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Formao Avanada em Metrologia 3D

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Material didtico informativo sobre Medio 3D

Incerteza de resultados de Medio em

Mquinas de Medir por Coordenadas

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Este material informativo aborda de modo resumido as questes envolvidas na

estimativa da incerteza de resultados de medio em mquinas de medir por

coordenadas.

Os temas aqui apresentados so objetos de estudo dos cursos do Programa

FORMA3D e foram deles extrados.

Incerteza de resultados de Medio em

Mquinas de Medir por Coordenadas

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Qual a incerteza de

medio de uma

mquina de medir

por coordenadas?

Incertezas sobre a

Incerteza...

Em quase todos os treinamentos j ministrados pelo

FORMA3D surgiram os questionamentos abaixo:

A especificao de

erro volumtrico

a incerteza da

mquina?

Como estimar a

incerteza na

medio por

coordenadas?

FO

RM

A3D

FO

RM

A3D

FO

RM

A3

D

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Incertezas sobre a

Incerteza...

Afinal, como lidar com a questo da incerteza quando

trabalhamos com a medio por coordenadas?

Mitu

toyo

Fa

ro

Le

ica

Hexagon

www.forma3d.com.br Resgatando a

definio...

Parmetro no negativo que caracteriza a disperso

dos valores atribudos a um mensurando, com

base nas informaes utilizadas.

www.forma3d.com.br Em outras

palavras...

(...)

A dvida associada a uma medio

denominada de incerteza de medio. A

palavra incerteza significa dvida.

De forma ampla incerteza de medio

significa dvida acerca do resultado de

uma medio.

(...)

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Aplicando a definio

na Medio 3D

A incerteza do resultado da medio, que depende de vrios Ms.

Mquina

Mensurando

Metrologista

Meio ambiente

Mtodo

MMMMMinha

nossa...

E agora??

www.forma3d.com.br Aplicando a definio

na Medio 3D

Como a incerteza do resultado da medio, h que se definir bem a

condio na qual se quer avaliar a exatido do resultado.

Lembre-se de que a medio por coordenadas tem como principal

caracterstica a versatibilidade e as inmeras possibilidades de medio.

Desta forma, ao se falar a incerteza de

medio da mquina se est afirmando,

na verdade, a incerteza do resultado da

medio do qual participa (tambm) a

mquina.

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necessrio definir

melhor o problema

Qual a incerteza do resultado da medio

de um comprimento de 250 mm nesta

pea, medida nesta sala de medidas, por

este operador, nesta posio do volume

desta mquina de medir por coordenadas

com este apalpador, apalpando-se desta

forma, e calculando a distncia com esta

funo do software?

Deformao da Mesa

Retilineidade

Inclinamento

Para avaliar a incerteza da medio, as

condies devem ser bem estabelecidas.

Para resolver o problema h que se obter informao!

www.forma3d.com.br Obtendo a

Informao Algumas das componentes necessrias para estimar a incerteza da

medio podem ser estimadas por uma avaliao do Tipo A da

incerteza de medio, a partir da distribuio estatstica dos valores

provenientes de sries de medies.

As outras componentes podem ser estimadas por uma avaliao do

Tipo B da incerteza de medio, a partir de informaes obtidas por

meios como certificados de calibrao, informaes de catlogo, valores

deduzidos com base na experincia profissional, etc.

TIPO A

Componentes

obtidas

com base na

Experimentao

TIPO B

Componentes

obtidas

com base na

Informao

www.forma3d.com.br Obtendo a

informao

Na medio em questo, parte da informao necessria estimativa da

incerteza tem que ser obtida experimentalmente, medindo-se repetidamente

e avaliando a distribuio estatstica dos valores obtidos nestas medies :

Deformao da Mesa

Retilineidade

Inclinamento

1) 250,012 mm

2) 250,018 mm

3) 250,016 mm

4) 250,010 mm

5) 250,009 mm

...

n) 250,011 mm

Desvio-padro

Preciso

de Medio1

1 VIM 2012

Avaliao Tipo A

www.forma3d.com.br Obtendo a

informao...

Outra parte da informao necessria estimativa da incerteza

deve ser estimada com base na informao:

Certificado de calibrao da mquina

Incerteza de apalpao

Instabilidade na temperatura ambiente

Incerteza dos sensores de temperatura, se usados

Incerteza dos coeficientes de expanso dos materiais, se usados

Etc.

Avaliao Tipo B

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Utilizando as

informaes

As componentes obtidas nas avaliaes Tipo A e Tipo B (bem como

erros sistemticos no corrigidos) devem ser combinadas

matematicamente de maneira apropriada para a obteno da Incerteza

do Resultado de Medio.

Deformao da Mesa

Retilineidade

Inclinamento

Avaliao

Tipo B Avaliao

Tipo A

Incerteza do

Resultado

www.forma3d.com.br Voltando s

questes frequentes...

Qual a incerteza

de medio de

uma mquina de

medir por

coordenadas?

