UC03079

Efetuar medições e controlo metrológico

Do Sistema Português da Qualidade ao nónio, ao micrómetro e aos instrumentos de verificação

Curso profissional · 25h · Técnico/a de Sistemas Eólicos e Fotovoltaicos

Plano

  1. Importância da metrologia
  2. Sistema Português da Qualidade
  3. Gestão e calibração dos instrumentos
  4. Cadeia de rastreabilidade
  5. Grandezas, unidades e dimensões
  6. Sistema Internacional e conversões
  7. Qualidades e classe de precisão
  8. Fatores de influência e erros de medição
  9. Procedimentos de leitura e medição
  10. O nónio
  11. Régua de aço, paquímetro e micrómetro
  12. Compassos e suta
  13. Instrumentos de verificação
  14. Áreas de aplicação do controlo metrológico
  15. Procedimento completo e conformidade

Bloco 1 · Metrologia e Sistema Português da Qualidade

Porque importa a metrologia

Metrologia é a ciência da medição e das suas aplicações. Medir é comparar uma grandeza com uma unidade e escrever um valor numérico com a unidade.

  • Qualidade: peças que encaixam, estruturas que cumprem o desenho.
  • Segurança: margens de projeto realmente cumpridas (espessuras, parafusos, aperto).
  • Desempenho: irradiância, tensão, corrente e vento medidos com fiabilidade.
  • Confiança: resultados comparáveis entre quem mede e quem decide.

Sem medida fiável, as decisões técnicas assentam em palpites.

Grandeza, medição e mensurando

  • Grandeza: propriedade que se pode exprimir em números (comprimento, massa, tensão).
  • Medição: processo de obter experimentalmente o valor de uma grandeza.
  • Mensurando: a grandeza concreta que se mede (o diâmetro deste parafuso).
  • Valor medido = número × unidade: 24,35 mm; 36,5 V; 1 000 W/m².

Um número sem unidade não é uma medida.

Tipos de medição

Tipo Como se faz Exemplo
Direta lê-se no instrumento comprimento com régua; espessura com paquímetro
Indireta calcula-se ou transfere-se P = U × I; copiar um ângulo com a suta
Por comparação mede-se a diferença a um padrão comparador acertado a zero
Por verificação decide-se passa ou não passa calibre passa/não-passa

Exemplo resolvido · potência: 36,5 V × 9,2 A = 335,8 W, obtida por medição indireta.

O Sistema Português da Qualidade (SPQ)

O SPQ é o conjunto integrado de entidades e regras que organiza a qualidade em Portugal. Tem três subsistemas:

Subsistema Para que serve
Normalização elaborar e difundir normas
Qualificação dar confiança na competência e na conformidade (entre outras, acreditação e certificação, e as entidades de avaliação da conformidade)
Metrologia assegurar a exatidão e a rastreabilidade das medições

O IPQ coordena o SPQ. O diploma que o enquadra consulta-se na redação em vigor, no Diário da República.

IPQ e IPAC: quem faz o quê

Entidade Papel
IPQ coordena o SPQ; organismo nacional de normalização; instituição nacional de metrologia
IPAC organismo nacional de acreditação
  • Acreditar: reconhecer, por terceira parte independente, que uma entidade é competente (laboratório de calibração, por exemplo).
  • Certificar: atestar que um produto, serviço, pessoa ou sistema cumpre requisitos.

Não trocar os dois institutos.

Normas: NP, EN, ISO, IEC

Uma norma é um documento de consenso, aprovado por um organismo reconhecido; a aplicação é, em regra, voluntária.

  • NP: norma portuguesa.
  • EN: norma europeia.
  • ISO / IEC: normas internacionais (geral / eletrotecnia).
  • NP EN ISO/IEC 17025: requisitos gerais de competência para laboratórios de ensaio e de calibração.
  • ISO 9001: requisitos de um sistema de gestão da qualidade, incluindo o controlo dos recursos de medição.
Vertente Objeto Exemplo
Científica realizar unidades e padrões padrões nacionais
Industrial garantir os instrumentos de produção e ensaio calibrar paquímetros e multímetros
Legal proteger consumidor e comércio contadores, balanças comerciais

O controlo metrológico legal está definido em diploma próprio. Vocabulário e incerteza: VIM e GUM.

Bloco 2 · Gestão, calibração e rastreabilidade

Ciclo de vida de um instrumento

  1. Aquisição: definir grandeza, gama, resolução e erro admissível.
  2. Receção: verificar, identificar com número, guardar o certificado.
  3. Utilização: no procedimento certo e nas condições previstas.
  4. Calibração periódica: no intervalo definido.
  5. Manutenção e arrumação: limpar, proteger, estojo.
  6. Reforma: retirar o que não cumpre.

