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INTRODUÇÃO
     À
METROLOGIA
Professor: Eduardo de Magalhães Braga, Dr. Eng.   1
 
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             CONSIDERAÇÕES INICIAIS

A medição é uma operação antiqüíssima e de fundamental importância para
diversas atividades do ser humano. Na comunicação, por exemplo, toda vez que se
quantifica um elemento, se está medindo, isto é, comparando este elemento com
uma quantidade de referência conhecida pelo transmissor e receptor da
comunicação.

O resultado de uma medição é, em geral, uma estimativa do valor do objeto da
medição. Desta forma a apresentação do resultado é completo somente quando
acompanhado por uma quantidade que declara sua incerteza, ou seja, a dúvida
ainda existente no processo de medição.




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             CONSIDERAÇÕES INICIAIS

Do ponto de vista técnico, quando realizamos uma medição esperamos que ela
tenha exatidão (mais próxima do valor verdadeiro) e que apresente as
características de repetitividade (concordância entre os resultados de medições
sucessivas efetuadas sob as mesmas condições) e reprodutibilidade (concordância
entre os resultados das medições efetuadas sob condições variadas).

Também é necessário termos unidades de medidas definidas e aceitas
convencionalmente por todos. O Brasil segue as diretrizes da
Conferência Geral de Pesos e Medidas e adota as unidades definidas no SI -
Sistema Internacional de Unidades - como padrão para as medições.

Mas dependendo da área, outros sistemas de unidades podem ser empregados,
como o sistema inglês que ainda é muito difundido na área automotiva e na própria
usinagem dos metais, por exemplo.
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             CONSIDERAÇÕES INICIAIS

Mesmo com isso, o valor a medir é sempre desconhecido, não existe uma forma
mágica de checar e afirmar que o número obtido de um sistema de medição
representa a grandeza sob medição (mensurando). Porém, existem alguns
procedimentos com os quais pode-se caracterizar e delimitar o quanto os erros
podem afetar os resultados, estes são chamados de calibração (feito por
institutos credenciados pelo INMETRO) e aferição (procedimentos executados
pelos próprios interessados e não necessitando de certificação e ambientes
extremamente controlados)




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        CONSIDERAÇÕES INICIAIS

Para calibrar uma balança
necessitamos      de      um
conjunto de massas padrão,
de modo a cobrir toda a faixa
da balança. Aplicando-se
diretamente a massa (com
valor conhecido de 5 kg, por
exemplo) sobre a balança,
podemos verificar se esta
está calibrada.                                  5
 
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             CONSIDERAÇÕES INICIAIS

A calibração é uma oportunidade de aprimoramento constante e proporciona
algumas vantagens:

Redução na variação das especificações técnicas dos produtos: produtos
mais uniformes representam uma vantagem competitiva em relação aos
concorrentes;

Prevenção dos defeitos: a redução de perdas pela pronta detecção de desvios
no processo produtivo evita o desperdício e a produção de rejeitos;

Compatibilidade das medições: quando as calibrações possuem rastreabilidade
aos padrões nacionais e internacionais asseguram atendimento aos requisitos de
desempenho.

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CONSIDERAÇÕES INICIAIS




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                Grandezas e Unidades
            2.1 GRANDEZA (MENSURÁVEL)
Atributo de um fenômeno, corpo ou substância que pode ser qualitativamente
distinguido e quantitativamente determinado.

Observações:
1) O termo “grandeza” pode referir-se a uma grandeza em um sentido geral (veja
exemplo a) ou a uma grandeza específica (veja exemplo b).

Exemplos:
a) Grandezas em um sentido geral: comprimento, tempo, massa, temperatura,
resistência elétrica, concentração de quantidade de matéria;

b) Grandezas específicas: comprimento de uma barra; resistência elétrica de um
fio; concentração de etanol em uma amostra de vinho.

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            2.1 GRANDEZA (MENSURÁVEL)
Atributo de um fenômeno, corpo ou substância que pode ser qualitativamente
distinguido e quantitativamente determinado.

Observações:
2) Grandezas que podem ser classificadas, uma em relação a outra, em ordem
crescente ou decrescente, são denominadas grandezas de mesma natureza.

3) Grandezas de mesma natureza podem ser agrupadas em conjuntos de
categorias de grandezas, por exemplo:
- Trabalho, calor, energia.
- Espessura, circunferência, comprimento de onda.

4) Os símbolos das grandezas são dados na norma ISO 31.

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                Grandezas e Unidades
                2.2 UNIDADE (DE MEDIDA)
Grandeza específica, definida e adotada por convenção, com a qual outras
grandezas de mesma natureza são comparadas para expressar suas magnitudes
em relação àquela grandeza.

Observações:
1) Unidades de medida têm nomes e símbolos aceitos por convenção.

2) Unidades de grandezas de mesma dimensão podem ter os mesmos nomes e
símbolos, mesmo quando as grandezas não são de mesma natureza.




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                Grandezas e Unidades
                    2.2.1 SISTEMA
            INTERNACIONAL DE MEDIDAS
                                         - SI
sistema coerente de unidades adotado e recomendado pela Conferência Geral de
Pesos e Medidas (CGPM).

