Baixe Instrumentação e outras Notas de estudo em PDF para Tecnologia Industrial, somente na Docsity! Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ _________________________________________________________________________________________________ ___ SENAI Departamento Regional do Espírito Santo 3 CPM - Programa de Certificação de Pessoal de Manutenção Elétrica Metrologia Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ __________________________________________________________________________________________________ __ CST 4 Companhia Siderúrgica de Tubarão Metrologia Elétrica Básica - Elétrica © SENAI - ES, 1996 Trabalho realizado em parceria SENAI / CST (Companhia Sidrúrgica de Tubarão) SENAI - Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial DAE - Divisão de Assistência às Empresas Departamento Regional do Espírito Santo Av. Nossa Senhora da Penha, 2053 - Vitória - ES. CEP 29045-401 - Caixa Postal 683 Telefone: (027) 325-0255 Telefax: (027) 227-9017 CST - Companhia Siderúrgica de Tubarão AHD - Divisão de Desenvolvimento de Recursos Humanos AV. Brigadeiro Eduardo Gomes, s/n, Jardim Limoeiro - Serra - ES. CEP 29160-972 Telefone: (027) 348-1322 Telefax: (027) 348-1077 Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ _________________________________________________________________________________________________ ___ SENAI Departamento Regional do Espírito Santo 7 Conceito - Finalidade do controle medição - Método - Instrumento e Operador - Laboratório de Metrologia Metrologia A metrologia aplica-se a todas as grandezas determinadas e, em particular, às dimensões lineares e angulares das peças mecânicas. Nenhum processo de usinagem permite que se obtenha rigorosamente uma dimensão prefixada. Por essa razão, é necessário conhecer a grandeza do erro tolerável, antes de se escolherem os meios de fabricação e controle convenientes. Finalidade do Controle O controle não tem por fim somente reter ou rejeitar os produtos fabricados fora das normas; destina-se, antes, a orientar a fabricação, evitando erros. Representa, por conseguinte, um fator importante na redução das despesas gerais e no acréscimo da produtividade. Um controle eficaz deve ser total, isto é, deve ser exercido em todos os estágios de transformação da matéria, integrando-se nas operações depois de cada fase de usinagem. Todas as operações de controle dimensional são realizadas por meio de aparelhos e instrumentos; devem-se, portanto, controlar não somente as peças fabricadas, mas também os aparelhos e instrumentos verificadores: • de desgastes, nos verificadores com dimensões fixas; • de regulagem, nos verificadores com dimensões variáveis; Isto se aplica também às ferramentas, aos acessórios e às máquinas-ferramentas utilizadas na fabricação. Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ __________________________________________________________________________________________________ __ CST 8 Companhia Siderúrgica de Tubarão Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ _________________________________________________________________________________________________ ___ SENAI Departamento Regional do Espírito Santo 9 Medição O conceito de medir traz, em si, uma idéia de comparação. Como só se podem comparar “coisas” da mesma espécie, cabe apresentar para a medição a seguinte definição, que, como as demais, está sujeita a contestações: “Medir é comparar uma dada grandeza com outra da mesma espécie, tomada como unidade”. Uma contestação que pode ser feita é aquela que se refere à medição de temperatura, pois, nesse caso, não se comparam grandezas, mas, sim, estados. A expressão “medida de temperatura”, embora consagrada, parece trazer em si alguma inexatidão: além de não ser grandeza, ela não resiste também à condição de soma e subtração, que pode ser considerada implícita na própria definição de medir. Quando se diz que um determinado comprimento tem dois metros, pode-se afirmar que ele é a metade de outro de quatro metros; entretanto, não se pode afirmar que a temperatura de quarenta graus centígrados é duas vezes maior que uma de vinte graus, e nem a metade de outra de oitenta. Portanto, para se medir um comprimento, deve-se primeiramente escolher outro que sirva como unidade e verificar quantas vezes a unidade cabe dentro do comprimento por medir. Uma superfície só pode ser medida com unidade de superfície; um volume, com unidade volume; uma velocidade, com unidade de velocidade; uma pressão, com unidade de pressão, etc. Unidade Entende-se por unidade um determinado valor em função do qual outros valores são enunciados. Usando-se a unidade METRO, pode-se dizer, por exemplo, qual é o comprimento de um corredor. A unidade é fixada por definição e independe do prevalecimento de condições físicas como temperatura, grau higroscópico (umidade), pressão, etc. Padrão O padrão é a materialização da unidade; é influenciada por condições físicas, podendo-se mesmo dizer que é a materialização da unidade, somente sob condições específicas. O metro-padrão, por exemplo, tem o comprimento de um metro, somente quando está a uma determinada temperatura, a uma determinada pressão e suportado, também, de um modo definido. É óbvio que a mudança de qualquer uma dessas condições alterará o comprimento original. Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ __________________________________________________________________________________________________ __ CST 12 Companhia Siderúrgica de Tubarão 2 - Iluminação e Limpeza A iluminação deve ser uniforme, constante e disposta de maneira que evite ofuscamento. Nenhum dispositivo de precisão deve estar exposto ao pó, para que não haja desgastes e para que as partes óticas não fiquem prejudicadas por constantes limpezas. O local de trabalho deverá ser o mais limpo e organizado possível, evitando-se que as peças fiquem umas sobre as outras. Normas Gerais de Medição Medição é uma operação simples, porém só poderá ser bem efetuada por aqueles que se preparam para tal fim. O aprendizado de medição deverá ser acompanhado por um treinamento, quando o aluno será orientado segundo as normas gerais de medição. Normas gerais de medição: 1 - Tranqüilidade. 2 - Limpeza. 3 - Cuidado. 4 - Paciência. 5 - Senso de responsabilidade. 6 - Sensibilidade. 7 - Finalidade da posição medida. 8 - Instrumento adequado. 