TMEC018 Metrologia e Instrumentação Prof. Alessandro Marques (amarques@ufpr.br) www.metrologia.ufpr.br
FICHA 1 (permanente) TMEC018 Metrologia e Instrumentação
EMENTA DA DISCIPLINA TMEC018 FICHA No 1 (permanente) Disciplina: Metrologia e Instrumentação Código: TMEC018 Natureza: (x) obrigatória ( ) optativa Semestral ( X ) Anual ( ) Modular ( ) Pré-requisito: Estatística Co-requisito: Modalidade: (x) Presencial ( ) EaD ( ) 20% EaD C.H. Semestral Total: 60h PD: 02 LB: 02 CP: 00 ES: 00 OR: 00 C.H. Semanal: 04h Legenda: Conforme Resolução 15/10-CEPE: PD- Padrão LB Laboratório CP Campo ES Estágio OR - Orientada
FICHA No 1 (permanente) EMENTA (Unidades Didáticas) 1. Sistema Internacional de Unidades (SI) e Vocabulário Internacional de Metrologia (VIM); 2. Caracterização estática dos sistemas de medições; 3. Caracterização dinâmica dos sistemas de medições; 4. Efeitos físicos aplicados em sensores / transdutores; 5. Erros de medição; 6. Calibração de Sistema de Medição; 7. Determinação da Incerteza de Medição; 8. Sistemas de Tolerâncias e Ajustes; 9. Tolerâncias geométricas; 10. Paquímetros (Escalas e nônios); 11. Micrômetros; 12. Medidores de deslocamento; Instrumentos Auxiliares de Medição, Blocos Padrão e Medição angular; 13. Medidas de deformação e força; 14. Medidas de pressão; 15. Medidas de posição e velocidade. EMENTA DA DISCIPLINA
EMENTA DA DISCIPLINA FICHA No 1 (permanente) BIBLIOGRAFIA BÁSICA Albertazzi, A., Souza, A. R. Fundamentos Metrologia Cientifica e industrial. 407p., Editora Manole, 2008. Avaliação de dados de Medição: Guia para Expressão de Incerteza de Medição - ISO GUM 2008. Duque de Caxias, RJ INMETRO/CICMA/SEPIN, 2012 NBR 6158 Sistema de Tolerâncias e Ajustes. ABNT, Jun 1995 NBR 6409 Tolerâncias geométricas Tolerância de forma, orientação, posição e batimento Generalidades, símbolos, definições e indicações em desenhos. ABNT, Maio 1997. Vocabulário Internacional de Metrologia: Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012). Duque de Caxias, RJ Inmetro, 2012 BALBINOT, A.; BRUSAMARELLO, V. J.; Instrumentação e fundamentos de medidas, volume 1 e 2, 2010. FIGLIOLA, R.S.; BEASLEY D.E., Teoria e Projeto para Medições Mecânicas, 4a Edição, LTC, 2007.
