Essa é a história que você vai conferir nesta parte do curso. Bons estudos!

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1 Introdução à metrologia A ciência das medições surgiu a partir do desenvolvimento do comércio há alguns séculos. Porém, desde a época primitiva, o homem já questionava maneiras de controlar o mundo à sua volta. Em meados do século XVI, as primeiras unidades de medida eram baseadas em partes dos corpos dos reis, o que causava muita confusão. Com o passar do tempo, técnicas cada vez mais baseadas em evidências científi cas foram criadas e sistemas de medidas estabelecidos, entre eles o métrico, com seus múltiplos e submúltiplos. Essa é a história que você vai conferir nesta parte do curso. Bons estudos! Surgimento da metrologia Imagine-se em um restaurante self-service. Após colocar a comida, você leva o prato até a balança e confere quantos gramas pesou. O total a ser pago vai variar de acordo com a quantidade de alimentos no recipiente e com o valor por quilo cobrado pelo estabelecimento. Nesse momento, você pode até não perceber, mas está em uma situação na qual os princípios da metrologia são aplicados. Mas, afi nal, o que essa palavra signifi ca? O Vocabulário de Termos Fundamentais e Gerais de Metrologia, publicado pelo Inmetro (Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial), defi ne a metrologia como um campo científi co que abrange todos os processos teóricos e práticos relativos às medições, qualquer que seja a incerteza, em quaisquer campos da ciência ou da tecnologia. O conceito pode parecer complexo. Para compreendê-lo, contudo, basta pensar em aspectos corriqueiros da vida. Ao conferir as horas no relógio, você terá o resultado de uma medição: a do tempo. Ao tomar um táxi, comprar um quilograma de carne ou abastecer o carro você também utilizará medições. Na indústria, a metrologia exerce papel fundamental, já que as peças e as ferramentas precisam ter medidas exatas. Essa precisão só é obtida com a utilização de instrumentos cujas funções você estudará mais adiante. O início Algumas pessoas talvez imaginem que os processos de medição sejam recentes, por conta da aplicação em tecnologias avançadas, porém são mais antigos do que se pensa. Desde os primórdios, o homem já comparava objetos e elementos da natureza para tentar compreender fenômenos como as fases do dia, por exemplo. Para se ter uma idéia, algumas medidas são citadas até mesmo na Bíblia Sagrada. 1

2 Os primeiros padrões, criados na Idade Média, eram baseados em partes dos corpos dos soberanos para tornar mais ou menos parecidas as regras comerciais entre os países. Isso foi essencial para que as mercadorias tivessem um padrão mínimo. Assim, surgiram o côvado (medida de três palmos de uma pessoa) e o cúbito (distância do cotovelo à ponta do dedo médio), entre outras. Mas, como as pessoas têm tamanhos diferentes, logo o modelo foi abandonado. Côvado A partir do século XIX, surgiu o Sistema Métrico Decimal, cuja principal medida é o metro. Na mesma época, um documento denominado Convenção do Metro (CM) foi assinado por 17 países com o objetivo de possibilitar as discussões sobre questões relativas ao tema entre os governos participantes. Poucos anos após a Convenção do Metro, foi criada a Conferência Geral de Pesos e Medidas que reúne, a cada quatro anos, os 18 atuais países membros da CM. O Bureau Internacional de Pesos e Medidas (BIPM), órgão responsável por manter as defi nições, guardar os padrões internacionais das unidades de medida e estabelecer uma forma global de colaboração entre os países também surgiu no período. No Brasil, a defi nição do metro foi aprovada e regulamentada pela ABNT e pelo Inmetro em 1983, durante a décima sétima Conferência de Pesos e Medidas. A resolução 3/84 diz que: O metro é o comprimento do trajeto percorrido pela luz no vácuo durante um intervalo de tempo de 1/ de segundo. Perceba que o avanço científi co tornou viável a relação comercial entre os países, contribuindo para desenvolver economicamente as nações. Isso só foi possível a partir das atualizações dos sistemas visando à internacionalização das informações e à ampliação do quadro de unidades, inclusive do Sistema Métrico, que passou a ser chamado Sistema Internacional de Unidades (SI) em O SI é um sistema que abrange não só as medidas necessárias ao comércio e à indústria, mas também relacionadas ao desenvolvimento científi co e tecnológico. Pode- -se dizer que a partir do estabelecimento do SI, a metrologia se tornou uma ciência mais ampla. Confi ra agora os desdobramentos da ampliação do quadro de unidade do Sistema Internacional com a inserção de múltiplos e submúltiplos. 2