Cada instrumento tem etiqueta e ficha com o historial.

Critérios de aquisição

Critério Pergunta
Grandeza e gama cobre os valores, com folga?
Resolução permite ler o que a tolerância exige?
Exatidão e classe o erro cabe na tolerância?
Ambiente resiste a exterior, pó, humidade?
Calibração vem com certificado?
Custo total compra mais calibrações e manutenção
Segurança categoria de medição adequada

Regra: adequar a qualidade do instrumento à grandeza a medir.

Calibração, ajuste e verificação

  • Calibração: compara o instrumento com um padrão e regista os desvios e as incertezas.
  • Ajuste: afina o instrumento para reduzir o desvio.
  • Verificação: confirma que cumpre requisitos especificados.

Certificado de calibração: instrumento, laboratório, data, condições, padrões, resultados com incerteza e rastreabilidade.

Calibrar informa; não repara.

Intervalo de calibração e estado do instrumento

  • O intervalo (por exemplo 12 meses) depende do tipo, da frequência de uso, do ambiente, da estabilidade e da criticidade.
  • Queda, sobrecarga ou suspeita: verificar já, sem esperar pela data.
  • Fora de prazo ou suspeito: etiqueta não utilizar e retirar de serviço.
  • Calibração com desvio fora do admissível: rever as medições anteriores.

Exemplo: paquímetro com calibração de há 14 meses (limite 12) e uma queda: retirar e calibrar.

Cadeia de rastreabilidade

Rastreabilidade: relacionar um resultado com uma referência por uma cadeia ininterrupta e documentada de calibrações.

Nível Exemplo (comprimento)
Padrão nacional realização do metro (IPQ)
Padrão de referência blocos padrão de laboratório acreditado
Padrão de trabalho blocos padrão da empresa
Instrumento paquímetro, micrómetro

A incerteza cresce ao descer na cadeia. Um elo caducado quebra tudo o que está abaixo. O que quebra é o certificado de calibração do padrão, não a acreditação do laboratório.

Bloco 3 · Grandezas, unidades e Sistema Internacional

Grandeza, unidade e dimensão

Conceito O que é Exemplo
Grandeza propriedade mensurável comprimento
Unidade grandeza de referência por convenção metro, polegada
Dimensão expressão pelas grandezas de base velocidade: L·T⁻¹
  • A mesma grandeza tem várias unidades, mas uma só dimensão.
  • Só se somam grandezas com a mesma dimensão.
  • Análise dimensional serve para testar fórmulas.

O Sistema Internacional: unidades de base

Desde 2019, as unidades de base definem-se a partir de constantes fundamentais com valor fixo.

Grandeza Unidade Símbolo
Comprimento metro m
Massa quilograma kg
Tempo segundo s
Corrente elétrica ampere A
Temperatura kelvin K
Quantidade de matéria mole mol
Intensidade luminosa candela cd

Unidades derivadas e suplementares

Grandeza Unidade Símbolo
Força newton N
Pressão pascal Pa
Energia joule J
Potência watt W
Tensão elétrica volt V
Resistência ohm Ω
Frequência hertz Hz
  • Suplementares (classe antiga): radiano (rad) e esterradiano (sr). Desde 1995 são derivadas adimensionais.
  • Sem nome próprio: m², m³, m/s, W/m² (irradiância).

Múltiplos e submúltiplos

Prefixo Símbolo Fator
giga G 10⁹
mega M 10⁶
quilo k 10³
centi c 10⁻²
mili m 10⁻³
micro µ 10⁻⁶

Exemplo resolvido · prefixos: 2,5 MW = 2 500 kW; 0,18 mm = 180 µm; 3 250 W = 3,25 kW.

Maiúscula e minúscula contam: mW e MW diferem por mil milhões.

Unidades em uso e outros sistemas

Aceites com o SI: minuto, hora, dia; grau (°), minuto e segundo de arco; litro (L); tonelada (t); hectare (ha).

Uso corrente: quilowatt-hora, 1 kWh = 3,6 MJ; bar, 1 bar = 100 kPa.

Outros sistemas: imperial britânico e norte-americano (polegada, pé, libra, psi); CGS; técnico (kgf).

Conversões: o método

  1. Escrever o valor com a unidade de partida.
  2. Escolher o fator exato.
  3. Dispor a razão para cancelar a unidade de partida.
  4. Calcular.
  5. Verificar a ordem de grandeza.
Fator Valor
1 polegada 25,4 mm
1 pé 0,3048 m
1 libra 0,453 592 37 kg
1 mph 0,447 04 m/s

Exemplos de conversão

Exemplo resolvido · polegadas: 1/2" = 0,5 × 25,4 = 12,7 mm; 5/16" = 0,3125 × 25,4 = 7,9375 mm.

