Apostila de Metrologia Basica PDF
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Carga Horria:
30 horas
Perodo:
ltima reviso:
22.08.2011
Prxima reviso:
22.08.2012
CURSOS LIVRES
METROLOGIA
BSICA
Sumrio
1. Metrologia ........................................................................................................................ 4
1.1 Conceito ..................................................................................................................... 4
1.2 Medio...................................................................................................................... 4
1.3 Grandeza ................................................................................................................... 4
1.4 Instrumentos de medio ........................................................................................... 4
1.5 Sistema de medio ................................................................................................... 4
2. Breve histrico das medidas............................................................................................ 4
2.1 Medidas inglesas........................................................................................................ 6
2.2 Padres do metro no Brasil ........................................................................................ 6
2.3 Mltiplos e submltiplos do metro .............................................................................. 6
3. Rgua graduada e trena .................................................................................................. 7
3.1 Introduo .................................................................................................................. 7
3.2 Caractersticas ........................................................................................................... 9
3.3 Leitura no sistema mtrico ......................................................................................... 9
3.4 Leitura no sistema ingls de polegada fracionria ..................................................... 9
3.5 Conservao ............................................................................................................ 11
4. Trena ............................................................................................................................. 11
5. Paqumetro .................................................................................................................... 12
5.1 Tipos e usos ............................................................................................................. 13
5.2 Princpio do nnio..................................................................................................... 15
5.3 Clculo de resoluo ................................................................................................ 16
5.4 Paqumetro: Sistema Mtrico ................................................................................... 17
5.5 Paqumetro: Sistema Ingls ..................................................................................... 19
5.6 Leitura de polegada fracionria ............................................................................ 20
5.7 Paqumetro: Conservao ........................................................................................ 24
5.7.1 Erros de leitura .................................................................................................. 24
5.7.2 Paralaxe ............................................................................................................ 24
5.7.3 Presso de medio .......................................................................................... 24
5.8 Tcnica de utilizao do paqumetro ........................................................................ 25
5.9 Conservao ............................................................................................................ 27
6. Micrmetro: Tipos e Usos .............................................................................................. 27
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1. Metrologia
1.1 Conceito
a cincia das medidas, medies e suas aplicaes, a metrologia compreende todos os
aspectos tericos e prticos da medio, qualquer que seja a incerteza de medio e o domnio de
aplicao.
1.2 Medio
Processo experimental para obter um ou mais valores razoavelmente atribuveis a uma
grandeza
1.3 Grandeza
Propriedade de um fenmeno, corpo, ou substncia, que se pode exprimir quantitativamente
sob a forma de um nmero e de uma referncia.
dispositivos
Essa nova unidade passou a ser chamada metro (o termo grego metron significa medir).
Os astrnomos franceses Delambre e Mechain foram incumbidos de medir o meridiano. Entre
Dunkerque (Frana) e Montjuich (Espanha). Feitos os clculos, chegou-se a uma distncia que foi
materializada numa barra de platina de seco retangular de 4,05 x 25 mm. O comprimento dessa
barra era equivalente ao comprimento da unidade padro metro, que assim foi definido:
Foi esse metro transformado em barra de platina que passou a ser denominado metro dos
arquivos.
Ocorreram, ainda, outras modificaes. Hoje, o padro do metro em vigor no Brasil
recomendado pelo INMETRO, baseado na velocidade da luz, de acordo com deciso da 17
Conferncia Geral dos Pesos e Medidas de 1983. O INMETRO (Instituto Nacional de Metrologia,
Normalizao e Qualidade Industrial), em sua resoluo 3/84, assim definiu o metro:
SMBOLO
Quilmetro
km
103 = 1.000 m
Hectmetro
hm
102 = 100 m
Decmetro
dam
101 = 10 m
Metro
100 = 1 m
Decmetro
dm
10-1 = 0,1 m
Centmetro
cm
10-2 = 0,01 m
Milmetro
mm
10-3 = 0,001 m
Micrmetro
um
10-6 = 0,000.001 m
Utiliza-se a rgua graduada nas medies com erro admissvel superior menor graduao.
Normalmente, essa graduao equivale a 0,5 mm ou 1 .
As rguas graduadas apresentam-se nas dimenses de 150, 200, 250, 300, 500, 600, 1000,
1500, 2000 e 3000 mm. As mais usadas na oficina so as de 150 mm (6") e 300 mm (12"), se
apresentam em vrios modelos.
Rgua de encosto interno: Destinada a medies que apresentem faces internas de referncia.
Rgua sem encosto: Nesse caso, devemos subtrair do resultado o valor do ponto de referncia.
Rgua com encosto: Destinada medio de comprimento a partir de uma face externa, a qual
utilizada como encosto.
