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MATERIA: METROLOGIA
PROGRAMA DO CURSO DE METROLOGIA
PROGRAMA DO CURSO DE METROLOGIA
Metrologia:
A metrologia aplica-se a todas as grandezas determinadas e, em particular, às dimensões lineares e angulares das peças mecânicas. Nenhum processo de usinagem permite que se
obtenha rigorosamente uma dimensão prefixada. Por essa razão, é necessário conhecer a grandeza do erro tolerável, antes de se escolherem os meios de fabricação e controle convenientes. 
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Metrologias:
CIENTÍFICA (Instrumentos Laboratoriais, Metodologia Científica); que utiliza instrumentos laboratoriais, pesquisas e metodologias científicas, que têm por base padrões de medição nacionais e internacionais, para o alcance de altos níveis de qualidade metrológica.
INDUSTRIAL (Controle de Processos Produtivos); cujos sistemas de medição controlam processos produtivos industriais e são responsáveis pela garantia da qualidade dos produtos acabados.
LEGAL (SSMA) que, controla e fiscaliza todos aqueles instrumentos e medidas que estão relacionadas com o consumidor.
DEFINIÇÃO:
METRO?LOGIA? é a ciência das medições, abrangendo todos os teóricos e práticos que asseguram a precisão exigida no processo produtivo
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Finalidade do Controle:
O controle não tem por fim somente reter ou rejeitar os produtos
fabricados fora das normas; destina-se, antes, a orientar a
fabricação, evitando erros. Representa, por conseguinte, um fator
importante na redução das despesas gerais e no acréscimo da
produtividade.
Um controle eficaz deve ser total, isto é, deve ser exercido em
todos os estágios de transformação da matéria, integrando-se nas operações depois de cada fase de usinagem.
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Medição:
O conceito de medir traz, em si, uma idéia de comparação. Como
só se podem comparar “coisas” da mesma espécie, cabe
apresentar para a medição a seguinte definição, que, como as
demais, está sujeita a contestações:
“Medir é comparar uma dada grandeza com outra da
mesma espécie, tomada como unidade”.
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Contestação...
A medição da temperatura segue um outro padão. Esta não é comparada com um padrão, pois temperatura é um “estado”.
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Contestação...
Quando se diz que um determinado comprimento tem dois
metros, pode-se afirmar que ele é a metade de outro de quatro
metros; entretanto, não se pode afirmar que a temperatura de
quarenta graus centígrados é duas vezes maior que uma de vinte
graus, e nem a metade de outra de oitenta.
Portanto, para se medir um comprimento, deve-se primeiramente
escolher outro que sirva como unidade e verificar quantas vezes a
unidade cabe dentro do comprimento por medir. Uma superfície
só pode ser medida com unidade de superfície; um volume, com
unidade volume; uma velocidade, com unidade de velocidade;
uma pressão, com unidade de pressão, etc.
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Precisa-se atenção para se comparar grandezas de mesma UNIDADE!
Unidade
Entende-se por unidade um determinado valor em função do qual outros valores são enunciados. Usando-se a unidade METRO, pode-se dizer, por exemplo, qual é o comprimento de um corredor. A unidade é fixada por definição e independe do prevalecimento de condições físicas como temperatura, grau higroscópico (umidade), pressão, etc.
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Padrão
O padrão é a materialização da unidade; é influenciada por condições físicas, podendo-se mesmo dizer que é a materialização da unidade, somente sob condições específicas. O metro-padrão, por exemplo, tem o comprimento de um metro, somente quando está a uma determinada temperatura, a uma determinada pressão e suportado, também, de um modo definido. É óbvio que a mudança de qualquer uma dessas condições alterará o comprimento original.
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Na tomada de quaisquer medidas, devem ser considerados três
elementos fundamentais: o método, o instrumento e o operador.
Método
Medição Direta
Consiste em avaliar a grandeza por medir, por comparação direta
com instrumentos, aparelhos e máquinas de medir.
