Metrologia e Controle Dimensional - MCD

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1 Metrologia e Controle Dimensional - MCD Prof. Luiz V. O. Dalla Valentina, Dr. Eng. [email protected] 2015/1 Metrologia e Controle Dimensional - MCD OBJETIVO GERAL : Apresentar conceitos básicos sobre a ciência de medição e da instrumentação para a medição dimensional. OBJETIVOS ESPECÍFICOS : Apresentar aos estudantes os conceitos fundamentais da metrologia; Familiarizar os estudantes com as mais importantes técnicas da medição dimensional; Possibilitar aos estudantes a prática da medição dimensional com instrumentação adequada. 1

2 Metrologia e Controle Dimensional - MCD EMENTA: Processo de medição; Sistemas de medição; Erros de medição; Estimativa da incerteza de medição; Calibração de sistemas de medição; Instrumentos convencionais de medição; Máquinas de Medir; Medição de Roscas; Medição de rugosidade superficial. Metrologia e Controle Dimensional - MCD LIVRO TEXTO: Fundamentos de Metrologia Científica e Industrial (Armando Albertazzi G. Jr. E André R. de Souza) Editora Manole;

3 Metrologia e Controle Dimensional - MCD Vocabulário Internacional de Metrologia - Conceitos Fundamentais e Gerais e Termos Associados - VIM 2012 (A4; 94p.) Material Complementar no site: Metrologia e Controle Dimensional - MCD METODOLOGIA PROPOSTA: A disciplina será trabalhada através de atividades teóricas e práticas. As aulas expositivas (teóricas) serão desenvolvidas com uso de recursos como: quadro negro e multimídia. Para as aulas práticas serão utilizados instrumentos e equipamentos do Laboratório de Metrologia Dimensional. 3

4 Metrologia e Controle Dimensional - MCD SISTEMA DE AVALIAÇÃO: 2 Provas Escritas (70 %); Seminários e Participação individual (10%); Relatórios de Aulas Práticas (20%). Metrologia e Controle Dimensional - MCD AVALIAÇÕES 1ª PROVA PARCIAL: 27/04/2015 2ª PROVA PARCIAL: 08/06/2015 EXAME: 06/07/2015 4

5 1 Medir Metrologia e Controle Dimensional - MCD 1.1 Introdução 5

6 Medições no dia-a-dia Potência da lâmpada Horário do despertador Comprimento da calça Tempo de cozimento Volume de leite Volume de combustível Temperatura da geladeira Velocidade do automóvel Pressão dos pneus Consumo de energia Dimensões das peças Rotação do motor Tamanho do peixe Quantidade de arroz Metrologia Metrologia é a ciência da medição; É a ciência que abrange todos os aspectos teóricos e práticos relativos a medição; Compreende a Metrologia Científica e Industrial e a Metrologia Legal. 6

7 Metrologia Científica e Industrial São todas as ações seqüenciais, que vão desde a metrologia básica, buscando definições das unidades do SI, realizando e conservando essas unidades, disseminandoas com seus múltiplos e submúltiplos, até atingir as medições, realizadas nas indústrias, dentro de uma confiabilidade metrológica aceitável. Metrologia Legal Refere-se às exigências legais, técnicas e administrativas, relativas às unidades de medida, aos instrumentos de medir e às medidas materializadas, que afetam o comércio, a saúde e a proteção do consumidor. 7

8 1.2 Importância da Metrologia Importância de medir "O conhecimento amplo e satisfatório sobre um processo ou fenômeno somente existirá quando for possível medi-lo e expressá-lo através de números". Lord Kelvin,

9 Relevância Atual da Metrologia Implantação crescente de Normas de Sistemas de Gestão da Qualidade (ISO 9000; QS 9000/TS 16949) e da Gestão Ambiental (ISO 14000); Metrologia Legal/Código de Defesa do Consumidor; Harmonização Internacional de Sistemas (Rastreabilidade e Reconhecimento Mútuo entre países). Triângulo da Qualidade Normalização Como algo deve ser feito Metrologia Como medir corretamente Certificação Conformidade à Norma 9

10 1.3 Metrologia na Industria Metrologia na Industria 10

11 Metrologia na Industria Desenvolvimento de Produtos Metrologia na Industria Dentre as especificações existe a Especificação Geométrica ENGENHARIA DIMENSIONAL DE PRODUTOS Área da engenharia mecânica voltada à especificação geométrica dos componentes mecânicos que garantem a estética, funcionalidade e a segurança operacional de produtos, comprometidos com os custos mínimos de produção. 11

12 Metrologia na Industria Em um mundo perfeito, o ideal e o real são exatamente iguais Como não vive-se em um mundo ideal, sempre existem diferenças entre o projetado e o construído Precisa-se lidar com as variações entre o ideal e o real Portanto: Metrologia na Industria A Metrologia tem uma enorme possibilidade de agregar valor! ENFOCANDO A METROLOGIA COMO UM PRODUTOR DE INFORMAÇÕES... 12