Observação:
O SI é baseado, atualmente, nas sete unidades de base seguintes:




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              O SISTEMA DE MEDIÇÃO

É necessário o conhecimento das características metrológicas e operacionais de
um sistema de medição para sua correta utilização. Para tal, é necessária a
definição de alguns parâmetros para caracterizar de forma clara o seu
comportamento. Antes de iniciar tal estudo é conveniente classificar as partes que
compõem um sistema de medição típico e caracterizar os métodos de medição.




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             O SISTEMA DE MEDIÇÃO
             3.1 Sistema Generalizado de Medição

A análise sistêmica de diversos sistemas de medição (SM) revela a existência de
três elementos funcionais bem definidos que se repetem com grande freqüência na
maioria dos sistemas de medição em uso. Em termos genéricos, um SM pode ser
dividido em três módulos funcionais: o sensor/transdutor, a unidade de
tratamento do sinal e o dispositivo mostrador. Cada módulo pode constituir uma
unidade independente ou pode estar fisicamente integrada ao SM. A figura 3.1
mostra genericamente este SM.




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Figura 3.1 - Sistema Generalizado de Medição
 
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               O SISTEMA DE MEDIÇÃO
               3.1 Sistema Generalizado de Medição

O transdutor é o módulo do SM que está em contato com o mensurando.

Gera um sinal proporcional (mecânico, pneumático, elétrico ou outro) ao
mensurando segundo uma função bem definida, normalmente linear, baseada em
um ou mais fenômenos físicos.

Em termos gerais, um transdutor transforma um efeito físico noutro.

Quando o transdutor é composto de vários módulos, várias transformações de
efeitos podem estar presentes.

O primeiro módulo do transdutor, aquele que entra em contato diretamente com o
mensurando, é também denominado de sensor.
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A rigor, o sensor é uma parte do transdutor.
 
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              O SISTEMA DE MEDIÇÃO
              3.1 Sistema Generalizado de Medição

O sinal gerado pelo sensor/transdutor normalmente é um sinal de baixa energia,
difícil de ser diretamente indicado.

A unidade de tratamento do sinal (UTS), além da amplificação da potência do sinal,
pode assumir funções de filtragem, compensação, integração, processamento, etc.

É às vezes chamada de condicionador de sinais.

Este módulo pode não estar presente em alguns SM mais simples.




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               O SISTEMA DE MEDIÇÃO
               3.1 Sistema Generalizado de Medição

O dispositivo mostrador recebe o sinal tratado (amplificado, filtrado, etc) e através
de recursos mecânicos, eletro-mecânicos, eletrônicos ou outro qualquer,
transforma-o em um número inteligível ao usuário, isto é, produz uma indicação
direta perceptível.

Este módulo subentende também dispositivos registradores, responsáveis pela
descrição analógica ou digital do sinal ao longo do tempo ou em função de outra
grandeza independente.

São exemplos: registradores X-Y, X-T, gravadores de fita, telas de osciloscópios,
etc.


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             O SISTEMA DE MEDIÇÃO
             3.1 Sistema Generalizado de Medição
A figura 3.2 exemplifica alguns SM's, onde são identificados estes elementos
funcionais.

A mola é o transdutor do dinamômetro da figura 3.2a: transforma a força em
deslocamento da sua extremidade, que é diretamente indicado através de um
ponteiro sobre a escala. Neste caso não há a unidade de tratamento de sinais.

O exemplo da figura 3.2b incorpora uma unidade deste tipo, composta pelo
mecanismo de alavancas: o pequeno deslocamento da extremidade da mola é
mecanicamente amplificado por meio da alavanca que, contra a escala, torna
cômoda a indicação do valor da força.



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              O SISTEMA DE MEDIÇÃO
              3.1 Sistema Generalizado de Medição
A figura 3.2c representa-se um outro dinamômetro: o transdutor é composto de
vários módulos: a força é transformada em deslocamento por meio da mola, em
cuja extremidade está fixado um núcleo de material ferroso que, ao se mover,
provoca variação da indutância de uma bobina, que provoca um desbalanceamento
elétrico em um circuito, provocando uma variação de tensão elétrica proporcional.

Este sinal é amplificado pela UTS, composta de circuitos elétricos, e indicado
através de um dispositivo mostrador digital.




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Figura 3.2 - Três exemplos de Dinamômetros




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              O SISTEMA DE MEDIÇÃO
              3.1 Sistema Generalizado de Medição
Exemplo: Um termômetro

Possui os três elementos funcionais.

1)A temperatura a medir é absorvida pelo fluído no interior do bulbo, que é o
transdutor deste sistema, e sofre variação volumétrica. Esta variação é
praticamente imperceptível a olho nu.

2)O tubo capilar do termômetro tem por finalidade amplificar este sinal,
transformando a variação volumétrica deste fluído em grande variação da coluna do
fluído, o que caracteriza a UTS (unidade de tratamento do sinal) deste sistema.

3)O mostrador é formado pela coluna do líquido contra a escala.
                                                                       22
 
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Sensor/Transdutor



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        Figura 3.3 -Elementos Funcionais de um Termômetro
 
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             O SISTEMA DE MEDIÇÃO
             3.2 Métodos Básicos de Medição
1 - Método da indicação (ou deflexão)

2 - Método da zeragem (ou compensação)

3 - O método diferencial (combinação entre 1 e 2)

4 - Análise comparativa entre os métodos




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              O SISTEMA DE MEDIÇÃO
              3.2 Métodos Básicos de Medição
              3.2.1 - O método da indicação ou deflexão
Em um SM que opera segundo o método da indicação, a indicação direta é obtida
no dispositivo mostrador, seja este um mostrador de ponteiro, indicador digital ou
registrador gráfico, à medida em que o mensurando é aplicado sobre este SM.