3 Múltiplos e submúltiplos Você conheceu todo o processo que culminou no estabelecimento da metrologia como uma ciência. Viu que foram realizadas muitas modifi cações para se chegar a um sistema que agregasse todas as unidades necessárias ao uso na indústria, no comércio e em outros setores da sociedade. Essas ações foram importantes porque contribuíram para tornar os cálculos menos complexos e a escrita de grandes números mais amigável. Veja como isso foi possível. Imagine que você mora na cidade de São Mateus e queira ir de carro até a capital do Estado, Vitória. Como está com pouco dinheiro, você precisa estimar a distância entre as duas cidades e quanto vai gastar de combustível para decidir se é mais viável ir mesmo de automóvel ou de ônibus. Nesse caso, o cálculo envolve duas grandezas (distância e volume) e duas unidades de medida (quilômetro e litros), próximos temas de estudo neste material. Nesse exemplo, a distância entre São Mateus e Vitória é de aproximadamente 222 quilômetros. Mas, se o cálculo fosse feito em metros, unidade da qual deriva o quilômetro, o resultado seria por volta de ,00 metros. Um número muito amplo, não é mesmo? Por meio desse exemplo, você pode notar a importância dos múltiplos e submúltiplos. Eles estabelecem grandezas e unidades adequadas para cada tipo de cálculo e possibilitam o trabalho com números bem menores. Transformação de unidades Mas como é possível transformar as unidades do metro para tornar um cálculo mais adequado? Primeiro, é importante saber que os múltiplos dessa unidade de medida são mais utilizados para grandes distâncias e os submúltiplos para pequenas. A transformação é feita da seguinte maneira: se quiser alterar o valor para unidades que estão abaixo do metro nesta tabela, é preciso multiplicá-lo por 10. Quando forem unidades que estão acima, você deve dividi-lo por 10. Prefi xo(m) Símbolo (m) Fator Representatividade do Fator yottametro ym m zettametro zm m exametro em m petametro pm m terâmetro tm m gigâmetro gm m megâmetro mn m quilômetro km m hectômetro hm m decâmetro dam m metro (unidade) m 1 1 m decímetro dm ,1m centímetro cm ,01m milímetro mm ,001m micrômetro μm , m nanômetro nm , m picômetro pm , m femtômetro fm , m attômetro am , m zeptometro zm , m yoctometro ym , m 3

4 Introdução aos conceitos fundamentais Depois de conhecer toda a evolução da metrologia, chegou a hora de entender alguns conceitos que são fundamentais para o trabalho de medição. As áreas às quais a metrologia presta importantes serviços e, principalmente, as grandezas e suas unidades correspondentes são os temas de estudo nesta unidade. Não deixe de conferir. Grandezas fundamentais O mundo é constituído por formas físicas que ocupam lugar no espaço, têm tamanho, forma e dimensões palpáveis e, portanto, podem ser medidas. Também é formado por elementos que interferem em nosso cotidiano, mas que não possuem uma forma visível, como os sentimentos. Com o objetivo de classifi car as formas físicas, o homem defi niu as grandezas, características que determinam as proporções dos elementos e utilizam como referência as unidades de medida conceituadas pela metrologia, a partir de técnicas e cálculos. O exemplo de uma lata de refrigerante pode ser útil para entender melhor esse conceito. Imagine esse recipiente: sua característica pode ser defi nida pela grandeza comprimento, qualitativamente diferente de outras formas (massa, por exemplo) e quantitativamente determinável (pode ser expressa por um número). Perceba, então, que uma grandeza precisa necessariamente ser associada a uma unidade para ser defi nida. Por isso, não faz sentido tentar medir a quantidade de uma grandeza com uma unidade de outra. Mesmo quem nunca freqüentou um curso de metrologia não pensaria em medir a extensão de um terreno em quilogramas ou o comprimento de uma rua em litros. Portanto, a partir dessa diferenciação, concluímos, que grandeza é a característica que pode ser medida e unidade de medida é o que quantifi ca. Essas unidades você vai conhecer agora acessando as próximas informações. Principais grandezas e unidades de medida Seu objeto de estudos anterior foram as grandezas. Você viu que elas foram criadas para oferecer maior precisão aos processos de medição. Agora, conheça algumas grandezas e suas respectivas unidades de medida, pois estes conteúdos são importantes para a realização deste curso. São elas: área, volume, grandezas angulares e massa. Área A área é a medida de uma superfície. Podemos defi ni-la a partir da relação entre os comprimentos dessa superfície em metro, sua principal unidade de medida. O resultado é obtido em metro quadrado (m 2 ). 4