13 Metrologia na Industria Garantia da qualidade de produtos, processos e serviços. Proteção do consumidor e do meio ambiente. Superação de barreiras técnicas e comerciais. Desenvolvimento Científico e Tecnológico. 1.4 O que é medir? 13

14 O que é medir? Medir é o procedimento experimental através do 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. Algumas definições Mensurando é o objeto da medição. É a grandeza específica submetida a medição. Indicação é o valor de uma grandeza fornecido por um sistema de medição. Indicação direta é o número mostrado pelo sistema de medição. A indicação direta pode ou não ser apresentada na unidade do mensurando. 14

15 Exemplo de medição 1 mensurando 2,4 mm indicação 1 mm instrumento de medição Exemplo de medição 2 mensurando tensão do gerador: 5,305 V indicação direta constante do sistema de medição: 15,080 (km/h)/v velocidade: 5,305 V. 15,080 (km/h)/v = 80,0 km/h indicação 15

16 1.5 Medir para que? Monitorar Medir para que? Observar passivamente grandezas Controlar Observar, comparar e agir para manter dentro das especificações. Investigar Descobrir o novo, explicar, formular. 16

17 Medir para monitorar... Compra e venda de produtos e serviços: consumo de água, energia elétrica, taxímetro, combustíveis, etc. Sinais vitais: pressão arterial, temperatura, nível de colesterol Atividades desportivas: desempenho, recordes Medir para monitorar... 17

18 Medir para controlar... Especificações xxxx ± xx yyyy ± yy zzz ± z Medir Comparar Agir Medir para controlar... 18

19 Medir para controlar... pressão rota altitude temperatura velocidade Medir para investigar... 19

20 Medir para investigar... Pequenas diferenças nas medidas podem levar a conclusões completamente diferentes. Medir para investigar... Compreender Descobertas científicas, estudar fenômenos Dominar Validar, know-how Evoluir Melhorar continuamente, expandir limites Inovar 20

21 Elementos da inovação tecnológica Idéia invento oportunidade pesquisa aplicada CQ patenteamento ensaios desenvolvimento certificação prototipagem design marketing produção processos fabricação plano produção Produto Serviço Inovador Onde tem metrologia? 1.6 Errar é inevitável 21

22 mensurando 23/02/2015 Medições geram erros má definição do mensurando imperfeições do sistema de medição condições ambientais Sistema de medição procedimento de medição indicação ± ERROS influência do operador 1.7 O processo de medição 22

23 Processo de medição definição do mensurando procedimento de medição resultado de medição condições ambientais operador sistema de medição 1.8 O resultado de medição 23

24 mensurando 23/02/2015 Resultado de medição Sistema de medição indicação -IM RB +IM VV Resultado de medição É a faixa de valores dentro da qual deve se situar o valor verdadeiro do mensurando. RM = (RB ± IM) unidade Resultado base é a estimativa do valor do mensurando que, acredita-se, mais se aproxime do seu valor verdadeiro. Incerteza de medição é o tamanho da faixa simétrica, e centrada em torno do resultado base, que delimita a faixa onde se situam as dúvidas associadas à medição. 24

25 Incerteza de medição Incerteza de medição é um parâmetro não-negativo que caracteriza a dispersão dos valores que podem ser razoavelmente atribuídos a um mensurando, com base nas informações utilizadas. (VIM, 2012) Resultado de medição Dois resultados de medição de um mesmo mensurando apresentando o RB: Esses resultados são iguais entre si? Depende da IM Iguais Diferentes 25

26 1.9 A linguagem da metrologia Até 1995: A linguagem da metrologia Torre de Babel Em 10 de Março de 1995: Portaria INMETRO n 029 Vocabulário de Termos Fundamentais e Gerais de Metrologia (VIM) Em sintonia com: ISO, BIPM, IEC, IFCC, IUPAC, IUPAP,OIML ISO - International Organization for Standardization BIPM Bureau International des Poids et Mesures IEC International Electrotechnical Comission IFCC - International Federation of Clinical Chemistry IUPAC - International Union for Pure and Applied Chemistry IUPAP - International Union for Pure and Applied Physics OIML - International Organization of Legal Metrology 26

27 Honestidade Conhecimento Bom-senso 23/02/2015 A linguagem da metrologia Primeira Edição Brasileira (2009) do VIM 2008 (International-Vocabulary of Metrology Basic and general concepts and associated terms - JCGM 200:2008) 1a edição luso-brasileira do Vocabulário Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012), baseada na 3a edição internacional do VIM International Vocabulary of Metrology Basic and general concepts and associated terms JCGM 200:2012) Pilares da Metrologia 27