São inúmeros os exemplos de SM que operam por este princípio: termômetros de
bulbo ou digitais, manômetros e ou balanças com indicação analógica ou digital,
balança de mola, etc. (fig. 3.4)




                                                                        25
 
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Figura 3.4 - Medição pelo Método da Indicação
 
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              3.2.2 - O método da zeragem ou compensação

No método da zeragem, procura-se gerar uma grandeza padrão com valor
conhecido, equivalente e oposto ao mensurando, de forma que as duas, atuando
sobre um dispositivo comparador, indiquem diferença zero.

A balança de prato é um exemplo clássico de SM que opera por este princípio:
procura-se formar em um dos pratos uma combinação de massas padrão que
tendem a contrabalançar a massa desconhecida colocada no outro prato. Ambas
massas são equivalentes quando a balança atingir o equilíbrio (fig. 3.5).

Uma variante deste método é a medição por substituição. Neste caso, substitui-se o
mensurando por um elemento que tenha seu valor conhecido e que cause no SM o
mesmo efeito que o mensurando. Quando estes efeitos se igualam, assume-se que
o valores destas grandezas também são iguais.                          27
 
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             3.2 Métodos Básicos de Medição
             3.2.3 - O método diferencial

O método de medição diferencial resulta da combinação dos dois métodos
anteriores. O mensurando é comparado a uma grandeza padrão e sua diferença
medida por um instrumento que opera segundo o método da indicação.
Normalmente o valor da grandeza padrão é muito próximo do mensurando de forma
que a faixa de medição do instrumento que opera por indicação pode ser muito
pequena. Como conseqüência, seu erro máximo pode vir a ser muito reduzido sem
que seu custo se eleve.

A incerteza da grandeza padrão geralmente é muito baixa o que resulta em um
sistema de medição com excelente estabilidade e desempenho metrológico, sendo
de grande utilização na indústria.

A medição do diâmetro por meio do relógio comparador da figura 3.6 é um
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exemplo de medição diferencial.
 
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Figura 3.6 - Operação de Medição
 
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              3.2.4 - Análise comparativa

Comparativamente, cada método possui vantagens e desvantagens. Na balança de
mola, por exemplo, a incerteza do SM depende da calibração da mola, ao passo em
que, na balança de prato, depende da incerteza das massas padrão. Como a
confiabilidade e estabilidade das massas padrão é geralmente melhor que a da
mola, pode-se afirmar que normalmente a incerteza do método de zeragem é
menor que a da indicação.

A principal desvantagem do método de zeragem é a velocidade de medição que é
sensivelmente inferior, uma vez que deve-se modificar a grandeza padrão até que o
zero seja atingido, o que torna o SM que usa este método inadequado para
aplicações dinâmicas.

A medição diferencial apresenta características que a coloca em uma posição muito
                                                                        31
atrativa, sendo de fato muito adotada na indústria.
 
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O SISTEMA DE MEDIÇÃO
3.2 Métodos Básicos de Medição
3.2.4 - Análise comparativa




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              Instrumentos de Medição

Dispositivo utilizado para uma medição, sozinho ou em conjunto com dispositivo(s)
complementar(es)




                                                                       33
 
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              Instrumentos de Medição
                     Paquímetro
Utilizado em medidas internas, externas, de profundidade e de ressaltos. Trata-se
do tipo mais usado




              A             B                 C                 D          35
           interna     de ressalto         Externo       de profundidade
 
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              Instrumentos de Medição
                 Relógio comparador
O relógio comparador é um instrumento de medição por comparação,dotado de
uma escala e um ponteiro, ligados por mecanismos diversos a uma ponta de
contato. Quando a ponta de contato sofre uma pressão e o ponteiro gira em
sentido horário, a diferença é positiva. Isso significa que a peça apresenta maior
dimensão o que a estabelecida. Se o ponteiro girar em sentido anti-horário, a
diferença será negativa, ou seja, a peça apresenta menor dimensão que a
estabelecida.

 Existem vários modelos de relógios comparadores. Os mais utilizados possuem
resolução de 0,01 mm. O curso do relógio também varia de acordo com o modelo,
porém os mais comuns são de 1 mm, 10 mm, 0,250” ou 1".



                                                                        42
 
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Instrumentos de Medição




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              Instrumentos de Medição
                  Condições de Uso
Antes de medir uma peça, devemos nos certificar de que o relógio se encontra em
boas condições de uso.

A verificação de possíveis erros é feita da seguinte maneira: com o auxílio de um
suporte de relógio, tomam-se as diversas medidas nos blocos-padrão. Em seguida,
deve-se observar se as medidas obtidas no relógio correspondem às dos blocos.
São encontrados também calibradores específicos para relógios comparadores.

Observação: Antes de tocar na peça, o ponteiro do relógio comparador fica em
uma posição anterior a zero. Assim, ao iniciar uma medida, deve-se dar uma pré-
carga para o ajuste do zero.