9 - Domínio sobre o instrumento. Recomendações Os instrumentos de medição são utilizados para determinar grandezas. A grandeza pode ser determinada por comparação e por leitura em escala ou régua graduada. É dever de todos os profissionais zelar pelo bom estado dos instrumentos de medição, mantendo-se assim por maior tempo sua real precisão. Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ _________________________________________________________________________________________________ ___ SENAI Departamento Regional do Espírito Santo 13 Evite: 1 - choques, queda, arranhões, oxidação e sujeita; 2 - misturar instrumentos; 3 - cargas excessivas no uso, medir provocando atrito entre a peça e o instrumento; 4 - medir peças cuja temperatura, quer pela usinagem quer por exposição a uma fonte de calor, esteja fora da temperatura de referência; 5 - medir peças sem importância com instrumentos caros. Cuidados: 1 - USE proteção de madeira, borracha ou feltro, para apoiar os instrumentos. 2 - DEIXE a peça adquirir a temperatura ambiente, antes de tocá-la com o instrumento de medição. Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ __________________________________________________________________________________________________ __ CST 14 Companhia Siderúrgica de Tubarão Unidades Dimensionais Lineares Unidades Dimensionais As unidades de medidas dimensionais representam valores de referência, que permitem: • expressar as dimensões de objetos (realização de leituras de desenhos mecânicos); • confeccionar e, em seguida, controlar as dimensões desses objetos (utilização de aparelhos e instrumentos de medida). Exemplo: A altura da torre EIFFEL é de 300 metros; a espessura de uma folha de papel para cigarros é de 30 micrômetros. • A torre EIFFEL e a folha de papel são objetos. • A altura e a espessura são grandezas. • 300 metros e 30 micrômetros são unidades. Unidades Dimensionais Lineares Sistema Métrico Decimal Histórico: O metro, unidade fundamental do sistema métrico, criado na França em 1795, é praticamente igual à décima milionésima parte do quarto do meridiano terrestre (fig.1); esse valor, escolhido por apresentar caráter mundial, foi dotado, em 20 de maio de 1875, como unidade oficial de medidas por dezoito nações. Observação: A 26 de junho de 1862, a lei imperial nº 1.157 adotava, no Brasil, o sistema métrico decimal. Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ _________________________________________________________________________________________________ ___ SENAI Departamento Regional do Espírito Santo 17 Os americanos adotam a polegada milesimal, cujo valor foi fixado em 25,400 050mm à temperatura de 16 2/3ºC. Em razão da influência anglo-saxônica na fabricação mecânica, emprega-se freqüentemente, para as medidas industriais, à temperatura de 20ºC, a polegada de 25,4mm. Observação: Muito embora a polegada extinguiu-se, na Inglaterra, em 1975, será aplicada em nosso curso, em virtude do grande número de máquinas e aparelhos utilizados pelas indústrias no Brasil que obedecem a esses sistemas. Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ __________________________________________________________________________________________________ __ CST 18 Companhia Siderúrgica de Tubarão Unidades de Comprimento m µm mm cm dm km 1 m = 1 106 103 102 10 10-3 1 µm = 10-6 1 10-3 10-4 10-5 10-9 1 mm = 10-3 103 1 10-1 10-2 10-6 1 cm = 10-2 104 10 1 10-1 10-5 1 dm = 10-1 105 102 10 1 10-4 1 km = 103 109 106 10-5 104 1 Unidades de Comprimento (Cont.) mm µm nm Å pm mÅ 1 mm = 1 103 106 107 109 1010 1 µm = 10-3 1 103 104 106 107 1 nm = 10-6 10-3 1 10-1 103 104 1 Å = 10-7 10-4 10 1 102 103 1 pm = 10-9 10-6 10-3 10 1 10 1 mÅ = 10-10 10-7 10-6 10-5 10-1 1 Å = Angstron | 1 mÅ = 1 UX (Unidade X ou Rontgen) Área Área ou superfície é o produto de dois comprimentos. O metro quadrado é a unidade SI da área, e o seu símbolo é m2. Unidades de Área m2 µm2 mm2 cm2 dm2 km2 1 m2 = 1 1012 106 104 102 10-6 1 µm2 = 10-12 1 10-2 10-8 10-10 10-18 1 mm2 = 10-6 106 1 10-2 10-4 10-12 1 cm2 = 10-4 108 102 1 10-2 10-10 1 dm2 = 10-2 1010 104 102 1 10-8 1 km2 = 106 1018 1012 1010 108 1 Volume Volume é produto de três comprimentos (comprimento, largura e altura). O metro cúbico é a unidade SI da volume, e o seu símbolo é m3. Unidades de Volume m3 mm3 cm3 dm3 * km3 1 m3 = 1 109 106 103 109 1 mm3 = 10-9 1 10-3 10-6 10-18 1 cm3 = 10-6 103 1 10-3 10-15 1 dm3 = 10-3 10-6 103 1 10-12 1 km3 = 109 1018 1015 1012 1 Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ _________________________________________________________________________________________________ ___ SENAI Departamento Regional do Espírito Santo 19 * 1 dm3 = 1 l (Litro) Massa O kilograma é a unidade SI de massa, com o símbolo kg. O correto em português é escrever quilograma, entretanto trataremos a unidade de massa como kilograma por coerência gráfica (kg). O kilograma tem as seguintes características ímpares: a) Única unidade de base com prefixo (kilo = mil) b) Única unidade de base definida por um artefato escolhido em 1889. c) Praticamente sua definição não sofreu nenhuma modificação ou revisão. O padrão primário da unidade de massa é o protótipo internacional do kilograma do BIPM. Este protótipo é um cilindro de platina (90%) - irídio (10%), com diâmetro e atura iguais a 39mm. Tamanho aproximado do kilograma protótipo de platina-irídio Unidades de Massa kg mg g dt t = Mg 1 kg = 1 106 103 10-2 10-3 1 mg = 10-6 1 10-3 10-8 10-9 1 g = 10-3 103 1 10-5 10-6 1 dt = 102 108 105 1 10-1 1 t = 1 Mg = 103 109 106 10 1 Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ __________________________________________________________________________________________________ __ CST 22 Companhia Siderúrgica de Tubarão Rotação A velocidade de rotação é dada em RPM (número de rotações por minuto). Comparação de Unidade Anglo-Americana com as Métricas Unidades de Comprimento pol pé jarda mm m km 1 pol = 1 0,08333 0,02778 25,4 0,0254 - 1 pé = 12 1 0,3333 304,8 0,3048 - 1 jarda = 36 3 1 914,4 0,9144 - 1 mm = 0,03937 3281.10-6 1094.10-6 1 0,001 10-6 1 m = 39,37 3,281 1,094 1000 1 0,001 1 km = 39370 3281 1094 106 1000 1 Unidades de Área pol2 pé2 jarda2 cm2 dm2 m2 1 pol2 = 1 - - 6,452 0,06452 - 1 pé2 = 144 1 0,1111 929 9,29 0,0929 1 jarda2 = 1296 9 1 8361 83,61 0,8361 1 cm2 = 0,155 - - 1 0,01 0,0001 1 dm2 = 15,5 0,1076 0,01196 100 1 0,01 1 m2 = 1550 10,76 1,196 10000 100 1 Unidades de Volume pol3 pé3 jarda3 cm3 dm3 m3 1 pol3 = 1 - - 16,39 0,01639 - 1 pé3 = 1728 1 0,037 28320 28,32 0,0283 1 jarda3 = 46656 27 1 765400 - - 1 cm3 = 0,06102 3531.10-8 1,31.10-6 1 0,001 