5 Veja o exemplo: Qual é a área do fundo de uma piscina que mede 12 metros de comprimento por 7 de largura? A resposta é obtida multiplicando-se os valores. 12m x 7m = 84 m 2 Volume O volume é a grandeza que caracteriza a quantidade de espaço físico tridimensional que determinado corpo ocupa. Seu produto é obtido por meio dos comprimentos da base de um recipiente multiplicados pela sua altura. Inicialmente, a unidade de medida dessa grandeza defi nida pelo Sistema Métrico Decimal era o litro. Atualmente, apesar de o litro permanecer como uma das unidades do SI, é recomendada a utilização do metro cúbico (m 3 ). Então, como se define o volume de um aquário que mede em sua base o comprimento maior de 0,60m; o menor de 0,35m e a altura de 0,30m? Simples. Multiplicando-se os três valores. O resultado será dado em metros cúbicos. 0,60m x 0,35m x 0,30m = m 3 Grandezas angulares Nesta parte do curso, você vai conhecer alguns aspectos das grandezas angulares, principalmente as defi nições dos tipos de ângulos e a realização das quatro operações matemáticas utilizando essa grandeza. Primeiramente, conheça o que é o ângulo. Vamos lá? Ângulo Imagine um relógio de parede. Observe que ele se divide em doze horas e que cada hora possui sessenta minutos. Agora, pense nos ponteiros desse relógio e em como eles partem do centro do objeto e chegam até a representação dos números nas extremidades. Pois bem, para conhecer ângulos, é só imaginar que os ponteiros de um relógio são semirretas que partem de um centro e vão até certo ponto formando uma unidade de divisão do ângulo, chamada grau (aquele mesmo que utilizamos para medir a temperatura é cujo símbolo é º). Perceba que o relógio forma doze semirretas e que cada intervalo representa uma hora. Com os ângulos, ocorre a mesma coisa. Eles se dividem em graus que vão de um até 360. Essas 360 semirretas são reconhecidas como divisões de uma circunferência. No caso do relógio, cada divisão em hora equivale a 30º. Esse é o resultado da divisão de 360 por 12. 5

6 Então, a defi nição de ângulo pode ser entendida como a distância entre a abertura de duas semirretas que partem do mesmo ponto de origem e formam um arco. Agora, você vai estudar os principais tipos de ângulo. Vamos começar pelo agudo. Ângulo agudo Este ângulo mede menos de 90º. Confi ra a fi gura. Ângulo reto Ângulo reto é aquele que mede exatamente 90º. Ângulo obtuso É todo ângulo que mede mais que 90º e menos que 180º. 6

7 Ângulo raso Este ângulo mede exatamente 180º. Ângulo nulo O ângulo nulo ocorre quando a semirreta não se desloca do ponto de referência das divisões do ângulo, o zero. Massa Uma das grandezas fundamentais da física é a massa, que pode ser defi nida como qualquer quantidade de matéria em um corpo que ocupa um lugar em determinado espaço. Vários experimentos científi cos permitiram chegar a uma especifi cação da unidade da massa, representada pelo quilograma (Kg). Seus submúltiplos são o grama (g), o miligrama (mg). O múltiplo é a tonelada (t). Áreas de atuação Em um mundo globalizado, no qual o ritmo de produção e comercialização de mercadorias é intenso, a metrologia destaca-se como importante ferramenta de pesquisa, desenvolvimento e distribuição de produtos e serviços. A demanda por serviços nas áreas de segurança, saúde e meio ambiente também tem crescido devido ao aumento de consciência das pessoas, hoje mais preocupadas com o exercício de seus direitos como cidadãs e consumidoras. Conceitualmente, a metrologia divide-se em duas áreas de atuação: a primeira é a legal e a segunda é a científi ca e industrial. A legal tem o objetivo de proteger o consumidor, assegurando que bens e serviços atendam plenamente as especifi cações técnicas mínimas que garantam sua qualidade. Isso ocorre por meio da regulamentação dos instrumentos de medição e da fi xação de marcas de conformidade nos produtos. No Brasil, o Inmetro é o órgão responsável por essas ações. A metrologia científi ca e industrial é responsável pelo desenvolvimento da ciência das medições e contribui para o crescimento da indústria por meio do incentivo à inovação tecnológica. 7