Colocar o relógio sempre numa posição perpendicular em relação à peça, para não
incorrer em erros de medida.
                                                                       44
 
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Instrumentos de Medição




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Instrumentos de Medição
Aplicações dos relógios comparadores




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Instrumentos de Medição
Aplicações dos relógios comparadores




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Instrumentos de Medição
Aplicações dos relógios comparadores




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Instrumentos de Medição




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Instrumentos de Medição




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              Instrumentos de Medição
                    Micrômetro
                           Princípio de funcionamento

O princípio de funcionamento do micrômetro assemelha-se ao do sistema parafuso
e porca. Assim, há uma porca fixa e um parafuso móvel que, se der uma volta
completa, provocará um descolamento igual ao seu passo.

Desse modo, dividindo-se a “cabeça” do parafuso, pode-se avaliar frações menores
que uma volta e, com isso, medir comprimentos menores do que o passo do
parafuso.




                                                                       51
 
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Instrumentos de Medição
     Nomenclatura




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              Instrumentos de Medição
            Principais Componentes de um Micrômetro

O arco é constituído de aço especial ou fundido, tratado termicamente para eliminar
as tensões internas.

O isolante térmico, fixado ao arco, evita sua dilatação porque isola a transmissão
de calor das mãos para o instrumento.

O fuso micrométrico é construído de aço especial temperado e retificado para
garantir exatidão do passo da rosca.

As faces de medição tocam a peça a ser medida e, para isso, apresentam-se
rigorosamente planos e paralelos. Em alguns instrumentos, os contatos são de
metal duro, de alta resistência ao desgaste.

A porca de ajuste permite o ajuste da folga do fuso micrométrico, quando isso é
                                                                      53
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              Instrumentos de Medição
            Principais Componentes de um Micrômetro

O tambor é onde se localiza a escala centesimal. Ele gira ligado ao fuso
micrométrico. Portanto, a cada volta, seu deslocamento é igual ao passo do fuso
micrométrico.

A catraca ou fricção assegura uma pressão de medição constante.

A trava permite imobilizar o fuso numa medida predeterminada .




                                                                      54
 
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Instrumentos de Medição
          Alguns Outros
          Instrumentos




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     Considerações
         Finais
Como se pode ver por esta aula, existe uma
preocupação muito grande quanto ao conhecimento e
aplicação das técnicas e manipulação dos
equipamentos de medição, com o objetivo de se
conseguir valores confiáveis e, assim, obter peças
com dimensões nos padrões exigidos.

Ou seja, a metrologia é uma importante ferramenta
que é necessária nas mais diversas áreas das
ciências e atividades produtivas, na usinagem 63dos
metais não seria diferente.
 
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          UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ
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         DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS




    Bibliografias
•   ABREU FILHO, Carlos. Tornearia Mecânica – Notas de
    Aula, Belém, 2007.

•   AGOSTINHO, Oswaldo Luis. VILELLa, Ronaldo Castro
    (In Memoriam), BUTTON, Sérgio Tonini. Processos de
    Fabricação e Planejamento de Processos. Universidade
    Estadual de Campinas - Faculdade de Engenharia
    Mecânica - Departamento de Engenharia de Fabricação -
    Departamento de Engenharia de Materiais. Campinas, SP.
    2004

•   BRAGA, Paulo Sérgio Teles, CPM - Programa de
    Certificação de Pessoal de Manutenção – Mecânica -
    Processos de Fabricação, SENAI/CST, Vitória, ES. 1999.

•   COSTA, Éder Silva & SANTOS, Denis Júnio. Processos
                                                  64
    de Usinagem. CEFET-MG. Divinópolis, MG. março de 2006
 
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    Bibliografias
•   DINIZ, A. E., Tecnologia da Usinagem dos Materiais. 3 ed.
    São Paulo: Artliber Editora, 2003.

•   FERRARESI, Dino. Fundamentos da Usinagem dos
    Metais. Editora Edgard Blücher LTDA. São Paulo, SP,
    1977

•   INMETRO. SISTEMA Internacional de Unidades – SI
    (tradução da 7ª edição do original francês “Le Système
    International d’Unités”, elaborada pelo Bureau International
    des Poids et Mesures - BIPM). 8ª edição Rio de Janeiro,
    2003. 116 p.

•   INMETRO. Vocabulário Internacional de Termos
    Fundamentais e Gerais de Metrologia – VIM – Portaria
    Inmetro 029 de 1995. 3ª edição, Rio de Janeiro, 2003. 75p.
                                                      65
•   reimpressão.
 
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    Bibliografias
•   PALMA, Flávio. Máquinas e Ferramentas. Apostila,
    SENAI-SC, Blumenau, 2005.

•   SECCO, Adriano Ruiz; VIEIRA, Edmur & GORDO, Nívia.
    Módulos Instrumentais – Metrologia. Telecurso 2000. São
    Paulo, SP, 2007

•   VAN VLACK, L. H., Princípios da Ciência e Tecnologia dos
    Materiais. Tradução Edson Carneiro. Rio de Janeiro:
    Elsevier, 1970 – 4ª reimpressão.




