3 - Instrumentos de Medição

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Universidade Metodista de Piracicaba 
(UNIMEP) 
Faculdade de Engenharia Arquitetura e Urbanismo 
(FEAU) 
Curso de Engenharia de Controle e Automação 
 
 
Grupo 2 
 
 
 
PROCESSO DE FABRICAÇÃO E METROLOGIA: 
Instrumentos Básicos de Medição 
 
 
 
 
 
 
 
Santa Bárbara D’ Oeste – SP 
Abril / 2009
 
Instrumentos Básicos de Medição 
 
 Ivan De Latorre Monfrinato RA: 0609248 
Lucas Jacette RA: 0605667 
 Rubens da Silveira Lara Jr. RA: 0605667 
 
PROFESSOR: Antonio Fernando Godoy 
 
Relatório de Experimento apresentado para 
avaliação da Disciplina de Processos de Fabricação 
e Metrologia do 7º semestre, do Curso de 
Engenharia de Controle e Automação, da 
Universidade Metodista de Piracicaba sob 
orientação do Prof. Antônio Fernando Godoy. 
 
Data da realização: 25/03/2009 
Data da entrega: 08/04/2009 
 
 
 
 
Santa Bárbara D’ Oeste – SP 
Abril / 2009
 
SUMÁRIO 
 
1 OBJETIVO ............................................................................................................ 4 
2 INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 5 
2.1 Máquinas de por Coordenadas .................................................................... 5 
 2.1.1 Erros de Medição ....................................................................................... 6 
3 DESCRIÇÃO DA PRÁTICA .................................................................................. 8 
 3.1 Materiais Utilizados ....................................................................................... 8 
 3.2 Método ........................................................................................................... 8 
4 RESULTADOS ....................................................................................................12 
5 ANÁLISE DE RESULTADOS ..............................................................................13 
6 RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DO ROTEIRO DA AULA PRÁTICA ....................14 
7 CONCLUSÃO ......................................................................................................17 
8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................................18 
 
 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 2.1.1 Alguns tipos de Máquinas de Medir por Coordenadas...........................................6 
Figura 2.1.1.1 Fontes de erro em uma máquina de medir por coordenadas..............................7 
Figura 3.1.1 Peça utilizada para se realizar as medidas............................................................8 
Figura 3.2.1 Régua Graduada....................................................................................................9 
Figura 3.2.2 Paquímetro.............................................................................................................9 
Figura 3.2.3 Micrômetro Externo...............................................................................................10 
Figura 3.2.4 Micrômetro Interno................................................................................................10 
Figura 3.2.5 Goniômetro............................................................................................................11 
Figura 4.1 Desenho da peça.....................................................................................................12 
Figura 5.1 Medição realizada com paquímetro.........................................................................13 
Figura 5.2 Medição realizada com micrômetro.........................................................................13 
Figura 5.2 Medição realizada com Goniômetro........................................................................13 
 
 
4 
 
1 OBJETIVO 
 
Os principais objetivos da prática de utilização de instrumentos de medição 
são: 
- Familiarização e utilização de instrumentos básicos de medição através 
da medição; 
- Verificação das incertezas dos elementos; 
- Comparação das medidas realizadas entre os instrumentos básicos. 
5 
 
 
2 INTRODUÇÃO 
 
2.1 Máquinas de por Coordenadas 
 
No decorrer de alguns anos, houve um desenvolvimento muito intenso no 
setor de usinagem, destacando-se o surgimento dos centros de usinagem com 
comando numérico. Porém não houve tal desenvolvimento para o setor de 
tecnologia de medição, criando uma defasagem tecnológica, a tal forma que o 
controle de qualidade das peças se tornou economicamente inviável. Por essa 
tamanha diferença, aumentaram-se os investimentos e os estudos na área de 
medição, surgindo as Máquinas de Medir por Coordenada (MMC). 
Como um dos instrumentos metrológicos mais poderosos, as máquinas de 
medição por coordenadas são usadas extensamente na maioria das indústrias. 
Há poucas peças cujas dimensões não podem ser medidas. As melhorias na 
flexibilidade e na exatidão, junto da diminuição de tempo e custos das medições, 
explica a rápida aceitação dessas máquinas no meio industrial. 
Na medição por coordenas com contado, a informação sobre a geometria 
da peça é obtida apalpando a superfície em pontos de medição discretos e as 
coordenadas desses pontos são expressas num sistema de referência 
predeterminado. Esse apalpamento é feio através de um localizador eletro-
mecânico e articulado, denominado apalpador. Entretanto, não é possível avaliar 
os desvios geométricos da peça diretamente pelas coordenadas dos pontos 
medidos. Assim podem-se identificar basicamente duas formas de se avaliar a 
qualidade geométrica da peça. 
Na primeira maneira, as coordenadas dos pontos medidos são usadas 
para estimar, através de um algoritmo de ajuste, os parâmetros de elementos 
geométricos ideais, também chamados de elementos substitutos, tais como 
cilindros, planos, cones, entre outros. A avaliação de conformidade é realizada 
comparando esses parâmetros com especificações de aplicação. 
6 
 