8 Veja que a metrologia é uma ciência que possui um papel importante em inúmeras atividades humanas, interferindo tanto no intercâmbio comercial e tecnológico quanto na vida de cada cidadão. Introdução aos instrumentos Chegou o momento que você estava esperando. Nesta unidade, você vai conhecer alguns dos principais instrumentos de medição, tanto os de comprimento quanto os angulares. Seu objetivo será selecionar, ler e manipular corretamente esses instrumentos, entre eles a escala, o paquímetro, o micrômetro, o relógio comparador, o esquadro e o transferidor de ângulo. Bons estudos! Escala A escala, também conhecida como régua graduada, é um dos mais simples e utilizados instrumentos para medir distâncias. Seu uso está geralmente vinculado aos processos de fabricação, manutenção e comércio de produtos Pelas semelhanças dos nomes, você pode até pensar que a régua graduada é aquela de plástico que se utiliza na escola. Porém, a que é usada na área de mecânica é feita de aço carbono ou aço inoxidável e têm a forma de uma lâmina na qual as medidas são gravadas. Sua função é semelhante à da régua de plástico, a diferença está no material utilizado na confecção e a maior precisão da marcação de sua escala. Formatos Existem alguns formatos de escala, dos quais o mais conhecido é o da régua sem encosto. Além deste, há modelos úteis para realizar medidas com boa precisão em locais de difícil acesso. A forma da leitura é idêntica em todos os tipos de régua. Confi ra os principais formatos: Réguas com graduação Régua sem encosto: comum em medidas lineares externas. Régua com encosto interno: utilizada para medição de rebaixos internos. Régua de profundidade: própria para medição de rebaixos externos. 8

9 Réguas sem graduação Régua com fi o retifi cado: útil para verifi car uma superfície plana. Régua plana: específi ca para a verifi cação de peças sem retilineidade (empenadas). Como medir no Sistema Internacional Como o próprio nome sugere, o Sistema Métrico Decimal divide cada medida inteira em dez partes iguais. O metro se divide em 10 partes de um decímetro (1dm) que, por sua vez, se divide em 10 partes iguais correspondentes a um centímetro (1cm). Note que a régua que antes possuía como referência apenas a marcação do metro, agora possui uma marcação a cada centímetro. E, assim, se quiser melhorar a precisão da régua é só dividir cada centímetro em 10 partes iguais, cujos comprimentos serão de um milímetro (1mm). Réguas mais precisas podem ser obtidas dividindo cada milímetro em duas partes. Porém, não existe na tabela de conversão de magnitudes do SI um prefixo para esse tipo de medida. Nesse caso, representa-se cada uma dessas medidas como meio milímetro, cinco décimos de milímetro ou, ainda, zero vírgula cinco milímetros (0,5mm). Como Medir no Sistema Britânico A graduação de uma régua de acordo com o Sistema Britânico pode se dar de duas maneiras: em polegadas milesimais ou em polegadas fracionárias. No curso, porém, você vai estudar apenas a segunda forma de medição que é a mais usual. Polegadas Fracionárias A divisão em polegadas milesimais não é o tipo mais adotado pelas nações em que o Sistema Britânico é predominante. Nesses países, o método de divisão da polegada é por submúltiplos de base 2, também chamado de Sistema Binário

10 As medidas menores do que uma polegada são obtidas a partir da seguinte lógica: uma polegada é dividida por dois e origina duas meias-polegadas. Cada meia polegada, ao ser dividida por dois, dá origem a dois um quarto de polegada. Cada um quarto de polegada, quando dividido por dois, dá origem a dois um-oitavos de polegada. E, assim, cada parte é dividida por dois sucessivamente. Esta é a lógica de divisão da polegada fracionária. No caso da régua graduada, esse processo é feito geralmente até 1/64 avos de polegada. A medição com régua graduada em polegadas fracionárias é diferente daquela feita com a régua graduada, conforme o SI, não só pela unidade a ser utilizada, como também pela forma de representação numérica. A representação em polegadas fracionárias não pode ser feita com números que possuam casas decimais e sim com algarismos inteiros, frações ou números mistos (combinações de números inteiros e frações). O metro articulado é um instrumento de medição linear, fabricado de madeira, alumínio ou fi bra. No comércio o metro articulado é encontrado nas versões de 1 e 2m. Leitura do instrumento A leitura das escalas de um metro articulado é bastante simples: faz-se coincidir o zero da escala, isto é, o topo do instrumento, com uma das extremidades do comprimento a medir. O traço da escala que coincidir com a outra extremidade indicará a medida. 10

11 Exemplo: O comprimento da rosca, segundo a ilustração, mede 2 cm, ou seja, 0,02 m. O diâmetro do parafuso, segundo a ilustração, é de ½. Conservação Abrir o metro articulado de maneira correta. Evitar que ele sofra quedas e choques. Lubrifi car suas articulações Trena O mais elementar instrumento de medição utilizado em caldeiraria é a trena graduada. É usada para tomar medidas lineares, quando não há exigência de grande precisão. Para que seja completa e tenha caráter universal, deverá ter graduações do sistema métrico e do sistema inglês. Sistema Métrico Graduação em milímetro (mm). 1mm = m Sistema Inglês Graduação em polegadas ( ). 1 = 1 12 pé 11

