aula 4 controle da qualidade e metrologia
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44 O Sistema de Medição O Sistema de Medição
Fundamentos da Metrologia Fundamentos da Metrologia Científica e IndustrialCientífica e Industrial
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4.14.1Métodos básicos de mediçãoMétodos básicos de medição
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 3/42)
Método da comparaçãoMétodo da comparação O valor do mensurando é determinado O valor do mensurando é determinado
comparando-o com um artefato cujo valor comparando-o com um artefato cujo valor de referência é muito bem conhecido.de referência é muito bem conhecido.
0
medidas materializadas
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 4/42)
DefiniçãoDefinição Medida materializada:Medida materializada:
Dispositivo destinado a reproduzir ou Dispositivo destinado a reproduzir ou fornecer, de maneira permanente fornecer, de maneira permanente durante seu uso, um ou mais valores durante seu uso, um ou mais valores conhecidos de uma dada grandeza.conhecidos de uma dada grandeza.
São exemplos: massas-padrão; resistor São exemplos: massas-padrão; resistor elétrico padrão; um bloco-padrão; um elétrico padrão; um bloco-padrão; um material de referência.material de referência.
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 5/42)
Método da indicaçãoMétodo da indicação Mostram um número proporcional ao Mostram um número proporcional ao
valor do mesurando. valor do mesurando.
Galvanômetro.
Termômetro de Bulbo.
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 6/42)
Medição diferencialMedição diferencial
A pequena diferença entre o A pequena diferença entre o mensurando e uma medida mensurando e uma medida materializada é indicada.materializada é indicada.
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 7/42)
Medição diferencialMedição diferencial
base
coluna
relógio comparador
0
0
d
padrão peçapeça
d
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 8/42)
característica indicação comparação diferencialvelocidade de medição muito rápido muito lento rápidofacilidade de automação muito fácil muito difícil muito fácilestabilidade com tempo instável muito estável muito estávelcusto moderado a
elevadoelevado moderado
muito usada na indústria
Análise comparativaAnálise comparativaA seleção do melhor método de medição depende de uma série de características da aplicação para a qual a medição se destina.
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4.24.2Módulos básicos de um Módulos básicos de um
sistema de mediçãosistema de medição
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 10/42)
Módulos básicos de um SMMódulos básicos de um SM
transdutor e/ou
sensor
unidade de tratamento
do sinal
dispositivo mostrador
ou registrador
indicação ou
registro
mensurando
sistema de medição
• em contato com o mensurando
• transformação de efeitos físicos
• sinal fraco
• amplifica potência do sinal do transdutor
• pode processar o sinal
• torna o sinal perceptível ao usuário
• pode indicar ou registrar o sinal
A grande maioria dos sistema de medição que operam pelo princípio da indicação apresenta três módulos funcionais bem definidos
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 11/42)
Dispositivos registradoresDispositivos registradores
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 12/42)
Módulos de um SMMódulos de um SM
F
d
transdutor
dispositivo mostrador
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 13/42)
Módulos de um SMMódulos de um SM
F
D
A
transdutordispositivo mostrador
unidade de tratamento de sinais
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 14/42)
Módulos de um SMMódulos de um SM
PW A
F
N
B14,5 N
ID
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4.34.3Características metrológicas Características metrológicas
dos sistemas de mediçãodos sistemas de medição
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 16/42)
Quanto à faixa de utilização...Quanto à faixa de utilização...
Faixa de indicaçãoFaixa de indicação intervalo compreendido entre o menor intervalo compreendido entre o menor
e o maior valor que pode ser indicado. e o maior valor que pode ser indicado.
faixa de indicação
4 dígitos
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 17/42)
Quanto à faixa de utilização...Quanto à faixa de utilização... Faixa nominalFaixa nominal
faixa ativa selecionada pelo usuário.faixa ativa selecionada pelo usuário. Faixa de mediçãoFaixa de medição
faixa de valores do mensurando para faixa de valores do mensurando para a qual o sistema de medição foi a qual o sistema de medição foi desenhado para operar.desenhado para operar.
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 18/42)
ExemploExemplo
3½ dígitos0 a 1000 V
0 a 200 V0 a 20 V0 a 2 V
0 a 200 mV
Faixas nominais
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 19/42)
Quanto à indicação ...Quanto à indicação ... Valor de uma divisão (da escala)Valor de uma divisão (da escala)
diferença entre os valores da escala diferença entre os valores da escala correspondentes à duas marcas correspondentes à duas marcas sucessivas.sucessivas.