Rgua de dois encostos: Dotada de duas escalas: uma com referncia interna e outra com
referncia externa. utilizada principalmente pelos ferreiros.
Rgua rgida de ao-carbono com seo retangular: Utilizada para medio de deslocamentos em
mquinas-ferramenta, controle de dimenses lineares, traagem etc.
3.2 Caractersticas
De modo geral, uma escala de qualidade deve apresentar bom acabamento, bordas retas e
bem definidas, e faces polidas.
As rguas de manuseio constante devem ser de ao inoxidvel ou de metais tratados
termicamente. necessrio que os traos da escala sejam gravados, bem definidos, uniformes,
equidistantes e finos.
A retitude e o erro mximo admissvel das divises obedecem a normas internacionais.
Exerccio
Leia os espaos marcados e escreva o numeral frente das letras, abaixo da rgua.
Observe que, na ilustrao anterior, esto indicadas somente fraes de numerador mpar.
Isso acontece porque, sempre que houver numeradores pares, a frao simplificada.
Exemplo:
A leitura na escala consiste em observar qual trao coincide com a extremidade do objeto. Na
leitura, deve-se observar sempre a altura do trao, porque ele facilita a identificao das partes
em que a polegada foi dividida.
"
Exerccio
Faa a leitura de fraes de polegada em rgua graduada.
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3.5 Conservao
- Evitar que a rgua caia ou a escala fique em contato com as ferramentas comuns de trabalho.
- Evitar riscos ou entalhes que possam prejudicar a leitura da graduao.
- No flexionar a rgua: isso pode empen-la ou quebr-la.
- No utiliz-la para bater em outros objetos.
- Limp-la aps o uso, removendo a sujeira. Aplicar uma leve camada de leo fino, antes de
guardar a rgua graduada.
4. Trena
Trata-se de um instrumento de medio constitudo por uma fita de ao, fibra ou tecido,
graduada em uma ou em ambas as faces, no sistema mtrico e/ ou no sistema ingls, ao longo de
seu comprimento, com traos transversais.
Em geral, a fita est acoplada a um estojo ou suporte dotado de um mecanismo que permite
recolher a fita de modo manual ou automtico. Tal mecanismo, por sua vez, pode ou no ser
dotado de trava.
No se recomenda medir permetros com trenas de bolso cujas fitas sejam curvas.
As trenas apresentam, na extremidade livre, uma pequenina chapa metlica dobrada em
ngulo de 90. Essa chapa chamada encosto de referncia ou gancho de zero absoluto.
5. Paqumetro
O paqumetro um instrumento usado para medir as dimenses lineares internas, externas e
de profundidade de uma pea. Consiste em uma rgua graduada, com encosto fixo, sobre a qual
desliza um cursor.
1. orelha fixa
8. encosto fixo
2. orelha mvel
9. encosto mvel
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O cursor ajusta-se rgua e permite sua livre movimentao, com um mnimo de folga. Ele
dotado de uma escala auxiliar, chamada nnio ou vernier. Essa escala permite a leitura de fraes
da menor diviso da escala fixa.
O paqumetro usado quando a quantidade de peas que se quer medir pequena. Os
instrumentos mais utilizados apresentam uma resoluo de: 0,05 mm, 0,02 mm, 1 ou .001
As superfcies do paqumetro so planas e polidas, e o instrumento geralmente feito de ao
inoxidvel. Suas graduaes so calibradas a 20C.
Paqumetro universal com relgio: O relgio acoplado ao cursor facilita a leitura, agilizando a
medio.
Paqumetro com bico mvel (basculante): Empregado para medir peas cnicas ou peas com
rebaixos de dimetros diferentes.
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Paqumetro digital: Utilizado para leitura rpida, livre de erro de paralaxe, e ideal para controle
estatstico.
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No sistema mtrico, existem paqumetros em que o nnio possui dez divises equivalentes a
nove milmetros (9 mm).
H, portanto, uma diferena de 0,1 mm entre o primeiro trao da escala fixa e o primeiro
trao da escala mvel.
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Essa diferena de 0,2 mm entre o segundo trao de cada escala; de 0,3 mm entre o terceiros
traos e assim por diante.
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Teste sua aprendizagem, fazendo os exerccios a seguir. Confira suas respostas com as do
gabarito.
Exerccio.
Faa a leitura e escreva a medida nas linhas pontilhadas.
17
Exerccio.
Faa a leitura e escreva a medida nas linhas pontilhadas
Exerccio.
Faa a leitura e escreva a medida nas linhas pontilhadas
18
Faa a leitura.
19
Exerccio.
Faa a leitura e escreva a medida nas linhas pontilhadas
20
2 passo - Quando o zero (0) do nnio no coincidir, verifique qual dos traos do nnio est
nessa situao e faa a leitura do nnio.
3 passo - Verifique na escala fixa quantas divises existem antes do zero (0) do nnio.
