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Metrologia
Tipologia: Notas de estudo
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SENAI Departamento Regional do Espírito Santo (^3)
__ CST 4 Companhia Siderúrgica de Tubarão
Metrologia Elétrica Básica - Elétrica
Trabalho realizado em parceria SENAI / CST (Companhia Sidrúrgica de Tubarão)
SENAI - Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial DAE - Divisão de Assistência às Empresas Departamento Regional do Espírito Santo Av. Nossa Senhora da Penha, 2053 - Vitória - ES. CEP 29045-401 - Caixa Postal 683 Telefone: (027) 325- Telefax: (027) 227-
CST - Companhia Siderúrgica de Tubarão AHD - Divisão de Desenvolvimento de Recursos Humanos AV. Brigadeiro Eduardo Gomes, s/n, Jardim Limoeiro - Serra - ES. CEP 29160- Telefone: (027) 348- Telefax: (027) 348-
__ CST 6 Companhia Siderúrgica de Tubarão
Paquímetro - Sistema Inglês Decimal.............................................................................. Exercício de Leitura - Paquímetro (Sistema Inglês Decimal Aproximação 0.001”) ..........
Micrômetros - Nomenclatura, Tipos e Usos.....................................................................
Medir Diâmetros Externos (Micrômetro) ..........................................................................
Micrômetro - Sistema Inglês Decimal ..............................................................................
Micrômetro - Sistema Métrico Decimal ............................................................................ Exercício de Leitura - Micrômetro (Sistema métrico Decimal Aproximação 0,001”) .........
Termômetro.....................................................................................................................
Instrumentos Medidores de Pressão ...............................................................................
Transformação de Medidas .............................................................................................
Tacômetro ....................................................................................................................... Exercícios........................................................................................................................
SENAI Departamento Regional do Espírito Santo (^7)
Conceito - Finalidade do controle medição - Método - Instrumento e Operador - Laboratório 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.
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.
Todas as operações de controle dimensional são realizadas por meio de aparelhos e instrumentos; devem-se, portanto, controlar não somente as peças fabricadas, mas também os aparelhos e instrumentos verificadores:
Isto se aplica também às ferramentas, aos acessórios e às máquinas-ferramentas utilizadas na fabricação.
SENAI Departamento Regional do Espírito Santo (^9)
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”.
Uma contestação que pode ser feita é aquela que se refere à medição de temperatura, pois, nesse caso, não se comparam grandezas, mas, sim, estados.
A expressão “medida de temperatura”, embora consagrada, parece trazer em si alguma inexatidão: além de não ser grandeza, ela não resiste também à condição de soma e subtração, que pode ser considerada implícita na própria definição de medir.
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.
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.
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.
__ CST 10 Companhia Siderúrgica de Tubarão
Método, Instrumento e Operador
Um dos mais significativos índices de progresso, em todos os ramos da atividade humana, é a perfeição dos processos metrológicos que neles se empregam. Principalmente no domínio da técnica, a Metrologia é de importância transcendental.
O sucessivo aumento de produção e a melhoria de qualidade requerem um ininterrupto desenvolvimento e aperfeiçoamento na técnica de medição; quanto maiores são as necessidades de aparatos, ferramentas de medição e elementos capazes.
Na tomada de quaisquer medidas, devem ser considerados três elementos fundamentais: o método, o instrumento e o operador.
Método
a) 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.
b) Medição Indireta por Comparação
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.).
Instrumentos de Medição
A exatidão relativa 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.
__ CST 12 Companhia Siderúrgica de Tubarão
2 - Iluminação e Limpeza
A iluminação deve ser uniforme, constante e disposta de maneira que evite ofuscamento. Nenhum dispositivo de precisão deve estar exposto ao pó, para que não haja desgastes e para que as partes óticas não fiquem prejudicadas por constantes limpezas. O local de trabalho deverá ser o mais limpo e organizado possível, evitando-se que as peças fiquem umas sobre as outras.
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.
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.
Recomendações
Os instrumentos de medição são utilizados para determinar grandezas. A grandeza pode ser determinada por comparação e por leitura em escala ou régua graduada.
É dever de todos os profissionais zelar pelo bom estado dos instrumentos de medição, mantendo-se assim por maior tempo sua real precisão.
SENAI Departamento Regional do Espírito Santo (^13)
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.
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.
SENAI Departamento Regional do Espírito Santo (^15)
Fig. AB = ¼ do meridiano
Definição do Metro
O metro é definido por meio da radiação correspondente à transição entre os níveis “2p 10 ” e “5d 5 ” do átomo de criptônio 86 e é igual, por convenção, a 1.650.763,73 vezes o comprimento dessa onda no vácuo.