Na outra maneira, os pontos medidos são posicionados com relação ao 
modelo CAD tridimensional da peça, usando algum critério matemático de ajuste. 
A partir desse posicionamento podem ser determinados os desvios da superfície 
real com relação à superfície do modelo, quando se trata de superfícies de forma 
livre. 
As máquinas de medição por coordenadas podem ser classificadas em 
dois tipos básicos, conforme a natureza dos movimentos entre partes móveis. Há 
assim as que se baseiam em deslocamentos retilíneos mutuamente ortogonais, 
denominadas de máquinas “cartesianas”, e as que se baseiam em movimentos de 
rotação, denominadas de “braços articulados”. 
 
 
 
Figura 2.1.1 Alguns tipos de Máquinas de Medir por Coordenadas. 
 
2.1.1 Erros de Medição 
 
A qualidade dos resultados de uma máquina de medir por coordenadas é 
função, em primeiro lugar, dos erros de medição das coordenadas. Portanto, para 
alcançar bons resultados deve-se garantir que a máquina tenha movimentos 
relativos geometricamente bem definidos, com mínimos erros de retilineidade, 
7 
 
ortogonalidade, planicidade, entre outros. Isto implica em uma estrutura bastante 
rígida, de precisão e estável. 
O elemento mais crítico do sistema é o localizador, no caso, o apalpador. 
A figura 2.1.1.1 indica as fontes de erro de uma máquina de medir por 
coordenadas. 
 
 
Figura 2.1.1.1 Fontes de erro em uma máquina de medir por coordenadas.
8 
 
 
3 DESCRIÇÃO DA PRÁTICA 
 
3.1 Materiais Utilizados 
 
- Paquímetro; 
- Micrômetro interno e externo; 
- Blocos de anéis padrão; 
- Goniômetro; 
- Desempeno; 
- Calibre de profundidade; 
- Instrumentos de medições indireta; 
- Peça de aço 1020. 
 
 
Figura 3.1.1 Peça utilizada para se realizar as medidas. 
 
 
3.2 Método 
Primeiramente, foram apresentados todos os instrumentos acima descritos, 
começando inicialmente pela régua graduada. Esse instrumento é o mais simples 
entre os instrumentos lineares, gravadassobre ela medidas em centímetro, 
milímetros ou polegadas. Após alguns comentários sobre o instrumento, foram 
realizadas as possíveis medidas da peça. 
9 
 
 
Figura 3.2.1 Régua Graduada. 
 
 Em seguida, nos foi apresentado o paquímetro. Esse instrumento é usado 
para medir as dimensões lineares, internas, externas e de profundidades de uma 
peça. Consiste em uma régua graduada, com encosto fixo, sobre a qual desliza 
um cursor. Ele se ajusta a régua e permite sua livre movimentação, com um 
mínimo de folga. Ele é dotado de uma escala auxiliar chamada de nômio que 
permite a leitura de frações da menor divisão da escala fixa. 
Além da apresentação das formas de se utilizar o paquímetro, foi mostrado 
as possibilidades de erro de medição. Uma delas é o erro de paralaxe, erro esse 
causado pela angulação que se pode ter ao segurar o instrumento, obtendo uma 
leitura equivocada. Com essas noções sobre o instrumento, foram realizadas as 
devidas medidas da peça. 
 
Figura 3.2.2 Paquímetro. 
 
