesmo.
A trava do parafuso micrométrico permite fixar a haste de medição em qualquer posição arbitrária. Ela deve impedir o deslocamento do fuso quando acionada, sem, porém, deslocá-lo do seu eixo.
A catraca é ligada ao parafuso micrométrico possibilitando força de medição constante. Se a força for superior à resistência da catraca, a mesma gira em falso sobre o parafuso (a catraca limita o torque transmissível ao fuso).
As plaquetas fixadas ao arco devem possibilitar a fácil acomodação do micrômetro na mão do operador e permitir o isolamento contra o calor transmitido pela mesma, de modo a evitar erros na medição provenientes da dilatação térmica do arco.
A cromação do tubo e do tambor de medição aumentam a resistência ao desgaste e ataques pelos agentes químicos (suor, óleo, etc.). Procurando facilitar a leitura, a cromação deve ser opaca, e não brilhante, para evitar reflexos.
Por estarem em contato com a peça a ser medida, os sensores de medição estão sujeitos ao desgaste e por isso nas extremidades dos mesmos, emprega-se placas de metal duro. Estas placas devem ser manuseadas com cuidado, pois o metal duro é frágil. A dureza dos sensores é de aproximadamente 63 HRc. A qualidade da superfície da peça também influenciará no desgaste dos sensores.
De importância capital para a minimização da incerteza de medição, são a retificação e a lapidação paralela dos sensores.
O tubo graduado e tambor graduado (figura 4.2) devem ser usinados com tolerâncias estreitas e com forma geométrica cilíndrica, a fim de garantir concentricidade para os diâmetros externos e interno. C om isto, tem-se rotação fácil para o tambor de medição e leitura simplificada. G raças a uma pequena folga entre o tubo e o tambor, evita-se ao máximo os erros de paralaxe.
A gravação dos traços sobre o tubo bem como sobre o tambor é feita em máquinas especiais que permitem traçar divisões com mínimos erros e com grande constância e nitidez, o que facilita a leitura. Algumas fábricas usam gravação inclinada dos traços dos milímetros; assim é possível distinguir com maior facilidade os traços referentes aos milímetros daqueles referentes aos meios-milímetros, já que o tambor não oculta o traço.
No eliminador de folga, graças ao ajuste cônico sobre o guia do fuso, com o aperto da porca consegue-se eliminar o curso morto, permitindo ainda deslizamento suave ao girar o fuso.
O comprimento de medição do fuso é geralmente de 25 mm, podendo-se encontrar também parafusos com 13 mm e 30 mm. O comprimento do arco cresce de acordo com o aumento da faixa de operação do micrômetro, normalmente com escalonamento de 25 mm, sendo, pois, 0 a 25, 25 a 50, 50 a 75 mm, etc. O s micrômetros de arcos são construídos para diâmetros de até cerca de dois metros (2 m).
O arco é construído com aço forjado ou ferro fundido especial. O arco deve estar livre de tensões, e deve ser envelhecido artificialmente. A seção retangular em forma de I, confere ao arco maior rigidez.
Para medidas grandes, a bigorna, e às vezes também o mecanismo micrométrico são construídos de modo ajustável, permitindo faixas de medição maiores do que 25 mm, por exemplo, de 300 a 350 mm. Nestes casos deve-se ajustar a bigorna e o mecanismo micrométrico de 25 em 25 mm, com auxílio de blocos padrão ou hastes padrão calibradas.
Alguns tipos de micrômetro
Figura 2: Micrômetro digital
Figura 3: Micrômetros especiais
Figura 4:Micrômetro interno com cabeça combinada
Procedimentos de calibração
Antes de iniciar a calibração de um micrômetro, ou qualquer outro instrumento, há a necessidade de uma rigorosa inspeção do mesmo no que se refere aos aspectos de conservação, como por exemplo, verificação visual da qualidade da superfície dos sensores, condição de funcionamento do instrumento, por exemplo catraca, trava, folgas no parafuso micrométrico, etc., identificando-se a necessidade ou não de manutenção corretiva prévia. 
Além da norma ISO 3611 a nível internacional, é importante destacarmos também as normas existentes em alguns países, como por exemplo a NBR EB-1164 (Brasil), DIN 863 (Alemanha), JIS B 7502 (Japão) eVSM 58050 (Suíça). Além delas, os próprios fabricantes de micrômetros podem ter normas internas para qualificar seus instrumentos.
Resultados
Tabela 1: Mostra os resultados numéricos obtido no experimento.
	Medições
	Fio vermelho
	1
	5,41 mm
	2
	5,18 mm
	3
	4,20 mm
	4
	5,45 mm
	5
	5,43 mm
	6
	5,33 mm
	7
	4,28 mm
	8
	5,35 mm
	9
	5,35 mm
	10
	5,45 mm
	Média
	5,14 mm
 Fórmulas utilizadas
Calculando a media:
media = 5,41+5,18+4,20+5,45+5,43+5,33+4,28+5,35+5,35+5,45/10
media = 5,14mm.
Calculo de desvio padrão:
S = √(5,14-5,41)²+(5,14-5,18)²+(5,14-4,20)²+(5,14-5,45)²+(5,14-5,43)²+(5,14-5,33)²+(5,14-4,28)²+(5,14-5,35)²+(5,14-5,35)²+(5,14-5,45)²/n
S = 1,259.
Calculando o erro estatístico:
Δx est = s/√n
Δx est = 51,43/√10
Δx est = 51,43/3,16
Δx est = 16,27%.
Calculando o erro total:
Obs:Δx inst = 1mm.
Δx total = √(Δx est)²+(Δx inst)²
Δx total = √264,71+1
Δx total = √265,71
Δx total = 16,30.
Conclusão
 Após esta prática observamos que o uso do micrômetro é muito viável para medidas de altas precisões. Aprendemos a correta utilização do instrumento, a partir do conhecimento de suas partes e utilidades.
Aprendemos também as técnicas para a definição de precisões ou resoluções dos instrumentos e a técnica de leitura do micrômetro, além de diversos termos que estão intimamente ligados ao seu uso.
Percebemos que saber a precisão do instrumento, as utilizações e movimentos dos aparatos do instrumento e a correta utilização das técnicas de manuseio e de leitura do micrômetro é de suma importância para o melhor funcionamento do instrumento.
Ao serem feitas as medidas vimos também que alguns erros de medição podem ser verificados devido à variabilidade nas medidas e que alguns erros estão relacionados ao ser humano como a paralaxe e a pressão de medição e outros ligados aos objetos e fenômenos térmicos.
Vimos também que o micrômetro possui várias e diferenciados modos de utilização e que sua precisão é fantástica comparada a de outros instrumentos como o paquímetro, visto que utilizamos o micrômetro para a medição da espessura de um fio de cabelo. 
Bibliografia
 http://www.ebah.com.br
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAfMVgAC/relatorio-micrometro-nota-10-0
https://pt.wikipedia.org/wiki/Micr%C3%B3metro_(instrumento)
 Acesso em: 02/11/2017.
3