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  • 1.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS INTRODUÇÃO À METROLOGIA Professor: Eduardo de Magalhães Braga, Dr. Eng. 1
  • 2.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS CONSIDERAÇÕES INICIAIS A medição é uma operação antiqüíssima e de fundamental importância para diversas atividades do ser humano. Na comunicação, por exemplo, toda vez que se quantifica um elemento, se está medindo, isto é, comparando este elemento com uma quantidade de referência conhecida pelo transmissor e receptor da comunicação. O resultado de uma medição é, em geral, uma estimativa do valor do objeto da medição. Desta forma a apresentação do resultado é completo somente quando acompanhado por uma quantidade que declara sua incerteza, ou seja, a dúvida ainda existente no processo de medição. 2
  • 3.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS CONSIDERAÇÕES INICIAIS Do ponto de vista técnico, quando realizamos uma medição esperamos que ela tenha exatidão (mais próxima do valor verdadeiro) e que apresente as características de repetitividade (concordância entre os resultados de medições sucessivas efetuadas sob as mesmas condições) e reprodutibilidade (concordância entre os resultados das medições efetuadas sob condições variadas). Também é necessário termos unidades de medidas definidas e aceitas convencionalmente por todos. O Brasil segue as diretrizes da Conferência Geral de Pesos e Medidas e adota as unidades definidas no SI - Sistema Internacional de Unidades - como padrão para as medições. Mas dependendo da área, outros sistemas de unidades podem ser empregados, como o sistema inglês que ainda é muito difundido na área automotiva e na própria usinagem dos metais, por exemplo. 3
  • 4.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS CONSIDERAÇÕES INICIAIS Mesmo com isso, o valor a medir é sempre desconhecido, não existe uma forma mágica de checar e afirmar que o número obtido de um sistema de medição representa a grandeza sob medição (mensurando). Porém, existem alguns procedimentos com os quais pode-se caracterizar e delimitar o quanto os erros podem afetar os resultados, estes são chamados de calibração (feito por institutos credenciados pelo INMETRO) e aferição (procedimentos executados pelos próprios interessados e não necessitando de certificação e ambientes extremamente controlados) 4
  • 5.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS CONSIDERAÇÕES INICIAIS Para calibrar uma balança necessitamos de um conjunto de massas padrão, de modo a cobrir toda a faixa da balança. Aplicando-se diretamente a massa (com valor conhecido de 5 kg, por exemplo) sobre a balança, podemos verificar se esta está calibrada. 5
  • 6.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS CONSIDERAÇÕES INICIAIS A calibração é uma oportunidade de aprimoramento constante e proporciona algumas vantagens: Redução na variação das especificações técnicas dos produtos: produtos mais uniformes representam uma vantagem competitiva em relação aos concorrentes; Prevenção dos defeitos: a redução de perdas pela pronta detecção de desvios no processo produtivo evita o desperdício e a produção de rejeitos; Compatibilidade das medições: quando as calibrações possuem rastreabilidade aos padrões nacionais e internacionais asseguram atendimento aos requisitos de desempenho. 6
  • 7.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS CONSIDERAÇÕES INICIAIS 7
  • 8.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS Grandezas e Unidades 2.1 GRANDEZA (MENSURÁVEL) Atributo de um fenômeno, corpo ou substância que pode ser qualitativamente distinguido e quantitativamente determinado. Observações: 1) O termo “grandeza” pode referir-se a uma grandeza em um sentido geral (veja exemplo a) ou a uma grandeza específica (veja exemplo b). Exemplos: a) Grandezas em um sentido geral: comprimento, tempo, massa, temperatura, resistência elétrica, concentração de quantidade de matéria; b) Grandezas específicas: comprimento de uma barra; resistência elétrica de um fio; concentração de etanol em uma amostra de vinho. 8
  • 9.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS Grandezas e Unidades 2.1 GRANDEZA (MENSURÁVEL) Atributo de um fenômeno, corpo ou substância que pode ser qualitativamente distinguido e quantitativamente determinado. Observações: 2) Grandezas que podem ser classificadas, uma em relação a outra, em ordem crescente ou decrescente, são denominadas grandezas de mesma natureza. 3) Grandezas de mesma natureza podem ser agrupadas em conjuntos de categorias de grandezas, por exemplo: - Trabalho, calor, energia. - Espessura, circunferência, comprimento de onda. 4) Os símbolos das grandezas são dados na norma ISO 31. 9
  • 10.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS Grandezas e Unidades 2.2 UNIDADE (DE MEDIDA) Grandeza específica, definida e adotada por convenção, com a qual outras grandezas de mesma natureza são comparadas para expressar suas magnitudes em relação àquela grandeza. Observações: 1) Unidades de medida têm nomes e símbolos aceitos por convenção. 2) Unidades de grandezas de mesma dimensão podem ter os mesmos nomes e símbolos, mesmo quando as grandezas não são de mesma natureza. 10
  • 11.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS Grandezas e Unidades 2.2.1 SISTEMA INTERNACIONAL DE MEDIDAS - SI sistema coerente de unidades adotado e recomendado pela Conferência Geral de Pesos e Medidas (CGPM). Observação: O SI é baseado, atualmente, nas sete unidades de base seguintes: 11
  • 12.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS 12
