Paquímetro: Instrumento de Medição

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UNIVERSIDADE ESTACIO DE SÁ CAMPUS SANTA CRUZ
FÍSICA EXPERIMETAL 1
	
ENGENHARIA MECÂNICA – 2017.2 – 2º PERÍODO
DISCIPLINA: FISICA EXPERIMENTAL 1
ALUNO: FABIO AGAPITO PASSOS – 201702396053
PROFESSOR: NELSON
TURMA: 3062
AGOSTO 2017
FABIO AGAPITO PASSOS
Aluno regularmente matriculado no curso de Engenharia Mecânica da Universidade Estácio de Sá.
PAQUÍMETRO
Atividade estruturada da disciplina Física Experimental 1
AGOSTO DE 2017
1. INTRODUÇÃO 
 
No nosso dia-a-dia, encontramos objetos de vários tamanhos e formas. Qualquer que seja sua dimensão e geometria deve ser encontrada a unidade de medição e o instrumento certo para realizar a sua medição. 
As medições podem ser diretas e indiretas. Denominam-se medições diretas aquelas obtidas por comparação com instrumentos construídos por especialistas, tais como, escalas milimetradas, trenas, paquímetros, cronômetros, etc. As medições indiretas são aquelas relacionadas com as medições diretas através de relações algébricas (INMETRO ,1995). 
 
2. OBJETIVO 
 
Há vários instrumentos de medição, tais como Escala Milimetrada, Paquímetros, 
Micrômetros, Balanças, Trenas, Cronômetros e etc. Neste trabalho será abordado o chamado de Paquímetro, um dos instrumentos de medição mais utilizados mundialmente, não só por se tratar da sua precisão, mas também de seu fácil manuseio, aliando a teoria e a prática realizada em laboratório.
Figura: Paquímetro Universal
3 EMBASAMENTO TEÓRICO 
 
Segundo a literatura podem-se definir paquímetros como sendo um instrumento usado para medir com precisão as dimensões de diversos objetos. 
O professor Veriano da UDESCO, define Paquímetro como sendo o resultado da associação de: uma escala, como padrão de comprimento; dois bicos de medição, com o meios de transporte do mensurando, sendo um ligado à escala e outro ao cursor; um nônio como interpolador para a indicação entre traços. 
Conforme o site Régua online, o paquímetro é um instrumento usado para medir com precisão as dimensões de pequenos objetos. Trata-se de uma régua graduada, com encosto fixo, sobre a qual desliza um cursor. O paquímetro possui dois bicos de medição, sendo um ligado à escala e o outro ao cursor. 
Paquímetro (grego: paqui (espessura) e metro (medida)) ou craveira, é um instrumento utilizado para medir a distância entre dois lados simetricamente opostos num objeto. Um paquímetro pode ser tão simples como um compasso. O paquímetro é ajustado entre dois pontos, retirado do local e a medição é lida na sua régua. O nónio ou escala de Vernier é a escala de medição contida no cursor móvel do paquímetro, que permite uma precisão decimal de leitura através do alinhamento desta escala com uma medida da régua. (Wikipédia) 
Os paquímetros distinguem-se pela faixa de indicação, pelo nônio, pelas dimensões e formados bicos. 
Em geral os paquímetros são construídos para faixa de indicação 120 ... 2000 mm; o comprimento dos bicos de 35 a 200 mm correspondentemente. Para casos especiais é possível adquirir paquímetros de bicos compridos. 
O material empregado na construção de paquímetros é usualmente o aço com coeficiente de dilatação linear a = 11,5 mm/m.K, de forma que o mesmo tenha comportamento térmico equivalente à maioria das peças, porém há também paquímetros de plástico, conforme figura abaixo.
Figura: Paquímetro de plástico 
As superfícies dos bicos situadas frente a frente destinam-se às medições externas.
Para medições internas, os extremos dos bicos são rebaixados, com superfícies externas cilíndricas. Ao usar-se estas superfícies de medição, deve-se adicionar à indicação a espessura dos ressaltos dos bicos que é, geralmente, um valor arredondado (10 ou 20 mm). 
Importante é realizar a calibração desta distância periodicamente a fim de determinar o seu valor efetivo e fazer a correção do erro durante o processo de medição. 
Nos paquímetros universais os bicos para medições internas são prolongados para cima e apresentam a forma de gumes, o que permite medir dimensões menores do que aquele valor arredondado. 
Paquímetros pequenos podem ter, na parte traseira, uma lingueta que se move junto com o cursor e serve para medir profundidades. 
 