Exemplo resolvido · vento: 12 m/s × 3,6 = 43,2 km/h; 20 mph × 0,447 04 = 8,94 m/s.

Exemplo resolvido · temperatura: 77 °F = (77 − 32) × 5/9 = 25 °C = 298,15 K.

Exemplo resolvido · pressão: 2,5 bar = 250 kPa; 30 psi ≈ 2,07 bar.

Ângulos e rotações

  • Grau sexagesimal: 1° = 60'; 1' = 60". 34°30' = 34 + 30/60 = 34,5°.
  • Radiano: 180° = π rad; 1° = 0,017 453 rad.
  • Inclinação de 35° = 35 × π/180 = 0,611 rad.

Exemplo resolvido · rotor: 18 rpm = 0,30 Hz; ω = 2π × 0,30 = 1,885 rad/s; em pás de 40 m, v = 1,885 × 40 = 75,4 m/s, cerca de 271 km/h.

Exemplo integrado: módulo fotovoltaico

Módulo de 1 722 mm × 1 134 mm, 400 W em condições padrão (1 000 W/m²).

  1. Em metros: 1,722 m × 1,134 m.
  2. Área: 1,953 m² (1,952 748 m²).
  3. Potência incidente: 1 000 × 1,952 748 = 1 952,7 W.
  4. Rendimento: 400 ÷ 1 952,7 ≈ 20,5 %.

Unidades coerentes a cada passo evitam erros de mil.

Bloco 4 · Qualidades dos instrumentos e erros de medição

Qualidades de um instrumento de medida

Qualidade Significado
Gama (alcance) intervalo de valores que mede
Resolução menor variação que se vê na indicação
Sensibilidade variação da indicação por variação da grandeza
Fidelidade (precisão em condições de repetibilidade) leituras repetidas concordam entre si
Justeza a média concorda com o valor verdadeiro
Exatidão proximidade global ao valor verdadeiro
Estabilidade mantém as características no tempo

Exemplo: fidelidade e justeza

Bloco padrão de 25,00 mm, cinco leituras: 25,02; 25,04; 25,03; 25,05; 25,01 mm.

  1. Média: 125,15 ÷ 5 = 25,03 mm.
  2. Dispersão: 25,05 − 25,01 = 0,04 mm (boa fidelidade).
  3. Erro da média: 25,03 − 25,00 = +0,03 mm (falta de justeza).
  4. Desvio-padrão experimental: 0,016 mm.

Classe de precisão

Classe de precisão: categoria de instrumentos com o mesmo erro máximo admissível.

Em instrumentos analógicos elétricos, é a percentagem do fim de escala.

Exemplo resolvido · voltímetro classe 1,5, escala 0 a 50 V

  1. Erro máximo: 0,015 × 50 = 0,75 V.
  2. A 36,0 V: 0,75 ÷ 36 ≈ 2,08 %.
  3. A 10,0 V: 0,75 ÷ 10 = 7,5 %.

Medir no terço superior da escala.

Adequar o instrumento: regra de 1 para 10

A resolução do instrumento deve ser cerca de 1/10 do intervalo de tolerância (IT), e o erro máximo cabe na tolerância.

Cota IT 1/10 Instrumento
1 200 ± 5 mm 10 mm 1 mm régua ou fita (1 mm)
80 ± 0,5 mm 1 mm 0,1 mm paquímetro 1/20
12 ± 0,1 mm 0,2 mm 0,02 mm paquímetro 1/50
8 ± 0,02 mm 0,04 mm 0,004 mm micrómetro de 0,001 mm

Erro absoluto, relativo e correção

  • Erro absoluto: E = medido − referência (com sinal).
  • Erro relativo: e = E ÷ referência, em %.
  • Correção: C = −E.

Exemplo resolvido · bloco de 50,00 mm lido 50,04 mm

  1. E = +0,04 mm.
  2. e = 0,04 ÷ 50 = 0,08 %.
  3. C = −0,04 mm.

O mesmo erro absoluto pesa dez vezes mais numa peça de 5 mm.

Tipos de erro e fatores de influência

Tipo Característica
Sistemático repete-se com o mesmo sinal; corrige-se
Aleatório varia sem padrão; reduz-se com repetição
Grosseiro lapso do operador; repete-se a medição

Fatores de influência (5 M): meio ambiente, instrumento, operador, método e mensurando (a peça).

Erros imputáveis ao meio ambiente

  • Temperatura: referência de 20 °C; ΔL = L × α × ΔT.
  • Humidade, vibração, luz, poeira, pressão e campos eletromagnéticos.

