MEDICAO COM MAQUINA TRIDIMENSIONAL PROJETOR DE PERFIL E POR CALIBRACAO DE MANOMETRO

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MEDIÇÃO COM MÁQUINA TRIDIMENSIONAL, PROJETOR DE PERFIL E POR CALIBRAÇÃO DE MANÔMETRO
 
 Edilson Vargas, Lucas Eduardo Feistauer, Pamela Moraes da Rosa, Robison Decarli e Toni Wagner
Disciplina: Metrologia
 
Resumo
Com o estudo da medição da peça padrão foi proporcionado o conhecimento em saber lidar com os equipamentos de projetor de perfil e tridimensional, para que fosse obtido um valor mais aproximado do real em cada cota. Possibilitando medir a peça e avaliar a precisão e método de utilização de cada instrumento. O presente artigo tem também por objetivo, apresentar algumas considerações acerca da calibração por comparação de manômetro com elemento elástico do tipo Bourdon.
 
Palavras-chave: Metrologia, medição, instrumentos, manômetro.
 
 
1. Introdução
O presente documento pretende estabelecer as formas de medições de uma mesma peça em dois instrumentos diferentes e a calibração por comparação de manômetro tipo Bourdon. Estas práticas foram realizadas nos dias 15 e 24 de maio de 2014, no laboratório metrológico da Universidade do Vale do Rio dos Sinos-UNISINOS - São Leopoldo/RS, sendo este laboratório isolado de ruídos e com temperatura e úmidade do ar controladas, proporcionando assim as condições necessárias para a realização das tarefas. Para as medições com máquina tridimensional e projetor de perfil, foram solicitados os cálculos das médias dos valores, os desvios padrões e a análise dos possíveis erros de medição. Com a calibração de manômetro verificava-se, tanto para o avanço quanto para o retorno, a média, o desvio pardrão e a tendência dos valores obtidos.
 
 
2. Metodologia
 
Para as aferições no tridimensional e no projetor de perfil, se fazia necessária às instruções do laboratorista para demonstrar aos discentes uma prévia do funcionamento das máquinas. Após esse procedimento, o trabalho tem seu início. O laboratorista indica também um procedimento que contém o desenho da peça a ser mensurada – conforme figura 1- para melhor auxíliar os alunos. Feitas as leituras do método e tiradas as maiores dúvidas, o grupo inícia as medições utilizando o Projetor de Perfil Starret Precision HE400. Este Projetor de Perfil permite medições mais precisas em peças pequenas, se comparado a outros instrumentos, pois possibilita a projeção da imagem ampliada em uma tela que contém duas linhas perpendiculares gravadas que servem de referência no momento da aferição. O projetor é constituído também por uma mesa móvel de coordenada, com dois cabeçotes micrométricos, que ficam posicionados a 90º. Colocando a peça a ser medida sobre a mesa, na tela obtemos uma imagem ampliada por meio de feixes de luz e lentes intercambiáveis. O tamanho original da peça pode ser ampliado 5, 10, 20, 50 ou 100 vezes, o que permite a verificação de detalhes da peça em vários tamanhos. A escolha das lentes depende do grau de ampliação que cada medição exige. Seguindo o processo de medição, moveu-se a mesa até que a linha de referência ficasse tangente ao detalhe da peça e então, zerou-se o cabeçote micrométrico. Novamente, a mesa é locomovida até que a linha de referência da tela tangencie a outra lateral do detalhe a ser aferido, sempre utilizando o cabeçote micrométrico para obter a medida. O projetor de perfil nos permitiu também a medição de ângulos, pois sua tela é rotativa e graduada de 1º a 360º. 
Para as medições com a máquina tridimensional Starret Galileo AV300+ o processo de utilização ocorreu de forma similar à projeção de perfil. Este equipamento possibilita a medição de 350 mm x 350 mm x 200 mm (14” x 14” x 8”) nos eixos X-Y-Z e é indicado para medição de peças de maiores dimensões. Nele utilizamos o contraste das luzes captadas em combinação com o software da máquina, para delimitar as bordas a serem medidas. O software possibilitou ajustar as luzes emitidas pelo cabeçote (eixo Z) de tal forma que as imagens da peça foram emitidas na tela do computador, possibilitando assim a medição de ângulos, comprimentos e furos. Movimentamos a plataforma nos eixos x e y para obter toda a varredura da peça e ajustando o foco conforme o avanço ou retração do eixo z em relação à peça.
O procedimento com manômetro tipo Bourdon também se iniciou com a prévia leitura e interpretação do procedimento de prática. Após síntese das partes constituintes do manômetro e do elemento elástico, a prática tem inicio com a liberação do fluído do dispositivo por meio de uma válvula, seguido da movimentação do volante no sentido anti-horário e por fim a obstrução da válvula a fim de cessar o óleo. Tendo realizado esses procedimentos, o volante é então girado para o sentido horário por um minuto até a marca de 200 bar, marca esta verificada na escala do manômetro SMP, após este tempo, o volante volta a ser girado para o sentido anti-horário. A operação é feita em três ciclos, nos quais se mediu os valores de avanço e retorno para os pontos de 0 a 100 bar.
Figura 1
3. Resultados e discussões
A tridimensional, assim como o projetor de perfil, baseia sua verificação pela iluminação (claro/escuro), logo para encontrarmos as arestas e efetuarmos as medições se fazia necessária uma boa ajustagem das luzes e do foco, estas estando disformes, as medições não ficaram totalmente precisas. Dentre as treze medições a serem realizadas, três não foram mensuradas, pois uma vez que colocamos a peça na máquina, esta não poderia ser movida e como necessitavam dessa locomoção não ocorreu a medição, pois seu perfil na vertical impedia a tal disposição também. No projetor de perfil foram realizadas um total de doze medições das treze solicitadas no procedimento. A 13ª aferição não foi executada devido à impossibilidade do feixe de luz atingir o perfil a ser mensurado. Podemos perceber, ao avaliar a Tabela – 1, que segue neste documento, que ocorreu um pequeno desvio em todas as medidas já que foram realizadas em diferentes instrumentos e estes com precisões distintas.
	Cotas
	Instrumento
	Medições
	Média
	Desvio
	
