Aula 02 - Metrologia Mecânica[319]

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS PONTA GROSSA
METROLOGIA MECÂNICA 
Professor: Eng. PAULO ROBERTO CAMPOS ALCOVER JUNIOR
Curso de Engenharia de Produção – 3° Período
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS PONTA GROSSA
Engenharia de Produção - Metrologia
Sumário
Revisão
Introdução
V.I.M.
Condições Ambientais
Exercícios
Referências
Sumário
2
terça-feira, 4 de abril de 2017, 14:13
 Revisão;
 Introdução;
 Vocabulário Internacional de Metrologia;
 Condições Ambientais para Metrologia;
 Exercícios;
 Referências.
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS PONTA GROSSA
Engenharia de Produção - Metrologia
Sumário
Revisão
Introdução
V.I.M.
Condições Ambientais
Exercícios
Referências
Revisão
3
terça-feira, 4 de abril de 2017, 14:13
Metro é o comprimento do trajeto 
percorrido pela luz no vácuo, em um 
intervalo de s.
458.792.299
1
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS PONTA GROSSA
Engenharia de Produção - Metrologia
Sumário
Revisão
Introdução
V.I.M.
Condições Ambientais
Exercícios
Referências
Introdução
4
terça-feira, 4 de abril de 2017, 14:13
Medições no dia-a-dia
Potência da 
lâmpada
Temperatura 
da geladeira
Volume de 
leite
Tempo de 
cozimento
Velocidade 
do automóvel
Pressão dos 
pneus
Volume de 
combustível
Quantidade 
de arroz
Consumo de 
energia
Tamanho do 
peixe
Dimensões 
das peças
Rotação do 
motor
Horário do 
despertador
Comprimento da 
calça
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS PONTA GROSSA
Engenharia de Produção - Metrologia
Sumário
Revisão
Introdução
V.I.M.
Condições Ambientais
Exercícios
Referências
Introdução
5
terça-feira, 4 de abril de 2017, 14:13
 Importância de medir:
"O conhecimento amplo e satisfatório sobre um
processo ou fenômeno somente existirá quando for
possível medi-lo e expressá-lo através de números".
Lord Kelvin, 1883
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS PONTA GROSSA
Engenharia de Produção - Metrologia
Sumário
Revisão
Introdução
V.I.M.
Condições Ambientais
Exercícios
Referências
Introdução
6
terça-feira, 4 de abril de 2017, 14:13
 Exemplo de medição 1:
0 1 2 3 4
instrumento de medição
mensurando
2,4 unidades
indicação
unidade
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS PONTA GROSSA
Engenharia de Produção - Metrologia
Sumário
Revisão
Introdução
V.I.M.
Condições Ambientais
Exercícios
Referências
Introdução
7
terça-feira, 4 de abril de 2017, 14:13
 Exemplo de medição 2:
tensão do gerador: 5,305 V
constante do sistema de medição: 15,080 (km/h)/V
velocidade: 5,305 V . 15,080 (km/h)/V = 80,0 km/h
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS PONTA GROSSA
Engenharia de Produção - Metrologia
Sumário
Revisão
Introdução
V.I.M.
Condições Ambientais
Exercícios
Referências
Introdução
8
terça-feira, 4 de abril de 2017, 14:13
 O que é Medir?
Medir é o procedimento experimental através do qual o valor
momentâneo de uma grandeza física (mensurando) é
determinado como um múltiplo e/ou uma fração de uma
unidade, estabelecida por um padrão, e reconhecida
internacionalmente;
 Definições:
Mensurando é o objeto da medição. É a grandeza específica
submetida a medição;
 Indicação é o valor de uma grandeza fornecido por um sistema
de medição;
 Indicação direta é o número mostrado pelo sistema de medição.
A indicação direta pode ou não ser apresentada na unidade do
mensurando.
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS PONTA GROSSA
Engenharia de Produção - Metrologia
Sumário
Revisão
Introdução
V.I.M.
