metrologia industrial

2 Metrologia Industrial

© ETEP – Edições Técnicas e Profissionais

Tanto quanto se sabe, o ser humano teve sempre uma forte ligação com a Metrologia por vários motivos, dos quais podemos destacar a necessidade inerente às transacções comerciais e a necessidade de se afirmar socialmente pela grandeza do seu património.

Da mesma forma que os animais, numa situação de conflito, recorrem a artifícios para impressionarem o adversário, como, por exemplo, eriçando os pêlos ou as penas, ou erguendo-se o máximo possível por forma a elevar o seu porte, o homem também recorria a formas expeditas para impressionar o adversário, como, por exemplo, utilizando armaduras que representavam formas físicas atléticas de grande impacto visual, quando geralmente estas escondiam um corpo frágil e franzino. Quando falamos deste tipo de comparações obviamente que estamos a falar de Metrologia pura, porque estamos a medir ou a comparar medidas da mesma grandeza.

As unidades de medida primitivas eram baseadas em partes do corpo humano, consideradas referências universais, porque podiam ser verificadas por qualquer pessoa. Foi desta forma que surgiram as medidas-padrão como a polegada, o palmo, o pé, a jarda, a braça, o passo, o cúbito e o côvado, para além de muitas outras.

A Jarda, que tem origem na palavra inglesa yard, significa vara. Esta medida-padrão foi criada pelos alfaiates ingleses.

Mais tarde, no século XII, esta unidade-padrão foi oficializada na Inglaterra pelo rei Henrique I e definida como a distância da ponta do nariz do rei ao seu polegar, com o braço esticado.

A relação entre as principais unidades é a seguinte: 1 jarda = 3 pés = 36 polegadas.

Sistemas de Unidades 61


3.2.2 Medição Indirecta

A medição Indirecta consiste na determinação do valor da grandeza através da combinação de resultados de duas ou mais medições directas ou indirectas.

Exemplos

1. Medição da área de um rectângulo, a pressão de um fluido ou a tensão de ruptura de determinado material.

2. Medição indirecta da potência a partir da medição da tensão e da corrente: P = I.U

3. Medição da velocidade de um móvel em movimento a partir da medição do espaço percorrido e do tempo que demorou em percorrê-lo: V = e/t

4. Determinação da tensão de ruptura de um provete submetido ao ensaio de tracção:

[ ]2r

o

rr kg/mmσ

SFσ

=

3.2.3 Medição por Estimativa

A medição por Estimativa consiste na determinação do valor da grandeza por arredondamento ou aproximação.

Exemplo

1. Numa régua com divisões em milímetros, podemos obter valores até meio milímetro por estimativa.

3.3 VERIFICAÇÃO

A verificação, segundo o “VIM 2.44”, corresponde à obtenção de evidência objectiva de que uma dada entidade satisfaz requisitos especificados, ou seja, consiste em avaliar se determinada grandeza está ou não compreendida dentro dos limites de tolerância estabelecidos.



3.4.2 Múltiplos e Submúltiplos: Regras para Escrita

3.4.2.1 Introdução

Um múltiplo de uma unidade, segundo o “VIM 1.17”, é definido como sendo uma unidade de medida obtida pela multiplicação de uma dada unidade de medida por um inteiro superior a um.

Exemplos

1. O quilómetro é um múltiplo decimal do metro.

2. A hora é um múltiplo não-decimal do segundo.

Por outro lado, um submúltiplo de uma unidade, segundo o “VIM 1.18”, é definido como sendo uma unidade de medida obtida pela divisão de uma dada unidade de medida por um inteiro superior a um.

Exemplos

1. O milímetro é um submúltiplo decimal do metro.

2. Para o ângulo plano, o segundo é um submúltiplo não-decimal do minuto.

Os múltiplos e submúltiplos (decimais) têm no Sistema SI nomes e símbolos, de acordo com os apresentados na tabela, e conjugam-se com as diferentes unidades através de prefixo igual ao nome. A cada prefixo corresponde uma potência de Base 10.

Tabela 3.7 Múltiplos e Submúltiplos

Múltiplos Submúltiplos

Factor Prefixo Símbolo Factor Prefixo Símbolo

a1024 iota Y a10 – 24 iocto y

a1021 zeta Z a10 – 21 zepto z

a1018 exa E a10 – 18 ato a

a1015 peta P a10 – 15 fento f

a1012 tera T a10 – 12 pico p

a109 giga G a10 – 9 nano n

a106 mega M a10 – 6 micro μ

a103 quilo k a10 – 3 mili m

a102 hecto h a10 – 2 centi c

a101 deca da a10 – 1 deci d

Noções de Estatística Aplicada à Medição 193


n

σ σ x =

A diferença entre o Desvio-padrão de cada medição σ e o Desvio-padrão da Média xσ é tanto menor quanto maior for o número de medições n.

