Metrologia e Controle Geométrico

Transcrição

1 Metrologia e Controle Geométrico PROF. DENILSON J. VIANA

2 Apresentação PROF. DENILSON VIANA 2

3 O que vamos aprender? 1. Introdução e Conceitos Fundamentais de Metrologia Perspectiva histórica e evolução da metrologia Conceitos e métodos de medição 2. Principais sistemas de medição: Características e Aplicação Processos de medição com métodos de medição direta e indireta 3. Medição direta e medição indireta Calibração de sistemas de medição Fundamentos do controle geométrico 4. Calibração de sistemas de medição e controle geométrico Princípios de funcionamento de sistemas de medição PROF. DENILSON VIANA 3

4 Reflexão Onde a metrologia está presente? O que precisa ser medido no nosso dia-a-dia? E se eu comprasse da China? PROF. DENILSON VIANA 4

5 Metrologia Origem da palavra dos termos Gregos: Metron: Medida Logos: Estudo, Ciência Definição: Ciência da medição que abrange todos os processos teóricos e práticos relativos às medições, qualquer que seja a incerteza, em quaisquer campos da ciência ou da tecnologia (Fonte: VIM, Inmetro 2012) PROF. DENILSON VIANA 5

6 Um pouco da história das unidades de medida Necessidade de medir no processo evolutivo da humanidade Linguagem Números Comércio Surgimento de unidades de medidas rudimentares Utilização de partes anatômicas como referencia Exemplo: 1 Milha Romana = Distância equivalente a mil passos duplos percorridos por um soldado romano de porte médio

7 Variações devido diferenças na anatomia = Discórdia nas relações comerciais Algumas soluções encontradas: Egito (Século XIII a.c.) Inglaterra (ano de 1101) Cúbito Solução: Cúbito do Faraó Ramsés II feito em pedra Jarda Solução: Jarda do Rei Henrique I

8 A Unidade de Comprimento Natural França (século XVIII) Utilização do planeta Terra como referência 1 m = 10-7 do comprimento do meridiano que passa por Paris Resultado: Em 1799 foi crido o Metro dos arquivos (barra de platina)

9 A criação do Sistema Internacional de Unidades (SI) 1875 Convenção do Metro Criação do Bureau Internacional de Pesos e Medidas 1960 Sistema Internacional de Unidades Baseado no sistema de Unidades MKSA Adotado progressivamente em escala mundial Atualmente 51 países são membros da Convenção

10 As sete unidades de Base do SI Tabela 1a Unidades de Base do Sistema Internacional de Unidades Grandeza Definição da Unidade Símbolo Comprimento Massa O metro é o comprimento do trajeto percorrido pela luz no vácuo durante um intervalo de tempo de 1/ de segundo O kilograma é igual à massa do protótipo internacional do kilograma Tempo O segundo é a duração de períodos da radiação correspondente à transição entre os dois níveis hiperfinos do estado fundamental do átomo de césio 133 m kg s

11 Tabela 1b Unidades de Base do Sistema Internacional de Unidades Grandeza Definição da Unidade Símbolo Intensidade de Corrente Elétrica Temperatura Termodinâmica O ampere é a intensidade de uma corrente elétrica constante que, se mantida em dois condutores paralelos, retilíneos, de comprimento infinito, de seção circular desprezível, e situados à distância de 1 metro entre si, no vácuo, produz entre estes condutores uma força igual a 2 x 10-7 newton por metro de comprimento O kelvin, unidade de temperatura termodinâmica, é a fração 1/273,16 da temperatura termodinâmica do ponto triplo da água A K

12 Tabela 1c Unidades de Base do Sistema Internacional de Unidades Grandeza Definição da Unidade Símbolo Intensidade Luminosa A candela é a intensidade luminosa, numa dada direção, de uma fonte que emite uma radiação monocromática de frequência 540 x hertz e que tem uma intensidade radiante nessa direção de 1/683 watt por esferorradiano cd Quantidade de substância O mol é a quantidade de substância de um sistema que contém tantas entidades elementares quantos átomos existem em 0,012 kilograma de carbono 12 mol

13 Algumas Unidades Derivadas do SI PROF. DENILSON VIANA 13

14 Prefixos PROF. DENILSON VIANA 14

15 Continuação Exemplos: 1 Lata de refrigerante 350mL (trezentos e cinquenta mililitros) Dividiu-se a unidade litro por mil: mili + litro = prefixo m + unidade L 1 kg de carne (um kilograma ou quilograma) Multiplicou-se a unidade grama por mil: kilo + grama = prefixo k + unidade g PROF. DENILSON VIANA 15

16 Observação: o Todos os prefixos maiores que quilo (k) tem os símbolos maiúsculos (Ex. M, G, T) o Deve-se observar a grafia correta de unidades de medidas e itens correlatos Regra de grafia Unidades de medidas originadas de nomes de pessoas devem começar com letra minúscula quando escritas por extenso As unidades de medida podem ser expressas por extenso ou por símbolos mas nunca uma combinação Prefixos não são escritos no plural Exemplo grafia correta cinco newtons trezentos kelvins trinta volts trinta metros por segundo ou 30 m/s dez quilômetros por hora ou 10 km/h dez quilogramas cem mililitros Erros comuns cinco Newtons trezentos Kelvin A única exceção é grau Celsius: cinco graus Celsius (grafia correta!) 30 metros por s trinta m por segundo dez quilômetros por h 10 km por hora dez quilosgramas cem milislitro PROF. DENILSON VIANA 16