Esse método é, por exemplo, empregado na confecção de peças protótipos, isto é, peças originais utilizadas como referência, ou,
ainda, quando o número de peças por executar for relativamente
pequeno.
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- Principais métodos de medição direta:
a) Método Deslocamento
Método pelo qual uma grandeza é indicada numa escala
convencionalmente graduada baseando-se para isso em propriedades
físicas adequadas de um elemento ou de outra grandeza. Como exemplo,
temos a medição de temperatura por termômetro de vidro, conforme
figura ao lado.
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b) Método de compensação ou de zero
Método de medição no qual se reduz a zero a diferença entre o valor da grandeza a medir e um valor conhecido na mesma grandeza.
Exemplo:
Balança analítica, conforme figura 2.
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b) Medição Indireta por Comparação
Método pelo qual o valor de uma grandeza é obtido através de cálculos sobre valores resultantes de medição direta de outras grandezas, que tenham relação funcional com a grandeza a medir. Como exemplo pode ser citado a medição de área e volume.
Medir por comparação é determinar a grandeza de uma peça com
relação a outra, de padrão ou dimensão aproximada; daí a expressão: medição indireta. Os aparelhos utilizados são chamados indicadores ou
comparadores-amplificadores, os quais, para facilitarem a leitura, amplificam as diferenças constatadas, por meio de processos mecânicos ou físicos (amplificação mecânica, ótica, pneumática, etc.).
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Instrumentos de Medição
A exatidão relativas das medidas depende, evidentemente, da qualidade dos instrumentos de medição empregados. Assim, a tomada de um comprimento com um metro defeituoso dará resultado duvidoso, sujeito a contestações. Portanto, para a tomada de uma medida, é indispensável que o instrumento esteja aferido e que a sua aproximação permita avaliar a grandeza em causa, com a precisão exigida.
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Operador
O operador é, talvez dos três, o elemento mais importante. É ele a parte inteligente na apreciação das medidas. De sua habilidade depende, em grande parte, a precisão conseguida. Um bom operador, servindo-se de instrumentos relativamente débeis, consegue melhores resultados do que um operador inábil com excelentes instrumentos.
Deve, pois, o operador, conhecer perfeitamente os instrumentos que utiliza, ter iniciativa para adaptar às circunstâncias o método mais aconselhável e possuir conhecimentos suficientes para interpretar os resultados encontrados.
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Erros de Medição
Fatores externos podem provocar erros, alterando diretamente o comportamento do sistema de medição ou agindo diretamente sobre a grandeza a medir. O fator mais crítico, é a variação da temperatura ambiente. Essa variação provoca, por exemplo, dilatação das escalas dos instrumentos de medição de cumprimento, do mesmo modo que age sobre a grandeza a medir, isto é, sobre o comprimento de uma peça que será medida.
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Curvas de Erro
Fatores externos podem provocar erros, alterando diretamente o comportamento do sistema de medição ou agindo diretamente sobre a grandeza a medir. O fator mais crítico, é a variação da temperatura ambiente. Essa variação provoca, por exemplo, dilatação das escalas dos instrumentos de medição de cumprimento, do mesmo modo que age sobre a grandeza a medir, isto é, sobre o comprimento de uma peça que será medida.
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Nos casos de medição de peças muito precisas,torna-se necessário uma climatização do local; esse local deve satisfazer às seguintes exigências:
1 - temperatura constante (??);
2 - grau higrométrico correto (??);
3 - ausência de vibrações e oscilações (???);
4 - espaço suficiente;
5 - boa iluminação e limpeza.
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Normas Gerais de Medição:
Medição é uma operação simples, porém só poderá ser bem efetuada por aqueles que se preparam para tal fim. O aprendizado de medição deverá ser acompanhado por um treinamento, quando o aluno será orientado segundo as normas gerais de medição.
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Normas gerais de medição:
1 - Tranqüilidade.
2 - Limpeza.