	
	
	
	
	
	
	Peça: 01
	
	
	1
	Starrett precision optical he400
	120,127
	120,046
	120,0866
	0,057
	2
	Starrett precision optical he400
	50,082
	49,673
	49,8774
	0,289
	3
	Starrett precision optical he400
	59,836
	60,634
	60,2352
	0,565
	4
	Starrett precision optical he400
	9,858
	9,957
	9,9073
	0,070
	5
	Starrett precision optical he400
	14,977
	14,839
	14,9081
	0,097
	6
	Starrett precision optical he400
	9,914
	9,859
	9,8863
	0,039
	7
	Starrett precision optical he400
	8,101
	8,064
	8,0823
	0,026
	8
	Starrett precision optical he400
	10,803
	-
	10,8030
	-
	9
	Starrett precision optical he400
	19,746
	-
	19,7460
	-
	10
	Starrett precision optical he400
	9,680
	-
	9,6800
	-
	11
	Starrett precision optical he400
	-
	7,886
	7,8860
	-
	12
	Starrett precision optical he400
	130°16’
	129,13°
	-
	-
	13
	Starrett precision optical he400
	78°25’
	78°47’
	-
	-
Tabela – 1
No procedimento com manômetro tipo Bourdon observou-se que as medições do mensurando foram bem constante, porém em algumas cotas houve uma pequena diferença no retorno, como podemos ver na Tabela – 2. Isso é caracterizado como histerese no instrumento, pois analisando os três ciclos houve diferenças entre a indicação para um dado valor do mensurando quando este foi atingido por valores crescentes e a indicação quando o mensurando é atingido por valores decrescentes. Na Tabela – 3, podemos observar os valores obtidos nos cálculos de médias, desvios e tendências.
Tabela - 2
Tabela - 3
4. Conclusões
A utilização do projetor de perfil Starret Precision HE400 foi baseada na ampliação, posicionamento da mesa/feixe luminoso, retilineidade e ortogonalidade dos movimentos. Logo não podemos precisar que todas as medidas tenham ficado exatas, pois erros possivelmente ocorreram no momento de focalização do feixe de luz, consequência da falta de prática dos alunos com a máquina. No total foram realizadas doze medições das treze solicitadasno procedimento. A 13° aferição nao foi executada devido à impossibilidade do feixe de luz atingir o perfil a ser mensurado.
Para a medidora tridimensional a falta de prática igualmente impossibilitou a obtenção de dados precisos. Visto que este instrumento utiliza dos mesmos meios do projetor de perfil para efetuar as medições, fatalmente podem ocorrer erros durante os ajustes de foco e iluminação. Assim como no projetor de perfil, não foi possível realizar a medição de todas as cotas, por motivos de restrições do instrumento.
No procedimento com o manômetro tipo Bourdon, ficou claro que é comum acontecer histerese em instrumentos de medição de deslocamento, pois os valores de histerese serão diferentes de acordo com os ciclos de carregamento e descarregamento.
Referências Bibliográficas
LABORATÓRIO DE METROLOGIA DA UNISINOS. Procedimento para medição de peça padrão. São Leopoldo: Unisinos, 2014