Exemplo resolvido · perfil de alumínio de 4 000 mm a 50 °C

  1. ΔT = 30 K; α ≈ 23 × 10⁻⁶ K⁻¹.
  2. ΔL = 4 000 × 0,000 023 × 30 = 2,76 mm.
  3. Aclimatar ou medir à sombra, depois de estabilizar.

Veio de aço de 1 000 mm com ΔT = 10 K: 0,12 mm.

Erros imputáveis ao instrumento

  • Erro de zero: não marca zero quando fechado.
  • Erro de escala: indicação cresce a ritmo ligeiramente diferente.
  • Folgas e desgaste: cursor com folga, bicos arredondados.
  • Deformação: bicos empenados por queda ou força.
  • Deriva com o tempo, detetada na calibração.

Exemplo resolvido · correção do zero: zero +0,05 e leitura 24,35 dá 24,30 mm; zero −0,10 e leitura 24,35 dá 24,45 mm.

Erros imputáveis ao operador

Erro Prevenção
Paralaxe olhar na perpendicular
Variação da pressão de contacto roquete, força leve e constante
Colocação incorreta do equipamento alinhar e apoiar bem
Posicionamento incorreto das pontas de medição limpar o ponto, firmar, ligar no sítio certo
Pressa e fadiga pausas, registo imediato

Pressão tem dois sentidos: força de medição (contacto) e pressão do fluido ou atmosférica.

Efeito da inclinação e erros de escolha e de forma

Exemplo resolvido · paquímetro inclinado 5° numa chapa de 40,00 mm: leitura = 40,00 ÷ cos 5° = 40,00 ÷ 0,996 195 = 40,153 mm, erro +0,153 mm.

  • Escolha incorreta: régua para décimas; gama de multímetro errada.
  • Defeitos de forma: ovalização, conicidade, falta de planeza, rebarbas.
  • Medir em duas direções e em vários pontos.

Bloco 5 · Procedimentos, nónio e medida direta

Procedimento correto de medição

  1. Compreender a cota, a tolerância e a unidade.
  2. Escolher o instrumento adequado e calibrado.
  3. Limpar e verificar o zero.
  4. Preparar a peça (limpar, rebarbar, aclimatar).
  5. Posicionar alinhado e perpendicular.
  6. Força constante e suave.
  7. Ler de frente, parte inteira e depois fração.
  8. Repetir e registar todas as leituras.
  9. Registar valor, unidade, instrumento e decisão.
  10. Limpar e arrumar.

Correto e incorreto: casos comparados

Situação Correto Incorreto
Antes de medir verificar zero e limpeza começar logo
Contacto força leve e roquete apertar a fundo
Peça recém-cortada aclimatar medir quente
Diâmetro duas direções, vários pontos uma só posição
Multímetro gama certa, pontas firmes, categoria de medição e tensão DC adequadas gama ao acaso
Registo valor com unidade "OK"

O nónio: natureza e resolução

O nónio é uma escala auxiliar deslizante: n divisões do nónio ocupam (n − 1) divisões da escala principal.

Resolução = valor da divisão da principal menos valor da divisão do nónio = 1 mm ÷ n.

Nónio Comprimento Divisão Resolução
1/10 9 mm 0,90 mm 0,10 mm
1/20 19 mm 0,95 mm 0,05 mm
1/50 49 mm 0,98 mm 0,02 mm
  • Nónio alongado: 20 divisões em 39 mm, ou seja (2n − 1) divisões da principal: 2 − 1,95 = 0,05 mm. A forma geral, 1 mm ÷ n, serve nos dois casos.

Leitura com nónio

  1. Verificar o zero.
  2. Parte inteira: último traço da principal antes do zero do nónio.
  3. Fração: traço do nónio que coincide exatamente × resolução.
  4. Somar e registar com a unidade.

Exemplo resolvido · 1/20: 47 mm + 13 × 0,05 = 47,65 mm.
Exemplo resolvido · 1/50: 62 mm + 34 × 0,02 = 62,68 mm.
Exemplo resolvido · 1/10: 23 mm + 6 × 0,1 = 23,6 mm.

Nónio circular

O nónio circular lê frações de grau num goniómetro ou transferidor de precisão.

  • 12 divisões sobre 11°: resolução 1° ÷ 12 = 5'.
  • 60 divisões: resolução 1'.

Exemplo resolvido · 5': zero do nónio depois de 127°, coincide o 11.º traço.

  1. 11 × 5' = 55'.
  2. Leitura 127°55' = 127 + 55/60 = 127,92°.

A régua de aço

  • Lâmina graduada em mm (150, 300, 500, 1 000 mm); divisão de 1 mm ou 0,5 mm.
  • Resolução prática: 0,5 a 1 mm.
  • Apoio de canto, olhar na perpendicular.
  • Extremidade gasta: partir de um traço inteiro e subtrair.

