METROLOGIA HISTÓRICO. Prof. Marcos Andrade 1
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- Ana Luiza Viveiros Vilarinho
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1 METROLOGIA HISTÓRICO Prof. Marcos Andrade 1
2 Metrologia Um breve histórico: Há anos as unidades de medição primitivas estavam baseadas em partes do corpo humano, que eram referências universais. Prof. Marcos 2
3 Metrologia Surgiram as medidas-padrão: Prof. Marcos 3
4 Metrologia Medias-padrão Prof. Marcos 4
5 Metrologia Medias-padrão Prof. Marcos 5
6 Medidas-padrão Algumas medidas-padrão continuam sendo empregadas até hoje: 1 polegada = 2,54 cm 1 pé = 30,48 cm 1 jarda = 91,44 cm Prof. Marcos 6
7 Metrologia Os egípcios Há cerca de anos, os egípcios usavam, como padrão de medida de comprimento, o cúbito: distância do cotovelo à ponta do dedo médio. Prof. Marcos 7
8 Metrologia Os egípcios Os egípcios resolveram criar um padrão único: cúbito-padrão - barras de pedra - passaram a ser construídas de madeira, para facilitar o transporte - gravados comprimentos equivalentes a um cúbitopadrão nas paredes dos principais templos. Prof. Marcos 8
9 Metrologia Na França No século XVII, ocorreu um avanço importante na questão de medidas. A Toesa, utilizada como unidade de medida linear, foi padronizada em uma barra de ferro com dois pinos nas extremidades e, em seguida, chumbada na parede externa do Grand Chatelet, nas proximidades de Paris. Uma toesa é equivalente a seis pés, aproximadamente, 182,9 cm. Prof. Marcos 9
10 Metrologia Exigências Estabelecer uma unidade natural, isto é, que pudesse ser encontrada na natureza e, assim, ser facilmente copiada, constituindo um padrão de medida. Ela deveria ter seus submúltiplos estabelecidos segundo o sistema decimal. O sistema decimal já havia sido inventado na Índia, quatro séculos antes de Cristo. Prof. Marcos 10
11 Metrologia Nova unidade Finalmente, um sistema com essas características foi apresentado por Talleyrand, na França, num projeto que se transformou em lei naquele país, sendo aprovada em 8 de maio de Estabelecia-se, então, que a nova unidade deveria ser igual à décima milionésima parte de um quarto do meridiano terrestre. Essa nova unidade passou a ser chamada metro (o termo grego metron significa medir). Prof. Marcos 11
12 Prof. Marcos 12
13 Metrologia O metro Os astrônomos franceses Delambre e Mechain foram incumbidos de medir o meridiano. Utilizando a toesa como unidade, mediram a distância entre Dunkerque (França) e Montjuich (Espanha). Prof. Marcos 13
14 Metrologia O metro Feitos os cálculos, chegou-se a uma distância que foi materializada numa barra de platina de secção retangular de 4,05 x 25 mm. Prof. Marcos 14
15 Metrologia O metro Com o desenvolvimento da ciência, o metro passou a ser definido como: Prof. Marcos 15
16 Metrologia O metro No Brasil, o sistema métrico foi implantado pela Lei Imperial nº 1157, de 26 de junho de Com exigências tecnológicas maiores, decorrentes do avanço científico, notou-se que o metro dos arquivos apresentava certos inconvenientes: O paralelismo das faces não era assim tão perfeito. O material, relativamente mole, poderia se desgastar, e a barra também não era suficientemente rígida. Prof. Marcos 16
17 Metrologia O metro Para aperfeiçoar o sistema, fez-se um outro padrão, que recebeu: seção transversal em X, para ter maior estabilidade; uma adição de 10% de irídio, para tornar seu material mais durável; dois traços em seu plano neutro, de forma a tornar a medida mais perfeita Prof. Marcos 17
18 Metrologia O metro Prof. Marcos 18
19 Metrologia O metro Assim, em 1889, surgiu a terceira definição: Atualmente, no Brasil, a temperatura de referência para calibração é de 20ºC. Prof. Marcos 19
20 Metrologia O metro Ocorreram, ainda, outras modificações. Hoje, o padrão do metro em vigor no Brasil é recomendado pelo INMETRO, baseado na velocidade da luz, de acordo com decisão da 17ª Conferência Geral dos Pesos e Medidas de Prof. Marcos 20
21 Metrologia O metro O INMETRO (Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial), em sua resolução 3/84, assim definiu o metro: Hoje, em plena era da nanotecnologia, é possível reproduzir o metro com incertezas de apenas m, isto é 0, m. Prof. Marcos 21
22 Metrologia Medidas inglesa Em 1959, a jarda foi definida em função do metro, valendo 0,91440 m. As divisões da jarda (3 pés; cada pé com 12 polegadas) passaram, então, a ter seus valores expressos no sistema métrico: Prof. Marcos 22