12 A trena graduada é construída de aço, tendo sua graduação situada na extremidade esquerda. É fabricada em diversos comprimentos: 2m, 3m, 5m, 10m, 20m, 30m etc... As trenas de pequeno comprimento apresentam em sua extremidade, um gancho que permite medições com um único operador, Istoé, sem a necessidade de um elemento auxiliar. As de maior comprimento possuem um elo em sua extremidade. Algumas trenas possuem o zero um pouco deslocado de sua extremidade. Nestes casos devemos cuidar para que o ponto zero coincida com a extremidade da peça que se quer medir. A trena graduada apresenta se em vários tipos. Por exemplo, o modelo de trena com fi ta convexa e plana. A convexidade destina se a dotar a trena de maior rigidez, de modo a permitir medidas na vertical, de baixo para cima. Características da Boa Trena Graduada 1. A trena deve ser de aço; trenas de fi bra não devem ser utilizadas. 2. Ter graduação uniforme. 3. Apresentar traços bem fi nos e salientes. Conservação 1. Evitar quedas e contato com ferramentas de trabalho. 2. Evitar dobrá la ou torcê la, para que não se empene ou quebre. 3. Limpá la após o uso, para remover a sujeira. Trenas. Fonte: 12

13 foco graduação 2 mm 36 mm 36 mm 114 mm 137 mm bordo Trena graduada (graduação universal) 13

14 Paquímetro O paquímetro é um instrumento, geralmente feito de aço inoxidável, que permite medir, de forma mais precisa do que a régua graduada, as dimensões lineares de profundidade, internas e externas de uma peça. Os paquímetros mais utilizados apresentam uma resolução de 0,05mm; 0,02mm; 1" ou Composto por duas escalas, uma fi xa e uma móvel, o paquímetro faz leituras em milímetros (mm) e em polegadas (inches) fracionárias ou milesimais. Possui uma peça móvel, denominada cursor, que é ajustada à régua e se desloca por suas escalas para indicar o valor da dimensão tomada, permitindo a leitura na menor divisão da escala. Confi ra na fi gura as principais partes de um paquímetro. Tipos Existem tipos de paquímetros que atendem às mais diversas demandas de medição. Veja agora os três principais modelos. Paquímetro universal Este é o modelo de paquímetro mais utilizado em medições internas, externas, de profundidade e de ressaltos. Sua principal característica é a fl exibilidade de posições que oferece para as medições. 14

15 Paquímetro universal com relógio Similar ao modelo universal, este paquímetro possui um relógio acoplado ao cursor para facilitar a leitura e agilizar a medição. Paquímetro digital Controles estatísticos podem ser feitos com o paquímetro digital. Este instrumento é ideal para leituras rápidas e evita os erros de paralaxe, que você vai estudar mais tarde. Paquímetro interno A função deste instrumento, que pode apresentar haste simples ou com gancho,é medir a profundidade de furos não vazados, rasgos e rebaixos. Veja, a seguir, a diferença entre os dois modelos. 15

16 Princípio do Nônio ou Vernier O nônio é um mecanismo móvel que desliza sobre a escala fi xa do paquímetro e é utilizado em conjunto com esta para tornar a medida mais precisa. Ele utiliza um princípio que é imprescindível para a realização da leitura, por isso você irá estudá-lo antes. O nônio possui uma divisão a mais que a unidade da escala fi xa. Em alguns paquímetros que utilizam o Sistema Métrico, o nônio conta com dez divisões equivalentes a nove milímetros (9 mm). Logo, há uma diferença de 0,1 mm entre o primeiro traço da escala fi xa e o primeiro traço da escala móvel. Na imagem abaixo, há um paquímetro fechado com destaque para o nônio e a escala fi xa. Perceba a precisão do instrumento. 16

17 Cálculo de resolução As diferenças entre a escala fixa e a escala móvel de um paquímetro podem ser calculadas pela resolução, que é a menor medida oferecida pelo instrumento. Utiliza-se a seguinte fórmula para o cálculo da resolução: UEF Resolução = NDN Em que UEF = unidade da escala fi xa NDN = número de divisões do nônio Nônio com 10 divisões Resolução = 1mm 10 divisões = 0,1 mm Nônio com 20 divisões Resolução = 1mm 20 divisões = 0,05 mm Nônio com 50 divisões Resolução = 1mm 50 divisões = 0,02 mm 17