  • 13.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS O SISTEMA DE MEDIÇÃO É necessário o conhecimento das características metrológicas e operacionais de um sistema de medição para sua correta utilização. Para tal, é necessária a definição de alguns parâmetros para caracterizar de forma clara o seu comportamento. Antes de iniciar tal estudo é conveniente classificar as partes que compõem um sistema de medição típico e caracterizar os métodos de medição. 13
  • 14.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS O SISTEMA DE MEDIÇÃO 3.1 Sistema Generalizado de Medição A análise sistêmica de diversos sistemas de medição (SM) revela a existência de três elementos funcionais bem definidos que se repetem com grande freqüência na maioria dos sistemas de medição em uso. Em termos genéricos, um SM pode ser dividido em três módulos funcionais: o sensor/transdutor, a unidade de tratamento do sinal e o dispositivo mostrador. Cada módulo pode constituir uma unidade independente ou pode estar fisicamente integrada ao SM. A figura 3.1 mostra genericamente este SM. 14
  • 15.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS 15 Figura 3.1 - Sistema Generalizado de Medição
  • 16.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS O SISTEMA DE MEDIÇÃO 3.1 Sistema Generalizado de Medição O transdutor é o módulo do SM que está em contato com o mensurando. Gera um sinal proporcional (mecânico, pneumático, elétrico ou outro) ao mensurando segundo uma função bem definida, normalmente linear, baseada em um ou mais fenômenos físicos. Em termos gerais, um transdutor transforma um efeito físico noutro. Quando o transdutor é composto de vários módulos, várias transformações de efeitos podem estar presentes. O primeiro módulo do transdutor, aquele que entra em contato diretamente com o mensurando, é também denominado de sensor. 16 A rigor, o sensor é uma parte do transdutor.
  • 17.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS O SISTEMA DE MEDIÇÃO 3.1 Sistema Generalizado de Medição O sinal gerado pelo sensor/transdutor normalmente é um sinal de baixa energia, difícil de ser diretamente indicado. A unidade de tratamento do sinal (UTS), além da amplificação da potência do sinal, pode assumir funções de filtragem, compensação, integração, processamento, etc. É às vezes chamada de condicionador de sinais. Este módulo pode não estar presente em alguns SM mais simples. 17
  • 18.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS O SISTEMA DE MEDIÇÃO 3.1 Sistema Generalizado de Medição O dispositivo mostrador recebe o sinal tratado (amplificado, filtrado, etc) e através de recursos mecânicos, eletro-mecânicos, eletrônicos ou outro qualquer, transforma-o em um número inteligível ao usuário, isto é, produz uma indicação direta perceptível. Este módulo subentende também dispositivos registradores, responsáveis pela descrição analógica ou digital do sinal ao longo do tempo ou em função de outra grandeza independente. São exemplos: registradores X-Y, X-T, gravadores de fita, telas de osciloscópios, etc. 18
  • 19.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS O SISTEMA DE MEDIÇÃO 3.1 Sistema Generalizado de Medição A figura 3.2 exemplifica alguns SM's, onde são identificados estes elementos funcionais. A mola é o transdutor do dinamômetro da figura 3.2a: transforma a força em deslocamento da sua extremidade, que é diretamente indicado através de um ponteiro sobre a escala. Neste caso não há a unidade de tratamento de sinais. O exemplo da figura 3.2b incorpora uma unidade deste tipo, composta pelo mecanismo de alavancas: o pequeno deslocamento da extremidade da mola é mecanicamente amplificado por meio da alavanca que, contra a escala, torna cômoda a indicação do valor da força. 19
  • 20.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS O SISTEMA DE MEDIÇÃO 3.1 Sistema Generalizado de Medição A figura 3.2c representa-se um outro dinamômetro: o transdutor é composto de vários módulos: a força é transformada em deslocamento por meio da mola, em cuja extremidade está fixado um núcleo de material ferroso que, ao se mover, provoca variação da indutância de uma bobina, que provoca um desbalanceamento elétrico em um circuito, provocando uma variação de tensão elétrica proporcional. Este sinal é amplificado pela UTS, composta de circuitos elétricos, e indicado através de um dispositivo mostrador digital. 20
  • 21.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS Figura 3.2 - Três exemplos de Dinamômetros 21
  • 22.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS O SISTEMA DE MEDIÇÃO 3.1 Sistema Generalizado de Medição Exemplo: Um termômetro Possui os três elementos funcionais. 1)A temperatura a medir é absorvida pelo fluído no interior do bulbo, que é o transdutor deste sistema, e sofre variação volumétrica. Esta variação é praticamente imperceptível a olho nu. 2)O tubo capilar do termômetro tem por finalidade amplificar este sinal, transformando a variação volumétrica deste fluído em grande variação da coluna do fluído, o que caracteriza a UTS (unidade de tratamento do sinal) deste sistema. 3)O mostrador é formado pela coluna do líquido contra a escala. 22
  • 23.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS Sensor/Transdutor 23 Figura 3.3 -Elementos Funcionais de um Termômetro
  • 24.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS O SISTEMA DE MEDIÇÃO 3.2 Métodos Básicos de Medição 1 - Método da indicação (ou deflexão) 2 - Método da zeragem (ou compensação) 3 - O método diferencial (combinação entre 1 e 2) 4 - Análise comparativa entre os métodos 24
  • 25.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS O SISTEMA DE MEDIÇÃO 3.2 Métodos Básicos de Medição 3.2.1 - O método da indicação ou deflexão Em um SM que opera segundo o método da indicação, a indicação direta é obtida no dispositivo mostrador, seja este um mostrador de ponteiro, indicador digital ou registrador gráfico, à medida em que o mensurando é aplicado sobre este SM. São inúmeros os exemplos de SM que operam por este princípio: termômetros de bulbo ou digitais, manômetros e ou balanças com indicação analógica ou digital, balança de mola, etc. (fig. 3.4) 25