23 Metrologia Padrões Padrões do metro no Brasil: Em 1826, foram feitas 32 barras-padrão na França. Em 1889, determinou-se que a barra nº 6 seria o metro dos Arquivos e a de nº 26 foi destinada ao Brasil. Este metro-padrão encontra-se no IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas). Prof. Marcos 23
24 Metrologia Múltiplos e submúltiplos do metro A tabela abaixo é baseada no Sistema Internacional de Medidas (SI). Prof. Marcos 24
25 Metrologia Metrologia Múltiplos e submúltiplos do metro Prof. Marcos 25
26 Metrologia Metrologia Múltiplos e submúltiplos do metro Prof. Marcos 26
27 Metrologia É a ciência da medição. Medida: É o valor correspondente ao valor momentâneo da grandeza a medir no instante da leitura. É expressa por um número acompanhado da unidade da grandeza a medir. Prof. Marcos 27
28 Metrologia Grandeza: Atributo de um fenômeno, corpo ou substância que pode ser qualitativamente distinguido e quantitativamente determinado. Sentido geral: comprimento, tempo, massa, temperatura, resistência elétrica. Sentido específico: - Comprimento de uma barra; - resistência elétrica de um fio; -percentual de álcool em uma amostra de gasolina. Prof. Marcos 28
29 Metrologia Medição: Conjunto de operações (procedimentos) que tem por objetivo determinar um valor de uma grandeza. É o procedimento pelo qual o valor momentâneo de uma grandeza física (mensurando) é determinado como um múltiplo e / ou uma fração de uma unidade estabelecida por um padrão e reconhecida internacionalmente. Prof. Marcos 29
30 Metrologia Do ponto de vista técnico, a medição pode ser empregada para monitorar, controlar e/ou investigar processos ou fenômenos físicos. Prof. Marcos 30
31 Metrologia Mensurando é o objeto da medição. É a grandeza específica submetida à medição. Resultado da medição é a faixa de valores dentro da qual deve estar o valor verdadeiro do mensurando. Resultado da medição: RM = RB ± IM Resultado-base é a estimativa do valor do mensurando que, mais se aproxima do seu valor verdadeiro. Corresponde a posição central do resultado da medição. Prof. Marcos 31
32 Metrologia Incerteza de medição é a parcela de dúvida associada à medição. Corresponde à metade do comprimento da faixa simétrica e está centrada em torno do resultado-base, que exprime a faixa de dúvida associada a medição. Prof. Marcos 32
33 Metrologia Valor verdadeiro (de uma grandeza), m Valor consistente com a definição de uma dada grandeza específica. Obs: 1. É um valor que seria obtido por uma medição perfeita. 2. Valores verdadeiros são, por natureza, indeterminados. Prof. Marcos 33
34 Metrologia Valor verdadeiro convencional Valor atribuído a uma grandeza específica e aceito, às vezes por convenção, como tendo uma incerteza apropriada para uma dada finalidade. Exemplo: O CODATA (1986) recomendou o valor para a constante de Avogadro como sendo A= 6, x mol. Prof. Marcos 34
35 Metrologia Valor nominal Valor arredondado ou aproximado de uma característica de um instrumento de medição que auxilia na sua utilização. Ex: a) 100 Ω - como o valor marcado em um resistor padrão; b) 1 L - como o valor marcado em um recipiente volumétrico com uma só indicação; Prof. Marcos 35
36 Metrologia Ex: c) 0,1 mol/l como a concentração da quantidade de matéria de uma solução de ácido clorídrico, HCl; d) 25 º C como ponto pré-selecionado de um banho controlado termostaticamente. Prof. Marcos 36
37 Exercício Exercício 1 A ciência das medidas e das medições denomina-se: a) ( ) simbologia; b) ( ) fisiologia; c) ( ) metrologia; d) ( ) numerologia. Exercício 2 A polegada, o palmo, o pé, a jarda, a braça e o passo são unidades de medição: a) ( ) estatísticas; b) ( ) recentes; c) ( ) inadequadas; d) ( ) primitivas. Prof. Marcos 37
38 Exercício Exercício 3 Os egípcios e os franceses usaram como unidade de medida, respectivamente: a) ( ) passo e toesa; b) ( ) toesa e pé; c) ( ) cúbito e toesa; d) ( ) cúbito e passo. Exercício 4 O padrão do metro em vigor no Brasil é recomendado pelo: a) ( ) INMETRO; b) ( ) IPT; c) ( ) BIPM; d) ( ) INT. Prof. Marcos 38
39 Exercício Exercício 5 Os múltiplos e submúltiplos do metro estão entre: a) ( ) metro e micrometro; b) ( ) exametro e attometro; c) ( ) quilômetro e decâmetro; d) ( ) metro e milímetro. Exercício 6 Um sistema totalmente diferente do sistema métrico é o: a) ( ) japonês; b) ( ) francês; c) ( ) americano; d) ( ) inglês. Prof. Marcos 39
40 Exercício Aula 1 Metrologia 1. c 2. d 3. c 4. a 5. b 6. d Prof. Marcos 40
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