10-6 1 dm3 = 61,02 0,03531 0,00131 1000 1 0,001 1 m3 = 61023 3531 130,7 106 1000 1 Unidades de Massa dracma oz lb g kg Mg 1 dracma = 1 0,0625 0,003906 1,772 0,00177 - 1 onça = 16 1 0,0625 28,35 0,02835 - 1 lb = 256 16 1 453,6 0,4536 - 1 g = 0,5644 0,03527 0,002205 1 0,001 10-6 1 kg = 564,4 35,27 2,205 1000 1 0,001 1 Mg = 564,4.103 35270 2205 106 1000 1 Outras Unidades 1 milha inglesa = 1609 m 1 milha marítima internacional = 1852 m 1 milha geográfica = 7420 m 1 légua brasileira (3000 braças) = 6600 m 1 milha brasileira (1000 braças) = 2200 m 1 galão imperial (Ingl.) = 4,546 dm3 1 galão Americano (EUA) = 3,785 dm3 1 braça (2 varas) = 2,20 m 1 vara (5 palmos) = 1,10 m 1 passo geométrico (5 pés) = 1,65 m 1 alqueire paulista = 24200 m2 1 alqueire mineiro = 48400 m2 Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ _________________________________________________________________________________________________ ___ SENAI Departamento Regional do Espírito Santo 23 1 short ton (US) = 0,9072 Mg 1 long ton (GB, US) = 1,0160 Mg 1 Btu/pé3 = 9,547 kcal/m3 = 39 964 N m/m3 1 Btu/lb = 0,556 kcal/kg = 2 327 N m/kg 1 lb/pé2 = 4,882 kp/m2 = 47,8924 N/m2 1 lb/pol2 (= 1 psi) = 0,0703 kp/cm2 = 0,6896 N/cm2 Régua Graduada - Tipos e Usos - Graduações da Escala O mais elementar instrumento de medição utilizado nas oficinas é a régua graduada (escala). É usada para medidas lineares, quando não há exigência de grande precisão. Para que seja completa e tenha caráter universal, deverá ter graduações do sistema métrico e do sistema inglês (fig.1). Sistema Métrico Graduação em milímetros (mm). 1mm = 1 1000 m Sistema Inglês Graduação em polegadas (“). 1” = 1 36 jarda A escala ou régua graduada é construída de aço, tendo sua graduação inicial situada na extremidade esquerda. É fabricada em diversos comprimentos: 6” (152,4 mm), 12” (304,8 mm). Fig.1 Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ __________________________________________________________________________________________________ __ CST 24 Companhia Siderúrgica de Tubarão Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ _________________________________________________________________________________________________ ___ SENAI Departamento Regional do Espírito Santo 27 Características da boa Régua Graduada 1 - Ser, de preferência, de aço inoxidável. 2 - Ter graduação uniforme. 3 - Apresentar traços bem finos, profundos e salientados em preto. Conservação 1 - Evitar quedas e contato com ferramentas de trabalho. 2 - Evitar flexioná-la ou torcê-la, para que não se empene ou quebre. 3 - Limpar após o uso, para remover o suor e a sujeira. 4 - Aplicar ligeira camada de óleo fino, antes de guardá-la. Graduações da Escala - Sistema Inglês Ordinário ( “ ) polegada - 1” = uma polegada Representações (IN) polegada - 1 IN = uma polegada da polegada (INCH) palavra inglesa que significa polegada 0 1” Intervalo referente a 1”(ampliada) Fig.10 As graduações da escala são feitas dividindo-se a polegada em 2, 4, 8 e 16 partes iguais, existindo em alguns casos escalas com 32 divisões (figuras 11, 12, 13, 14 e 15). 0 1 2 1” Dividindo 1” por 2, teremos: 1:2 = 1 x 1 2 = 1 2 Fig.11 Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ __________________________________________________________________________________________________ __ CST 28 Companhia Siderúrgica de Tubarão 0 1 4 1 2 3 4 1” Dividindo 1” por 4, teremos: 1:4 = 1 x 1 4 = 1 4 Fig.12 A distância entre traços = 1 4 . Somado as frações, teremos: 1 4 + 1 4 = / / 2 4 2 2 ( ) ( ) = 1 2 ; 1 4 + 1 4 + 1 4 = 3 4 Observação: Operando com frações ordinárias, sempre que o resultado é numerador par, devemos simplificar a fração. Exemplo: 1 4 + 1 4 = 2 4 , Simplificando, teremos: / / 2 4 2 2 ( ) ( ) = 1 2 0 1 2 1” 1 8 1 4 3 8 5 8 3 4 7 8 Dividindo 1” por 8, teremos: 1:8 = 1 x 1 8 = 1 8 Fig.13 A distância entre traços = 1 8 . Somando as frações, teremos: 1 8 + 1 8 = / / 2 8 2 2 ( ) ( ) = 1 4 ; 1 8 + 1 8 + 1 8 = 3 8 1 8 + 1 8 + 1 8 + 1 8 = / / 2 8 2 2 ( ) ( ) = / / 2 4 2 2 ( ) ( ) = 1 2 Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ _________________________________________________________________________________________________ ___ SENAI Departamento Regional do Espírito Santo 29 Prosseguindo a soma, encontraremos o valor de cada traço (fig.13). 0 1 2 1” 1 16 1 8 3 16 1 4 5 16 3 8 7 16 9 16 5 8 11 16 3 4 13 16 7 8 15 16 Dividindo 1” por 16, teremos: 1:16 = 1 x 1 16 = 1 16 Fig.14 A distância entre traços = 1 16 . Somando as frações, teremos: 1 16 + 1 16 = / / / 2 16 2 2 ( ) ( ) = 1 8 ; 1 16 + 1 16 + 1 16 = 3 16 Prosseguindo a soma, encontramos o valor de cada traço (fig. 14). 0 1” I I I I I I I I I I I I I I I I Dividindo 1” por 32, teremos: 1:32 = 1 x 1 32 = 1 32 Fig.15 A distância entre traços = 1 32 . Somando as frações, teremos: 1 32 + 1 32 = / / / 2 32 2 2 ( ) ( ) = 1 16 ; 1 32 + 1 32 + 1 32 = 3 32 . Prosseguindo a soma, encontramos o valor de cada traço (Fig. 15). 1 16 3 32 1 32 Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ __________________________________________________________________________________________________ __ CST 32 Companhia Siderúrgica de Tubarão Exercício de Leitura (Régua Graduada) RESPOSTAS 1 2 3 4 5 6 7 Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ _________________________________________________________________________________________________ ___ SENAI Departamento Regional do Espírito Santo 33 8 9 10 11 12 13 14 Obs.: Reduza todas as frações à forma mais simples. RESPOSTAS 15 16 17 18 19 20 Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ __________________________________________________________________________________________________ __ CST 34 Companhia Siderúrgica de Tubarão Paquímetro - Princípio do Vernier - Tipos e Usos - Erros de Medição e Leitura Paquímetro Utilizado para a medição de peças, quando a quantidade não justifica um instrumental específico e a precisão requerida não desce a menos de 0,02mm, ′′1 128 , ou 1 128 ″ . É um instrumento finamente acabado, com as superfícies planas e polidas. O cursor é ajustado à régua, de modo que permita a sua livre movimentação com um mínimo de folga. Geralmente é construído de aço inoxidável, e suas graduações referem-se a Fig.1 Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ _________________________________________________________________________________________________ ___ SENAI Departamento Regional do Espírito Santo 37 Assim sendo, se fizermos coincidir o 1º