Exemplo resolvido: traço dos 10 mm na aresta, outra aresta em 143,5 mm: comprimento = 143,5 − 10,0 = 133,5 mm.

O paquímetro

Parte Função
Bicos exteriores exteriores e espessuras
Bicos interiores (orelhas) interiores
Haste de profundidade profundidades
Escala principal e nónio leitura
Parafuso de bloqueio fixa a leitura

Versões: nónio, relógio e digital. Resolução típica 0,02 mm (1/50) ou 0,01 mm (digital).

O erro máximo admissível pode ser maior do que a resolução.

Medir com o paquímetro

  1. Limpar bicos e peça; fechar e ver o zero.
  2. Abrir um pouco mais do que a peça.
  3. Peça perto da base dos bicos, instrumento perpendicular.
  4. Tocar suavemente, bloquear o cursor, retirar e ler.

Exemplo resolvido · parafuso: 15 mm + 40 × 0,02 = 15,80 mm; nominal 16 mm: faltam 0,20 mm.
Exemplo resolvido · profundidade: 18 mm + 7 × 0,05 = 18,35 mm.

O micrómetro: funcionamento

  • Parafuso de passo 0,5 mm; tambor com 50 divisões.
  • Cada divisão: 0,5 ÷ 50 = 0,01 mm.
  • Gama de 25 mm por instrumento (0 a 25, 25 a 50 mm).
  • A roquete garante a força constante.
Parte Função
Arco, batente, fuso estrutura e contactos
Bainha mm e meio mm
Tambor centésimos
Roquete e bloqueio força e fixação

Leitura do micrómetro

  1. Bainha: milímetros inteiros e o meio milímetro, se visível.
  2. Tambor: divisão na linha de referência × 0,01.
  3. Somar (e os milésimos, se houver nónio na bainha).

Exemplo resolvido: 12 mm + 38 × 0,01 = 12,38 mm.
Exemplo resolvido: 7 + 0,5 + 23 × 0,01 = 7,73 mm.
Exemplo resolvido: 5,5 + 0,27 + 0,004 = 5,774 mm.

Esquecer o meio milímetro dá 0,5 mm de erro.

Paquímetro ou micrómetro?

Critério Paquímetro Micrómetro
Resolução 0,02 a 0,05 mm (digital 0,01) 0,01 mm (ou 0,001)
Versatilidade exterior, interior, profundidade sobretudo exteriores
Dependência do operador maior menor, pela roquete
Gama grande, num só instrumento 25 mm por instrumento

Exemplo resolvido · secção do condutor: d = 1,78 mm, A = π × 1,78² ÷ 4 = 2,49 mm², compatível com 2,5 mm².

Bloco 6 · Medida indireta e instrumentos de verificação

Compassos

Tipo Utilização
Exteriores diâmetros e larguras exteriores
Interiores diâmetros e larguras interiores
Pontas secas traçar e transportar distâncias
Divisão repartir segmentos
Espessuras paredes de tubos e peças ocas

A abertura transfere-se para uma régua ou para um paquímetro. Incerteza típica de ±0,2 a ±0,5 mm com régua; menor se a abertura for lida no paquímetro.

A suta

A suta tem lâmina articulada com parafuso de bloqueio: copia e transporta ângulos.

Operação Como
Copiar base e lâmina nas duas faces, apertar
Ler pousar no transferidor
Transportar traçar pela lâmina na peça nova

Exemplo resolvido: inclinação da cobertura copiada e lida em 28°, com incerteza de cerca de ±0,5°.

Medição indireta por cálculo

Exemplo resolvido · distância entre centros de dois furos iguais

  1. Medir a distância entre as arestas exteriores: 87,40 mm.
  2. Medir o diâmetro: 11,00 mm.
  3. D_ext = c + d, logo c = 87,40 − 11,00 = 76,40 mm.
  4. Desenho 76,5 ± 0,2: limites 76,3 a 76,7, conforme.

Erros somam-se: se cada medida tiver erro máximo de ±0,02 mm (valor do certificado, não da resolução), o resultado pode ter até ±0,04 mm.

Réguas, esquadros, escantilhões e apalpa-folgas

  • Régua de fio: verifica retitude e planeza; passa luz se há desvio.
  • Esquadro: verifica 90° (e 45° em alguns).
  • Escantilhão: gabarito de perfil, raio ou contorno.
  • Apalpa-folgas: lâminas de espessura conhecida que quantificam a folga.

Exemplo resolvido: lâmina de 0,10 mm entra e a de 0,15 mm não: folga entre 0,10 e 0,15 mm.

O comparador

Instrumento diferencial: apalpador, ponteiro, mostrador. Divisão 0,01 mm, gama 10 mm, uma volta = 1 mm.

