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Metrologia - simuladores

Relógio Comparador virtual, simulador em milímetro
centesimal - 0,01mm - uso, leitura e interpretação


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com o simulador de comparador
Simulador de leitura e interpretação de Relógio Comparador - como usar este instrumento de medição linear

O Relógio comparador é um dos poucos instrumentos de medida analógicos que permitem a medição de grandezas lineares de forma direta (medindo diretamente a grandeza desejada) ou indireta (estabelecendo a diferença entre a grandeza desejada e outra conhecida).

Neste simulador você aprenderá a ciência da utilização deste instrumento de medição, interagindo com o fuso ou com a ponta de contato (veja componentes principais). Neste objeto de aprendizagem, você também pode girar o 'mostrador' (arrastando e soltando o aro num movimento circular) de modo que a linha 'zero' alinhe com o ponteiro depois da chamada 'pré-carga', ocultar a medida fornecida (clicando no ícone olho) e anular o efeito da mola do instrumento (clicando no ícone 'cadeado').

Relógio Comparador e sua utilização

Este instrumento de medição opera afixado a dispositivos como bases, apoios, desempenos ou guias. Em virtude da sua fragilidade, desaconselha-se sua utilização na mão do operador.

Relógio Comparador e a medição (indicação) direta

Por definição, medição (ou indicação) direta é quando o valor da grandeza desejado (mensurando) é lido diretamente no dispositivo mostrador do instrumento de medição. Por exemplo, quando determinamos uma dimensão linear com um paquímetro (veja o simulador de paquímetro), a leitura que obtemos na escala e nônio dele, desconsiderando os erros, é a medida efetiva do objeto que estamos submetendo à medição.

Utilizamos o relógio comparador nesta modalidade de medição em conjunto com desempenos e(ou) suportes para medir a espessura de chapas, por exemplo, dentre outras medidas relativamente pequenas.

Este método de utilização é visto no Simulador e na figura 1. Submetemos o instrumento a uma pré-carga, o zeramos (girando o mostrador), movemos o fuso manualmente dando espaço para colocar o objeto a ser medido no eixo do instrumento e retornamos o fuso até que o contato com a peça o detenha. A dimensão é lida diretamente no mostrador, pela posição relativa (deslocamento) do ponteiro principal e do contador de voltas.

Relógio Comparador e a medição indireta

Neste caso, por contraste, temos medição (indicação) indireta, quando o valor lido no dispositivo mostrador do instrumento não é o valor da grandeza mensurando. Por exemplo. Quando se utiliza um barômetro, ou meço a sombra, para determinar a altura de um edifício.

Uma possibilidade de utilização do relógio comparador é calcular a diferença entre a dimensão de um padrão e a do mensurando.

Dimensão da peça = Dimensão do padrão + (ou) - Valor lido no instrumento

Zeramos o instrumento com um padrão cuja dimensão conhecemos e estabelecemos a diferença entre ela e a do objeto que estamos submetendo à medição, algebricamente -figura 2.

Relógio Comparador e a mecânica da sua leitura

Utilizar um relógio comparador é uma das tarefas mais fáceis da metrologia. Vamos compreender este método usando como exemplo o simulador e você conseguirá utilizar vários outros modelos, com suas escalas, alcances e resoluções. Em geral, eles vêm com uma 'colinha' impressa no mostrador dizendo sua resolução e faixa nominal (ex: 0.01 - 10.00mm ou 0.001 - 1.000"). (para interagir com o Simulador de Relógio Comparador em polegada milesimal (1.000") clique aqui)

Uma volta completa do ponteiro principal do nosso simulador representa o equivalente a um milímetro de movimento do fuso. O seu mostrador possui dez divisões numeradas (de 0 a 90 de dez em dez) e cada uma destas está subdividida por dez, perfazendo cem (100) divisões. Desta forma cada um dos traços do mostrador equivale à centésima parte do milímetro (0,01mm) -figura 1. A faixa nominal do instrumento das figuras 1 e 2 é de 10mm (para contornar as limitações impostas pela resolução dos monitores, a faixa nominal deste Simulador de Relógio Comparador é de 1,14mm - Clique aqui e interaja com um simulador de relógio comparador com curso realista e com faixa nominal realista de 10mm); esta característica torna necessário que algum dispositivo conte o número de voltas do ponteiro principal (número de milímetros inteiros a ser somado à parte centesimal).

procedimento para leitura direta

Relógio comparador. Medição direta

figura 1 - relógio comparador -medição direta

Este passo a passo descreve os procedimentos para a leitura da figura 1, observe que os ponteiros são contra-rotantes e o movimento do principal é horário;