traço do nônio com o da escala fixa, o paquímetro estará aberto em 0,1mm (fig.5), coincidindo o 2º traço com 0,2mm (fig.6), o 3º traço com 0,3mm (fig.7) e assim sucessivamente. Cálculo de Aproximação (Sensibilidade) Para se calcular a aproximação (também chamada sensibilidade) dos paquímetros, dividi-se o menor valor da escala principal (escala fixa), pelo número de divisões da escala móvel (nônio). A aproximação se obtém, pois, com a fórmula: a = e n a - aproximação e - menor valor da escala principal (Fixa) n - número de divisões do nônio (Vernier) Exemplo: (fig.8) e = 1mm n = 20 divisões a = 1 20 mm = 0,05mm Fig.7 Fig.6 Fig.5 Fig.8 Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ __________________________________________________________________________________________________ __ CST 38 Companhia Siderúrgica de Tubarão Observação: O cálculo de aproximação obtido pela divisão do menor valor da escala principal pelo número de divisões do nônio, é aplicado a todo e qualquer instrumento de medição possuidor de nônio, tais como: paquímetro, micrômetro, goniômetro, etc. ERROS DE LEITURA - São causados por dois fatores: a) paralaxe; b) pressão de medição. Paralaxe O cursor onde é gravado o nônio, por razões técnicas, tem uma espessura mínima a. Assim, os traços do nônio TN são mais elevados que os traços da régua TM (fig.9) Fig.9 Colocando-se o paquímetro perpendicularmente a nossa vista e estando superpostos os traços TN e TM, cada olho projeta o traço TN em posições opostas (fig.10) Fig.10 A maioria das pessoas possuem maior acuidade visual em um dos olhos, o que provoca erro de leitura. Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ _________________________________________________________________________________________________ ___ SENAI Departamento Regional do Espírito Santo 39 Recomenda-se a leitura feita com um só olho, apesar das dificuldades em encontrar-se a posição certa. Pressão de Medição É a pressão necessária para se vencer o atrito do cursor sobre a régua, mais a pressão de contato com a peça por medir. Em virtude do jogo do cursor sobre a régua, que e compensado pela mola F (fig.11), a pressão pode resultar numa inclinação do cursor em relação à perpendicular à régua (fig.12). Por outro lado, um cursor muito duro elimina completamente a sensibilidade do operador, o que pode ocasionar grandes erros. Deve o operador regular a mola, adaptando o instrumento à sua mão. Fig.11 Fig.12 Erros de Medição Estão classificados em erros de influências objetivas e de influências subjetivas. a) DE INFLUÊNCIAS OBJETIVAS: São aqueles motivados pelo instrumento • erros de planidade; • erros de paralelismo; • erros da divisão da régua; • erros da divisão do nônio; • erros da colocação em zero. b) DE INFLUÊNCIAS SUBJETIVAS: São aqueles causados pelo operador (erros de leitura). Observação: Os fabricantes de instrumentos de medição fornecem tabelas de erros admissíveis, Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ __________________________________________________________________________________________________ __ CST 42 Companhia Siderúrgica de Tubarão Fig.19 Medir Diâmetros Externos Medir diâmetro externo é uma operação freqüentemente realizada pelo Inspetor de Medição, a qual deve ser feita corretamente, a fim de se obter uma medida precisa e sem se danificar o instrumento de medição. Processo de Execução 1º) Passo: POSICIONE O PADRÃO. a. Observe o número do padrão (fig.1). b. Apoie o padrão sobre a mesa, com a face numerada para baixo ao lado esquerdo da folha de tarefa (fig.2). Fig.1 Fig.2 2º) Passo: SEGURE O PAQUÍMETRO. Observação: Utilize a mão direita (fig.3). Fig.3 Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ _________________________________________________________________________________________________ ___ SENAI Departamento Regional do Espírito Santo 43 3º) Passo: FAÇA A LIMPEZA DOS ENCOSTOS. Observação: Utilize uma folha de papel limpo. a. Desloque o cursor do paquímetro. b. Coloque a folha de papel entre os encostos. c. Feche o paquímetro até que a folha de papel fique presa entre os encostos. d. Desloque a folha de papel para baixo. 4º) Passo: FAÇA A PRIMEIRA MEDIDA. a. Desloque o cursor, até que o encosto apresente uma abertura maior que a primeira medida por fazer no padrão. b. Encoste o centro do encosto fixo em uma das extremidades do diâmetro por medir (fig.4). Fig.4 c. Feche o paquímetro suavemente, até que o encosto móvel toque a outra extremidade do diâmetro. d. Exerça uma pressão suficiente para manter a peça ligeiramente presa entre os encostos. e. Posicione os encostos do paquímetro na peça, de maneira que estejam no plano de medição Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ __________________________________________________________________________________________________ __ CST 44 Companhia Siderúrgica de Tubarão f. Utilize a mão esquerda, para melhor sentir o plano de medição (fig.5). Fig.5 g. Faça a leitura da medida. h. Abra o paquímetro e retire-o da peça, sem que os encostos a toquem. i. Registre a medida feita na folha de tarefa, no local indicado, de acordo com o número do padrão. 5º) Passo: COMPLETE A MEDIÇÃO DOS DEMAIS DIÂMETROS. a. Repita todos os subpassos do 4º Passo. 6º) Passo: FAÇA A MEDIÇÃO DOS DEMAIS PADRÕES. a. Troque o padrão por outro de número diferente. Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ _________________________________________________________________________________________________ ___ SENAI Departamento Regional do Espírito Santo 47 Fig.7 Fig.8 Fig.9 Observação: Para a colocação de medidas, assim como para leituras de medidas feitas em paquímetro do sistema Inglês ordinário, utilizaremos os seguintes processos: Processo para a Colocação de Medidas 1º) Exemplo: Colocar no paquímetro a medida 33/128". Divide-se o numerador da fração pelo ultimo algarismo do denominador. 33 33 8 128 1 4 O quociente encontrado na divisão será o número de traços por deslocar na escala fixa pelo zero do nônio (4 traços). O resto encontrado na divisão será a concordância do nônio, utilizando- se o denominador da fração pedida (128), (fig. 10). 0 0 Fig.10 2º) Exemplo: Colocar no paquímetro a medida 45/64" (fig. 11). 0 0 1 Fig.11 45 45 4 64 05 11 número de traços a 1 deslocar pelo zero do nônio na escala fixa. concordância do nônio utilizando o denominador da fração pedida. 