  1. Fixar no suporte, perpendicular.
  2. Pré-carga de cerca de uma volta.
  3. Zero na referência.
  4. Passar à peça e ler o desvio com sinal.

Exemplo resolvido: zero em 20,000 mm; leitura +12 divisões = +0,12 mm; cota 20,12 mm.
Exemplo resolvido · planeza: −0,03 a +0,05 mm, variação 0,08 mm.

Calibres passa/não-passa

Calibre Verifica
Tampão furos
Forquilha (boca) veios
Anel roscas exteriores

Lado passa (limite de material máximo) deve entrar; lado não-passa (mínimo) não deve entrar.

Exemplo resolvido · furo Ø 10 H7: limites 10,000 e 10,015 mm. Se o "não-passa" entra, o furo é largo: rejeitar.

Verificadores de roscados e rugosímetro

Rosca métrica Passo normal
M6 1,0 mm
M8 1,25 mm
M10 1,5 mm
M12 1,75 mm
M16 2,0 mm

Exemplo resolvido: diâmetro 11,9 mm e passo 1,75 mm indicam M12; 8 passos = 14 mm.

Rugosímetro: palpador percorre a superfície; Ra, em µm, é a média aritmética dos desvios do perfil.

Bloco 7 · Áreas do controlo metrológico e procedimento final

Áreas de aplicação do controlo metrológico

Área Grandeza e unidade Instrumentos
Dimensional comprimento (m), ângulo régua, paquímetro, micrómetro
Temperatura K, °C termopares, sondas, câmaras térmicas
Massas kg balanças, pesos padrão
Elétrica V, A, Ω, W multímetro, pinça, testador de isolamento
Tempo s, Hz cronómetro, osciloscópio
Intensidade luminosa cd, lx, W/m² luxímetro, piranómetro
Pressões Pa, bar manómetro, barómetro
Outras m/s, N·m, caudal anemómetro, chave dinamométrica

Aplicações em sistemas eólicos e fotovoltaicos

  • Dimensional: parafusos de ancoragem, perfis, flanges, grampos.
  • Temperatura: módulos, inversores, rolamentos.
  • Elétrica: tensão e corrente de fileiras, isolamento, terra. Instrumento com categoria de medição (IEC 61010) e tensão DC adequadas; tensão em vazio com a fileira seccionada; corrente com pinça DC, sem abrir o circuito; nunca desligar conectores sob carga.
  • Radiometria: irradiância no plano dos módulos.
  • Pressão e binário: circuitos, aperto com chave dinamométrica pelo valor do fabricante.

Exemplo resolvido · associar: aperto de parafuso de pá, binário; irradiância, piranómetro.

Procedimento completo de controlo dimensional

  1. Ler o desenho: cota, tolerância, unidade.
  2. Calcular IT e 1/10.
  3. Escolher o instrumento e confirmar a calibração.
  4. Preparar instrumento e peça; verificar o zero.
  5. Medir em vários pontos e direções.
  6. Corrigir (zero, temperatura).
  7. Comparar com os limites.
  8. Registar e decidir.

Conformidade e incerteza

Exemplo resolvido · limites: 25 +0,1 / −0,2 mm: máximo 25,1, mínimo 24,8, tolerância 0,3 mm.

Exemplo resolvido · veio Ø 16 ± 0,1: medido 15,86 mm (zero já corrigido); limites 15,9 e 16,1: não conforme.

Incerteza: se o valor está tão perto do limite que a incerteza o ultrapassa, não decidir: repetir com instrumento melhor.

Registo: peça, cota, valores, unidade, instrumento, data, operador, decisão.

Boas práticas finais

  • Escolher o instrumento pela tolerância (1 para 10).
  • Zero, limpeza e aclimatação antes de ler.
  • Força constante, alinhamento e leitura de frente.
  • Repetir e registar o valor com a unidade.
  • Calibrar e etiquetar os instrumentos; respeitar a rastreabilidade.
  • Sentido crítico, rigor e respeito pelas normas.

Quem mede bem decide bem, e decide com provas.

Recapitulando

  • O SPQ reúne normalização, qualificação e metrologia; o IPQ coordena e normaliza, o IPAC acredita.
  • Calibração, etiquetas e rastreabilidade dão valor às medições.
  • O SI e as conversões exigem fatores exatos e unidades coerentes.
  • A classe de precisão e a regra de 1 para 10 orientam a escolha do instrumento.
  • Os erros vêm do meio, do instrumento, do operador, da escolha e da forma da peça; previnem-se com procedimento.
  • Nónio, paquímetro e micrómetro medem diretamente; compassos e suta transportam; comparador, calibres, verificadores e rugosímetro verificam.

Próximo: fichas e mini-projeto, medir e decidir a conformidade.