EMENTA DA DISCIPLINA FICHA No 1 (permanente) BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR Farago, Francis T. - Handbook of Dimensional Measuremet, 2nd edition, Industrial Press Inc, ISBN 0-8311-1136-4, New York, 1982. Santos Jr, Manuel J. & Irigoyen, Eduardo R.C.- "Metrologia Dimensional Teoria e Pratica", Editora da UFRGS, Porto alegre, 1995. Pfeiffer, Tilo Metrology Production, ISBN 3-486-25885-0, Oldenbourg Verlag, Aachen 2002 Busch, TED Fundamentals of Dimensional Metrology, 2nd edition Delmar Publishers. DOEBELIN, E.; Measurement Systems - Application and Design, Ed. McGraw Hill 4th Edition, 1992. Chefe de Departamento: Assinatura:
FICHA 2 (variável) TMEC018 Metrologia e Instrumentação
EMENTA DA DISCIPLINA TMEC018 FICHA No 2 (variável) Disciplina: Metrologia e Instrumentação Código: TMEC018 Natureza: (x) obrigatória ( ) optativa Semestral ( X ) Anual ( ) Modular ( ) Pré-requisito: Estatística Co-requisito: Modalidade: (x) Presencial ( ) EaD ( ) 20% EaD C.H. Semestral Total: 60h PD: 02 LB: 02 CP: 00 ES: 00 OR: 00 C.H. Semanal: 04h Legenda: Conforme Resolução 15/10-CEPE: PD- Padrão LB Laboratório CP Campo ES Estágio OR - Orientada
FICHA No 1 (permanente) EMENTA (Unidades Didáticas) EMENTA DA DISCIPLINA 1. Fundamentos de Metrologia Mecânica Dimensional (FMMD) 1.1 Sistema Internacional de Unidades (SI) e Vocabulário Internacional de Metrologia (VIM); 1.2 Caracterização estática dos sistemas de medições; 1.3 Caracterização dinâmica dos sistemas de medições; 1.4 Efeitos físicos aplicados em sensores / transdutores; 1.5 Erros de medição; 1.6 Calibração de Sistema de Medição; 1.7 Determinação da Incerteza de Medição; 2. Sistemas de Tolerâncias e Ajustes; 3. Tolerâncias geométricas; 4. Aulas Práticas 4.1 Paquímetros (Escalas e nônios); 4.2 Micrômetros; 4.3 Medidores de deslocamento; Instrumentos Auxiliares de Medição e Blocos Padrão 4.4 Calibração de Sistemas de Medição 4.5 Medição angular e nível; 4.6 Máquinas de Medição por Coordenadas 4.7 Desenvolvimento de Sistemas de Medição. 5. Medidas de deformação e força; 6. Medidas de pressão; 7. Medidas de posição e velocidade.
EMENTA DA DISCIPLINA FICHA No 2 (variável) PROGRAMA (itens de cada unidade didática) 1. FUNDAMENTOS DE METROLOGIA MECÂNICA DIMENSIONAL (FMMD) 1.1 SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI) E VOCABULÁRIO INTERNACIONAL DE METROLOGIA (VIM 2012): História dos sistemas de unidades; As sete unidades de base do SI, as unidades secundárias e derivadas; Formas de registro e expressão das unidades. 1.2 CARACTERIZAÇÃO ESTÁTICA DOS SISTEMAS DE MEDIÇÕES: Medir para monitorar, controlar e investigar; Intervalo de indicações, intervalo de nominal indicações e intervalo de medição; Valor de um divisão; Incremento digital; Threshold; Resolução de um dispositivo mostrador; Curva característica de resposta; Sensibilidade de um sistema de medição; Erro de histerese; Tempo de resposta. 1.3 CARACTERIZAÇÃO DINÂMICA DOS SISTEMAS DE MEDIÇÕES: Resposta dinâmica; Transformada de Laplace; Análise de sistemas de ordens zero, primeira e segunda. 1.4 EFEITOS FÍSICOS APLICADOS EM SENSORES / TRANSDUTORES: Resistivo; Indutivo; Capacitivo; Fotocondutivo; Fotovoltaico; Piezelétrico; Potenciométrico; Eletromagnético. 1.5 ERROS DE MEDIÇÃO: Erros sistemáticos; Erros aleatórios e erros grosseiros; Precisão e exatidão; Tendência; Repetibilidade e Reprodutibilidade; Valor verdadeiro; Valor convencional; Incerteza padrão, incerteza combinada e incerteza expandida; Teorema do limite Central; Distribuição t de Student e fator de abrangência; Diagrama de Ishikawa; Caracterização e identificação das fontes de incerteza de medição; Contribuição das principais fontes de incerteza. 1.6 CALIBRAÇÃO DE SISTEMA DE MEDIÇÃO: Objetivos e aplicações do resultado de uma calibração; Calibração direta, indireta e parcial; O Sistema Metrológico Brasileiro; RBC, RBLE e RBMLQ-I; Ajustes e regulagens; Rastreabilidade; Elaboração de um certificado de calibração.
