Instrumentação- metrologia básica

Instrumentação- metrologia básica

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_ SENAI Departamento Regional do Espírito Santo1

CPM – Programa de Certificação do Pessoal de Manutenção

Metrologia Básica Instrumentação

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Metrologia – Instrumentação

SENAI – ES, 1999

Trabalho realizado em parceria SENAI / CST (Companhia Siderúrgica de Tubarão)

Coordenação GeralEvandro de Figueiredo Neto (CST) Robson Santos Cardoso (SENAI)

SupervisãoRosalvo Marcos Trazzi (CST)

Fernando Tadeu Rios Dias (SENAI)

ElaboraçãoOtimar Ferreira Diana (CST)

Ulisses Barcelos Viana (SENAI)

AprovaçãoAlexandre Kalil Hanna (CST)

Carlos Athico Prates (CST) Wenceslau de Oliveira (CST)

SENAI – Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial CTIIAF – Centro Técnico de Instrumentação Industrial Arivaldo Fontes

Departamento Regional do Espírito Santo Av. Marechal Mascarenhas de Moraes, 2235 Bento Ferreira – Vitória – ES CEP Telefone: (027) Telefax: (027)

CST – Companhia Siderúrgica de Tubarão Departamento de Recursos Humanos Av. Brigadeiro Eduardo Gomes, s/n, Jardim Limoeiro – Serra – ES CEP 29160-972 Telefone: (027) 348-1286 Telefax: (027) 348-1077

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AssuntoPágina
Introdução4
Unidade4
Padrão5
Método, instrumento e operador5
Laboratório de metrologia7
Normas gerais de medição8
Recomendações8
Unidades dimensionais lineares9
Confiabilidade metrológica12
Hierarquia metrológica12
Principais fatores que afetam um resultado13
Rede brasileira de calibração14

Índice

Anexo – 1 Vocabulário internacional de metrologia –VIM16

1. Grandezas e unidades16
2. Medições25
3. Resultados de medição28
4. Instrumentos de medição34
5. Características dos instrumentos de medição46
6. Padrões56
Quadro geral de unidades de medida61

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Metrologia

A metrologia aplica-se a todas as grandezas determinadas. Nenhum processo físico/químico permite que se obtenha rigorosamente uma dimensão prefixada. Por essa razão, e necessário conhecer a grandeza do erro tolerável, antes de se escolherem os meios de fabricação e controle convenientes.

O conceito de medir tráz, 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, esta' sujeita a contestações:

"Medir é comparar uma dada grandeza com outra da mesma espécie, tomada como unidade".

Uma contestação que pode ser feita e' aquela que se refere a' 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: alem 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 e' 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.

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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 especificas. O metro-padrão, por exemplo, tem o comprimento de um metro, somente quando esta' a uma determinada temperatura, a uma determinada pressão e suportado, também, de um modo definido. E' óbvio que a mudança de qualquer uma dessas condições alterará o comprimento original.

Método, Instrumento e Operador

Um dos mais significativos índices de progresso, em todos Os ramos da atividade humana, e a perfeição dos processos metrológicos que neles se empregam. Principalmente no domínio da técnica, a Metrologia é de importância transcendental.

O sucessivo aumento de produção e a melhoria de qualidade requerem um ininterrupto desenvolvimento e aperfeiçoamento na técnica de medição; quanto maiores são as necessidades de aparatos, ferramentas de medição e elementos capazes.

Na tomada de quaisquer medidas, devem ser considerados três elementos fundamentais: o método, o instrumento e o operador.

Método Existem dois métodos de medição: - Medição Direta

Método de medição pelo qual o valor de uma grandeza é obtido por meio de um instrumento, sem utilização de cálculos suplementares baseados em relação funcional entre a grandeza a medir que seriam efetivamente medidas em lugar daquela.

Exemplos de instrumentos: paquímetro, termômetro de vidro, etc.

- Principais métodos de medição direta: a) Método Deslocamento

Método pelo qual uma grandeza é indicada numa escala convencionalmente graduada baseando-se para isso em propriedades físicas adequadas de um elemento ou de outra grandeza. Como exemplo, temos a medição de temperatura por termômetro de vidro, conforme figura ao lado.

Padrão

_ SENAI Departamento Regional do Espírito Santo6 b) Método de compensação ou de zero

Método de medição no qual se reduz a zero a diferença entre o valor da grandeza a medir e um valor conhecido na mesma grandeza.

Exemplo: Balança analítica, conforme figura 2.

Fig. 2 - Balança analítica

- Medição Indireta

Método pelo qual o valor de uma grandeza é obtido através de cálculos sobre valores resultantes de medição direta de outras grandezas, que tenham relação funcional com a grandeza a medir. Como exemplo pode ser citado a medição de área e volume.

Instrumentos de Medição

A exatidão relativa das medidas depende evidentemente, da qualidade dos instrumentos de medição empregados. Assim, a tomada de um comprimento com um metro defeituoso dará resultado duvidoso, sujeito a contestações. Portanto, para a tomada de uma medida, é indispensável que o instrumento esteja calibrado e que a sua aproximação permita avaliar a grandeza em causa, com a precisão exigida.

Operador

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