4 passo - Sabendo que cada diviso da escala fixa equivale a
leitura do nnio, escolhemos uma frao da escala fixa de mesmo denominador.
e com base na
Por exemplo:
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Resto
quociente
3 passo - O quociente indica a medida na escala fixa; o resto mostra o nmero do trao do
nnio que coincide com um trao da escala fixa.
Exerccios
22
Leia cada uma das medidas em polegada milesimal e escreva a medida na linha abaixo de
cada desenho.
Exerccios
Leia cada uma das medidas em polegadas fracionrias e escreva a medida na linha abaixo de
cada desenho.
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5.7.2 Paralaxe
Dependendo do ngulo de viso do operador, pode ocorrer o erro por paralaxe, pois devido a
esse ngulo, aparentemente h coincidncia entre um trao da escala fixa com outro da mvel.
O cursor onde gravado o nnio, por razes tcnicas de construo, normalmente tem uma
espessura mnima (a), e posicionado sobre a escala principal. Assim, os traos do nnio (TN) so
mais elevados que os traos da escala fixa (TM).
Colocando o instrumento em posio no perpendicular vista e estando sobrepostos os
traos TN e TM, cada um dos olhos projeta o trao TN em posio oposta, o que ocasiona um erro
de leitura.
Para no cometer o erro de paralaxe, aconselhvel que se faa a leitura situando o
paqumetro em uma posio perpendicular aos olhos.
Para se deslocar com facilidade sobre a rgua, o cursor deve estar bem regulado: nem muito
preso, nem muito solto. O operador deve, portanto, regular a mola, adaptando o instrumento
sua mo. Caso exista uma folga anormal, os parafusos de regulagem da mola devem ser ajustados,
girando-os at encostar no fundo e, em seguida, retornando 1 de volta aproximadamente. Aps
esse ajuste, o movimento do cursor deve ser suave, porm sem folga.
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Convm que o paqumetro seja fechado suavemente at que o encosto mvel toque a outra
extremidade.
Feita a leitura da medida, o paqumetro deve ser aberto e a pea retirada, sem que os
encostos a toquem.
As recomendaes seguintes referem-se utilizao do paqumetro para determinar medidas
como: externas; internas; de profundidade e de ressaltos.
Nas medidas externas, a pea a ser medida deve ser colocada o mais profundamente possvel
entre os bicos de medio para evitar qualquer desgaste na ponta dos bicos.
Para maior segurana nas medies, as superfcies de medio dos bicos e da pea devem
estar bem apoiadas.
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Nas medidas internas, as orelhas precisam ser colocadas o mais profundamente possvel. O
paqumetro deve estar sempre paralelo pea que est sendo medida.
Para maior segurana nas medies de dimetros internos, as superfcies de medio das
orelhas devem coincidir com a linha de centro do furo.
Toma-se, ento, a mxima leitura para dimetros internos e a mnima leitura para faces
planas internas.
No caso de medidas de profundidade, apia-se o paqumetro corretamente sobre a pea,
evitando que ele fique inclinado.
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No se deve usar a haste de profundidade para esse tipo de medio, porque ela no
permite um apoio firme.
5.9 Conservao
- Manejar o paqumetro sempre com todo cuidado, evitando choques.
- No deixar o paqumetro em contato com outras ferramentas, o que pode lhe causar danos.
- Evitar arranhaduras ou entalhes, pois isso prejudica a graduao.
- Ao realizar a medio, no pressionar o cursor alm do necessrio.
- Limpar e guardar o paqumetro em local apropriado, aps sua utilizao.
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Desse modo, dividindo-se a .cabea. do parafuso, pode-se avaliar fraes menores que uma
volta e, com isso, medir comprimentos menores do que o passo do parafuso.
6.2 Nomenclatura
A figura seguinte mostra os componentes de um micrmetro.
6.3 Caractersticas
Os micrmetros caracterizam-se pela:
- capacidade;
- resoluo;
- aplicao.
A capacidade de medio dos micrmetros normalmente de 25 mm (ou 1"), variando o
tamanho do arco de 25 em 25 mm (ou 1 em 1"). Podem chegar a 2000 mm (ou 80").
A resoluo nos micrmetros pode ser de 0,01 mm; 0,001 mm; .001" ou .0001". No
micrmetro de 0 a 25 mm ou de 0 a 1", quando as faces dos contatos esto juntas, a borda do
tambor coincide com o trao zero (0) da bainha. A linha longitudinal, gravada na bainha, coincide
com o zero (0) da escala do tambor.
Com arco profundo: Serve para medies de espessuras de bordas ou de partes salientes das
peas.
Com disco nas hastes: O disco aumenta a rea de contato possibilitando a medio de papel,
cartolina, couro, borracha, pano etc. Tambm empregado para medir dentes de engrenagens.