Condições Ambientais
Exercícios
Referências
Introdução
9
terça-feira, 4 de abril de 2017, 14:13
tensão do gerador: 5,305 V
constante do sistema de medição: 15,080 (km/h)/V
velocidade: 5,305 V . 15,080 (km/h)/V = 80,0 km/h
indicação direta
indicação
mensurando
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS PONTA GROSSA
Engenharia de Produção - Metrologia
Sumário
Revisão
Introdução
V.I.M.
Condições Ambientais
Exercícios
Referências
Introdução
10
terça-feira, 4 de abril de 2017, 14:13
Medir para que?
Monitorar:
• Observar passivamente grandezas;
 Controlar:
• Observar, comparar e agir para manter dentro das especificações;
 Investigar:
• Descobrir o novo, explicar, formular.
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS PONTA GROSSA
Engenharia de Produção - Metrologia
Sumário
Revisão
Introdução
V.I.M.
Condições Ambientais
Exercícios
Referências
Introdução
11
terça-feira, 4 de abril de 2017, 14:13
Medir para Monitorar:
 Compra e Venda de Produtos e Serviços:
• consumo de água, energia elétrica, taxímetro, combustíveis, etc..;
 Sinais Vitais:
• pressão arterial, temperatura, nível de colesterol;
 Atividades Desportivas:
• desempenho, recordes, etc...
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS PONTA GROSSA
Engenharia de Produção - Metrologia
Sumário
Revisão
Introdução
V.I.M.
Condições Ambientais
Exercícios
Referências
Introdução
12
terça-feira, 4 de abril de 2017, 14:13
Medir para Monitorar:
http://www.giveaways.nu/images/produkter/21-BAR-913.jpg
http://images.google.com/imgres?imgurl=www.mefag.net/images1/hygrom.jpg&imgrefurl=http://www.mefag.net/ny_sida_2.htm&h=193&w=153&prev=/images?q=termometer&start=60&svnum=10&hl=en&lr=&ie=UTF-8&oe=UTF-8&sa=N
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS PONTA GROSSA
Engenharia de Produção - Metrologia
Sumário
Revisão
Introdução
V.I.M.
Condições Ambientais
Exercícios
Referências
Introdução
13
terça-feira, 4 de abril de 2017, 14:13
Medir para Controlar:
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS PONTA GROSSA
Engenharia de Produção - Metrologia
Sumário
Revisão
Introdução
V.I.M.
Condições Ambientais
Exercícios
Referências
Introdução
14
terça-feira, 4 de abril de 2017, 14:13
Medir para Controlar:
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS PONTA GROSSA
Engenharia de Produção - Metrologia
Sumário
Revisão
Introdução
V.I.M.
Condições Ambientais
Exercícios
Referências
Introdução
15
terça-feira, 4 de abril de 2017, 14:14
Medir para Controlar:
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS PONTA GROSSA
Engenharia de Produção - Metrologia
Sumário
Revisão
Introdução
V.I.M.
Condições Ambientais
Exercícios
Referências
Introdução
16
terça-feira, 4 de abril de 2017, 14:14
Medir para Investigar:
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS PONTA GROSSA
Engenharia de Produção - Metrologia
Sumário
Revisão
Introdução
V.I.M.
Condições Ambientais
Exercícios
Referências
Introdução
17
terça-feira, 4 de abril de 2017, 14:14
Medir para Investigar:
 Pequenas diferenças nas medidas podem levar a conclusões
completamente diferentes.
 Compreender:
• Descobertas científicas, estudar fenômenos;
 Dominar:
• Validar, know-how;
 Evoluir:
• Melhorar continuamente, expandir limites;
 Inovar.
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS PONTA GROSSA
Engenharia de Produção - Metrologia
Sumário
Revisão
Introdução
V.I.M.
Condições Ambientais
Exercícios
Referências
Introdução
18
terça-feira, 4 de abril de 2017, 14:14
 Elementos da inovação tecnológica:
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS PONTA GROSSA
Engenharia de Produção - Metrologia
Sumário
Revisão
Introdução
V.I.M.
Condições Ambientais
Exercícios
Referências
Introdução
19
terça-feira, 4 de abril de 2017, 14:14
 Errar é Inevitável:
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS PONTA GROSSA
Engenharia de Produção - Metrologia
Sumário
Revisão
Introdução
V.I.M.
