LAB2 Metrologia

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ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
Departamento de Engenharia Mecatrônica e de Sistemas Mecânicos
PMR 2201 - Introdução ao Projeto de Sistemas Mecânicos
Aula de Laboratório – 3
Atividades de metrologia
Metrologia, área da engenharia que estuda a medição de grandezas físicas, assim
como as incertezas (erros) associados ao processo de medição. Na industria metal-
mecânica o principal interesse está na medição de dimensões, formas e textura superficial
superficial.
Medir é facil, obter um resultado de medição (RM) requer muito conhecimento,
cuidado e experiência.
Testes e medições dentro da metrologia industrial
Figura 1 - Testes e medições dentro da metrologia industrial
Delson
Rectangle
Delson
Rectangle
Delson
Typewriter
3203
Delson
Typewriter
2
A medição dimensional em bancadas e em alguns casos a geométrica, na maioria
dos casos emprega instrumentos básicos, tais como:
– régua,
– paquímetro,
– micrômetro,
– relógio comparador,
– calibres e
– blocos comparadores
Régua
Réguas são instrumentos de medição simples utilizadas para medições de
dimensões primárias. Uma pessoa bem treinada pode obter leituras com incertezas na
ordem de 0,2 mm (1/5 da menor divisão de escala), mas o usual é utilizar ½ da menor
divisão de escala (0,5 mm).
As réguas de medição, ao contrário das réguas comuns, são feitas em metal não
oxidável e termicamente estáveis, e não é recomendado seu uso para traçagem.
Figura 2. Exemplos de réguas de medição (engenharia)
Paquímetro
O paquímetro é um instrumento usado primariamente para medir as dimensões
lineares internas, externas e de profundidade de uma peça, secundariamente este pode
ser utilizado para fazer avalições geométricas de componentes simples. Consiste em uma
régua graduada, com encosto fixo, sobre a qual desliza um cursor.
Figura 3. Constituintes de um paquímetro
Onde:
1. orelha fixa 8. encosto fixo
2. orelha móvel 9. encosto móvel
3. nônio ou vernier (polegadas) 10. bico móvel (medições internas)
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 (mediçoes internas) 14. haste de profundidade
 
O cursor ajusta-se à régua e permite sua livre movimentação, com um mínimo de
folga. Ele é dotado de uma escala auxiliar, chamada nônio ou vernier. Essa escala permite
a leitura de frações da menor divisão da escala fixa.
O paquímetro é usado quando a grandeza a medir na peças é pequena, sendo que
estes apresentam uma resolução de 0,05 mm e 0,02 mm (mais comuns) ou 1/128" ou
0,001" de polegada.
As superfícies do paquímetro são planas e polidas, e o instrumento geralmente é
feito de aço inoxidável. Suas graduações são calibradas a 20ºC.
Figura 4. Uso do paquímetro.
Figura 5. Tipos básicos de paquímetros
Micrômetros
Micrômetros são instrumento de medição que oferece resoluções de milésimos de
milímetros, as quais não são possíveis de obter com o uso de réguas e paquímetro. São
instrumentos mais elaborados e segue o princípio de Abbe. A figura 5 apresenta os
constituintes de um micrômetro.
Figura 6. Elementos de um micrômetro
Figura 7. Leitura de um micrometro
Figura 8. Exemplos de tipos de micrômetros
Relógios Comparadores
Relógios comparadores são instrumentos de medição empregados principalmente
em medições diferenciais e no controle dimensional e geométrico básico. Geralmente
para serem utilizados necessitam de um valor de referência. A figura 8 apresenta os
elementos de um relógio comparador.
Figura 9. Elementos de um relógio comparador
A figura 10 trás um exemplo do uso de um relógio comparador na verificação do
erro geométrico (batimento) de um eixo torneado. 
Figura 10. Exemplo do uso de um relógio comparador na verificação no erro de batimento
e alinhamento de uma barra montada na placa de um torno.
Calibres
Calibres são instrumentos utilizados no controle dimensional e geométrico de
peças. São muitos usados em operações em oficinas e bancadas, e até mesmo em
produção seriada quando o controle deve ser feito de forma simples e rápida (ex.
Calibradores do tipo passa não passa). A figura 11 apresenta um exemplo do uso de
calibres, régua e paquímetro para medição do passo de rosca em um eixo.