3.1 Inventor do paquímetro e como são suas medidas 
 
O paquímetro possui normalmente uma graduação em centímetros e outra em polegadas para que possamos realizar as medições. O cursor móvel tem uma escala de medição que se denomina nônio ou vernier. A escala é chamada d e nônio ou vernier em homenagem aos seus criadores: o português Pedro Nunes e o francês Pierre Vernier. O vernier (nônio) possui uma escala com n divisões para X mm da escala fixa. 
Figura: Escalas do Paquímetro
 
3.2 Elementos do paquímetro
Em um paquímetro temos:
Orelha fixa
Orelha móvel
Nônio ou vernier *(polegada)
Parafuso e trava
Cursor
Escala fixa
Bico fixo
Encosto fixo
Encosto móvel
Bico móvel
Nônio ou vernier (milímetro)
Impulsor
Escala fixa de milímetros
Haste de profundidade
3.3 Tipos de paquímetros
Existem diversos tipos de paquímetro no mercado. Abaixo listamos os principais instrumentos, suas respectivas características e uma imagem representativa. 
	Paquímetro universal
	É o paquímetro mais utilizado. Serve para realizar medições internas, externas, de profundidade e de ressaltos.
	
	Paquímetro universal com relógio
	Possui um relógio acoplado ao cursor que facilita a leitura, agilizando a medição.
	
	Paquímetro com bico móvel (basculante)
	É muito empregado para medir peças cônicas ou peças com rebaixos de diâmetros diferentes.
	
	Paquímetro de profundidade
	Serve para medir a profundidade de furos não vazados, rasgos, rebaixos, entre outros. Esse paquímetro pode apresentar haste simples ou com gancho.
	
	Paquímetro duplo
	Serve para medir dentes de engrenagens.
	
	Paquímetro digital
	Utilizado para leitura rápida, livre de erro de paralaxe e ideal para controle estatístico.
	
3.4 Como usar o paquímetro
Para ser usado de forma correta, o paquímetro precisa:
Ter seu cursor e encosto limpos e a peça a ser medida precisam estar bem posicionados entre seus bicos;
Não expor o instrumento a luz solar direto;
Não desmontar o equipamento;
Evitar choques ou movimentos bruscos;
Evitar um aperto forte dos bicos sobre o objeto que será medido
Segue abaixo as formas adequadas de realizar medições:
3.5 Comportamento Metrológico 
 
A leitura do nônio deve ser realizada com o paquímetro perpendicular à vista do operador para evitar o "erro de paralaxe". Entretanto, a maioria das pessoas possui maior acuidade visual com uma das vistas, o que provoca um erro associado ao processo de leitura. Por isso, recomenda-se fazer a leitura com uma só das vistas, apesar das dificuldades em encontrar-se a posição certa. Em experiência feita com um grupo de mecânicos, constatou-se que as indicações feitas em paquímetros de precisão, abertos em uma dada dimensão, apresentaram uma dispersão
de ± 0,02 mm.
A incerteza de medição de um paquímetro depende:
Dos erros da divisão da escala principal
Dos erros da divisão do nônio;
Da retilineidade dos bicos de medição;
Da perpendicularidade dos bicos de medição em relação à haste e paralelismo entre si;
Dos erros da guia do cursor. 
Na medição correta com blocos padrão, num ponto qualquer, as indicações no nônio só podem diferir do valor do bloco padrão de um valor no máximo igual ao erro admissível indicado na norma DIN 862, válida para paquímetros de qualidade. 
Os erros admissíveis estão fixados em função apenas do comprimento medido. A calibração para determinar os erros em operação de medição externa, é realizada com blocos padrão, em vários comprimentos de modo a abranger diversas posições das escalas principais e do nônio. 
É recomendado que esta calibração seja feita nas posições interna, média e externados bicos, com força de medição constante. 
As normas recomendam, entre outras características, tolerâncias da seguinte ordem:
Planeza dos bicos para medições externas: 10 mm/100 mm; 
Paralelismo das superfícies dos bicos: 15 a 20 mm. 
Como normas que fixam as características dos paquímetros e regem os procedimentos de qualificação citam-se:
Internacional : ISO 3599 (Vernier Callipers reading to 0,1 and 0,05 mm) 
 ISO 6906 (Vernier Callipers reading to 0,02 mm)
Brasileira : NBR 6393 
Alemã: DIN 862
 dos erros da divisão da escala principal; 
 dos erros da divisão do nônio; 
 da retilineidade dos bicos de medição;
 brasileira: NBR 6393 
 alemã: DIN 862
4 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 
 