Condições Ambientais
Exercícios
Referências
Introdução
20
terça-feira, 4 de abril de 2017, 14:14
 Pilares da Metrologia:
H
o
n
e
s
ti
d
a
d
e
C
o
n
h
e
c
im
e
n
to
B
o
m
-s
e
n
s
o
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS PONTA GROSSA
Engenharia de Produção - Metrologia
Sumário
Revisão
Introdução
V.I.M.
Condições AmbientaisExercícios
Referências
Introdução
21
terça-feira, 4 de abril de 2017, 14:14
 A Grafia Correta:
 Quando escritos por extenso, os nomes de unidades começam
por letra minúscula, mesmo quando têm o nome de um cientista
(por exemplo, ampere, kelvin, newton,etc.), exceto o grau
Celsius;
 A respectiva unidade pode ser escrita por extenso ou
representada pelo seu símbolo, não sendo admitidas
combinações de partes escritas por extenso com partes expressas
por símbolo;
 O Plural:
 Quando pronunciado e escrito por extenso, o nome da unidade
vai para o plural (5 newtons; 150 metros; 1,2 metros quadrados;
10 segundos);
 Os símbolos das unidades nunca vão para o plural ( 5N; 150 m; 
1,2 m2; 10 s).
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS PONTA GROSSA
Engenharia de Produção - Metrologia
Sumário
Revisão
Introdução
V.I.M.
Condições Ambientais
Exercícios
Referências
Introdução
22
terça-feira, 4 de abril de 2017, 14:14
 Os Símbolos das Unidades:
 Os símbolos são invariáveis, não sendo admitido colocar, após
o símbolo, seja ponto de abreviatura, seja "s" de plural, sejam
sinais, letras ou índices;
Multiplicação: pode ser formada pela justaposição dos símbolos
se não causar ambigüidade (VA, kWh) ou colocando um ponto ou
“x” entre os símbolos (m.N ou m x N)
 Divisão: são aceitas qualquer das três maneiras exemplificadas
a seguir:
W/(sr.m2) W.sr-1.m-2
W
sr.m2
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS PONTA GROSSA
Engenharia de Produção - Metrologia
Sumário
Revisão
Introdução
V.I.M.
Condições Ambientais
Exercícios
Referências
Introdução
23
terça-feira, 4 de abril de 2017, 14:14
 Grafia dos Números e Símbolos:
 Em português, o separador decimal deve ser a vírgula;
 Os algarismos que compõem as partes inteira ou decimal
podem opcionalmente ser separados em grupos de três por
espaços, mas nunca por pontos;
 O espaço entre o número e o símbolo é opcional. Deve ser
omitido quando há possibilidade de fraude.
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS PONTA GROSSA
Engenharia de Produção - Metrologia
Sumário
Revisão
Introdução
V.I.M.
Condições Ambientais
Exercícios
Referências
Introdução
24
terça-feira, 4 de abril de 2017, 14:14
 Alguns Enganos:
• Errado
– Km, Kg
– 
– a grama
– 2 hs
– 15 seg
– 80 KM/H
– 250°K
– um Newton
• Correto
– km, kg
– m
– o grama
– 2 h
– 15 s
– 80 km/h
– 250 K
– um newton
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS PONTA GROSSA
Engenharia de Produção - Metrologia
Sumário
Revisão
Introdução
V.I.M.
Condições Ambientais
Exercícios
Referências
Introdução
25
terça-feira, 4 de abril de 2017, 14:14
 Alguns Enganos:
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS PONTA GROSSA
Engenharia de Produção - Metrologia
Sumário
Revisão
Introdução
V.I.M.
Condições Ambientais
Exercícios
Referências
Introdução
26
terça-feira, 4 de abril de 2017, 14:14
 Alguns Enganos:
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS PONTA GROSSA
Engenharia de Produção - Metrologia
Sumário
Revisão
Introdução
V.I.M.