Figura 11. Exemplo do uso de calibres, régua e paquímetro na medição do passo de
rosca.
Blocos padrão
Blocos padrão são elementos axiliares utilizados na aferição de instrumentos e
preparação de medições. Possuem como caracterísitca faces de medição lapidades de
extrema qualidade, elevada estabilidade térmica, dimensões definidas com pequenos
erros ou incertezas associadas. Podem ser fabricados aços ligas ou cerâmica, sendo
fornecidos individualmente ou em jogos, geralmente agrupados em classes de precisão.
Os jogos permitem que uma ampla faixa de dimensões seja cober, com intervalos de até
0,001 mm, isto exige a composição de blocos, os quais devem ser unidos pela face de
medição.
.
Figura 12. Exemplos de blocos padrão
Figura 13. Exemplo de jogo de blocos padrão
Figura 14. Montagem para a composição de blocos padrão.
Experimentos da aula de laboratório
Experimento 1 – Uso do paquímetro e micrometro
Objetivo: Medir as dimensões assinaladas no desenho e verificar a conformidade das
mesmas.
- Medição do diâmetro - procedimento
A medição do diâmetro deve considerar os erros resultantes do processo de
fabricação, utilizados na obtenção da peça. Desta forma a medição deve ser realizada em
posições diferentes, e deve também ser feita repetidas vezes até que se obtenha uma
significância estatístita, ou seja, a variação dp desvio padrão S para a n-ésima medida
seja praticamente igual ao da n-ésima + 1 medida.
Figura 15. Posições para medição da circularidade
Tabela 1 – Tabela para anotações e cálculos dos valores médios
Posição
Medição
1 2 3 4 5
1
2
3
4
Média
MM
RM = MM ± Im
Onde: MM é a média das medidas médias em cada posição
Im é a incerteza de medição associada ao sistema de medição
No caso de paquímetros e micrometros a incerteza de medição está associada a
resolução do nônio.
Em geral, por recomendação de norma, a primeira e a última medição devem ser
descarta para efeitos de cálculo. A primeira medição é descartada devido a falta de
domínio do sistema de medição e dos procedimentos a serem executados. A última
medição é descartada devido a anciedade de terminar o serviço, e todo o streess
acumulado por executar uma tarefa repetitiva.
Experimento 2 – Medição da circularidade
Objetivo: medir a circularida utilizando mesa divisora e relógio comparador
A cirdularidade está associado ao desvio de forma de peças redondas, não deve
ser confundida com a cilindricidade e o batimento, que corresponde a diferença
(excentricidade) entre a posição do eixo de giro e o eixo geométrico da circunferência, .
Figura 16. Posições para medição da circularidade
Tabela 2 – Tabela de dados para a medição da circularidade
Posição
0o 30o 60o 90o 120o 150o 180o 210o 240o 270o 300o 330o 360o
Leitura 1
Leitura 2
Leitura 3
Média
Os dados da Tabela 2 podem ser plotados em um grafico polar, para facilitar a 
visualização.
Experimento 3 – Medição da cilindricidade
Objetivo: Medir a cilindricidade de um eixo utilizando plano de referência e relógio
comparador
A cilindricidade, que não deve ser confundida com o batimento e a circularidade, e
um parâmetro que quantifica o erro de forma de partes cilíndricas. Sua medição é
realizada descrevendo-se uma espeiral ao longo do comprimento do eixo ou medindo-se
váriascircularidades ao longo do cilindrico e ajustando os centros geométricos
refrenciandos ao centro de giro. O desvio de cilindricidade é obtido pela diferença entre o
menor inscrito e o maior cilíndro circunscrito.
Figura 17. Definição da cilindricidade
Experimento 4 – Medição de ângulo e passo de rosca com projetor de perfil
Objetivo: Medir ângulo e passo de rosca utilizando um projetor de perfil.
Figura 18. Exemplo de medição utilizando projetor de perfil
Experimento 5 – Medir o paralelismo entre duas superfícies
Objetivo: medir o paralelismo entre duas faces de uma peça utilizando plano de referência
e relógio comparador.
Experimento 6 – Máquina de medir por coordenada
Objetivo: Acompanhar a medição geométrica e dimensional utilizando MMC e comparar 
com os procedimentos e resultados obtidos nos experimentos anteriores.
 Figura 19. Exemplo de uma máquina de medir por coordenadas de grande porte