00 11 22 33 44
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 20/42)
Quanto à indicação ...Quanto à indicação ...
g
1,0
quantidade de açúcar (g)
indicação (g)
2,0 3,0 4,0 5,0 6,0
1,0
2,0
3,0
4,0
0,00,0
incremento digital01234
Incremento digital
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 21/42)
Quanto à indicação ...Quanto à indicação ... ResoluçãoResolução
é a menor diferença entre indicações é a menor diferença entre indicações que pode ser significativamente que pode ser significativamente percebidapercebida
Nos instrumentos digitais é igual ao Nos instrumentos digitais é igual ao incremento digitalincremento digital Nos instrumentos analógicos pode Nos instrumentos analógicos pode ser:ser:
VDVD VD/2VD/2 VD/5VD/5 VD/10VD/10
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 22/42)
Relação estímulo/respostaRelação estímulo/resposta Sensibilidade (constante):Sensibilidade (constante):
0 mm
40 mm400 N
0 mm4 mm
400 N
A B
F (N)
d (mm)
0 400
40
4
B
A
resposta
estímulo
SbA = 0,01 mm/N SbB = 0,10 mm/N
ΔestimuloΔrespostaSb
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 23/42)
Quanto ao erro de medição ...Quanto ao erro de medição ... RepetitividadeRepetitividade
faixa dentro da qual é esperado o faixa dentro da qual é esperado o erro aleatório em medições repetidas erro aleatório em medições repetidas realizadas nas mesmas condições.realizadas nas mesmas condições.
Reprodutibilidade (Reprodutibilidade (exprime a intensidade com exprime a intensidade com que agem os erros aleatórios)que agem os erros aleatórios) faixa dentro da qual é esperado o faixa dentro da qual é esperado o
erro aleatório em medições repetidas erro aleatório em medições repetidas realizadas em condições variadas.realizadas em condições variadas.
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 24/42)
Quanto ao erro de medição ...Quanto ao erro de medição ... Erro de linearidade ( Erro de linearidade ( é um parâmetro que é um parâmetro que
exprime o quanto a curva característica de resposta real se exprime o quanto a curva característica de resposta real se afasta da linha reta ideal afasta da linha reta ideal ))
estímulo
resposta
d2d1
reta MMQ
EL = máx(d1, d2)
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 25/42)
Quanto ao erro de medição ...Quanto ao erro de medição ...
Erro máximo ( é o parâmetro numérico que melhor descreve
a qualidade global do sistema de medição )
Erro
Indicação
Es
Re
Re
Emáx
- Emáx
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 26/42)
Quanto a erros de medição ...Quanto a erros de medição ...
Precisão e exatidãoPrecisão e exatidão são termos apenas são termos apenas qualitativosqualitativos. Não . Não
podem ser associados a números.podem ser associados a números. PrecisãoPrecisão significa significa pouca dispersãopouca dispersão. .
Está associado ao baixo nível de erros Está associado ao baixo nível de erros aleatórios.aleatórios.
ExatidãoExatidão é sinônimo de “ é sinônimo de “sem errossem erros”. ”. Um sistema de medição com grande Um sistema de medição com grande exatidão apresenta pequenos erros exatidão apresenta pequenos erros sistemáticos e aleatórios.sistemáticos e aleatórios.
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4.44.4Representação absoluta e Representação absoluta e
relativarelativa
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 28/42)
Representação absolutaRepresentação absoluta Parâmetros expressos na unidade do Parâmetros expressos na unidade do
mensurando:mensurando: EEmáxmáx = 0,003 V = 0,003 V Re = 1,5 KRe = 1,5 K Sb = 0,040 mm/NSb = 0,040 mm/N
É de percepção mais fácil.É de percepção mais fácil.
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 29/42)
Parâmetro é expresso como um Parâmetro é expresso como um percentual de um valor de referênciapercentual de um valor de referência Em relação ao valor final de escala (VFE)Em relação ao valor final de escala (VFE)
EEmáxmáx = 1% do VFE = 1% do VFE EL = 0,1% (do VFE)EL = 0,1% (do VFE)
Em relação à faixa de indicaçãoEm relação à faixa de indicação Em relação ao valor nominal (medidas Em relação ao valor nominal (medidas
materializadas)materializadas) Facilita comparações entre SM distintosFacilita comparações entre SM distintos
Representação relativa ou Representação relativa ou fiducialfiducial