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UEMA – CCT – DEMECP

Princípios de Engª de Fabricação

Introdução à Metrologia Industrial

Metrologia, Inspeção e Controle de

Qualidade

Definições

Metrologia: ciência das medidas

Qualidade: Q, C, A, M, S

Controle de Qualidade:

natureza do material, estado físico e características

mecânicas;

forma geométrica e dimensões;

acabamento superficial.

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Dificuldades na obtenção das

dimensões ideais:

defeitos de precisão provocados pela própria

máquina-ferramenta;

deformações elásticas nos órgãos das

máquinas e ou da peça;

fixação defeituosa da peça;

desgaste das ferramentas;

dilatação térmica;

vibrações;

heterogeneidade do material da peça.Profa. M. Sc. Maria Amália

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Padrões e unidades de medidas

Histórico

Unidades de comprimento Sistema Métrico (1960, XI Conferência Geral

de Pesos e Medidas) Metro: “corresponde à transição entre os níveis 2p10

– 5d5 do átomo de criptônio 86 e igual, por convenção, a 1.650.763,73 vezes o comprimento de onda desta radiação no vácuo.”

Sistema Inglês (assumido em 1959, por EUA, Grã-Bretanha, Canadá, Austrália, África do Sul) Jarda (nova jarda industrial) = 0,914400 m


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Múltiplos e Submúltiplos

Unidades de ângulo: rad, grado e graus

Outras unidades:

temperatura;

volume;

massa;

força;

velocidade;

pressão;

etc.


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Medição: medir uma grandeza física significa

compará-la com a unidade de medida

Tipos de medição:

medição direta;

medição indireta ou comparativa.


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Sensibilidade: capacidade do instrumento

de medida de acusar uma variação dinâmica

da grandeza medida.

Acuracidade: máxima quantia que o

resultado da medida difere do real.

Exatidão: quanto a graduação do

instrumento se aproxima do padrão real.

Precisão: há precisão quando as medidas

obtidas pelo instrumento têm pequena

variação (pequeno desvio padrão).Profa. M. Sc. Maria Amália

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Precisão: A precisão é proporcional a

diferença entre si dos valores observados

para obter-se uma medida. Assim, quanto

maior a concordância entre os valores

individuais de um conjunto de medidas maior

é a precisão.


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Erro: diferença entre medida real e o valor medido

Tipos de erros

Erros de acurácia

Falhas (ou erros grosseiros): São erros cometidos

por desconhecimento do assunto tratado,

inabilidade, distração, etc., e, portanto, desqualificam

o experimentalista.

Erros Sistemáticos: Podem ser causados por

falhas do aparelho de medida, calibração incorreta e

aproximações teóricas incorretas (por exemplo,

desprezar a resistência do ar, pode levar a um erro

sistemático nos resultados.).


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Tipos de erros

Erros de precisão

Erro Instrumental (ou Erro de Escala): Está

embutido em todo aparelho de medida, não há como

eliminá-lo. Quando a medida corresponde a uma

fração da menor divisão da escala do instrumento,

há certa imprecisão na medida. Considera-se que o

erro instrumental de um aparelho analógico seja

igual a metade da menor divisão da escala do

aparelho; e de um aparelho digital como sendo a

menor divisão da escala do aparelho. O erro

instrumental (instrumental) representa a limitação

do instrumento.


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Tipos de erros

Erros de precisão

Erro aleatório (aleatório): As vezes, as

condições sob as quais um experimento é

realizado podem não ser exatamente as

mesmas a cada vez que se realiza o

experimento, como por exemplo situações em

se mede o tempo com um cronômetro (há o

tempo de reflexo do operador). Há então uma

flutuação aleatória em torno de um valor,

chamado de valor mais provável


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Melhor estimativa do erro:

"O valor mais provável que uma série de

medidas de igual confiança nos permite atribuir

a uma grandeza é a média aritmética dos

valores individuais da série".

Erro absoluto ou desvio absoluto:

O erro absoluto ou desvio absoluto (dA) de

uma medida é calculado como sendo a

diferença entre valor experimental ou medido e

o valor adotado que no caso é o valor médio:

dA = | valor adotado - valor experimental |Profa. M. Sc. Maria Amália

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Desvio Médio:

O desvio médio é dado pela média aritmética

dos desvios

Valor Médio Mais Provável:

Média das medidas +- desvio médio

Quando é realizada uma única medida,

considera-se o desvio como sendo igual à

metade da menor divisão do aparelho de

medida.


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Algarismos Significativos:

Consideramos algarismos significativos de uma

medida os algarismos corretos mais o primeiro

duvidoso.

Ex: Quando se mede o valor de um espaço S =

5,81 cm com a régua milimetrada, tem-se

certeza sobre os algarismos 5 e 8, que são os

algarismos corretos (divisões inteiras da

régua), sendo o algarismo 1 avaliado

denominado duvidoso.


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Algarismos Significativos:

Sempre que apresentamos o resultado de uma

medida, este será representado pelos

algarismos significativos.

Veja que duas medidas 5,81cm e 5,83cm,

ambas feitas com a mesma régua milimetrada,

não são fundamentalmente diferentes, porque

diferem apenas no algarismo duvidoso.