33 128 ′′ 45 64 ′′ Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ __________________________________________________________________________________________________ __ CST 48 Companhia Siderúrgica de Tubarão Processo para a Leitura de Medidas 1º) Exemplo: Ler a medida da figura 12. 0 0 Fig.12 Multiplica-se o número de traços da escala fixa ultrapassados pelo zero do nônio, pelo último algarismo do denominador da concordância do nônio. O resultado da multiplicação soma-se com o numerador, repetindo-se o denominador da concordância . + 6 1 128 = 49 128 ′′ x 2º) Exemplo: Ler a medida da figura 13. 0 0 1 Fig.13 + 9 1 64 = 37 64 ′′ x Número de traços da escala fixa ultrapassados pelo zero do nônio Concordância do nônio. Leitura da medida. = ′′49 128 49 128 ′′ Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ _________________________________________________________________________________________________ ___ SENAI Departamento Regional do Espírito Santo 49 3º) Exemplo: Ler a medida da figura 14. 0 0 1 Fig.14 + 6 1 32 = 13 32 ′′ x Número de traços da escala fixa ultrapassados pelo zero do nônio Concordância do nônio. Leitura da medida. 4º) Exemplo: Ler a medida da figura 15. 0 8 0 1” 2” Fig.15 Observação: Em medidas como as do exemplo da figura 15, abandonamos a parte inteira e fazemos a contagem dos traços, como se iniciássemos a operação. Ao final da aplicação do processo, incluímos a parte inteira antes da fração encontrada. + 4 7 128 = 39 128 ′′ → 139 128 ′′ x Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ __________________________________________________________________________________________________ __ CST 52 Companhia Siderúrgica de Tubarão 5 5 5 5 6 6 6 6 7 7 7 7 Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ _________________________________________________________________________________________________ ___ SENAI Departamento Regional do Espírito Santo 53 Paquímetro - Sistema Métrico Decimal Leitura da Escala Fixa Escala Fixa NÔNIO Fig.1 Valor de cada traço da escala fixa = 1mm Fig.1 Valor de cada traço da escala fixa = 1mm (fig.1) Daí concluímos que, se deslocarmos o cursor do paquímetro até que o zero do nônio coincida com o primeiro traço da escala fixa, a leitura da medida será 1mm (fig.2), no segundo traço 2mm (fig.3), no terceiro traço 3mm (fig.4), no décimo sétimo traço 17mm (fig.5), e assim sucessivamente. Fig.2 Fig.3 Fig.4 Fig.5 Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ __________________________________________________________________________________________________ __ CST 54 Companhia Siderúrgica de Tubarão Uso do Vernier (Nônio) De acordo com a procedência do paquímetro e o seu tipo, observamos diferentes aproximações, isto é, o nônio com número de divisões diferentes: 10, 20 e 50 divisões (fig.6). Escala Fixa Fig.6 NÔNIO Cálculo de Aproximação a = 1 50 mm a = 0,02mm e = 1 mm n = 50 divisões Fig.7 Cada divisão do nônio é menor 0,02mm do que cada divisão da escala (fig.7). Se deslocarmos o cursor do paquímetro até que o primeiro traço do nônio coincida com o da escala, a medida será 0,02mm (fig.8), o segundo traço 0,04mm (fig.9), o terceiro traço 0,06mm (fig.10), o decimo sexto 0,32mm (fig.11). Fig.8 Fig.9 Fig.10 Fig.11 ESCALA NÔNIO a = e n Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ _________________________________________________________________________________________________ ___ SENAI Departamento Regional do Espírito Santo 57 3 6 9 12 Exercício de Leitura de Diâmetros Externos - Paquímetro (Sistema Métrico Decimal Aproximação 0,05mm) INSTRUMENTO: APROXIMAÇÃO DO INSTRUMENTO: EXAMINANDO: Cilindro-padrão. PADRÃO - Nº 1 PADRÃO - Nº 2 PADRÃO - Nº 3 PADRÃO - Nº 4 MEDIDAS MEDIDAS MEDIDAS MEDIDAS ORD. LEITURA UNID ORD. LEITURA UNID ORD. LEITURA UNID ORD. LEITURA UNID 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 4 5 5 5 5 6 6 6 6 7 7 7 7 PADRÃO - Nº 5 PADRÃO - Nº 6 PADRÃO - Nº 7 PADRÃO - Nº 8 MEDIDAS MEDIDAS MEDIDAS MEDIDAS ORD. LEITURA UNID ORD. LEITURA UNID ORD. LEITURA UNID ORD. LEITURA UNID 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 4 Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ __________________________________________________________________________________________________ __ CST 58 Companhia Siderúrgica de Tubarão 5 5 5 5 6 6 6 6 7 7 7 7 Exercícios de Leitura - Paquímetro (Sistema Métrico Decimal Aproximação 0,02mm) Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ _________________________________________________________________________________________________ ___ SENAI Departamento Regional do Espírito Santo 59 1 4 7 10 2 5 8 11 3 6 9 12 Exercícios de Leitura de Diâmetros Externos - Paquímetro (Sistema Métrico Decimal Aproximação 0,02mm) INSTRUMENTO: APROXIMAÇÃO DO INSTRUMENTO: EXAMINANDO: Cilindro-padrão. PADRÃO - Nº 1 PADRÃO - Nº 2 PADRÃO - Nº 3 PADRÃO - Nº 4 MEDIDAS MEDIDAS MEDIDAS MEDIDAS ORD. LEITURA UNID ORD. LEITURA UNID ORD. LEITURA UNID ORD. LEITURA UNID 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 4 5 5 5 5 6 6 6 6 7 7 7 7 PADRÃO - Nº 5 PADRÃO - Nº 6 PADRÃO - Nº 7 PADRÃO - Nº 8 MEDIDAS MEDIDAS MEDIDAS MEDIDAS ORD. LEITURA UNID ORD. LEITURA UNID ORD. LEITURA UNID ORD. LEITURA UNID Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ __________________________________________________________________________________________________ __ CST 62 Companhia Siderúrgica de Tubarão Se deslocarmos o cursor do paquímetro até que o zero do nônio coincida com o primeiro traço da escala, a leitura será 0,025" (fig.3), no segundo traço 0,050" (fig. 4), no terceiro traço 0,075" (fig.5), no décimo traço 0,250" (fig. 6), e assim sucessivamente. Fig.3 Fig.4 Fig.5 Fig.6 Uso do Vernier (Nônio) 0 primeiro passo será calcular a aproximação do paquímetro. Sabendo-se que o menor valor da escala fixa é 0,025" e que o nônio (fig. 7) possui 25 divisões, teremos: a = 0 025 25 , ,, = 0,001” ESCALA NÔNIO Fig.7 Cada divisão do nônio é menor 0,001" do que duas divisões da escala (fig. 8). Fig.8 Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ _________________________________________________________________________________________________ ___ SENAI Departamento Regional do Espírito Santo 63 Se deslocarmos o cursor do paquímetro até que o primeiro traço do nônio coincida com o da escala, a leitura será 0,001” (fig.9), o segundo traço 0,002" (fig.10), o terceiro traço 0,003” (fig.11), o decimo segundo traço 0,012" (fig.12). Fig.9 Fig.10 Fig.11 Fig.12 Leitura de Medidas Para se efetuar leitura de medidas com paquímetro do sistema Inglês decimal, procede-se