18 Leitura do paquímetro Agora que você já aprendeu o Princípio do Nônio ou Vernier, conheça como é feita a leitura do paquímetro tanto no Sistema Métrico quanto no Sistema Inglês. Sistema Métrico O procedimento para a leitura do paquímetro no Sistema Métrico é o seguinte: na escala fi xa observe que a leitura anterior ao zero do nônio corresponde à leitura em milímetro. Em seguida, você deve contar os traços do nônio até o ponto em que um deles coincidir com um traço da escala fi xa. Depois, é só somar o número lido na escala fi xa ao número no nônio. Para compreender o processo de leitura no paquímetro, confi ra alguns exemplos de leitura. Escala em milímetro e nônio com 10 divisões: Resolução: UEF 1mm NDN = 10 div. = 0,1 mm Escala em milímetro e nônio com 20 divisões: 18

19 Escala em milímetro e nônio com 50 divisões: Sistema Inglês A leitura do paquímetro no Sistema Inglês é feita em polegada milesimal ou em polegada fracionária. Veja o procedimento para os dois tipos de leitura. Leitura de polegada fracionária Como você já viu, a escala fi xa do paquímetro no Sistema Inglês é graduada em milésimos de polegada e em frações de polegada. Para realizar a leitura com valores fracionários, é preciso fazer um complemento por meio do mecanismo do nônio. Para utilizá-lo, calcule sua resolução com a fórmula abaixo. Menor divisão da escala fixa Resolução = Número de divisões do nônio Menor divisão da escala fixa em polegada = Número de divisões do nônio = Resolução = Resolução = = X = Assim, cada divisão do nônio vale Duas divisões corresponderão a ou 1 e assim por diante

20 Observe o exemplo abaixo. Note que o zero (0) da escala fi xa ultrapassou a marca de 3 ", mas não coincidiu com o traço subseqüente do nônio. Logo, observe qual 4 traço do nônio concordou com a escala fi xa que, nesse caso, foi o traço correspondente a 3 ". 128 Exemplo 1: Para a leitura fi nal, some as duas medidas obtidas na escala fi xa e no nônio. 20

21 Exemplo 2: Leitura final = = 128 = 128 Leitura da escala fixa = 3 4 Portanto, = > 24 5 = Não temos como simplificar a fração 1 29, logo 128 teremos esse valor como leitura final. Exemplo 3: Leitura da escala fixa = Portanto, = > 8 = Simplificando a fração teremos como leitura final

22 É importante observar que, sempre que possível, as frações deverão ser simplificadas. Você deve ter notado que fazer a leitura do paquímetro em polegadas fracionárias exige grande trabalho mental. Para facilitar a leitura desse tipo de medida, siga os procedimentos descritos abaixo. 1º passo - Verifi que se o zero (0) do nônio coincide com um dos traços da escala fi xa. Se coincidir, faça a leitura somente na escala fi xa. 2º passo - Quando o zero (0) do nônio não coincidir, verifi que qual dos traços do nônio coincide com um traço qualquer da escala fi xa. 3º passo - Verifi que na escala fi xa quantas divisões há antes do zero (0) do nônio. 4º passo - Sabendo que cada divisão da escala fi xa equivale a 1 = 2 = 4 = e com base na leitura do nônio, escolha uma fração da escala fi xa de mesmo denominador. Por exemplo: Leitura do nônio 3 64 => fração escolhida da escala fixa " Leitura do nônio 128 8" fração escolhida da escala fi xa 128 5º passo - Multiplique o número de divisões da escala fi xa (3º passo) pelo numerador da fração escolhida (4º passo). Some com a fração do nônio (2º passo) e faça a leitura fi nal. 22

23 Confi ra exemplos de leitura utilizando os passos descritos acima. a) 6" 128 Escala fixa Nônio /128 in 0 1 1" 16 1 passo => ZERO do nônio não coincidiu com um dos dois traços da escala fixa. 2 passo => passo => 1 divisão 3 4 passo => fração escolhida passo => 1X = 7 64 b) Nônio 4" /128 in escala fixa 2 3 8" 16 23

24 1 passo => ZERO (0) do nônio não coincidiu com um dos traços da escala fixa. 2 passo => passo => divisões 3 4 passo => fração escolhida passo => 2 + 8X = Colocação de medida no paquímetro em polegada fracionária Para abrir um paquímetro em uma medida de polegada fracionária, é preciso observar algumas etapas. 1º passo: verifi que se a fração possui denominador 128. Se não, a substitua pela equivalente com denominador desse algarismo. Por exemplo: => 64 não tem denominador Acompanhe outro exemplo em que se deve abrir o paquímetro na medida A fração já está com denominador 128. Observe que o numerador é dividido por 8, pois esse algarismo corresponde ao número de divisões do nônio. 2º passo: Divida o numerador por 8, utilizando o exemplo acima: 3º passo : O quociente indica a medida na escala fi xa. Já o resto mostra o número do traço do nônio que coincide com o traço da escala fi xa. 24