 
 Após o paquímetro, nos foi apresentado os micrômetros, tanto o externo, 
quanto o interno. De modo geral, os micrômetros são compostos por elementos 
10 
 
denominados bainha, catraca e tambor, podendo ser centesimal ou milesimal. 
Esse instrumento possui algumas limitações, porém é compensado na sua 
precisão. O micrômetro interno é muito utilizado para medições de furos, no nosso 
caso foi utilizado um instrumento com escala de 20 a 25 mm e resolução de 0,005 
mm. Além de tudo isso, o micrômetro possui uma catraca para que seja limitada a 
força na medição e para que se obtenha o menor desvio entre as medidas. 
 
 
 
Figura 3.2.3 Micrômetro Externo. Figura 3.2.4 Micrômetro Interno. 
 
Por último, foi apresentado o Goniômetro, que é utilizado em medidas 
angulares que não necessitem extremo rigor, sua menor divisão é de um 1º. O 
disco graduado apresenta quatro graduações de 0º a 90º. A leitura no nômio, 
utiliza-se 5’ para cada traço, dessa forma se é o segundo traço no nômio que 
coincide com um traço na escala fixa, adicionamos 10’ aos graus lido na escala 
fixa, se é o terceiro adicionamos 15’ se é o quarto 20’ e assim por diante. Foi 
realizada a única medida angular da peça. 
 
11 
 
 
Figura 3.2.5 Goniômetro.
12 
 
 
4 RESULTADOS 
 
Abaixo estão apresentadas as medidas inspecionadas da peça proposta, 
com os instrumentos de medição estipulados. 
 
 
Figura 4.1 Desenho da peça. 
 
Tabela 1 – Valores medidos com os diversos tipos de instrumentos 
Cota Escala Paquímetro Micrômetro 
Externo 
Micrômetro 
Interno 
Goniômetro 
A 69,5 69,5 --- --- --- 
B 30,5 30,55 --- --- --- 
C 24,5 23,30 23,30 --- --- 
D1 22,5 22,05 --- 22,120 --- 
D2 22,5 22,10 --- 22,115 --- 
D3 10,0 9,80 --- --- --- 
D4 10,0 9,80 --- --- --- 
E 24,0 24,05 --- --- --- 
F 21,5 21,45 --- --- --- 
G 25,5 25,70 --- --- --- 
H 12,0 11,75 11,78 --- --- 
I 100,0 99,90 --- --- --- 
J 25,0 25,20 --- --- --- 
K 14,5 14,45 --- --- --- 
L 8,5 8,60 --- --- --- 
M 41,0 40,60 --- --- --- 
N 20,0 20,10 --- --- --- 
O 8,0 7,90 --- --- --- 
P 13,0 12,90 --- --- --- 
Q 9,5 9,5 --- --- --- 
R 42,0 42,30 --- --- --- 
θ 39º 53’ 52” 40º 4’ 19” --- --- 39º 45’ 
[---] Não Aplicável 
13 
 
5 ANÁLISE DE RESULTADOS 
 
Analisando-se todas as medições realizadas pelos diversos instrumentos 
de medição apresentados, pode-se observar que há diferenças na precisão de 
medidas entre os instrumentos, existem áreas de medições corretas para cada 
um, podendo também ocorrer variações nas medidas alterando os inspetores. 
 
 
Figura 5.1 Medição realizada com paquímetro. Figura 5.2 Medição realizada com micrômetro. 
 
 
 
 
Figura 5.3 Medição realizada com Goniômetro. 
14 
 
 
6 RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DO ROTEIRO DA AULA PRÁTICA 
 
6.1 Cite exemplos de setores onde os instrumentos básicos de medição são 
imprescindíveis 
Pode-se listar alguns setores onde esses instrumentos de medição são 
utilizados: 
 - Setores de Usinagem; 
 - Setor de Projeto; 
 - Setores de Ferramentaria; 
 - Setores Metalúrgicos; 
 - Laboratórios de Metrologia; 
 - Controle de Qualidade. 
 
6.2 Explique a razão para a realização de medição indireta. 
Medida Indireta é um 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 o que se vai medir. Por exemplo, é 
impossível medir um ângulo utilizando um paquímetro, porém, com o mesmo é 
possível medir as arestas (cateto oposto, cateto adjacente ou hipotenusa), e 
através de relações trigonométricas (seno, cosseno e tangente), é possível 
calcular a media do ângulo. Em outras palavras, a medida das arestas seriam as 
medidas diretas, e a medida do ângulo seria uma medida indireta. 
 