O Desvio-padrão da Média xσ é, por vezes, representado pelos símbolos u(xi) ou )x(S .

A Incerteza de Medição é apresentada sempre com a indicação do sinal ± seguido dos limites máximos dos erros, por exemplo:

• Instrumento – Incerteza de Medição: – Micrómetro: ± 0,002 mm; – Ohmímetro: ± 2 Ω; – Paquímetro: ± 0,05 mm.

Quando os valores da Incerteza de Medição são indicados pelo fabricante do Instrumento de Medição, isso significa que ao efectuarmos determinada medição, em conformidade com as especificações técnicas ou as Normas indicadas para o efeito, podemos obter uma leitura com um erro compreendido entre os limites correspondentes ao erro máximo admissível, exactidão instrumental ou Incerteza de Medição.

Instrumentos de Medição e de Verificação 215


N = "1281

8

"161

= N = 1/128'' '

N = 5 partes 12

1º ′=

N = 5′

N = mm 0,01 50mm 0,5 =

N = 0,01 mm

São diversos os tipos de instrumentos de medição em que é utilizada a escala Nónio, assim como as formas das escalas adaptadas, tanto ao tipo de instrumento como à grandeza a medir e a quantidade de divisões de cada uma. No entanto, o princípio da medição é sempre o mesmo. Vejamos alguns exemplos:

Tabela 6.1 Escalas de Nónio Exemplo de Instrumento

Unidade de Medida

Menor Valor Escala Principal

N.º de Divisões do Nónio

Natureza do Nónio (N)

Paquímetro Polegada 1/16" 8 1/128"

" " 1/16" 4 1/64"

" " 1/40" 25 1/1000"

" Milímetro 1 mm 10 0,1 mm

" " 1 mm 20 0,05 mm

" " 1 mm 50 0,02 mm

Suta universal Grau 1º 12 5'

Micrómetro Milímetro 1 mm 100 0,01 mm

" " 0,5 mm 50 0,01 mm

" " *) 0,5 mm/0,01 mm 10 0,001 mm

*) Veio graduado/tambor.



• O comprimento efectivo do bloco- -padrão a calibrar é igual à soma algébrica do desvio medido com o valor do comprimento nominal do bloco-padrão de referência.

Controle e conservação

Antes de efectuar o empilhamento dos blocos-padrão, será necessário proceder a alguns cuidados de limpeza e de controle, nomeadamente:

• Utilizar luvas de algodão para evitar a oxidação ou qualquer contaminação das superfícies através das mãos;

• Limpar com algodão embebido em benzina ou outro tipo de solvente indicado para o efeito;

• Remover as impurezas e a humidade com camurça ou outro material adequado, até que a superfície de medição fique limpa e seca;

• Verificar se as superfícies de medição estão isentas de rebarbas, riscos ou mossas;

• Aplicar óleo fino na superfície de medição e limpar o excesso.

O estojo de limpeza é geralmente composto pelos seguintes elementos:

• Óleo antioxidante;

• Pinça de manuseamento em madeira ou plástico;

• Vaselina neutra (para protecção e conservação);

• Pincel para limpeza;

• Papel de limpeza;

• Camurça de limpeza;

• Frasco conta-gotas para solvente;

• Par de luvas de algodão.

Pontos de Contacto (5) Pontos de

Contacto

Bloco-padrão de Referência

Bloco-padrãoa calibrar

Des

vio

L N

omin

al

L E

fect

ivo

Instrumentos de Medição e de Verificação 261


6.4.9 Régua de Senos

A régua de senos é um aparelho mecânico utilizado, principalmente, na medição do seno do ângulo considerado ou como instrumento auxiliar para posicionamento de uma peça.

É constituída por uma régua rectificada, que em cada um dos extremos possui um rebaixo. Em cada rebaixo é encaixado um cilindro que serve de apoio à régua. Os cilindros têm o mesmo diâmetro. Os furos localizados no corpo da régua permitem reduzir o peso e a montagem de acessórios ou das peças a medir.

6.4.9.1 Sistemas de medição

A medição é realizada considerando um ou o outro lado da régua, sendo que um dos cilindros é apoiado sobre um plano de referência e debaixo do outro cilindro é colocado um ou mais blocos-padrão associados, com a altura total H. A distância entre os eixos dos cilindros L é variável de fabricante para fabricante.