25 Acompanhe outro exemplo em que se deve abrir o paquímetro na medida O paquímetro deverá indicar o terceiro traço da escala fi xa e apresentar o primeiro traço do nônio que coincide com o traço da escala fi xa. Conservação do paquímetro Após conhecer todos os procedimentos relativos à operação e leitura do paquímetro, é importante observar alguns cuidados para que erros de leitura, como o de paralaxe e o de pressão de medição, não interfi ram no trabalho. Paralaxe A graduação do nônio não está no mesmo plano da graduação da escala principal. Essa característica pode contribuir para os chamados erros de paralaxe na determinação da coincidência dos traços. Ao realizar a medição, é preciso estar atento quanto à direção em que o trabalho é feito para minimizar a possibilidade de ocorrência de erro. Isso pode ocorrer dependendo do ângulo de visão do operador já que, aparentemente, os traços da escala fi xa e da móvel coincidem. O cursor em que se grava o nônio, por razões técnicas, normalmente tem espessura mínima (a) e é posicionado sobre a escala principal. Assim, os traços do nônio (TN) são mais elevados do que os traços da escala fi xa (TEF). 25

26 Se colocarmos o instrumento em posição não-perpendicular aos olhos, com os traços TN e TEF sobrepostos, cada vista projeta o traço TN em posição oposta, o que ocasiona o erro. Para não cometer o erro de paralaxe, é aconselhável que a leitura seja feita com o paquímetro em posição perpendicular aos olhos. Pressão de medição A pressão de medição é um erro que ocorre no paquímetro quando o cursor, que é controlado por uma mola, fi ca inclinado em relação à régua fi xa, o que altera o trabalho de medição. Para evitar esse erro, é necessário regular a mola para que o cursor não fi que nem muito preso, nem muito solto. Assim, quem operar o paquímetro deve adaptar o instrumento à sensibilidade das mãos. 26

27 Você conheceu nesta parte do curso o paquímetro, os modelos mais utilizados, bem como os métodos de leitura desse instrumento. Viu ainda como é importante observar algumas dicas para não cometer erros na leitura. Calibre com Finalidade Multipla Calibre com fi nalidade multipla É um instrumento de medição específi co com as seguintes funções: Verifi cação da garganta da solda. Verifi cação dos limites de tolerância de soldas convexas. Medição da perna da solda. Verifi cação de reforço. 27

28 Outras funções Fig. 1 - Medição da espessura de uma chapa ou tubo. Fig. 2 - Medição da altura da face da raiz. Fig. 3 - Medição do desalinhamento. Fig. 4 - Medição do diâmetro de uma barra. Fig. 5 - Medição do reforço. Fig. 6 - Medição da garganta de uma solda em ângulo - convexa. Fig. 7 - Medição da garganta de uma solda em ângulo - côncava. Fig. 8 - Medição de uma perna de solda. Fig. 9 - Medição da abertura da raiz. Fig Medição de uma perna de solda com a utilização da placa giratória. (Ver obs. 4) Fig Medição do ângulo do bisel. Observação: 1. As fi guras de n os 1 a 8 estão representadas sem as placas giratórias. 2. As fi guras de n os 9, 10 e 11 estão representadas sem a lâmina corrediça. 3. O detralhe ampliado da fi gura 9 mostra o local da leitura na escala pontiaguda. Aproximadamente 4,8mm. 4. A utilização da extremidade pontiaguda permite avaliar a profundidade de mordedura, cavidade e depressões, com boa aproximação, o que não se consegue com a lâmina corrediça, dada a largura e espessura de suas extremidades chanfradas. 28

29 Voltímetro e a mperímetros para correntes alternada e contínua Amperímetro Alicate Vot-Amperimetro A intensidade de uma corrente elétrica é medida do número de elétrons que passam por uma seção de um condutor na unidade de tempo. A unidade de medida de intensidade da corrente é o ampère (A). O aparelho usado para medir a intensidade da corrente elétrica chama se Amperímetro. A escala de um amperímetro indica a corrente que o mesmo pode medir. Ela é normalmente dividida em intervalos iguais. Medidas de correntes maiores que o maior valor da escala poderão causar sérias avarias ao aparelho. Assim, se um amperímetro tem uma escala ampères ele só é capaz de medir correntes que não excedam 500 ampères. Uma corrente maior danifi cará o instrumento. Embora a escala de um amperímetro seja de 0 500A, sua escala utilizável (fi g ) será de aproximadamente A. Isso porque quando o amperímetro indicar uma corrente de 500 ampères, a corrente poderá ser bem maior que 500A. Daí a leitura máxima utilizável deve ser um pouco menor que a graduação máxima da escala. Não devemos ainda nos esquecer de verifi car a ajustagem do zero do medidor. Essa ajustagem serve para colocar o ponteiro do medidor exatamente sobre o zero, quando não houver nenhuma corrente. Essa ajustagem é feita com uma pequena chave de parafuso e deve ser verifi cada todas as vezes que vamos utilizar o amperímetro, principalmente se for mudada sua posição. É recomendado, antes do uso e periodicamente, submeter os amperímetros a uma calibração. Voltímetro Os equipamentos elétricos são projetados para operar com uma certa intensidade de corrente, e poderão sofrer danos se a corrente exceder esse limite. Para essa corrente existir e produzir trabalho nos equipamentos é necessária à presença de uma 29