O “2p 10 ” e “5d 5 ” representa a radiação por usar na raia- vermelho-laranja do criptônio 86. Seu comprimento de onda é de 0.6057 micrômetros.
1 650 763, comprimento de onda
Linha laranja-vermelha do espectro de Kr 86
KRYPTON 86 [Lamp]
2P 10 - 5d 5 trans.
1 metro
__ CST 16 Companhia Siderúrgica de Tubarão
Metro Padrão Universal
O metro-padrão universal é a distância materializada pela gravação de dois traços no plano neutro de uma barra de liga bastante estável, composta de 90% de platina e 10% de irídio, cuja secção, de máxima rigidez, tem a forma de um X (fig.2).
Fig.
Múltiplos e Submúltiplos do Metro
Terâmetro - Tm - 10^12 - 1 000 000 000 000m
Gigâmetro - Gm - 10^9 - 1 000 000 000m
Megâmetro - (^) Mm - 10^6 - 1 000 000m
Quilômetro - Km - 10^3 - 1 000m
Hectômetro - Hm - 10^2 - 100m
Decâmetro - Dam - 10^1 - 10m
METRO ( unidade ) - m - 1m
decímetro - (^) dm - 10-1^ - 0,1m
centímetro - cm - 10-2^ - 0,01m
milímetro - mm - 10-3^ - 0,001m
micrômetro - (^) μμμμ m - 10-6^ - 0,000 001m
nanômetro - nm - 10-9^ - 0,000 000 001m
picômetro - pm - 10-12^ - 0,000 000 000 001m
femtômetro - fm - 10-15^ - 0,000 000 000 000 001m
attômetro - am - 10-18^ - 0,000 000 000 000 000 001m
Unidades Não Oficiais
Sistemas Inglês e Americano
Os países anglo-saxãos utilizam um sistema de medidas baseado na farda imperial ( yard ) e seus derivados não decimais, em particular a polegada inglesa ( inch ), equivalente a 25,399 956mm à temperatura de 0ºC.
__ CST 18 Companhia Siderúrgica de Tubarão
Unidades de Comprimento m μμμμ m mm cm dm km 1 m = 1 106 103 102 10 10 - 1 μm = 10 -6^1 10 -3^10 -4^10 -5^10 - 1 mm = 10 -3^103 1 10 -1^10 -2^10 - 1 cm = 10 -2^104 10 1 10 -1^10 - 1 dm = 10 -1^105 102 10 1 10 - 1 km = 103 109 106 10 -5^104
Unidades de Comprimento (Cont.) mm (^) μμμμ m nm (^) Å pm mÅ 1 mm = 1 103 106 107 109 1010 1 μm = 10 -3^1 103 104 106 1 nm = 10 -6^10 -3^1 10 -1^103 1 Å = 10 -7^10 -4^10 1 102 1 pm = 10 -9^10 -6^10 -3^10 1 1 mÅ = 10 -10^10 -7^10 -6^10 -5^10 -1^1
Å = Angstron | 1 mÅ = 1 UX (Unidade X ou Rontgen)
Área
Área ou superfície é o produto de dois comprimentos. O metro quadrado é a unidade SI da área , e o seu símbolo é m 2. Unidades de Área m (^2) μμμμ m 2 mm 2 cm 2 dm 2 km 2 1 m 2 = 1 1012 106 104 102 10 - 1 μm 2 = 10 -12^1 10 -2^10 -8^10 -10^10 - 1 mm 2 = 10 -6^106 1 10 -2^10 -4^10 - 1 cm 2 = 10 -4^108 102 1 10 -2^10 - 1 dm 2 = 10 -2^1010 104 102 1 10 - 1 km 2 = 106 1018 1012 1010 108 1
Volume
Volume é produto de três comprimentos (comprimento, largura e altura). O (^) metro cúbico é a unidade SI da (^) volume , e o seu símbolo é m 3. Unidades de Volume m 3 mm 3 cm 3 dm 3 * km 3 1 m 3 = 1 109 106 103 109 1 mm 3 = 10 -9^1 10 -3^10 -6^10 - 1 cm 3 = 10 -6^103 1 10 -3^10 - 1 dm 3 = 10 -3^10 -6^103 1 10 - 1 km 3 = 109 1018 1015 1012 1
SENAI Departamento Regional do Espírito Santo (^19)
O kilograma é a unidade SI de massa , com o símbolo kg.
O correto em português é escrever quilograma, entretanto trataremos a unidade de massa como kilograma por coerência gráfica (kg).
O kilograma tem as seguintes características ímpares:
a) Única unidade de base com prefixo (kilo = mil)
b) Única unidade de base definida por um artefato escolhido em 1889.
c) Praticamente sua definição não sofreu nenhuma modificação ou revisão.