da seguinte forma: observa-se a que quantidade de milésimos corresponde o traço da escala fixa, ultrapassado pelo zero do nônio (fig.13) 0,150". A seguir, observa-se a concordância do nônio (fig.13) 0,009". Somando-se os valores 0,150" + 0,009", a leitura da medida será 0,159". Fig.13 Exemplo: (fig.14): A leitura da medida é = 1,129”. Fig.14 1.125 0.004 1.129 Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ __________________________________________________________________________________________________ __ CST 64 Companhia Siderúrgica de Tubarão Exercícios de Leitura - Paquímetro (Sistema Inglês Decimal Aproximação 0,001”) 1 4 7 10 2 5 8 11 Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ _________________________________________________________________________________________________ ___ SENAI Departamento Regional do Espírito Santo 67 Micrômetros - Nomenclatura, Tipos e Usos Micrômetro A precisão de medição que se obtém com o paquímetro, às vezes, não é suficiente. Para medições mais rigorosas, utiliza-se o micrômetro, que assegura uma exatidão de 0,01mm. O micrômetro é um instrumento de dimensão variável que permite medir, por leitura direta, as dimensões reais com uma aproximação de até 0,001mm (fig.1). Fig.1 O princípio utilizado é o do sistema parafuso e porca. Assim, se, numa porca fixa, um parafuso der um giro de uma volta, haverá um avanço de uma distância igual ao seu passo. Características Do Micrômetro Arco É construído de aço especial e tratado termicamente, a fim de eliminar as tensões, e munido de protetor antitérmico, para evitar a dilatação pelo calor das mãos. Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ __________________________________________________________________________________________________ __ CST 68 Companhia Siderúrgica de Tubarão Parafuso Micrométrico E construído de aço de alto teor de liga, temperado a uma dureza de 63 RC. Rosca retificada, garantindo alta precisão no passo. Contatores Apresentam-se rigorosamente planos e paralelos, e em alguns instrumentos são de metal duro, de alta resistência ao desgaste. Fixador ou Trava Permite a fixação de medidas. Luva Externa Onde é gravada a escala, de acordo com a capacidade de medição do instrumento. Tambor Com seu movimento rotativo e através de sua escala, permite a complementação das medidas. Porca de Ajuste Quando necessário, permite o ajuste do parafuso micrométrico. Catraca Assegura uma pressão de medição constante. Tipos e Usos Para diferentes usos no controle de peças, encontram-se vários tipos de micrômetros, tanto para medições em milímetros como em polegadas, variando também sua capacidade de medição. Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ _________________________________________________________________________________________________ ___ SENAI Departamento Regional do Espírito Santo 69 As figuras abaixo nos mostram alguns dos tipos existentes. Fig. 2 - Micrômetro para medição externa. Fig.2 Fig. 3 - Micrômetro para a medição de espessura de tubos. Fig.3 Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ __________________________________________________________________________________________________ __ CST 72 Companhia Siderúrgica de Tubarão Fig.8 Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ _________________________________________________________________________________________________ ___ SENAI Departamento Regional do Espírito Santo 73 Fig. 9 - Micrômetro para medição externa, com hastes intercambiáveis. Fig.9 Fig. 10 - Micrômetro tubular. Utilizado para medição interna. Fig.10 Os micrômetros tubulares podem ser aplicados em vários casos, utilizando-se o conjunto de hastes intercambiáveis (figuras 11, 12 e 13). Medição de grandes diâmetros Fig.11 Convertido em calibre de altura Fig.12 Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ __________________________________________________________________________________________________ __ CST 74 Companhia Siderúrgica de Tubarão Medição de diâmetros profundos Fig.13 Fig. 14 - "IMICRO". Utilizado para a medição de diâmetro interno. “ IMICRO “ Utilizado para medição de diâmetro interno. Fig.14 O IMICRO e um instrumento de alta precisão: os seus 3 contatores permitem um alojamento perfeito do instrumento no furo por medir, encontrando-se facilmente a posição correta de medição. Fig. 15 - IMICRO para a medição de grandes diâmetros. IMICRO para medição de grandes diâmetros. Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ _________________________________________________________________________________________________ ___ SENAI Departamento Regional do Espírito Santo 77 Medir Diâmetros Externos (Micrômetro) A aplicação do micrômetro para a medição de diâmetros externos requer do Mecânico cuidados especiais, não só para a obtenção de medidas precisas, como para a conservação do instrumento. Processo de Execução 1º) Passo: POSICIONE O PADRÃO. a. Observe o número do padrão (fig.1). b. Apoie o padrão sobre a mesa, com a face numerada para baixo, ao lado esquerdo da Folha de Tarefa (fig.2). Fig.1 Fig.2 2º) Passo: FAÇA A LIMPEZA DOS CONTATORES. a. Utilize uma folha de papel limpo b. Afaste o contatar móvel. c. Coloque a folha de papel entre os contatores. d. Feche o micrômetro, através da catraca, até que a folha de papel fique presa entre os contatares. e. Desloque a folha de papel para baixo. Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ __________________________________________________________________________________________________ __ CST 78 Companhia Siderúrgica de Tubarão 3º) Passo: FAÇA A AFERIÇÃO DO MICRÔMETRO. a. Feche o micrômetro através da catraca até que se faça ouvir o funcionamento da mesma. b. Observe a concordância do zero da escala da luva com o do tambor. Observação: Caso o micrômetro apresente diferença de concordância entre o zero da luva e o do tambor, deverá ser feita a regulagem do instrumento. 4º) Passo: FAÇA A PRIMEIRA MEDIDA. a. Gire o tambor até que os contatores apresentem uma abertura maior que a primeira medida por fazer no padrão. b. Apoie o micrômetro na palma da mão esquerda, pressionado pelo dedo polegar (fig.3). c. Prenda o padrão entre os dedos indicador e médio da mão esquerda (fig.4). Fig.3 Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ _________________________________________________________________________________________________ ___ SENAI Departamento Regional do Espírito Santo 79 d. Encoste o contator fixo em uma das extremidades do diâmetro do padrão por medir. e. Feche o micrômetro, através da catraca, até que se faça ouvir o funcionamento da mesma. f. Faça a leitura da medida. g. Registre a medida na Folha de Tarefa. h. Abra o micrômetro e retire-o do padrão, sem que os contatores toquem a peça. 5º) Passo: COMPLETE A MEDIÇÃO DO PADRÃO. a. Repita o passo anterior. 