3 - Cuidado.
4 - Paciência.
5 - Senso de responsabilidade.
6 - Sensibilidade.
7 - Finalidade da posição medida.
8 - Instrumento adequado.
9 - Domínio sobre o instrumento.
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Normas gerais de medição:
Evite:
1 - choques, queda, arranhões, oxidação e sujeita;
2 - misturar instrumentos;
3 - cargas excessivas no uso, medir provocando atrito
entre a peça e o instrumento;
4 - medir peças cuja temperatura, quer pela usinagem
quer por exposição a uma fonte de calor, esteja fora
da temperatura de referência;
5 - medir peças sem importância com instrumentos
caros.
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Cuidados:
1 - USE proteção de madeira, borracha ou feltro,
para apoiar os instrumentos.
2 - DEIXE a peça adquirir a temperatura ambiente,
antes de tocá-la com o instrumento de
medição.
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Unidades Dimensionais Lineares:
Sistema Métrico Decimal
Sistemas Inglês e Americano (inch)
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Para conseguir uma boa medição, é necessário conhecer o instrumento de medida mais adequado.
Em primeiro lugar, vamos estudar os instrumentos de
medidas lineares:
Régua graduada
Compasso
Metro, trena
Paquímetro
Micrômetro externo e interno
Relógio comparador e apalpador
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Estudaremos, depois, os instrumentos de medidas
angulares:
Goniômetro
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O mais elementar instrumento de medição utilizado nas oficinas é a régua graduada (escala). É usada para medidas lineares, quando não há exigência de grande precisão. Para que seja completa e tenha caráter universal, deverá ter graduações do sistema métrico e do sistema inglês.
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As réguas graduadas são de muitos tipos e se prestam
a diversos usos:
Régua de encosto interno: serve para medição com
face interna de referência.
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Régua sem encosto: Neste caso, devemos subtrair do resultado o valor do ponto de referência
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São instrumentos de aço carbono, constituídos de duas
pernas, que se abrem ou se fecham através de uma articulação. As pernas podem ser retas, terminadas em pontas afiladas e endurecidas (fig.1), ou uma perna reta e outra curva (fig. 2).
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O compasso de pernas retas e denominado compasso
de pontas. O de perna curva é denominado compasso de Centrar.
EMPREGO:
Compasso de Pontas:
Usa-se para traçar circunferências e arcos, e para
transportar medidas lineares.
Compasso de Centrar:
Usa-se para determinar centro ou traçar paralelas.
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TAMANHOS:
Os mais comuns são: 100, 150, 200 e 250mm (4", 6", 8” e 10", aproximadamente).
CONDIÇÕES DE USO
O sistema de articulação deve estar bem ajustado.
As pontas devem estar bem afiladas.
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CONSERVAÇÃO:
Proteja os compassos contra golpes e quedas;
Mantenha-os isolados de outras ferramentas;
Limpe-os e lubrifique-os, após o uso;
Proteja suas pontas com madeira ou cortiça.
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Graduações da Escala - Sistema Inglês Ordinário
Representação da Polegada.
( “ ) polegada - 1” = uma polegada
 (IN) polegada - 1 IN = uma polegada
 (INCH) palavra inglesa que significa polegada
As graduações da escala são feitas dividindo-se a polegada em 2,
4, 8 e 16 partes iguais, existindo em alguns casos escalas com 32
Divisões.
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Graduações da Escala - Sistema Inglês Ordinário
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Graduações da Escala - Sistema Inglês Ordinário
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Graduações da Escala - Sistema Inglês Ordinário
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O metro articulado é um instrumento de medição linear, fabricado de madeira, alumínio ou fibra.
No comércio o metro articulado é encontrado nas versões
de 1 m e 2 m.
A leitura das escalas de um metro articulado é bastante simples: faz-se coincidir o zero da escala, isto é, o topo do instrumento, com uma das extremidades do comprimento a medir. O traço da escala que coincidir com a outra extremidade indicará a medida.