Para medio de roscas: Especialmente construdo para medir roscas triangulares, este
micrmetro possui as hastes furadas para que se possa encaixar as pontas intercambiveis,
conforme o passo para o tipo da rosca a medir.
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Para medir parede de tubos: Este micrmetro dotado de arco especial e possui o contato a 90
com a haste mvel, o que permite a introduo do contato fixo no furo do tubo.
Contador mecnico: para uso comum, porm sua leitura pode ser efetuada no tambor ou no
contador mecnico. Facilita a leitura independentemente da posio de observao (erro de
paralaxe).
Digital eletrnico: Ideal para leitura rpida, livre de erros de paralaxe, prprio para uso em
controle estatstico de processos, juntamente com microprocessadores.
Exerccio
Identifique as partes principais do micrmetro abaixo:
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importante que voc aprenda a medir com o micrmetro. Para isso, leia as medidas
indicadas nas figuras.
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Para medir com o micrmetro de resoluo .001", l-se primeiro a indicao da bainha.
Depois, soma-se essa medida ao ponto de leitura do tambor que coincide com o trao de
referncia da bainha.
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6.7 Conservao
- Limpar o micrmetro, secando-o com um pano limpo e macio (flanela).
- Untar o micrmetro com vaselina lquida, utilizando um pincel.
- Guardar o micrmetro em armrio ou estojo apropriado, para no deix- lo exposto sujeira e
umidade.
- Evitar contatos e quedas que possam riscar ou danificar o micrmetro e sua escala.
Exerccio 1
Escreva as medidas abaixo de cada ilustrao.
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7. Relgio comparador
Medir a grandeza de uma pea por comparao determinar a diferena da grandeza
existente entre ela e um padro de dimenso predeterminado. Da originou-se o termo medio
indireta.
Dimenso da pea = dimenso do padro diferena
O relgio comparador um instrumento de medio por comparao, dotado de uma escala
e um ponteiro, ligados por mecanismos diversos a uma ponta de contato.
O comparador centesimal um instrumento comum de medio por comparao. As
diferenas percebidas nele pela ponta de contato so amplificadas mecanicamente e iro
movimentar o ponteiro rotativo diante da escala.
Quando a ponta de contato sofre uma presso e o ponteiro gira em sentido horrio, a
diferena positiva. Isso significa que a pea apresenta maior dimenso que a estabelecida. Se o
ponteiro girar em sentido anti-horrio, a diferena ser negativa, ou seja, a pea apresenta menor
dimenso que a estabelecida.
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Alguns relgios trazem limitadores de tolerncia. Esses limitadores so mveis, podendo ser
ajustados nos valores mximo e mnimo permitidos para a pea que ser medida.
Existem ainda os acessrios especiais que se adaptam aos relgios comparadores. Sua
finalidade possibilitar controle em srie de peas, medies especiais de superfcies verticais, de
profundidade, de espessuras de chapas etc.
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Os relgios comparadores tambm podem ser utilizados para furos. Uma das vantagens de
seu emprego a constatao, rpida e em qualquer ponto, da dimenso do dimetro ou de
defeitos, como conicidade, ovalizao etc.
Consiste basicamente num mecanismo que transforma o deslocamento radial de uma ponta
de contato em movimento axial transmitido a um relgio comparador, no qual pode-se obter a
leitura da dimenso. O instrumento deve ser previamente calibrado em relao a uma medida
padro de referncia.
Esse dispositivo conhecido como medidor interno com relgio comparador ou sbito.
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Observao: Antes de tocar na pea, o ponteiro do relgio comparador fica em uma posio
anterior a zero. Assim, ao iniciar uma medida, deve-se dar uma pr-carga para o ajuste do zero.
Colocar o relgio sempre numa posio perpendicular em relao pea, para no incorrer
em erros de medida.
7.8 Conservao
- Descer suavemente a ponta de contato sobre a pea.
- Levantar um pouco a ponta de contato ao retirar a pea.
- Evitar choques, arranhes e sujeira.
- Manter o relgio guardado no seu estojo.
- Os relgios devem ser lubrificados internamente nos mancais das engrenagens.
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Por sua enorme versatilidade, pode ser usado para grande variedade de aplicaes, tanto na
produo como na inspeo final.
Exemplos:
- Excentricidade de peas.
- Alinhamento e centragem de peas nas mquinas.
- Paralelismos entre faces.
- Medies internas.
- Medies de detalhes de difcil acesso.
Observaes
A posio inicial do ponteiro pequeno mostra a carga inicial ou de medio.
Deve ser registrado se a variao negativa ou positiva.
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8. Bibliografia
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lineares. S/i.
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ABNT. NBR 6405/1988: Rugosidade das superfcies. S/i.
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SENAI/SP, s/d.
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