6º) Passo: FAÇA A MEDIÇÃO DOS DEMAIS PADRÕES. a. Troque o padrão por outro de número diferente. Fig.4 Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ __________________________________________________________________________________________________ __ CST 82 Companhia Siderúrgica de Tubarão Estando o micrômetro fechado, se dermos uma volta completa no tambor rotativo, teremos um deslocamento do parafuso micrométrico igual ao seu passo (0,025"), aparecendo o primeiro traço na escala da luva (fig.3). A leitura da medida será 0,025". Dando-se duas voltas completas, aparecerá o segundo traço: a leitura da medida será 0,050" (fig.4). E assim sucessivamente. Fig.3 Fig.4 Leitura do Tambor Sabendo-se que uma volta no tambor equivale a 0,025", tendo o tambor 25 divisões (fig.5), conclui-se que cada divisão do tambor equivale a 0,001". Uma volta no tambor = 0,025" Nº de divisões do tambor = 25 Cada divisão do tambor = 0 025 25 , ,, = 0,001” Fig.5 Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ _________________________________________________________________________________________________ ___ SENAI Departamento Regional do Espírito Santo 83 Assim sendo, se fizermos coincidir o primeiro traço do tambor com a linha de referência da luva, a leitura será 0,001” (fig.6), o segundo traço 0,002” (fig.7), o vigésimo quarto traço 0,024" (fig.8). Fig.6 Fig.7 Fig.8 Sabendo-se a leitura da escala da luva e do tambor, podemos ler qualquer medida registrada no micrômetro (fig.9). Fig.9 Leitura da escala da luva = 0,225" Leitura do tambor = 0,012" Para efetuarmos a leitura da medida, soma-se a leitura da escala da luva com a do tambor: 0,225" + 0,012" = 0,237" (fig.9). Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ __________________________________________________________________________________________________ __ CST 84 Companhia Siderúrgica de Tubarão Uso do Nônio Ao utilizarmos micrômetros possuidores de nônio (fig.10), precisamos conhecer a aproximação do instrumento. a = aproximação e = menor valor da escala do tambor = 0,001” n = nº de divisões do nônio = 10 divisões a = 0 001 10 , ,, = 0,0001” Cada divisão do nônio é menor 0,0001" do que cada divisão do tambor. Se girarmos o tambor até que o primeiro traço coincida com o do nônio, a leitura da medida será 0,0001" (fig.11), o segundo 0,0002" (fig.12), o quinto 0,0005” (fig.13). Fig.11 Fig.10 Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ _________________________________________________________________________________________________ ___ SENAI Departamento Regional do Espírito Santo 87 Exercícios de Leitura - Micrômetro (Sistema Inglês Decimal Aproximação = 0,001”) 1 4 7 10 2 5 8 11 Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ __________________________________________________________________________________________________ __ CST 88 Companhia Siderúrgica de Tubarão 3 6 9 12 Exercícios de Leitura de Diâmetros Externos - Micrômetro (Sistema Inglês Decimal Aproximação = 0,001”) INSTRUMENTO: APROXIMAÇÃO DO INSTRUMENTO: EXAMINANDO: Cilindro-padrão. PADRÃO - Nº 1 PADRÃO - Nº 2 PADRÃO - Nº 3 PADRÃO - Nº 4 MEDIDAS MEDIDAS MEDIDAS MEDIDAS ORD. LEITURA UNID ORD. LEITURA UNID ORD. LEITURA UNID ORD. LEITURA UNID 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 4 5 5 5 5 6 6 6 6 7 7 7 7 PADRÃO - Nº 5 PADRÃO - Nº 6 PADRÃO - Nº 7 PADRÃO - Nº 8 MEDIDAS MEDIDAS MEDIDAS MEDIDAS ORD. LEITURA UNID ORD. LEITURA UNID ORD. LEITURA UNID ORD. LEITURA UNID 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 4 Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ _________________________________________________________________________________________________ ___ SENAI Departamento Regional do Espírito Santo 89 5 5 5 5 6 6 6 6 7 7 7 7 Micrômetro - Sistema Métrico Decimal Inicialmente observaremos as divisões da escala da luva. Nas figuras 1 e 2, mostramos a escala da luva do micrômetro com os traços em posições diferentes, porém sem alterar a distância entre si. Sabendo-se que, nos micrômetros do sistema métrico, o comprimento da escala da luva mede 25,00mm, se dividirmos o comprimento da escala pelo nº de divisões existentes, encontraremos o valor da distância entre as divisões (0,50mm), que é igual ao passo do parafuso micrométrico (fig.3). Fig.2 Fig.1 Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ __________________________________________________________________________________________________ __ CST 92 Companhia Siderúrgica de Tubarão Assim sendo, se fizermos coincidir o primeiro traço do tambor com a linha de referência da luva, a leitura será 0,01mm (fig.7), o segundo traço 0,02mm (fig.8), o quadragésimo nono traço 0,49mm (fig.9). Fig.7 Fig.8 Fig.9 Sabendo a leitura da escala da luva e do tambor, podemos ler qualquer medida registrada no micrômetro (fig.10). Leitura da escala da luva = 8,50mm Leitura do tambor = 0,32mm Para efetuarmos a leitura da medida, somamos a leitura da escala da luva com a do tambor: 8,50 + 0,32 = 8,82mm. Na figura 11, mostramos outro exemplo, com a utilização de um micrômetro em que a escala da luva apresenta a posição dos traços de forma diferente. Leitura da escala da luva = 11,00mm Leitura do tambor = 0,23mm Leitura da medida 11,23mm Fig.10 Fig.11 Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ _________________________________________________________________________________________________ ___ SENAI Departamento Regional do Espírito Santo 93 Uso do Nônio Ao utilizarmos micrômetros possuidores de nônio (fig.12), precisamos conhecer a aproximação do instrumento. Cada divisão do nônio é menor 0,001mm do que cada divisão do tambor. Observação: Atualmente não se emprega mais a palavra “mícron" nem o símbolo µ. Usamos a palavra "micrômetro ou microns" e o símbolo µm. Ex: 0,015mm = 15µm (quinze micrômetros ou microns) a = aproximação e = menor valor da escala do tambor = 0,01mm n = nº de divisões do nônio = 10 divisões a = e n a = 0 01 10 , = 0,001mm Fig.12 Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ __________________________________________________________________________________________________ __ CST 94 Companhia Siderúrgica de Tubarão Se girarmos o tambor até que o primeiro traço coincida com o do nônio, a medida será 0,001mm = 1µm (fig.13), o segundo 0,002mm = 2µm (fig.14), o quinto 0,005mm = 5µm (fig.15). Fig.13 Fig.14 Fig.15 Leitura por Estimativa Nos micrômetros não possuidores de nônio, fazemos a leitura por estimativa. Sabendo-se que 0,01mm = 0,010mm (10µm), na figura 16, utilizando-se a estimativa, a leitura da medida será de 3,605mm. Fig.16 Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ _________________________________________________________________________________________________ ___ SENAI Departamento Regional do Espírito Santo 97 5 5 5 5 6 6 6 6 7 7 7 7 Termômetro Introdução A temperatura é talvez a variável mais importante nos processos industriais, e sua medição e controle, embora difíceis, são vitais para a qualidade do produto e a segurança não só do equipamento como também do homem. Não é difícil de se chegar a esta conclusão, basta verificar que todas características físico-químicas de qualquer substância alteram-se de forma bem definida em função de temperatura. Assim sendo, uma determinada substância pode ter suas dimensões, seu estado físico (sólido, líquido, gasoso), sua densidade, sua condutividade, etc, alteradas pela mudança de seu estado térmico. Então, qualquer que seja o tipo de processo, a temperatura afeta diretamente o seu comportamento, provocando por exemplo: ritmo maior ou menor na produção, mudança na qualidade do produto, aumento ou diminuição na segurança do equipamento e/ou do pessoal, maior ou menor consumo de energia, e por conseguinte um maior ou menor custo de produção. Conceito de Temperatura Ainda que a temperatura seja uma propriedade bastante familiar, é difícil encontrar-se uma definição exata para ela. Estamos acostumados à noção de “temperatura” antes de mais nada pela sensação de calor ou frio quando tocamos um objeto. Além disso, aprendemos logo, por experiência, que ao colocarmos um corpo quente em contato com um corpo frio, o corpo quente se resfria e o corpo frio se aquece. Se esses corpos permanecem em contato por um determinado tempo, eles parecerão ter o mesmo grau de aquecimento ou resfriamento. Entretanto, sabemos que essa sensação não é bastante segura. Algumas vezes os corpos frios podem parecer quentes e os corpos de materiais diferentes, que estão na mesma temperatura, parecem estar a temperaturas diferentes. Isto porque a temperatura é uma propriedade de matéria que está relacionada com o movimento dos átomos de uma Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ __________________________________________________________________________________________________ __ CST 98 Companhia Siderúrgica de Tubarão substância. Normalmente estes átomos possuem uma determinada energia cinética que se traduz na forma de vibração ou deslocamento (para os líquidos e gases). Quanto mais rápido o movimento das moléculas mais quente se encontra o corpo, e quanto mais lento o movimento, mais frio se apresenta o corpo. Esta condição pode ser descrita como um potencial térmico ou como uma energia efetiva da substância (energia cinética). Baseado nisto podemos definir a temperatura como sendo “A propriedade de matéria que reflete a média de energia cinética de um corpo”. Na prática a temperatura é representada em uma escala numérica, onde, quanto maior o seu valor, maior é a energia cinética média dos átomos do corpo em questão. Escalas de Temperatura Desde o início da termometria, os cientistas, pesquisadores e fabricantes de termômetro sentiam dificuldades para atribuir valores de forma padronizada à temperatura por meio de escalas reproduzíveis. Essa dificuldade fez com que se buscasse pontos nos quais se pudesse reproduzir de forma definida os valores medidos. Muitas escalas baseadas em pontos diferentes foram desenvolvidas ao longo do tempo. Dentre elas as mais importantes foram a FAHREINHEIT, a CELSIUS, a RANKINE e a KELVIN. A escala FAHREINHEIT é, ainda, utilizada nos Estados Unidos e em parte da Europa. Porém, a tendência é de se usar exclusivamente nos processos industriais de todo o mundo a escala de CELSIUS. A escala RANKINE e a escala KELVIN que são escalas absolutas, são as mais usadas nos meios científicos sendo que atualmente usa-se quase exclusivamente a escala KELVIN. Escala de Celsius A escala CELSIUS é definida como sendo o intervalo de temperatura unitário igual a 1 KELVIN, uma escala de temperatura em que o ponto 0 (zero) coincida com 273,15 K. A identificação de uma temperatura na escala CELSIUS é feita com o símbolo “C” colocado após o número; exemplo 245,36oC. A escala CELSIUS tem como valor 0ºC (zero) o ponto de fusão do gelo e como valor 100ºC o ponto de ebulição da água sendo estes pontos tomados na condição de pressão igual a 1 atm. Espírito Santo _________________________________________________________________________________________________ ___ _________________________________________________________________________________________________ ___ SENAI Departamento Regional do Espírito Santo 99 É uma escala relativa obtida através da escala KELVIN, sendo esta relação definida pela equação 5.1. ° = −C K 27315 5 1, ( . ) Escala Fahreinheit A escala Fahreinheit é definida como sendo o intervalo de temperatura unitário igual a 1 grau RANKINE, numa escala em que o ponto zero coincide com 459,67 oR. A identificação de uma temperatura na escala FAHREINHEIT é feita com o símbolo “oF” colocado após o número ; exemplo: 23,40oF. A escala FAHREINHEIT tem como ponto de fusão do gelo o valor 32oF e como ponto de ebulição da água o valor 212oF, sendo estes pontos tomados na condição de pressão igual a 1 atm. Esta escala é também relativa, obtida pela escala RANKINE, sendo esta definida pela equação 5.2. ° = ° −F R 459 67 5 2, ( . ) Escala Kelvin (Temperatura Termodinâmica) Esta escala possui a mesma divisão da escala CELSIUS, isto é, um (1) grau KELVIN corresponde a um (1) grau de CELSIUS, porém, seu zero inicia no ponto de temperatura mais baixo possível, 273,15 graus abaixo de zero da escala CELSIUS. A representação é feita com o símbolo “K”, colocado após o número: K C= + °27315 5 3, ( . ) Escala Rankine Assim como a escala KELVIN, a escala RANKINE é uma escala absoluta tendo como zero absoluto, o valor 0 (zero), porém ao ponto de fusão e ao ponto de ebulição da água foram dados os valores de 491,67 e 671,67, respectivamente. ° = ° −R F 459 67 5 4, ( . )