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: uma medida é número, unidade e instrumento; sem os três, não serve para decidir - erro comum: achar que medir bem é só ter um instrumento caro - exemplo: um perfil de alumínio 2 mm mais curto que o desenho não apoia no suporte

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: distinguir grandeza (o quê), unidade (em quê) e mensurando (qual exemplar) - erro comum: escrever "24,35" sem unidade na ficha de controlo - pergunta: o que significa "o parafuso mede 12" sem mais nada?

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: na medição indireta a qualidade do resultado depende das medições diretas de partida - erro comum: confundir instrumento indireto (compasso, suta) com medição indireta por cálculo - exemplo: diâmetro d = perímetro ÷ π; 94,2 ÷ 3,14159 ≈ 30,0 mm

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: três subsistemas, três verbos: normalizar, qualificar, medir - erro comum: achar que o SPQ é uma empresa; é um sistema de entidades e regras - pergunta: em qual subsistema cai a calibração de um paquímetro?

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o IPQ normaliza e mede, o IPAC acredita - erro comum: dizer que o IPQ acredita laboratórios - analogia: o IPQ escreve as regras do jogo e guarda a bitola, o IPAC credencia quem a aplica

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: ler a sigla ajuda a perceber a origem e o alcance da norma - erro comum: dizer que as normas são sempre obrigatórias; um regulamento é que as pode tornar obrigatórias - exemplo: um certificado de calibração de laboratório acreditado cita a 17025

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o paquímetro da oficina é metrologia industrial, o contador de energia é legal - erro comum: julgar que todo o instrumento está sujeito a controlo legal - pergunta: que instrumentos do estaleiro conheces que sejam de metrologia legal?

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: gerir instrumentos é um sistema, não um gesto isolado - erro comum: deixar o instrumento "emprestado" sem registo - exemplo: percorrer o ciclo com um paquímetro da escola

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: nem pior (decisão duvidosa) nem muito melhor (caro e frágil) do que o necessário - erro comum: escolher pelo preço mais baixo sem ver a calibração - exemplo: paquímetro de 150 mm para peças até 120 mm

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: calibrar e ajustar são operações diferentes - erro comum: dizer "mandei calibrar" para dizer "mandei arranjar" - pergunta: que decisões se podem tomar depois de ler o certificado?

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a data da etiqueta é um limite, não uma garantia - erro comum: continuar a usar "só desta vez" um instrumento caducado - analogia: como a inspeção periódica de um carro, mas mais frequente se houve acidente

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: cada elo acrescenta incerteza, nenhum elo pode faltar - erro comum: ter certificado do instrumento mas padrão de trabalho caducado - exemplo: desenhar a cadeia no quadro até ao paquímetro do aluno

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a dimensão não muda quando se muda de unidade - erro comum: somar 3 m com 2 s, ou esquecer que a fórmula tem de bater em dimensão - exemplo: energia cinética ½ m v² tem dimensão M·L²·T⁻², a de uma energia

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: sete unidades de base, todas as outras derivam delas - erro comum: achar que o grama é a unidade de base de massa; é o quilograma - exemplo: o metro liga-se à velocidade da luz, 299 792 458 m/s

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: reconhecer o símbolo e a grandeza de cada unidade com nome - erro comum: escrever "Kw" ou "KW" em vez de kW - pergunta: como se escreve o watt-hora? e o quilowatt-hora? (Wh e kWh, nunca 'watt por hora')

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o SI é decimal, e é por isso que as conversões entre prefixos são só vírgulas - erro comum: prefixos compostos (mµm) e confundir m com M - exemplo: massa forma-se a partir do grama: mg, g, kg

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o grau não é unidade SI, é aceite para uso; a unidade SI de ângulo é o radiano - erro comum: dizer que o kWh é unidade SI - exemplo: 1 kWh = 1 000 W × 3 600 s = 3 600 000 J

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o último passo, ver se o resultado faz sentido, apanha a maioria dos erros - erro comum: dividir quando era para multiplicar e aceitar um resultado absurdo - analogia: converter é trocar de moeda com taxa fixa

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: fazer à mão pelo menos uma vez antes de confiar na aplicação do telemóvel - erro comum: tratar 1/4" como 0,25 mm; são 6,35 mm - exemplo: um parafuso de 1/2" (12,7 mm) não é intermutável com um M12

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: minutos de ângulo não são décimas de grau - erro comum: escrever 34,30° quando se quer dizer 34°30' - exemplo: pedir a velocidade na ponta de pá de outro raio, usando v = ω × r

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: converter primeiro para metros, só depois multiplicar - erro comum: multiplicar mm por mm e ler o resultado em m² - pergunta: que rendimento sairia se a área fosse calculada em mm² por engano?