FO

RM

A3

D

Devido multiplicidade de fatores na medio

por coordenadas, no vivel estimar uma

incerteza geral para cada tarefa de medio.

Por isso a norma ISO10360 especifica um teste

padronizado para avaliar o erro mximo da

mquina na medio de comprimentos, o

conhecido erro volumtrico.

Ex: MPE < (2 + L/400) mm

MPE = Maximum Permissible Error

Ca

rl Z

eis

s

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A especificao de

erro volumtrico

a incerteza da

mquina?

FO

RM

A3

D

Embora no seja exatamente a componente

de incerteza da mquina, o erro mximo

volumtrico est associado sua incerteza

para a medio de comprimentos.

Mas, lembre-se, o ensaio de avaliao da

exatido da mquina (Norma ISO10360)

realizado sob condies muito bem

controladas (baixa velocidade, apalpador

curto, padres bem acabados, etc.). Em

condies de medio menos controladas, a

incerteza da mquina pode variar

significativamente.

Voltando s

questes frequentes...

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Como estimar a

incerteza na

medio por

coordenadas?

FO

RM

A3

D

A rigor, a incerteza de medio deve ser

determinada pelo procedimento explicado

anteriormente, com base no ISO GUM (Guide

to the Expression of Uncertainty in

Measurement).

No entanto, em situaes onde os efeitos

sistemticos no sejam significativos e onde a

componente Tipo A seja a fonte de incerteza

predominante, uma boa estimativa pode ser

feita com base na Repetibilidade dos resultados

obtidos em uma srie de medies. Cada caso

deve analisado individualmente.

Voltando s

questes frequentes...

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Com padres dimensionais convencionais que representem a

caracterstica geomtrica e o tipo de pea a serem avaliados.

Estratgias para

avaliar a Incerteza

Bloco padro Padro escalonado Padres cilndricos

Esquadro Rgua Plano

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Com a prpria pea, calibrada em processo de medio de exatido

superior ao processo de medio que se quer avaliar, inclusive

empregando o mtodo da substituio.

Estratgias para

avaliar a Incerteza

Carl

Zeis

s

Calibrao da Pea

Deformao da Mesa

Retilineidade

Inclinamento

Avaliao da Incerteza

Condies de referncia Condies usuais praticadas

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Atravs de simulaes computacionais que representem com

fidelidade o processo de medio

Estratgias para

avaliar a Incerteza

O comportamento real da mquina e

do apalpador so mapeados atravs

de ensaios detalhados, revelando

diversos parmetros de erro. Estes

erros so introduzidos em um

software que passa, ento, a simular

o comportamento da mquina real.

Para cada tarefa de medio o

software usa estas informaes para

avaliar a incerteza do resultado.

http://www.aspe.net/publications/Summer_2004/04SU%20Extended%20Abstracts/Trenk-1670.PDF

Acessado em 22/04/13

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A estimativa da incerteza de medio em mquinas de medir por

coordenadas de qualquer natureza um processo que deve ser

muito bem analisado dados os mltiplos fatores que precisam ser

definidos em cada medio e as particularidades de cada medio.

Analisar a incerteza da medio levando em conta apenas o erro

mximo volumtrico pode esconder fontes de incerteza bem mais

significativas para a obteno dos resultados. Diversos trabalhos tm

sido realizados de modo a sistematizar um mtodo de avaliao da

incerteza mas muito ainda h por fazer para reduzir as incertezas

sobre a estimativa da incerteza na medio por coordenadas.

Estas e outras abordagens so estudadas e praticadas nos cursos

do FORMA3D.

Isso no encerra

o assunto...

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As seguintes fontes de informao foram utilizadas na elaborao deste

material informativo. Recomenda-se sua leitura para aprofundamentos no tema.

Sousa, A. FORMA3D Mtodos Avanados para Garantia da Exatido na Medio 3D. Apostila de Curso, 2012.

Albertazzi, A.; Sousa, A. Fundamentos de Metrologia Cientfica e Industrial. Ed Manole. 2008

VIM Vocabulrio Internacional de Metrologia. Conceitos Fundamentais e Gerais e Termos Associados. 1 Ed. Luso Brasileira 2012.

Evaluation of measurement data Guide to the expression of uncertainty in measurement http://www.bipm.org/utils/common/documents/jcgm/JCGM_100_2008_E.pdf - Acesso em Abril de 2013.

Piekar, D. Calibrao de peas padro em mquinas de medir por coordenadas. Dissertao de

Mestrado: http://repositorio.ufsc.br/bitstream/handle/123456789/88352/228125.pdf?sequence=1 Acesso

em Abril de 2013.

Trenk, M. et al. The Virtual CMM a software tool for uncertainty evaluation practical application in an accredited calibration lab. Acesso em Abril de 2013.

http://www.aspe.net/publications/Summer_2004/04SU%20Extended%20Abstracts/Trenk-1670.PDF

Referncias

Bibliogrficas

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Formao Avanada em Metrologia 3D

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Estes e outros temas voc encontra em nossos cursos.