17 Regra de grafia No plural sempre coloca-se s se a palavra for simples e por extenso No plural sempre coloca-se s se as palavras forem compostas e sem hífen No plural não se coloca s se as unidades forem terminadas em s, x ou z No plural não se coloca s se os nomes forem o denominador de unidades formadas por divisão Símbolos não vão para o plural e não são abreviados Exemplo grafia correta oito newtons trezentos kelvins dez ampéres trinta milímetros cúbicos cem metros quadrados dez hertz vinte lux oito metros por segundo cinco volts por metro 100 m 50 kg 10 m/s Erros comuns oito newton trezentos kelvin dez ampér trinta milímetros cúbico cem metros quadrado dez hertzs vinte luxs oito metros por segundos cinco volts por metros 100 ms ou 100 mts 50 kgs 10 mts/s ou 10 m/seg PROF. DENILSON VIANA 17

18 Metrologia no Brasil 1875 Brasil foi signatário da Convenção do Metro 1967 Adotou o SI 1973 Lei 5966/73 institui o Sistema Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial Regulamentação e Controle Executa operações técnicas PROF. DENILSON VIANA 18

19 Dentre as organizações que compõem o Sinmetro, as seguintes podem ser relacionadas como principais: Conmetro e seus Comitês Técnicos Inmetro Organismos de Certificação Acreditados Organismos de Inspeção Acreditados Organismos de Treinamento Acreditados Organismo Provedor de Ensaio de Proficiência Credenciado Laboratórios Acreditados Calibrações e Ensaios RBC/RBLE Associação Brasileira de Normas Técnicas ABNT Institutos Estaduais de Pesos e Medidas IPEM Redes Metrológicas Estaduais PROF. DENILSON VIANA 19

20 Dentre as atividades do INMETRO estão: Metrologia Cientifica o Padrões de medição internacionais e nacionais o Instrumentos de laboratório o Metodologias cientificas Metrologia Industrial o Controle metrológico nos processos produtivos o Certificação de produtos (brinquedos, cabos elétricos, etc) Metrologia Legal o Proteção ao consumidor o Métodos e meios de medição de acordo com exigências técnicas e legais. Ex.: Bombas de abastecimento de combustíveis, taxímetros, controle de emissão de gases, etc. PROF. DENILSON VIANA 20

21 Competências e atribuições do INMETRO: oexecutar politicas e nacionais de metrologia e da qualidade overificação das normas técnicas e legais no escopo da metrologia omanutenção dos padrões das unidades de medida oimplementação da cadeia de rastreabilidade dos padrões oatividades de acreditação de laboratórios de calibração e de ensaios oprogramas de avaliação da conformidade nas áreas de produtos, processos, serviços e pessoal PROF. DENILSON VIANA 21

22 Acreditação pelo INMETRO Reconhecimento formal de aptidão técnica e organizacional dentro dos padrões estabelecidos. O que pode ser acreditado pelo INMETRO: o Organismos de Certificação o Organismos de Inspeção o Laboratórios de Calibração e Ensaios (RBC) PROF. DENILSON VIANA 22

23 Resumo oevolução histórica das unidades de medida: de padrões anatômicos a padrões naturais oa Convenção do Metro e a criação do Sistema internacional de Unidades oas 7 unidades de base do Sistema Internacional de Unidades e derivadas oestrutura do Sistema Metrológico Brasileiro

24 Exercícios PROF. DENILSON VIANA 24

25 PROF. DENILSON VIANA 25

28 Erro, Incerteza e Resultado de Medição PROF. DENILSON VIANA 28

29 Variáveis do Processo de Medição o Grandeza a ser medida (mensurando) o Operador o Procedimento de medição o Instrumento ou sistema de medição o Condições de medição Ex.: Medição do diâmetro de uma barra de aço Onde podem ocorrer erros no processo? PROF. DENILSON VIANA 29

30 Erro de Medição É a diferença entre o valor medido de uma grandeza e um valor de referencia (valor verdadeiro) E=I-VV E=Erro de medição I=Indicação VV=Valor verdadeiro do mensurando Componente sistemática Componente aleatória PROF. DENILSON VIANA 30

31 Erro Sistemático Tende a ser constante se todas as variáveis do erro forem mantidas. Entende-se que o erro sistemático, em medições repetidas, permanece constante ou varia de maneira previsível. Ex.: Utilização de um instrumento descalibrado PROF. DENILSON VIANA 31

32 Esse erro pode ser previsto e corrigido na indicação do sistema de medição Tendência (Td) = Estimativa do erro sistemático Correção (C) = Parâmetro de correção Td = I M -VV I M = i=1 n n I C=-Td = VV-I M Onde: Td = Tendência IM = Indicação Media VV = Valor verdadeiro PROF. DENILSON VIANA 32

33 Exemplo: PROF. DENILSON VIANA 33

34 Erro Aleatório É um erro que não pode ser previsto. Onde: Re = repetividade t = coeficiente de Student para 95,45% n = repetições u = incerteza padrão I = indicação de medição PROF. DENILSON VIANA 34

35 Bibliografia ALBERTAZZI, Armando G. Jr; SOUSA, André R.; Fundamentos de Metrologia Científica e Industrial, Ed. Manole, 1ª. Edição, 2008 INMETRO. Sistema Internacional de Unidades: SI. Duque de Caxias, RJ p.