  • o instrumento é afixado em um suporte que trabalha em conjunto com um desempeno
  • encoste a ponta de contato no desempeno e aplique a pré-carga
  • gire o mostrador até o traço com o zero (0) fique alinhado com o ponteiro
  • leia a condição inicial dos ponteiros, comparando com o mostrador
  • gentilmente, levante o fuso até que haja espaço para a entrada do objeto da medição
  • com o mesmo cuidado retorne o fuso (propelido por uma mola) até que ele toque no objeto da medição
  • leia o ponteiro do contador de voltas (mostrador pequeno), subtraindo o número de espaços entre os traços que ele varreu
    • 7-0 = 7mm
      • veja que o ponteiro estava perfeitamente alinhado com o zero no início e depois passou a linha sete. Isto significa que há uma parte centesimal a ser apreciada
  • leia o ponteiro principal para determinar os centésimos
    • ele varreu sete linhas com número (0,1mm cada) e uma linha curta quando saiu do zero e parou na última volta, assim: 7x0,1mm + 1x0,01mm = 0,71mm
  • some os resultados
    • 7mm + 0,71mm = 7,71mm, que é a dimensão do objeto que está sendo medido.

procedimento para leitura indireta

Relógio comparador. Medição indireta

figura 2 - relógio comparador -medição indireta

Este passo a passo descreve os procedimentos para a leitura da figura 2, observe que os ponteiros são contra-rotantes e o movimento do principal é anti-horário, não esqueça que para leituras indiretas:

Dimensão da peça =
Dimensão do padrão + (ou) - Valor lido no instrumento

  • o instrumento é afixado em um suporte que trabalha em conjunto com um desempeno
  • encoste a ponta de contato no padrão e aplique a pré-carga
  • gire o mostrador até o traço com o zero (0) fique alinhado com o ponteiro
  • leia a condição inicial dos ponteiros
  • gentilmente
    • levante o fuso
    • retire o padrão e
    • coloque o objeto da medição
  • com o mesmo cuidado retorne o fuso até que toque o objeto da medição
  • leia o ponteiro do contador de voltas, subtraia o número de espaços entre os traços que ele varreu
    • 10-8 (ele se movimentou no sentido contrário ao da contagem) = 2mm
  • leia o ponteiro principal para determinar os centésimos
    • ele varreu duas linhas com número (0,1mm cada) e nove linhas curtas quando saiu do zero e parou na última volta, assim: 2x0,1mm + 1x0,09mm = 0,29mm
    • outro jeito de ler esta coisa é: 100/100-70/100 = 30/100+1/100 = 0,29mm
      • veja que ele varreu os décimos no sentido contrário ao da contagem, assim use (-), contudo, o ponteiro não chegou ao 70 centésimos, faltou um centésimo, daí somar (+) 1/100
  • some os resultados
    • 2mm + 0,29mm = 2,29mm
  • subtraia este resultado do valor da dimensão aferida do padrão (o sentido de rotação dos ponteiros (contrarrotantes, indicam que o objeto é menor que o padrão
    • 10mm - 2,29mm = 7,71mm
Zerando o mostrador do relógio comparador

figura 3 -
relógio comparador - alinhado o zero do mostrador

Zerando o mostrador

Depois de estabelecida a pré-carga, o relógio comparador dispõe de um aro que permite girar o mostrador para, por exemplo, alinhar o zero com o Ponteiro Principal para facilitar a leitura, para isto deve-se soltar o Parafuso de fixação do aro.

Componentes do Relógio Comparador

Clique aqui para explorar uma imagem de um relógio comparador e conhecer o nome dos seus componentes principais.

depois de interagir com o relógio comparador virtual, recomendo que resolva esta
lista de exercícios de leitura e interpretação de relógio comparador em milímetro resolução centesimal (0,01mm)

Relógio Comparador Virtual:
Simulador de uso, leitura e interpretação de Relógio Comparador

No Relógio Comparador abaixo, arraste e solte, na vertical, o detalhe em laranja para leitura

dicas:
- gire o mostrador grande do comparador
- clique no ícone 'olho' para ocultar a medida
- clique no ícone 'cadeado' para anular o efeito da mola do instrumento

nota: por limitações impostas pela resolução do monitor a distância percorrida pela ponta de contato não é proporcional à medida indicada

nota de agradecimento:
ao fotógrafo amador Murilo Photo e sua contribuição vinda de Toyohashi, Aichi, Japão, (2010).
Eduardo J. Stefanelli - www.stefanelli.eng.br