EMENTA DA DISCIPLINA FICHA No 2 (variável) PROGRAMA (itens de cada unidade didática) 1.7 DETERMINAÇÃO DA INCERTEZA DE MEDIÇÃO: Avaliação da incerteza de medição em medições diretas e em medições indiretas utilizando o GUM 2008 (Guia para a Expressão da Incerteza de Medição); Incertezas tipo A e B; Grandezas de entrada correlacionadas e não correlacionadas; grau de liberdade e nível de confiança; Modelo matemático e expansão da série de Taylor. 2. SISTEMAS DE AJUSTES E TOLERÂNCIAS (Norma NBR-6158 / 1995): Objetivos; Técnica de ajustagem; Montagem seletiva; Campo de tolerância; Qualidade de trabalho; Afastamento nominal; Dimensão nominal; Dimensões limites; Afastamentos fundamentais; Afastamento inferior; Afastamento superior; Diagrama de linha zero; Ajustes com folga, com interferência e incerto; Tolerâncias; Fator de tolerância-padrão; Grupo de dimensões; Posições dos Campos de Tolerâncias; Sistemas furo-base e eixo-base. 3. TOLERÂNCIAS GEOMÉTRICAS (Norma NBR-6409 / 1997): Tolerâncias de forma, orientação, posição e batimento; Símbolos para as características toleradas; Indicações no quadro de tolerância; Formas de medição com instrumentação convencional. 4. AULAS PRÁTICAS 4.1 PAQUÍMETROS (ESCALAS E NÔNIOS): Tipos de Paquímetros; Medição; Principio do Nônio ou Vernier; Erros de leitura; Princípio de Abbè; Calibração e Conservação. 4.2 MICRÔMETROS: Tipos de Micrômetros; Medição interna e externa; Princípio de Abbè; Calibração e Conservação.
EMENTA DA DISCIPLINA FICHA No 2 (variável) PROGRAMA (itens de cada unidade didática) 4.3 MEDIDORES DE DESLOCAMENTO; INSTRUMENTOS AUXILIARES DE MEDIÇÃO, BLOCOS PADRÃO E MEDIÇÃO ANGULAR: Medição por comparação; Tipos de relógios comparadores; Blocos-Padrão (classificação e montagem de blocos). 4.4 CALIBRAÇÃO DE SISTEMAS DE MEDIÇÃO: Calibração de paquímetros, micrômetros, relógios comparadores, balanças eletrônicas. 4.5 MEDIÇÃO ANGULAR E DE NÍVEL: Medição de ângulo de peças com goniômetro e mesa de seno; Nivelamento de superfícies com nível de bolha. 4.6 MÁQUINAS DE MEDIÇÃO POR COORDENADAS: Funcionamento das réguas e apalpador; Programa computacional; Erros; Tipos de MMC; Compensação de Erros (calibração e verificação). 4.7 DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS DE MEDIÇÃO: Balança de mola; Escala resistiva; Medidas de deformação e força; Medidas de posição e velocidade. 5. MEDIDAS DE DEFORMAÇÃO E FORÇA: fundamentos teóricos; tensão mecânica; deformação elástica; balança e medição de peso; transdutores de força: piezelétricos, capacitivos, sensor de força, extensômetro de resistência elétrica (strain gages). 6. MEDIDAS DE POSIÇÃO, VELOCIDADE ANGULAR E VELOCIDADE TANGENCIAL: transdutores potenciométricos; sensores capacitivos e indutivos; sensor magnetorresistivo. 7. PRESSÃO: definição e conceitos; manômetros: diafragmas e foles, tubos; sensores capacitivos, piezelétricos e piezorresistivo.
