Apostila de Instrumentação. Módulo: Micrômetro

Transcrição

1 Módulo: Micrômetro AUTORES: Prof. Msc. SAMUEL MENDES FRANCO Prof. Msc. OSNI PAULA LEITE Prof. Msc. LUIS ALBERTO BÁLSAMO 1

2 Micrômetros Introdução Em 1638 foi desenvolvido um instrumento provido de um parafuso deslocável com passo de 30 fios por polegada e uma escala circular fixa com 100 divisões. Não se conhece o sucesso deste instrumento. Em 1848 encontramos pela literatura a solicitação da patente de um calibre com rosca e vernier circular, na França. Somente após 1867, encontramos registrados do aperfeiçoamento de tal instrumento, que se tornou conhecido como micrômetro. O micrômetro é um instrumento de medição utilizado onde se faz necessário uma exatidão superior a exigida para o paquímetro. Ou seja, quando se necessita medir com tolerâncias mais apertadas daquelas que o paquímetro pode oferecer, usa-se o micrômetro. 2

3 Análise Construtiva O principio de funcionamento do instrumento é baseado no deslocamento axial de um parafuso com passo de alta precisão, dentro de uma porca micrometricamente usinados, ou seja, lapidados. Quando o parafuso micrométrico gira, este avança a face de medição proporcionalmente ao passo da rosca. O micrômetro externo é composto basicamente de: 01 corpo em forma de um arco Onde vamos segurar ou apoiar o instrumento. 02 pontas de contato Onde estão as faces de medição lapidadas. 01 catraca 01 cilindro graduado 01 escala do Nônio 01 trava Sendo, uma ponta de contato fixo e uma ponta de contato móvel. A ponta de contato fixo, também chamada de batente fixo, está fixa no arco, e a ponta de contato móvel está afixada no fuso micrométrico. Através desta vamos padronizar a pressão sobre a grandeza à medir. Onde vamos executar a leitura da escala da escala principal, também chamada de bainha um tambor, Onde vamos executar a leitura da escala secundária, também chamada de escala do tambor Onde vamos efetuar a leitura do nônio. com a finalidade de travar o deslocamento do instrumento. Outros componentes Necessários para o ajuste e perfeito funcionamento do instrumento. 3

4 Características do Instrumento Os micrômetros obedecem ao principio de Abbe. Segundo Abbe, um instrumento de medição deve possuir como condição ideal a escala alinhada com a posição na qual o objeto a medir é colocado. No micrômetro, devemos identificar: Faixa de Medição: Ë definida como a faixa de utilização do instrumento, dentro do qual se admite que o erro do instrumento de medição mantém se, dentro dos limites especificados. Faixa Nominal: Ë a faixa de indicação que se pode obter em uma posição específica de um instrumento de medição. Amplitude: A amplitude será definida como sendo a diferença em módulo, entre os dois limites de uma fixa nominal Resolução: Menor diferença entre indicações de um dispositivo mostrador que pode ser significativamente percebida, ou seja menor leitura do instrumento. Vamos verificar os casos abaixo: 1º Estudo de Caso: Sistema Métrico Cada divisão da escala principal, ou seja, do cilindro graduado, vale, 0,5 mm e a escala do tambor possui 50 divisões, então temos: valor da menor divisão da escala principal 0,5 mm número de divisões da escala do tambor 50 divisões Logo, Resolução = 0,5 50 = 0,01 mm Assim temos; cada divisão da escala principal = 0,5 mm cada divisão da escala do tambor =: 0,01 mm 4

5 2º Estudo de Caso: Sistema Métrico com Escala do Nônio Cada divisão da escala principal vale 0,5 milímetro e a escala do tambor possui 50 divisões, então temos: valor da menor divisão da escala fixa 1 mm número de divisões da escala móvel 50 divisões Logo, Resolução = 1 do tambor 50 = 0,01 mm Sabendo-se que, cada divisão do tambor vale 0,01 mm, verificamos que este valor se divide em 10 partes no nônio, portanto temos: valor da menor divisão no tambor 0,01 mm número de divisões do nônio 10 divisões Logo, Resolução = 0,01 10 = 0,001 mm Assim temos, cada divisão da escala principal = 0,5 mm cada divisão da escala do tambor =: 0,01 mm cada divisão da escala do nônio = 0,001 mm 3º Estudo de Caso: Sistema Inglês Cada divisão da escala principal vale e a escala do tambor possui 25 divisões, então temos: valor da menor divisão da escala fixa número de divisões da escala móvel 25 divisões Logo, Resolução = do tambor 25 = Assim temos, cada divisão da escala principal = cada divisão da escala do tambor =:

6 4º Estudo de Caso: Sistema Inglês com Escala do Nônio Cada divisão da escala principal vale e a escala do tambor possui 25 divisões, então temos: valor da menor divisão da escala fixa número de divisões da escala móvel 25 divisões Logo, Resolução = do tambor 25 = Sabendo-se que, cada divisão do tambor vale 0.001, verificamos que este valor se divide em 10 partes no nônio, portanto temos:: valor da menor divisão no tambor número de divisões do nônio 10 divisões Logo, Resolução = = Assim temos, cada divisão da escala principal = cada divisão da escala do tambor =: cada divisão da escala do nônio = Exatidão: Aptidão de um instrumento de medição para dar respostas próximas a um valor verdadeiro. A seguir será apresentado alguns micrômetros Starrett. Micrômetro Resolução Exatidão Faixa de medição 0,01 mm ± mm 25 mm 0,001 mm ± mm Faixa de medição ± ± A exatidão apresentada se refere ao instrumento novo, portanto é um parâmetro de fabricação do instrumento, sendo assim, o instrumento deverá ser periodicamente calibrado para determinar seu comportamento metrológico. 6