Condições Ambientais
Exercícios
Referências
Introdução
27
terça-feira, 4 de abril de 2017, 14:14
 Alguns Enganos:
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS PONTA GROSSA
Engenharia de Produção - Metrologia
Sumário
Revisão
Introdução
V.I.M.
Condições Ambientais
Exercícios
Referências
V.I.M.
28
terça-feira, 4 de abril de 2017, 14:14
Vocabulário Internacional de Metrologia:
Metrologia - Ciência da medição. Conjunto de conhecimentos científicos e
tecnológicos abrangendo todos os aspectos teóricos e práticos relativos às
medições;
Mensurando - Objeto da medição;
 Grandeza - Atributo de um fenômeno, corpo ou substância que pode ser
qualitativamente distinguido e quantitativamente determinado;
 Unidade - Grandeza específica;
 Resultado de Uma Medição (RM) - Valor atribuído a um mensurando
obtido por medição.
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS PONTA GROSSA
Engenharia de Produção - Metrologia
Sumário
Revisão
Introdução
V.I.M.
Condições Ambientais
Exercícios
Referências
V.I.M.
29
terça-feira, 4 de abril de 2017, 14:14
Vocabulário Internacional de Metrologia:
 Valor verdadeiro (VV) - Valor consistente com a definição de uma dada
grandeza específica;
 Valor verdadeiro convencional (VVC) - Valor admitido como verdadeiro
para uma aplicação específica;
 Incerteza de medição (U) - Parâmetro associado ao resultado de uma
medição, que caracteriza a dispersão dos valores que podem ser
fundamentalmente atribuídos a um mensurando;
 Indicação (I) - Valor de uma grandeza fornecido por um instrumento de
medição;
 Padrão - Medida materializada, objeto ou instrumento destinado a definir,
realizar, conservar ou reproduzir uma unidade ou um ou mais valores de uma
grandeza para servir como referência;
 Rastreabilidade - Propriedade do resultado de uma medição ou do valor de
um padrão estar relacionado a referências estabelecidas.
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS PONTA GROSSA
Engenharia de Produção - Metrologia
Sumário
Revisão
Introdução
V.I.M.
Condições Ambientais
Exercícios
Referências
V.I.M.
30
terça-feira, 4 de abril de 2017, 14:14
Vocabulário Internacional de Metrologia:
 Sistema de medição (SM) - Conjunto completo de instrumentos de medição
e outros equipamentos acoplados para executar uma medição;
 Ajuste - Operação destinada a fazer com que um instrumento de medição
tenha desempenho compatível com o seu uso;
 Regulagem - Ajuste, empregando somente os recursos disponíveis no
instrumento para o usuário;
 Calibração (Aferição) - Conjunto de operações que estabelece, sob
condições especificadas, a relação entre os valores indicados por um
instrumento de medição ou sistema de medição ou valores representados por
uma medida materializada ou um material de referência;
 Repetitividade - Grau de concordância entre os resultados de medições
sucessivas de um mesmo mensurando efetuadas sob as mesmas condições de
medição;
 Erro de medição - Resultado de uma medição menos o valor verdadeiro do
mensurando;
 Sensibilidade - Variação da resposta de um instrumento de medição
dividida pela correspondente variação do estímulo.
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS PONTA GROSSA
Engenharia de Produção - Metrologia
Sumário
Revisão
Introdução
V.I.M.
Condições Ambientais
Exercícios
Referências
Condições Ambientais
31
terça-feira, 4 de abril de 2017, 14:14
Condições Ambientais para Metrologia:
Temperatura
Umidade Relativa do Ar
Vibração
Pressão Ambiente
Ruído Acústico
Iluminação
Manuseio
Limpeza
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS PONTA GROSSA
Engenharia de Produção - Metrologia
Sumário
Revisão
Introdução
V.I.M.
