Metrologia Básica

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Metrologia Básica

1 METROLOGIA	6
2 CONCEITOS FUNDAMENTAIS	7
2.1 MEDIÇÃO	8
2.2 VALOR VERDADEIRO CONVENCIONAL	10
2.3 CALIBRAÇÃO	10
2.4 RASTREABILIDADE	1
3 UM BREVE HISTÓRICO	12
3.1 CÚBITO REAL EGÍPCIO	12
4 A PRESENÇA DA METROLOGIA NO DIA-A-DIA	15
5 A IMPORTÂNCIA DA METROLOGIA PARA AS EMPRESAS	17
6 ÁREAS DA METROLOGIA	19
7 O PROCESSO DE MEDIÇÃO	21
7.1 FATORES METROLÓGICOS	21
8 RESULTADO DA MEDIÇÃO	24
8.1 INCERTEZA DE MEDIÇÃO	28
9 CALIBRAÇÃO	30
9.1 POR QUE CALIBRAR	30
9.2 O PROCESSO DE CALIBRAÇÃO	30
9.3 CERTIFICADO DE CALIBRAÇÃO	3
10 PADRÕES E RASTREABILIDADE	34
10.1 RASTREABILIDADE	36
1 MATERIAIS DE REFERÊNCIA	36
12 TERMINOLOGIA E CONCEITOS DE METROLOGIA	41
12.1 METROLOGIA/INSTRUMENTAÇÃO	41

12.3 MEDIDA	41
12.3.1 Erros de medição	42
12.3.2 Fontes de erros	43
12.3.3 Curvas de erro	43
12.3.4 Correção	43
12.3.5 Resolução	4
12.3.6 Histerese	4
12.3.7 Exatidão	4
12.3.8 Exatidão de um instrumento de medição	4
12.4 IMPORTÂNCIA DA QUALIFICAÇÃO DOS INSTRUMENTOS	4
12.5 QUALIFICAÇÃO DOS INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO	45
12.6 NORMAS DE CALIBRAÇÃO	46
13 CALIBRAÇÃO DE PAQUÍMETROS E MICRÔMETROS	49
13.1 CALIBRAÇÃO DE PAQUÍMETROS – RESOLUÇÃO 0,05 M	49
13.1.1 Precisão de leitura	49
13.1.2 Método de controle	50
13.2 CALIBRAÇÃO DE MICRÔMETRO	51
13.2.1 Erros e desvios admissíveis	51
13.2.2 Método de controle	52
13.2.3 Planeza	52
13.2.4 Paralelismo	53
13.2.5 Haste móvel	54
13.3 EXERCÍCIOS	5
14 CALIBRAÇÃO DE RELÓGIOS COMPARADORES	59
14.1 INTRODUÇÃO	59
14.2 CALIBRAÇÃO	60
14.3 ERROS DO RELÓGIO COMPARADOR	62
15 TOLERÂNCIA GEOMÉTRICA DE FORMA	6

15.2 CAUSAS	6
15.3 CONCEITOS BÁSICOS	67
15.4 TOLERÂNCIA DE FORMA (PARA ELEMENTOS ISOLADOS)	68
15.4.1 Retilineidade	68
15.4.2 Planeza	70
15.4.3 Circularidade	72
15.4.4 Cilindricidade	75
15.4.5 Forma de uma linha qualquer	76
15.4.6 Forma de uma superfície qualquer	7
16 TOLERÂNCIA GEOMÉTRICA DE ORIENTAÇÃO	81
16.1 TOLERÂNCIA DE POSIÇÃO	81
16.2 ORIENTAÇÃO PARA DOIS ELEMENTOS ASSOCIADOS	82
17 OLERÂNCIA GEOMÉTRICA DE POSIÇÃO	91
17.1 POSIÇÃO DE UM ELEMENTO	91
17.2 CONCENTRICIDADE	94
17.3 COAXIALIDADE	95
17.4 SIMETRIA	96
17.5 TOLERÂNCIA DE BATIMENTO	97
17.6 MÉTODO DE MEDIÇÃO DO BATIMENTO RADIAL	9
17.7 MÉTODOS DE MEDIÇÃO DE BATIMENTO AXIAL	101
18 TOLERÂNCIA	105
18.1 CONCEITOS NA APLICAÇÃO DE MEDIDAS COM TOLERÂNCIA	105
18.2 INDICAÇÕES DE TOLERÂNCIA	107