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No comércio o metro articulado é encontrado nas versões
de 1 m e 2 m.
O comprimento da rosca, segundo a ilustração, mede 2
cm, ou seja, 0,02 m.
 O diâmetro do parafuso, segundo a ilustração, é de ½”.
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Trata-se de um instrumento de medição constituído por uma fita de aço, fibra ou tecido, graduada em uma ou em ambas as faces, no sistema métrico e/ou no sistema inglês, ao longo de seu comprimento, com traços transversais. Em geral, a fita está acoplada a um estojo ou suporte dotado de um mecanismo que permite recolher a fita de modo manual ou automático. Tal mecanismo, por sua vez, pode ou não ser dotado de trava.
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A fita das trenas de bolso são de aço fosfatizado ou esmaltado e apresentam largura de 12,7 mm e comprimento entre 2 m e 5 m.
Quanto à geometria, as fitas das trenas podem ser planas ou curvas. As de geometria plana permitem medir perímetros de cilindros, por exemplo.
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O paquímetro é um instrumento usado para medir dimensões lineares: internas, externas e de profundidade. Consiste em uma régua graduada, com encosto fixo, na qual desliza uma garra móvel. Abaixo, mostramos um paquímetro de uso geral; daí, seu nome: paquímetro universal.
PAQUÍMETRO
É um instrumento finamente acabado, com as superfícies planas e polidas. O cursor é ajustado 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 20ºC. A escala é graduada em milímetro 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.
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O cursor ajusta-se à régua de modo a permitir sua livre
movimentação, com um mínimo de folga. Ele é dotado de uma
escala auxiliar, chamada de nônio ou vernier. Essa escala
permite que se alcance uma maior precisão nas medidas.
O paquímetro universal é usado, especialmente, quando
a quantidade de peças que se quer medir é pequena e a
precisão não é inferior a 0,02 mm, 1/128” ou .001.
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Paquímetro universal: é utilizado em medições
externas, internas e de profundidade. Entre todos os outros, é
o tipo mais usado.
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Paquímetro universal com relógio indicador: utilizadoquando se necessita executar um grande número de medições.
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Paquímetro de profundidade: serve para medir
profundidade de furos não vazados, rasgos, rebaixos, etc..
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Paquímetro de bicos alongados: medição de partes internas.
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Paquímetro duplo: serve para medir dentes de engrenagens.
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Paquímetro eletrônico digital 150mm/ 6”
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Legibilidade
 Display de 10 mm de altura com números nítidos, de
fácil leitura.
 A escala é graduada em centímetros e polegadas
inteiras, identificados por setas.
Funcionamento com dois botões de controle:
 Para conversão milímetro / polegada.
 Para zerar em qualquer posição.
Exatidão e longa vida:
De aço inoxidável e temperados, para uma vida longa,
sem oxidação.
 Vareta retangular de profundidade para medições
mais precisas.
 Parafuso de trava para a corrediça.
 Desligamento automático após 5 minutos sem uso.
 Bateria de 1,5 Volts N° SR44W com vida útil
aproximada de um ano.
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Leitura de polegada milesimal:
No paquímetro em que se adota o sistema inglês, cada polegada da escala
fixa divide-se em 40 partes iguais. Cada divisão corresponde a:
Como o nônio tem 25 divisões, a resolução desse paquímetro é:
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O procedimento para leitura é o mesmo que para a escala em milímetro.
Contam-se as unidades .025" que estão à esquerda do zero (0) do nônio e, a seguir, somam-se os milésimos de polegada indicados pelo ponto em que um dos traços do nônio coincide com o traço da escala fixa.
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Outro Exemplo:
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Leitura de polegada fracionária:
No sistema inglês, a escala fixa do paquímetro é graduada em polegada e
frações de polegada. Esses valores fracionários da polegada são 
complementados com o uso do nônio. Para utilizar o nônio, precisamos 
saber calcular sua resolução:
 
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