EMENTA DA DISCIPLINA FICHA No 2 (variável) OBJETIVO GERAL O aluno, no final do curso, deverá ser capaz de executar de compreender as fundamentações teóricas da ciência da medição, selecionar adequadamente o método de medição e o sistema de medição mais apropriado para a medição de um peça ou conjunto de peças, elaborar um plano de inspeção, e dominar o manuseio de instrumentos de medição simples, apresentados no decorrer do semestre. PROCEDIMENTOS DIDÁTICOS As aulas teóricas serão expositivas, contando com os recursos tais como quadro negro e projetor multimídia. As aulas práticas serão iniciada com demonstrações sobre os equipamentos, seguida da execução e repetição das atividades em grupos de no máximo 3 alunos por bancada, orientados pelo professor e pelo monitor.
EMENTA DA DISCIPLINA FICHA No 2 (variável) A nota final do conjunto de avaliações será determinada conforme os critérios abaixo: 1) Avaliação dos conceitos teóricos adquiridos: Serão realizadas duas avaliações, como provas individuais, sendo a primeira ao final da 1ª parte da disciplina, sendo os itens 1 (Fundamentos de Metrologia Mecânica Dimensional (FMMD)) e 4, e a segunda avaliação teórica ao final da 2ª parte da disciplina, itens 2 a 7. O peso da média destas avaliações será de 50 % da nota final da disciplina. 2) Avaliação prática: Ao final das aulas práticas é proposto ao aluno que faça um relatório das atividades da aula prática. O Peso da média destas avaliações será de 30 % da nota final da disciplina. As avaliações serão feitas mediante apresentação de relatórios elaborados por grupos de até 3 alunos. A nota é dada ao grupo. Os relatórios deverão ser entregues até 1ª semana após a realização da aula prática. 3) Apresentação de seminários: Após um mês de aulas serão sorteados temas de seminários que os alunos apresentaram no final da disciplina. Os seminários serão feitos em duplas. O Peso da média destas avaliações será de 20 % da nota final da disciplina. Serão avaliados: o domínio do conteúdo pesquisado; a postura do aluno na apresentação; os recursos áudios visuais, para facilitar a transmissão do assunto; a apresentação dentro do tempo limite. As avaliações serão feitas durante a apresentação. A nota é dada ao grupo.
EMENTA DA DISCIPLINA FICHA No 2 (variável) A nota final será calculada pelos critérios acima, se for maior que 70 o aluno é aprovado. Se a nota final estiver entre 40 e 70, o candidato será submetida a uma avaliação que cubra toda a ementa ministrada durante o modulo. A nota média mínima de aprovação é de 50. O cálculo da Nota Final (NF) será efetuado segundo o critério abaixo: NF = 0,5 * (Média das avaliações dos conceitos teóricos) + 0,3 * (Média dos relatórios das aulas práticas) + 0,2 * (Apresentação do seminário). NF 70 Aprovado; 70 > NF 40 Exame final, considerando a frequência (Resolução 37/97 CEPE (Artigo 95). NF < 40 Reprovado. BIBLIOGRAFIA BÁSICA BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR Professor da Disciplina: Assinatura: Chefe de Departamento ou Unidade equivalente: Assinatura:
Livros na internet Vocabulário Internacional de Metrologia: Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012). Duque de Caxias, RJ : INMETRO, 2012. 81p. http://www.inmetro.gov.br/inovacao/publicacoes/vim_2012.pdf Sistema Internacional de Unidades : SI. Duque de Caxias, RJ: INMETRO/CICMA/SEPIN, 2012. 114p. http://www.inmetro.gov.br/inovacao/publicacoes/si_versao_final.pdf Mais bibliografia complementar Rodrigues, R.S. ; METROLOGIA INDUSTRIAL A MEDIÇÃO DA PEÇA, Formacon. Santos Jr., M.J.; Irigoyen, E.R.C.; METROLOGIA DIMENSIONAL TEORIA E PRÁTICA; 224p.; Editora da Universidade UFRGS; 1995.
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