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STANDARDIZATION)	108
18.3.1 Campo de tolerância	108
18.3.2 Furos	108

18.3.4 Qualidade de trabalho	109
18.4 GRUPOS DE DIMENSÕES	109
18.5 AJUSTES	109
18.6 COTAGEM COM INDICAÇÃO DE TOLERÂNCIA	112

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1 METROLOGIA

medições, abrangendo todos os aspectos teóricos e práticos

Palavra de origem grega (metron: medida; logos: ciência), é a ciência que estuda as

A presente publicação tem como objetivo fornecer auxílio às empresas na utilização e interpretação dos conceitos da Metrologia – a ciência da Medição – seja nas Medições empregadas em laboratórios, nas avaliações de conformidade do produto, nas calibrações de equipamentos e instrumentos ou no dia-a-dia do controle de um processo de fabricação. Atualmente, devido à confiabilidade dos sistemas de medição, seguindo-se à risca os requisitos e especificações técnicas e atendendo-se aos regulamentos e normas existentes, é possível produzir peças (e/ou acessórios) em diferentes partes do mundo e estas peças se encaixarem perfeitamente (condições de intercambiabilidade e rastreabilidade).

Uma lâmpada pode ser fabricada nos EUA, enviada para montagem num farol de carro produzido no Brasil e este ser instalado num carro italiano.

Ao longo desta cartilha, procuramos demonstrar como a função Metrologia está intimamente ligada às funções Normalização e Avaliação da Conformidade, e como as três funções interferem na qualidade.

Juntas, estas funções formam o tripé de sustentação do programa denominado TIB –Tecnologia Industrial Básica.

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2 CONCEITOS FUNDAMENTAIS

O conceito de qualidade e satisfação do cliente faz parte do dia-a-dia do consumidor e dos empresários. Não existe mais espaço para empresas que não praticam a qualidade como o seu maior valor.

E para garantir essa qualidade é necessário e imprescindível medir.

O que é qualidade de um produto ou serviço? Dentre as muitas definições informais, qualidade significa ser apropriado ao uso, ou seja, ter a performance, durabilidade, aparência, utilidade, conformidade e confiabilidade esperadas pelo cliente.

Medir uma grandeza é compará-la com outra denominada unidade. O número que resulta da comparação de uma grandeza com uma unidade recebe o nome de valor numérico da grandeza.

O comprimento de um tubo de ferro é, por exemplo, três metros. Ao medir o tubo, portanto, precisamos utilizar uma unidade específica para expressar o resultado. No exemplo citado, a unidade é o metro, e para medir em metros devemos ter alguma régua ou trena marcada em metros.

A trena ou régua será a materialização física da unidade. Com base no resultado da medição conseguiremos saber quantas vezes o comprimento do tubo contém a unidade metro.

A maioria das medições não pode ser realizada apenas por uma comparação visual entre uma quantidade desconhecida e uma quantidade conhecida. Deve-se dispor de algum instrumento de medição.

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Um voltímetro para as medições de tensão elétrica. Uma quantidade desconhecida de tensão elétrica promove um desvio no ponteiro do instrumento, e a medida é obtida observando-se a posição deste ponteiro na escala. O instrumento foi previamente calibrado, marcando-se a escala em unidades de tensão elétrica.

humana, e na modernidade é cada vez mais importante obter medições confiáveis

Durante toda a nossa vida realizamos medições. Medir é uma necessidade

2.1 MEDIÇÃO

Entende-se por medição um conjunto de operações que tem por objetivo determinar o valor de uma grandeza, ou seja, sua expressão quantitativa, geralmente na forma de um número multiplicado por uma unidade de medida. Por exemplo: medir a altura de uma pessoa (1,75 m), avaliar a velocidade de um carro (80 km/h), conhecer o número de defeitos de uma linha de produção (1 peça por 100 mil), calcular o tempo de espera em uma fila de banco (30 min).