Condições Ambientais
Exercícios
Referências
Condições Ambientais
32
terça-feira, 4 de abril de 2017, 14:14
Condições Ambientais para Metrologia:
 Temperatura:
 Padronizada universalmente em 20°C;
 Instrumentos são dimensionados para oferecer resultado mais preciso;
 O rigor no controle da temperatura de um determinado ambiente é
definido conforme o tipo de medição realizada;
Exemplos:
• Variações de 20±0,3°C em ambientes de calibração de blocos
padrões;
• Variações de 20±1°C em ambientes de medição de peças com
máquinas de medir por coordenadas;
• Variações maiores de temperatura para medições realizadas com
instrumentos manuais em ambiente fabril, quando as tolerâncias
envolvidas permitem;
• Variações de 23±1,5°C em laboratórios de temperatura,
aceleração, pressão/vácuo, vazão e força.
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS PONTA GROSSA
Engenharia de Produção - Metrologia
Sumário
Revisão
Introdução
V.I.M.
Condições Ambientais
Exercícios
Referências
Condições Ambientais
33
terça-feira, 4 de abril de 2017, 14:14
Condições Ambientais para Metrologia:
 Umidade Relativa do Ar:
 Influência no comportamento e na conservação dos materiais que
compõem os instrumentos, os padrõese as peças.
 Níveis inferiores à 65% U.R.;
 Vibração:
 Influência sobre as referências de medição e as imagens óticas;
 Uma vez detectada, as máquinas devem ser apoiadas em bases
especiais com capacidade de anular seus efeitos e freqüências danosas;
 Pressão Ambiente:
 Em laboratórios de calibração de massa, a pressão ambiente tem
influência no empuxo dos padrões;
 Nos demais laboratórios de metrologia, é usual manter pressão
positiva em torno de 10 Pa (10 N/m2).
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS PONTA GROSSA
Engenharia de Produção - Metrologia
Sumário
Revisão
Introdução
V.I.M.
Condições Ambientais
Exercícios
Referências
Condições Ambientais
34
terça-feira, 4 de abril de 2017, 14:14
Condições Ambientais para Metrologia:
 Ruído Acústico:
 Nível máximo de 45 dB;
 Iluminação:
 Iluminamento ideal é de 1000 lux (lumens / m²);
 Manuseio:
 Os equipamentos e peças também devem estar protegidos do calor e
do ataque químico provocado pelo contato da mão humana;
 Utiliza-se luvas de malha, pinças e flanelas;
 Limpeza:
 Obrigatória limpeza meticulosa em todas as medições. Presença de pó, 
gordura, e partículas diversas podem afetar sensivelmente os resultados.
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS PONTA GROSSA
Engenharia de Produção - Metrologia
Sumário
Revisão
Introdução
V.I.M.
Condições Ambientais
Exercícios
Referências
Exercícios
35
terça-feira, 4 de abril de 2017, 14:14
Exercício de Dilatação Térmica:
1) Realizou-se o levantamento dimensional em um eixo com
diâmetro de 50,0 mm e comprimento de 250,0 mm em laboratório
com temperatura de 20°C. Sabendo que o coeficiente de dilatação
volumétrica do aço é de 31,4 x 10-6 (°C-1), calcule a dilatação
volumétrica que irá ocorrer quando este eixo estiver em operação à
uma temperatura de 180°C. Considere as duas hipóteses, de a
variação ocorrer somente na direção axial do eixo, e calcule o
comprimento resultante, ou somente na direção radial e calcule o
diâmetro subsequente.
TVV  01610.4,31   Caço
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS PONTA GROSSA
Engenharia de Produção - Metrologia
Sumário
Revisão
Introdução
V.I.M.
Condições Ambientais
Exercícios
ReferênciasReferências
36
terça-feira, 4 de abril de 2017, 14:14
LIRA, Francisco Adval de. Metrologia na indústria. São Paulo: Érica, 2001. 246
p. ISBN 857194783X. Número de chamada: 389.1 L768m
Fundação Roberto Marinho. Telecurso 2000 profissionalizante. Mecânica:
Metrologia. São Paulo: Editora Globo S.A., 2000 240 p. (Telecurso 2000.
Profissionalizante) ISBN 8525016705. Número de chamada: 621.9 T267t
INMETRO. Vocabulário internacional de termos fundamentais e gerais de
metrologia – 2. Ed. Brasília: SENAI/DN, 2000. 75 p. ISBN. 85-87090-90-9.
Número de chamada: R 389.15 I57v