O padrão primário da unidade de massa é o protótipo internacional do kilograma do BIPM. Este protótipo é um cilindro de platina (90%) - irídio (10%), com diâmetro e atura iguais a 39mm.
Tamanho aproximado do kilograma protótipo de platina-irídio
Unidades de Massa kg mg g dt t = Mg 1 kg = 1 106 103 10 -2^10 - 1 mg = 10 -6^1 10 -3^10 -8^10 - 1 g = 10 -3^103 1 10 -5^10 - 1 dt = 102 108 105 1 10 - 1 t = 1 Mg = 103 109 106 10 1
SENAI Departamento Regional do Espírito Santo (^21)
Existem também as escalas Rankine e Fahrenheit.
Unidade de Temperatura
Ponto de ebulição (Água)
K 373,
ºC 100
ºF 212
Rank 671,
Ponto de Solidificação (Água) 273,15 0 32 491,
Zero Absoluto 0 -273,15 -459,67 0
T (^) K = 273,15 + tC =
T (^) R
T (^) R = 459,67 + tF = 1,8 T (^) K
tC =
(tF - 32) = T (^) K - 273,
tF = 1,8 t (^) C + 32 = T (^) R - 459,
T (^) K, T (^) R , tC e tF são os valores numéricos de uma temperatura nas escalas: Kelvin; Rankine; Celsius e Fahrenheit.
Força
Força é uma grandeza vetorial, derivada do produto da massa pela aceleração, ou seja, quando se aplica uma força F em um corpo de massa m , ele se move com uma aceleração a , então:
F = m. a
O Newton é a unidade SI de força , e o seu símbolo é N.
Unidades de Peso N * kN MN kp dina 1 N = 1 10 -3^10 -6^ 0,102 105 1 kN = 103 1 10 -3^ 0,102.10^3 1 MN = 10 6 103 1 0,102.10^6 1 kp = 9,81 9,81.10 -3^ 9,81.10-6^1 9,81.10^5 1 dina = 10 -5^10 -8^10 -11^ 0,102.10-5^1
__ CST 22 Companhia Siderúrgica de Tubarão
Rotação
A velocidade de rotação é dada em RPM (número de rotações por minuto).
Comparação de Unidade Anglo-Americana com as Métricas Unidades de Comprimento pol pé jarda mm m km 1 pol = 1 0,08333 0,02778 25,4 0,0254 - 1 pé = 12 1 0,3333 304,8 0,3048 - 1 jarda = 36 3 1 914,4 0,9144 - 1 mm = 0,03937 3281.10 -6^ 1094.10 -6^1 0,001 10 - 1 m = 39,37 3,281 1,094 1000 1 0, 1 km = 39370 3281 10 94 10 6 1000 1 Unidades de Área pol 2 pé 2 jarda 2 cm 2 dm 2 m 2 1 pol 2 = 1 - - 6,452 0,06452 - 1 pé 2 = 144 1 0,1111 929 9,29 0, 1 jarda 2 = 1296 9 1 8361 83,61 0, 1 cm 2 = 0,155 - - 1 0,01 0, 1 dm 2 = 15,5 0,1076 0,01196 100 1 0, 1 m 2 = 1550 10,76 1,196 10000 100 1 Unidades de Volume pol 3 pé 3 jarda 3 cm 3 dm 3 m 3 1 pol 3 = 1 - - 16,39 0,01639 - 1 pé 3 = 1728 1 0,037 28320 28,32 0, 1 jarda 3 = 46656 27 1 765400 - - 1 cm 3 = 0,06102 3531.10 -8^ 1,31.10 -6^1 0,001 10 - 1 dm 3 = 61,02 0,03531 0,00131 1000 1 0, 1 m 3 = 61023 3531 130,7 10 6 1000 1 Unidades de Massa dracma oz lb g kg Mg 1 dracma = 1 0,0625 0,003906 1,772 0,00177 - 1 onça = 16 1 0,0625 28,35 0,02835 - 1 lb = 256 16 1 453,6 0,4536 - 1 g = 0,5644 0,03527 0,002205 1 0,001 10 - 1 kg = 564,4 35,27 2,205 1000 1 0, 1 Mg = 564,4.10 3 35270 2205 10 6 1000 1 Outras Unidades 1 milha inglesa = 1609 m 1 milha marítima internacional = 1852 m 1 milha geográfica = 7420 m 1 légua brasileira (3000 braças) = 6600 m 1 milha brasileira (1000 braças) = 2200 m 1 galão imperial (Ingl.) = 4,546 dm 3 1 galão Americano (EUA) = 3,785 dm 3 1 braça (2 varas) = 2,20 m 1 vara (5 palmos) = 1,10 m 1 passo geométrico (5 pés) = 1,65 m 1 alqueire paulista = 24200 m 2 1 alqueire mineiro = 48400 m 2