Do ponto de vista técnico, quando uma medição é realizada espera-se que ela seja: Exata, isto é, o mais próximo possível do valor verdadeiro;

Repetitiva, com pouca ou nenhuma diferença entre medições efetuadas sob as mesmas condições;

Reprodutiva, com pouca ou nenhuma diferença entre medições realizadas sob condições diferentes.

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EXEMPLOS Exata: conhecer a quantidade correta de gasolina colocada em um carro.

Repetitiva: Três medidas de comprimento de uma mesa realizadas pela mesma pessoa, utilizando a mesma régua, no mesmo ambiente de trabalho.

Reprodutiva: a medida do peso de uma carga transportada por um navio, efetuada em dois portos diferente.

Apesar de todos os cuidados, quando realizamos uma medida poderá surgir uma duvida: qual é o valor correto? Observando a figura a seguir, de que maneira poderemos saber a hora correta se os dois relógios indicarem valores diferentes?

Neste instante, é necessário recorrer a um padrão de medição. Para a hora, por exemplo, um padrão poderia ser o relógio do Observatório Nacional. Para tirar a dúvida, ligamos para o Observatório e conheceremos a hora certa.

Um padrão tem a função básica de servir como uma referência para as medições realizadas. Pode ser:

− uma medida materializada (ex.: massas padrões de uma balança);

− um material de referência (ex.: solução-tampão de pH);

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− um sistema de medição destinado a definir, realizar, conservar ou reproduzir uma unidade ou um ou mais valores de uma grandeza para servir como referência (ex.: a Escala Internacional de Temperatura de 1990).

Continuando no exemplo dos relógios. Como saberemos se a hora informada pelo Observatório Nacional é a verdadeira? Resposta: não saberemos. Por convenção consideramos a hora do Observatório Nacional como sendo o valor verdadeiro convencional da hora no Brasil.

2.2 VALOR VERDADEIRO CONVENCIONAL

Valor atribuído a uma grandeza específica e aceito, às vezes por convenção, como tendo uma incerteza apropriada para uma finalidade.

Então quer dizer que para sabermos a hora certa precisamos entrar em contato com o Observatório Nacional a todo momento? Resposta: não. Se ajustarmos os relógios com o valor informado pelo Observatório Nacional poderemos saber que horas são a qualquer momento.

Este processo de comparação é chamado de calibração, pois estabelece a relação entre os valores indicados por um instrumento de medição e os valores correspondentes do padrão.

2.3 CALIBRAÇÃO

Conjunto de operações que estabelece, sob condições especificadas, a relação entre os valores indicados por um instrumento de medição ou sistema de medição ou valores representados por uma medida materializada ou um material de referência, e os valores correspondentes das grandezas estabelecidas por padrões.

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Quando calibramos os relógios, eles foram relacionados com o Observatório Nacional, isto é, as medidas feitas têm como referência o valor informado pelo Observatório Nacional. Este relacionamento é denominado rastreabilidade de uma medição.

2.4 RASTREABILIDADE

Propriedade do resultado de uma medida ou do valor de um padrão estar relacionado a referências estabelecidas, geralmente padrões nacionais ou internacionais, por meio de uma cadeia contínua de comparações, todas tendo incertezas estabelecidas.

O resultado de toda medição é expresso por um número e por uma unidade de medida. Para realizar uma medição, é necessário termos unidades de medidas definidas e aceitas convencionalmente por todos. O Brasil segue a Convenção do Metro, que adota as unidades definidas no SI – Sistema Internacional de Unidades – Como padrão para as medições.

EXEMPLO Medimos a temperatura ambiente de um escritório e encontramos 23° (vinte e três graus Celsius). O símbolo °C representa a unidade grau Celsius (definida no SI) e, pela leitura, encontramos um valor de 23.

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