7 Leituras PARA A LEITURA DEVEMOS: OBSERVAR E ANALISAR O INSTRUMENTO Observar : A escala principal a escala do tambor e o nônio Escala do Nônio Escala do Tambor Escala principal Quanto vale cada divisão na escala principal? Devemos analisar: Quanto vale cada divisão na escala do tambor? Quanto vale cada divisão na escala do nônio? Após observar as escalas e analisar os valores, seguiremos a seguinte sequência: Primeiro: Observe a posição da face do tambor. A face do tambor passou de uma determinada graduação na escala principal? Qual é essa graduação? Desta maneira temos a leitura na escala principal. Face do tambor 7

8 Segundo: Observe que na escala principal possui uma linha horizontal, chamada linha de leitura. Percorra com os olhos a escala do tambor e identifique se algum traço está coincidindo com esta linha horizontal, caso nenhuma venha a coincidir, identifique qual graduação da escala o tambor está imediatamente abaixo a esta linha? Qual é essa graduação? Assim, temos a leitura no tambor. Terceiro: Percorra com os olhos a escala do nônio e identifique qual graduação está coincidindo com alguma graduação da escala do tambor. Qual é essa graduação? Assim, temos a leitura no nonio. Quarto: A medida será obtida pela somatório das leituras. Logo a medida será: leitura da escala principal + leitura da escala do tambor + leitura do nônio 8

9 Estudo de Caso Nº 1 Sistema Métrico Observar : A escala principal a escala do tambor e o nônio Linha Horizontal Escala do Nônio Escala do Tambor Escala principal Devemos analisar: Quanto vale cada divisão na escala principal? No esquema, vemos uma linha horizontal, chamada linha de leitura, na parte de cima temos graduações de 1 em 1 milímetro, e a cada 5 graduações está numerada: 5, 10,15, 20, 25. Na parte de baixo estão as graduações de 0,5 mm. Quanto vale cada divisão na escala do tambor? Cada divisão na escala do tambor vale 0,01mm. Quanto vale cada divisão na escala do nônio? Cada divisão na escala do nônio vale 0,001mm. Após observar as escalas e analisar os valores, seguiremos a seguinte sequência: Primeiro: Observe a posição da face do tambor. A face do tambor passou de uma determinada graduação na escala principal? Qual é essa graduação? 18 mm Leitura na escala principal = 18,0 mm 9

10 Segundo: Observe que na escala principal possui uma linha horizontal, chamada linha de leitura. Percorra com os olhos a escala do tambor e identifique se algum traço está coincidindo com esta linha horizontal, caso nenhuma venha a coincidir, identifique qual graduação da escala o tambor está imediatamente abaixo a esta linha? Qual é essa graduação? 9 Leitura no tambor = 0,09 mm Terceiro: Percorra com os olhos a escala do nônio e identifique qual qraduação está coincidindo com alguma graduação da escala do tambor. Qual é essa graduação? 6 Leitura no nonio = 0,006 mm Quarto: A medida será obtida pela somatório das leituras. Logo a medida será: leitura da escala principal = 18,0 leitura da escala do tambor = 0,09 leitura do nônio = 0,006 Medida = 18,096 10

11 Exercícios de Leituras no Sistema Métrico 1 Leitura: 2 Leitura: 3 Abrir o micrômetro em: 15,254 mm 4 Abrir o micrômetro em: 5,736 mm 11

12 Procedimento de Medição Procedimento de Medição Instrumento: Micrômetro Externo Resolução 0,001 mm 1. Limpar as faces de medição; Descrição 2. Limpar a superfície da peça a ser medida; 3. Ajustar o instrumento na escala inicial. Chamamos de ajuste do zero, para micrômetros com faixa de operação de 0 a 25 mm. 4. Abrir o instrumento, girando o fuso micrométrico no sentido horário a uma distância maior que a dimensão da peça a ser medida. 5. Posicionar a peça entre as faces de medição. 6. Encostar a ponta de contato fixa na peça. 7. Fechar o micrômetro girando o fuso micrométrico através da catraca numa velocidade baixa, uniforme e constante. A catraca ou o sistema de fricção será utilizado para controlar a pressão na medição, garantindo pressão uniforme na medição. Portanto, NÃO deverá FECHAR o instrumento pelo TAMBOR. 8. Quando perceber que a face de contato móvel encostar a peça, dar três voltas na catraca. 9. Efetuar a leitura das escalas Para efetuar as leituras das escalas, posicionar o instrumento de maneira a evitar o erro de paralaxe, para isto é importante um alinhamento do ponto de observação com as graduações das escalas do tambor e do nônio. 12

13 Meettrroollooggiiaa Inndduussttrriiaall Tipos de Micrômetros Existem diversos modelos de micrômetros. Sendo micrômetros eletrônicos digitais, mecânicos, micrômetros para medição externa, micrômetros para medição interna, micrômetro para medição de profundidade, micrômetro para medição de roscas entre outros modelos e tipos. Para maiores informações consultar o catálogo do fabricante. 13