  • 26.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS 26 Figura 3.4 - Medição pelo Método da Indicação
  • 27.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS O SISTEMA DE MEDIÇÃO 3.2 Métodos Básicos de Medição 3.2.2 - O método da zeragem ou compensação No método da zeragem, procura-se gerar uma grandeza padrão com valor conhecido, equivalente e oposto ao mensurando, de forma que as duas, atuando sobre um dispositivo comparador, indiquem diferença zero. A balança de prato é um exemplo clássico de SM que opera por este princípio: procura-se formar em um dos pratos uma combinação de massas padrão que tendem a contrabalançar a massa desconhecida colocada no outro prato. Ambas massas são equivalentes quando a balança atingir o equilíbrio (fig. 3.5). Uma variante deste método é a medição por substituição. Neste caso, substitui-se o mensurando por um elemento que tenha seu valor conhecido e que cause no SM o mesmo efeito que o mensurando. Quando estes efeitos se igualam, assume-se que o valores destas grandezas também são iguais. 27
  • 28.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS 28
  • 29.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS O SISTEMA DE MEDIÇÃO 3.2 Métodos Básicos de Medição 3.2.3 - O método diferencial O método de medição diferencial resulta da combinação dos dois métodos anteriores. O mensurando é comparado a uma grandeza padrão e sua diferença medida por um instrumento que opera segundo o método da indicação. Normalmente o valor da grandeza padrão é muito próximo do mensurando de forma que a faixa de medição do instrumento que opera por indicação pode ser muito pequena. Como conseqüência, seu erro máximo pode vir a ser muito reduzido sem que seu custo se eleve. A incerteza da grandeza padrão geralmente é muito baixa o que resulta em um sistema de medição com excelente estabilidade e desempenho metrológico, sendo de grande utilização na indústria. A medição do diâmetro por meio do relógio comparador da figura 3.6 é um 29 exemplo de medição diferencial.
  • 30.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS 30 Figura 3.6 - Operação de Medição
  • 31.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS O SISTEMA DE MEDIÇÃO 3.2 Métodos Básicos de Medição 3.2.4 - Análise comparativa Comparativamente, cada método possui vantagens e desvantagens. Na balança de mola, por exemplo, a incerteza do SM depende da calibração da mola, ao passo em que, na balança de prato, depende da incerteza das massas padrão. Como a confiabilidade e estabilidade das massas padrão é geralmente melhor que a da mola, pode-se afirmar que normalmente a incerteza do método de zeragem é menor que a da indicação. A principal desvantagem do método de zeragem é a velocidade de medição que é sensivelmente inferior, uma vez que deve-se modificar a grandeza padrão até que o zero seja atingido, o que torna o SM que usa este método inadequado para aplicações dinâmicas. A medição diferencial apresenta características que a coloca em uma posição muito 31 atrativa, sendo de fato muito adotada na indústria.
  • 32.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS O SISTEMA DE MEDIÇÃO 3.2 Métodos Básicos de Medição 3.2.4 - Análise comparativa 32
  • 33.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS Instrumentos de Medição Dispositivo utilizado para uma medição, sozinho ou em conjunto com dispositivo(s) complementar(es) 33
  • 34.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS Instrumentos de Medição 34
  • 35.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS Instrumentos de Medição Paquímetro Utilizado em medidas internas, externas, de profundidade e de ressaltos. Trata-se do tipo mais usado A B C D 35 interna de ressalto Externo de profundidade
  • 36.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS Instrumentos de Medição 36
  • 37.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS Instrumentos de Medição 37
  • 38.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS Instrumentos de Medição 38
  • 39.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS Instrumentos de Medição 39
  • 40.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS Instrumentos de Medição 40
  • 41.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS Instrumentos de Medição 41
  • 42.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS Instrumentos de Medição Relógio comparador O relógio comparador é um instrumento de medição por comparação,dotado de uma escala e um ponteiro, ligados por mecanismos diversos a uma ponta de contato. Quando a ponta de contato sofre uma pressão e o ponteiro gira em sentido horário, a diferença é positiva. Isso significa que a peça apresenta maior dimensão o que a estabelecida. Se o ponteiro girar em sentido anti-horário, a diferença será negativa, ou seja, a peça apresenta menor dimensão que a estabelecida. Existem vários modelos de relógios comparadores. Os mais utilizados possuem resolução de 0,01 mm. O curso do relógio também varia de acordo com o modelo, porém os mais comuns são de 1 mm, 10 mm, 0,250” ou 1". 42
  • 43.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS Instrumentos de Medição 43
  • 44.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS Instrumentos de Medição Condições de Uso Antes de medir uma peça, devemos nos certificar de que o relógio se encontra em boas condições de uso. A verificação de possíveis erros é feita da seguinte maneira: com o auxílio de um suporte de relógio, tomam-se as diversas medidas nos blocos-padrão. Em seguida, deve-se observar se as medidas obtidas no relógio correspondem às dos blocos. São encontrados também calibradores específicos para relógios comparadores. Observação: Antes de tocar na peça, o ponteiro do relógio comparador fica em uma posição anterior a zero. Assim, ao iniciar uma medida, deve-se dar uma pré- carga para o ajuste do zero. Colocar o relógio sempre numa posição perpendicular em relação à peça, para não incorrer em erros de medida. 44