6.4.9.2 Noções de trigonometria

Para utilizarmos a régua de senos é fundamental o conhecimento de noções básicas de trigonometria, principalmente sobre a utilização das razões trigonométricas.

Uma razão trigonométrica de um ângulo agudo de um triângulo rectângulo corresponde a uma relação entre dois lados do triângulo e um ângulo agudo.

Régua Cilindro para Apoio



6.4.12.1 Normas internacionais de referência

A consulta das Normas ISO a seguir referidas, assim como das normas específicas editadas pela AFNOR (Association Française de Normalisation), pelo BNAE (Bureau de Normalisation de l’Aéronautique et de l’Espace) e pelo CNOMO (Comité de Normalisation des Moyens de Production), permitirá aprofundar conhecimentos relativos a esta temática:

• ISO 1:1975. Standard reference temperature for industrial length measurements;

• ISO 1502:1996. ISO general-purpose metric screw threads: Gauges and gauging;

• ISO/R1938:1971. ISO system of limits and fits – Part II: Inspection of plain workpieces;

• EN 20286-1:1993. Sistema ISO de tolerâncias e ajustamentos. Parte 1: Base de tolerâncias, desvios e ajustamentos. Corresponde à: ISO 286-1:1988;

• EN 20286-2:1993. Sistema ISO de tolerâncias e de ajustamentos. Parte 2: Tabelas dos graus de tolerância normalizados e dos desvios limites dos furos e dos veios. Corresponde à: ISO 286-2:1988.

6.4.12.2 Materiais utilizados nos calibres de limites

Estes calibres estão sujeitos a grandes desgastes devido ao processo de utilização na verificação. Por este motivo, os materiais e os tratamentos geralmente utilizados têm como principais objectivos conferir aos calibres maior resistência ao desgaste e uma boa estabilidade dimensional.

A maior parte destes calibres são fabricados em aço de liga tratado ou em carboneto de tungsténio. Em certos casos, os calibres são constituídos por um corpo e as zonas de contacto são pastilhas de carboneto de tungsténio montadas no corpo do calibre.

Os calibres de maior dimensão, como no caso de certos calibres tampão e os calibres planos com sector circular, são fabricados a partir de uma peça estampada em aço de

Noções de Tolerâncias e Ajustamentos 365


Quanto à representação das Cotas Teoricamente Exactas, o valor da cota é emol-durado, conforme se apresenta nos exemplos:

No caso das tolerâncias geométricas de forma de uma linha, de orientação ou de localização, as Cotas Teoricamente Exactas dão-nos as coordenadas de um ou mais elementos de referência.

Zona de tolerância projectada

Quando as tolerâncias geométricas de localização e de orientação não podem ser aplicadas directamente, é criada uma zona de projecção externa do elemento toleranciado – a qual é designada por Zona de Tolerância Projectada.

Este tipo de solução é muito utilizado quando existe o risco de variações de perpendicula-ridade na montagem de parafusos ou de pinos em furos de passagem, o que pode originar interferência das peças, dificultando a montagem.

• Normas de referência: – ISO 1101:2004. Geometrical Product Specifications (GPS). Geometrical tole-

rancing. Tolerances of form, orientation, location and run-out; – ISO 10578:1992. Technical drawings. Tolerancing of orientation and location.

Projected tolerance zone.

Noções de Tolerâncias e Ajustamentos 389


Os equipamentos utilizados na medição da rugosidade superficial permitem, quase todos, a medição do parâmetro da Rugosidade média Ra, por processo analógico ou digital electrónico.

Importa ainda referir que o parâmetro da Rugosidade média Ra não define a forma das irregularidades do perfil, e indica apenas a média da rugosidade.

Se pretendermos medir a rugosidade de uma superfície que tenha picos ou vales acentuados, este parâmetro já não será o mais adequado porque essas variações irão contribuir para grandes distorções e erros de leitura.

Rugosidade média quadrática (Rq)

A Rugosidade média quadrática (Rq) é igual à raiz quadrada da média aritmética dos valores quadráticos das coordenadas do perfil da rugosidade R, pela totalidade do comprimento de ensaio, lm.

( )=lm

0

2 dx xZlm1

Rq

Rugosidade média (Rz) – Norma DIN 4768

A Rugosidade média (Rz) é igual à média dos valores das rugosidades máximas de cinco segmentos individuais de cálculo, consecutivos, le.

Na medição deste parâmetro, considera-se que a Rugosidade máxima corresponde à maior rugosidade dos cinco segmentos considerados.

Perfil da Superfície Perfil da Rugosidade

metrologia industrial

Documents