6.3 Explique o funcionamento do Goniômetro. 
O Goniômetro é um instrumento que possui régua articulada que gira 
juntamente com o disco do vernier, é utilizado em medidas angulares que não 
necessitem extremo rigor, sua menor divisão é de um 1º. O disco graduado 
apresenta quatro graduações de 0º a 90º. 
A leitura das medidas apresentadas pelo instrumento é realizada da 
seguinte forma: inicialmente, lêem-se, com o traço zero do nômio, os graus 
15 
 
internos no disco graduado. Em seguida, lêem-se os minutos, a leitura no nômio, 
utiliza-se 5’ para cada traço, dessa forma se é o segundo traço no nômio que 
coincide com um traço na escala fixa, adicionamos 10’ aos graus lido na escala 
fixa, se é o terceiro adicionamos 15’ se é o quarto 20’ e assim por diante. 
 
6.4 Defina o que é tolerância na fabricação de peças por usinagem. Dê 
exemplos de tolerância. 
Tolerância é a amplitude de variação dimensional permissível de uma 
medida, variando a medida nominal. A opção pela tolerância é definida de forma a 
não comprometer o funcionamento da peça e, ao mesmo tempo, não dificultar sua 
fabricação. 
Exemplo: Um furo Ø 100 H7. Ou seja 
- 100 é a dimensão. 
- H7 é tolerância da dimensão, que representa 35µm. 
Ficando então: 100,035 medida máxima e 100,000 medida mínima. 
As tolerância podem ser utilizadas na fabricação de sistemas furo-eixo; 
eixos-rolamentos; fabricação de mancais de rolamentos, entre muitas outras 
aplicações. 
 
6.5 Explique o procedimento para se fazer a inspeção por amostragem. 
Primeiramente, amostra é uma certa quantidade de peças significativa do 
lote de produção que devem ser inspecionadas. 
Inspeção por amostragem é um processo onde se utiliza as amostras 
retiradas, para verificação de suas dimensões em relação às medidas nominais e 
suas tolerâncias de fabricação, fornecendo dados estatísticos sobre a variação 
dimensional das peças produzidas. 
 
6.6 Explique / defina: precisão, exatidão, repetibilidade e acuracidade. 
Precisão é o grau de variação de resultados de uma medição, tendo como 
base o desvio-padrão de uma série de repetições da mesma análise. 
16 
 
Exatidão é a proximidade da medida obtida em relação à medida real. 
Pode ser demonstrada pela comparação dos resultados obtidos com um material 
de referência padrão. 
Repetibilidade refere-se à aceitação do resultado de uma medida e/ou 
ensaio, quando efetuado mais de uma vez por um mesmo operador numa mesma 
aparelhagem. 
Acuracidade é o grau de ausência de erro em relação à um valor 
verdadeiro (padrão). 
 
 
 
17 
 
 
7 CONCLUSÃO 
 
 Após o término da prática de medição, ficou bem clara a aplicação de cada 
tipo de instrumento. A correta medição de uma peça é baseada na correta 
escolha do instrumento de medição, fornecendo uma maior precisão na aferição 
realizada. 
 As diferenças de medidas encontradas nas medições feitas com um 
mesmo instrumento, se da pelo fato dos alunos não estarem devidamente 
treinados no manuseio do instrumento. 
 Além disso, foi possível afirmar que um único instrumento não é capaz de 
realizar todos os tipos de medias, originando então as medidas obtidasde forma 
indireta, que se dão através de cálculos que combinam várias outras medidas 
obtidas diretamente. 
 
 
 
 
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8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
AGOSTINHO, LIRANI, J., RODRIGUES. Princípios de engenharia de fabricação 
mecânica: tolerâncias, ajustes, desvio e analise de dimensões. São Paulo: E. 
Blucher, 1980. 
 
CASILLAS, A. L.. Tecnologia da Medição. 4ª ed. São Paulo: Mestre Jou, 1979; 
 
Disponível em: 
http://www.demec.ufmg.br/disciplinas/ema092/Documentos/APOSTILA_PARTE_II_cap_9
_MMC.pdf, Máquina de Medir por Coordenada. Acessado em 02 de Abril de 2009, 
ás 21h35min. 
 
Disponível em: http://metrologianamedida.blogspot.com/2008/08/mquina-de-medir-por-
coordenadas.html, A Máquina de Medir por Coordenadas. Publicado em: Metrologia 
na Medida, no dia 11 de Agosto de 2008. Acessado em 02 de Abril de 2009, ás 
21h50min.