  • 45.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS Instrumentos de Medição 45
  • 46.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS Instrumentos de Medição Aplicações dos relógios comparadores 46
  • 47.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS Instrumentos de Medição Aplicações dos relógios comparadores 47
  • 48.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS Instrumentos de Medição Aplicações dos relógios comparadores 48
  • 49.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS Instrumentos de Medição 49
  • 50.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS Instrumentos de Medição 50
  • 51.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS Instrumentos de Medição Micrômetro Princípio de funcionamento O princípio de funcionamento do micrômetro assemelha-se ao do sistema parafuso e porca. Assim, há uma porca fixa e um parafuso móvel que, se der uma volta completa, provocará um descolamento igual ao seu passo. Desse modo, dividindo-se a “cabeça” do parafuso, pode-se avaliar frações menores que uma volta e, com isso, medir comprimentos menores do que o passo do parafuso. 51
  • 52.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS Instrumentos de Medição Nomenclatura 52
  • 53.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS Instrumentos de Medição Principais Componentes de um Micrômetro O arco é constituído de aço especial ou fundido, tratado termicamente para eliminar as tensões internas. O isolante térmico, fixado ao arco, evita sua dilatação porque isola a transmissão de calor das mãos para o instrumento. O fuso micrométrico é construído de aço especial temperado e retificado para garantir exatidão do passo da rosca. As faces de medição tocam a peça a ser medida e, para isso, apresentam-se rigorosamente planos e paralelos. Em alguns instrumentos, os contatos são de metal duro, de alta resistência ao desgaste. A porca de ajuste permite o ajuste da folga do fuso micrométrico, quando isso é 53 necessário.
  • 54.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS Instrumentos de Medição Principais Componentes de um Micrômetro O tambor é onde se localiza a escala centesimal. Ele gira ligado ao fuso micrométrico. Portanto, a cada volta, seu deslocamento é igual ao passo do fuso micrométrico. A catraca ou fricção assegura uma pressão de medição constante. A trava permite imobilizar o fuso numa medida predeterminada . 54
  • 55.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS Instrumentos de Medição 55
  • 56.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS Instrumentos de Medição 56
  • 57.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS Instrumentos de Medição 57
  • 58.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS Instrumentos de Medição 58
  • 59.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS Instrumentos de Medição Alguns Outros Instrumentos 59
  • 60.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS Instrumentos de Medição 60
  • 61.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS Instrumentos de Medição 61
  • 62.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS Instrumentos de Medição 62
  • 63.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS Considerações Finais Como se pode ver por esta aula, existe uma preocupação muito grande quanto ao conhecimento e aplicação das técnicas e manipulação dos equipamentos de medição, com o objetivo de se conseguir valores confiáveis e, assim, obter peças com dimensões nos padrões exigidos. Ou seja, a metrologia é uma importante ferramenta que é necessária nas mais diversas áreas das ciências e atividades produtivas, na usinagem 63dos metais não seria diferente.
  • 64.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS Bibliografias • ABREU FILHO, Carlos. Tornearia Mecânica – Notas de Aula, Belém, 2007. • AGOSTINHO, Oswaldo Luis. VILELLa, Ronaldo Castro (In Memoriam), BUTTON, Sérgio Tonini. Processos de Fabricação e Planejamento de Processos. Universidade Estadual de Campinas - Faculdade de Engenharia Mecânica - Departamento de Engenharia de Fabricação - Departamento de Engenharia de Materiais. Campinas, SP. 2004 • BRAGA, Paulo Sérgio Teles, CPM - Programa de Certificação de Pessoal de Manutenção – Mecânica - Processos de Fabricação, SENAI/CST, Vitória, ES. 1999. • COSTA, Éder Silva & SANTOS, Denis Júnio. Processos 64 de Usinagem. CEFET-MG. Divinópolis, MG. março de 2006
  • 65.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS Bibliografias • DINIZ, A. E., Tecnologia da Usinagem dos Materiais. 3 ed. São Paulo: Artliber Editora, 2003. • FERRARESI, Dino. Fundamentos da Usinagem dos Metais. Editora Edgard Blücher LTDA. São Paulo, SP, 1977 • INMETRO. SISTEMA Internacional de Unidades – SI (tradução da 7ª edição do original francês “Le Système International d’Unités”, elaborada pelo Bureau International des Poids et Mesures - BIPM). 8ª edição Rio de Janeiro, 2003. 116 p. • INMETRO. Vocabulário Internacional de Termos Fundamentais e Gerais de Metrologia – VIM – Portaria Inmetro 029 de 1995. 3ª edição, Rio de Janeiro, 2003. 75p. 65 • reimpressão.
  • 66.   SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS Bibliografias • PALMA, Flávio. Máquinas e Ferramentas. Apostila, SENAI-SC, Blumenau, 2005. • SECCO, Adriano Ruiz; VIEIRA, Edmur & GORDO, Nívia. Módulos Instrumentais – Metrologia. Telecurso 2000. São Paulo, SP, 2007 • VAN VLACK, L. H., Princípios da Ciência e Tecnologia dos Materiais. Tradução Edson Carneiro. Rio de Janeiro: Elsevier, 1970 – 4ª reimpressão. 66