No dia 15 de Agosto de 2017, no Laboratório de Física Experimental, durante o horário das 21:10h às 22:40h, foi realizada a segunda aula experimental que constou com o aprendizado e a utilização do Paquímetro. 
Nesta aula, pode ser notado que o Paquímetro é um instrumento de medição, já conhecido de grande parte dos alunos, uma vez que muitos trabalham e utilizam este instrumento em suas atividades ou até mesmo já possui outra graduação. 
Após a explicação do Professor Nelson sobre como deve ser utilizado o Paquímetro, foram realizadas medidas em 2 peças por grupo que constituíam geralmente de 4 a 5 pessoas.
Durante a realização das medições, pôde ser observado que o Erro de Paralaxe está bastante presente nas medições com paquímetros, uma vez que havia momentos em que cada um dos membros do nosso grupo encontrava uma medida diferente que variava em torno de 0,05 mm. Após essa constatação, realizamos as medições com mais cuidado e atenção para evitar este tipo de erro. 
As medições foram anotadas, e analisadas. 
No final da aula, o Professor Nelson realizou um teste com o grupo para avaliar o aprendizado na medição com paquímetros adquiridos e em seguida a turma foi liberada.
5 RESULTADOS
Foram realizadas medições nas peças conforme a foto abaixo
PEÇA
Altura: 25,45 mm 
Comprimento: 37,85 mm 
Espessura: 6,35 mm 
Diâmetro do furo: 5 mm 
Raio do furo: 2,50 mm 
Espaço entre os furos: 21,50 mm 
Espaço entre o furo e a lateral: 3mm 
PEÇA
Diâmetro: 34,05 mm 
Raio: 17,025 mm 
Espessura: 6,60 mm
6. CONCLUSÃO
O paquímetro é um instrumento de medição mais preciso que uma régua graduada, porém manuseado erroneamente torna-se um instrumento difícil de ler. Através do uso dele foi possível aprimorar o conhecimento sobre medição. Conclui-se, desta prática, que o uso do paquímetro está diretamente relacionado às regras dos algarismos significativos. Também se vê que a precisão do paquímetro está ligada ao número de divisões da escala de nônios e da graduação da régua. 
Apesar de ser um instrumento bastante preciso, muitos fatores podem influenciar na medição e acabar gerando erros, fatores estes, como: calibração do instrumento, limpeza, além de que na maioria das vezes o que o paquímetro mostra nem sempre é tão preciso, pois pode ser que o valor real do objeto a ser estudado esteja na casa dos nanômetros, micrômeros etc. Assim, mesmo que meçamos o mesmo objeto várias vezes a fim de aumentar o grau de precisão na medida, somente com instrumentos mais precisos que o paquímetro poderemos chegar mais próximo do valor real de medida. 
7 BIBLIOGRAFIA 
 
INMETRO (1995). “Vocabulário Internacional de Termos fundamentais e Ger ais de Metrologia”. Rio de Janeiro. 
 
http://educacaoespacial.files.wordpress.com/2010/10/ijespacial_08_instrumentos_de_medicao.pdf 
 
http://www.mecanicodeaeronaves.com/blogpaquimetro.html 
 
http://www.joinville.udesc.br/portal/professores/veriano/materiais/03_Paquimetros.pdf 
 
http://paquimetro.reguaonline.com/ 
 
http://pt.wikipedia.org/wiki/Paqu%C3%ADmetro 
 
http://www.industriahoje.com.br/o-que-e-um-paquimetro 
 
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAe3McAF/relatorio-laboratorio-fisica-i-paquimetro-balanca 
 
http://pt.slideshare.net/g_barea/tudo-sobre-paqumetro