30 diferença de potencial ou tensão para provocá-la. O valor dessa tensão determina a intensidade da corrente. Uma tensão elevada produzirá uma corrente muito intensa, enquanto que uma tensão baixa não produzirá corrente sufi ciente. A unidade de tensão é o volt, e o aparelho utilizado para medir tensão é o voltímetro. Sobre o voltímetro valem todas as observações feitas sobre o amperímetro. Em soldagem, a tensão (volt) e intensidade da corrente (ampere) são parâmetros importantes, tanto que fazem parte do procedimento de soldagem. Valores incorretos de tensão ou intensidade de corrente podem resultar em defeitos na solda. Muitas máquinas de solda possuem voltímetro e amperímetro a ela incorporados, principalmente no caso de processos mais sofi sticados (TIG, MIG, etc...). A leitura, com precisão, requer todos os cuidados anteriormente relacionados. Específi ca e resumidamente, são eles: evitar erros de paralaxe; quando a superfície do medidor apresentar uma faixa espelhada, devemos fazer a leitura numa posição tal que o ponteiro esteja superposto à sua imagem. manter o mostrador limpo para evitar erros de leitura devido à má visualização. verifi car se a escala do medidor é adequada, usando sempre sua faixa utilizável. verifi car se o aparelho é adequado para o tipo de corrente existente: corrente contínua (CC ou DC) ou corrente alternada (AC ou CA). verifi car se o medidor está com o zero ajustado e calibrado. Clinômetro Clinômetro É o aparelho usado para medir o ângulo entre um plano inclinado e o plano horizontal ou entre uma linha inclinada e o plano horizontal. 30

31 Eles indicam no mostrador, em relação ao zero da escala (referência), qual é o ângulo de inclinação da superfície em relação ao plano da base (plano horizontal), por exemplo: superfície externa de tubulações, soldagem de tubos ou chapas, elevação de encostas ou taludes e etc. Os clinômetros portáteis possuem a escala de ângulos de 0ºa 180º, operando em desníveis nos dois sentidos. Gabaritos GABARITOS são dispositivos fabricados pelo usuário para verifi car a conformidade do serviço com as normas de projeto, quando os instrumentos convencionais não atendem às necessidades. São muitas vezes fabricados em eucatex ou similar para serem leves e fáceis de manusear. São freqüentemente utilizados para verifi cações de embicamentos em chapas de vasos e tanques, alinhamentos de tubulação, etc. Na verificação de embicamentos de tanque utilizamos um gabarito que consiste e um trecho com a mesma curvatura de projeto do casco ou costado. Encostamos o gabarito nas chapas para constatarmos as deformações e seus valores. Deve se tomar todo cuidado para que este gabarito fi que perpendicular à chapa e sobre a mesma circunferência. (Fig. 1). Para verifi carmos o alinhamento vertical de chapas do costado de tanques ou o alinhamento de tubulações, utilizamos uma régua de grandes dimensões. Apoiamos a régua de ambos os lados da solda de tal modo que esta fi que próxima ao meio da régua. Devemos cuidar para que as informações não sejam incorretas devido ao reforço da solda. Para tanto colocamos calços de espessura igual à do reforço da solda ou fazemos um dente na régua (Fig. 2). No caso de tubulações não devemos esquecer de fazer a verifi cação ao longo de todo perímetro, pois a tubulação pode estar alinhada em um plano e desalinhada noutro. Os gabaritos devem ser utilizados antes da soldagem para verifi carmos o ajuste das peças, e após a soldagem para verifi carmos se as contrações da solda não introduziram deformações além das permitidas pelas normas e códigos. Além dos citados, podem ser criados gabaritos para muito outros casos, como, por exemplo, para a verifi cação da ovalização de tubos soldados (com costura). Vantagens Dão bons resultados, desde que fabricamos corretamente. É um processo bastante rápido de verifi cação. Desvantagens 31

32 Só devem ser utilizados em verifi cações repetitivas. Devem ser fabricados com grande precisão. alço Gabarito para verifi cação de embicamentos 32

33 Gabarito Gabarito Certo Errado Gabaritos para verifi cação de alinhamento 33

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