Os zeros à esquerda não são considerados

algarismos significativos. Assim, o número

0,000123 contém apenas três algarismos

significativos. Profa. M. Sc. Maria Amália

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Operações com Algarismos Significativos:

O número de algarismos significativos no resultado

da multiplicação, ou da divisão de vários números

não pode ser maior que o menor número de

algarismos significativos de qualquer dos fatores,

ou divisores.

O resultado da adição ou da subtração de dois

números, não tem algarismos significativos além da

última casa decimal na qual os números originais

têm algarismos significativos.

“O resultado de um cálculo não pode ser mais

preciso que o termo menos preciso envolvido no

cálculo.” Profa. M. Sc. Maria Amália

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Instrumentos comuns de

medidas

Escalas: apresentam graduações que

podem ser maiores ou menores que as

medidas reais indicadas.

Réguas: quando graduadas, indicam a

medida real.

Tipos e aplicações: comum, de encosto,

de profundidade etc.Profa. M. Sc. Maria Amália

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medidas

Trenas: fitas graduadas feitas de aço ou

lona.

Paquímetros: instrumento de medidas

lineares que utilizam o princípio do nônio

(vernier), sendo bastante utilizados em

oficinas mecânicas.


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medidas

Micrômetros: são instrumentos de

medida que permitem medir, por leitura

direta, dimensões reais de uma peça com

acuracidade de 1 a 10 µ m.


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medidas

Tipos de micrômetros: para roscas;

de profundidade;

para medidas internas;

de arco profundo;

para medidas internas, com três contatos.


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Instrumentos comuns de medidas

Características de um micrômetro: possuir graduação uniforme;

apresentar traços finos, profundos e salientes;

apresentar a reta longitudinal da bainha bem definida;

possuir as faces de encosto e da haste rigorosamente planas e paralelas;

ter medida bem calibrada;

possuir dispositivo de fricção em bom funcionamento, para assegurar pressão suave.


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Instrumentos comuns de medidas

Características de um micrômetro: Adicionalmente, em um micrômetro de alta

precisão devemos encontrar:

arco de aço especial e tratado termicamente afim de

se eliminar tensões e munido de placas isolantes:

parafuso micrométrico de aço temperado e dureza

de 65 Rc;

rosca retificada em máquinas especiais, com uma

precisão aproximada de 0,001 mm no passo.


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Tipos de Aplicação de Instrumentos

de medidas

Monitoria de Processos de Operações

ex: termômetro, barômetro etc.

Controle de Processos e Operações

ex: termostato de geladeira

Análise Experimental de Engenharia

ex: teoria e prática (medições) aplicadas

conjuntamente na solução de problemas de

engenhariaProfa. M. Sc. Maria Amália

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Blocos Padrão

Generalidades

Material usados: aço liga temperado, ou em

casos específicos, carboneto de tungstênio ou

cromo.

Processos de Fabricação:

Retificação inicial, alívio de tensões, retificação

de acabamento, lapidação e controle

dimensional com a aparelhos especiais por

meios interferométricos.


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Blocos Padrão

Classes de Blocos Padrão

Oficina: aqueles com tolerâncias mais abertas e de

uso geral em oficinas e ferramentarias.

Inspeção: usados para controlar os instrumentos

do setor de oficina.

Calibração: usados para calibrar comparadores ou

máquinas que irão controlar blocos das classes

“Inspeção” e “Oficina”.

Referência: usados como referência para calibrar

comparadores na aferição de blocos “calibração”.


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Blocos Padrão

Cuidados no uso:

usar em ambiente controlado;

evitar desgaste, oxidação e riscos;

evitar rebarbas, quedas e batidas;

manter os blocos limpos durante o uso e

protegidos com vaselina quando

estocados.


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Blocos Padrão

Aplicações:

medidas diretas;

como referências.


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Blocos Padrão

Jogos de blocos. Ex:

1 bloco de 1,0005 mm

9 blocos de 1,001 a 1,009 mm (Δ = 0,001 mm)

49 blocos de 1,01 a 1,49 mm (Δ = 0,01 mm)

1 bloco de 1,000 mm

4 blocos de 1,6 a 1,9 (Δ = 0,1 mm)

46 blocos de 2,5 a 24,5 mm (Δ = 0,5 mm)

8 blocos de 30,000 a 100,000 mm (Δ = 10 mm)



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Blocos Padrão

Jogos de blocos. Ex:

1 bloco de 1,005 mm

9 blocos de 1,001 a 1,009 mm (Δ = 0,001 mm)

49 blocos de 1,01 a 1,49 mm (Δ = 0,01 mm)

49 blocos de 0,5 a 24,5 mm (Δ = 0,5 mm)

4 blocos de 25 a 100 mm (Δ = 25 mm)


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Blocos Padrão

Exemplo de construção de medidas

30,325 mm

1 bloco de 1,005 mm

1 bloco de 1,320 mm

1 bloco de 8,000 mm


___________

= 30,325 mm


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Bibliografia LIRANI, JOÃO. Introdução à Metrologia

Industrial. Apostila publicada pela USP/EESC. São Carlos: 1979, 79 p.

Site acessado em 28 de julho de 2005

http://geocities.yahoo.com.br/prcoliveira2000/metrologia.html

Sites acessados em 11 de agosto de 2005

http://www.ucb.br/fisica/downloads/normasgerais.doc

http://educar.sc.usp.br/fisica/erro.html


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http://educar.sc.usp.br/fisica/erro.html

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