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: resolução é o que o instrumento mostra, exatidão é o quão certo é - erro comum: confiar num visor com muitas casas decimais - analogia: uma balança que dá sempre 20 g a mais é fiel mas injusta

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: separar a dispersão (fidelidade) do desvio da média (justeza) - erro comum: dizer que o instrumento é exato porque as leituras são parecidas - exemplo: pedir aos alunos que meçam cinco vezes o mesmo bloco e façam a média

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o erro absoluto é o mesmo em toda a escala, o relativo cresce para o início - erro comum: aplicar a percentagem da classe ao valor lido em vez do fim de escala - exemplo: amperímetro classe 0,5 de 2,5 A dá 0,625 % a 2,0 A; o de 10 A dá 2,5 %

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: IT é a diferença entre limite máximo e limite mínimo, não só o afastamento - erro comum: usar sempre o instrumento mais fino disponível, sem custo-benefício - exemplo: calha de 45 ± 0,15 mm: IT 0,30, 1/10 = 0,03; serve o paquímetro 1/50

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o sinal do erro importa, a correção tem o sinal contrário - erro comum: somar o erro em vez de o subtrair - exemplo: erros sistemáticos corrigem-se, aleatórios reduzem-se com repetição

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: cada fator tem ação corretiva própria - erro comum: culpar sempre o instrumento - pergunta: que fator domina quando dois técnicos obtêm valores diferentes com o mesmo instrumento?

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: peça e instrumento à mesma temperatura, e do mesmo material, compensam-se em boa parte - erro comum: medir ao sol, a seguir ao corte, e condenar uma peça boa - exemplo: comparar a dilatação de aço e alumínio para o mesmo comprimento

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: corrige-se subtraindo o erro de zero com o seu sinal - erro comum: somar sempre, sem olhar ao sinal do erro de zero - exemplo: pedir a cada aluno que registe o zero do seu paquímetro

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: critério de desempenho da UC, evitar os erros imputáveis ao operador - erro comum: apertar os bicos para "ter a certeza", o que dá leituras menores - exemplo: pontas de prova do multímetro sobre tinta dão leitura instável

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: uma inclinação pequena gera erro maior do que a resolução - erro comum: medir um diâmetro numa só posição - analogia: medir a largura de um corredor na diagonal dá sempre mais

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o procedimento é a forma de eliminar os erros do operador antes de eles acontecerem - erro comum: saltar o passo 3 por pressa - exemplo: pedir que ordenem os passos baralhados num cartão

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: cada procedimento incorreto tem uma consequência concreta e previsível - erro comum: achar que o procedimento é burocracia - exemplo: encenar o colega que mede mal e pedir à turma que liste as falhas

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a resolução é uma subtração, e coincide com 1 ÷ n - erro comum: confundir 1/20 com 1/50 - exemplo: nónio de 25 divisões sobre 24 mm: 1 − 0,96 = 0,04 mm

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: ler o traço que coincide, não o mais próximo - erro comum: ler a parte inteira depois do zero do nónio - exemplo: projetar uma leitura e pedir a cada aluno que a faça antes de revelar

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: minutos de ângulo e graus decimais são coisas diferentes - erro comum: escrever 127,55° em vez de 127°55' - exemplo: converter 48°45' em graus decimais, 48,75°

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a régua serve para tolerâncias de milímetros, não de décimas - erro comum: usar a ponta gasta como zero - exemplo: medir um perfil de 600 mm com a régua e discutir a incerteza de leitura

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: três medições num só instrumento: exterior, interior e profundidade - erro comum: usar a ponta dos bicos para exteriores grossos - exemplo: mostrar as três utilizações com a mesma peça

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: peça junto à base dos bicos reduz o erro de inclinação - erro comum: forçar o fecho contra a peça e ler menos - exemplo: medir o mesmo parafuso em duas direções e comparar

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: uma volta do tambor desloca 0,5 mm; 50 divisões dão 0,01 mm - erro comum: rodar o tambor com a peça já encostada, em vez da roquete - analogia: um parafuso que "amplifica" o movimento para o tornar legível

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: ler a bainha primeiro, tambor depois, somar no fim - erro comum: esquecer o traço de meio milímetro - exemplo: o mesmo tambor com e sem o meio milímetro dá leituras 0,5 mm diferentes

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: escolher pela tolerância, não pelo hábito - erro comum: medir a secção de um cabo flexível pelo diâmetro exterior - exemplo: diâmetro de uma haste de 10 ± 0,05 mm pede micrómetro

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o compasso não tem escala; o valor lê-se noutro instrumento - erro comum: apertar o compasso à peça, deformando a abertura - exemplo: medir um tubo com o compasso de exteriores e confirmar no paquímetro

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: a suta não mede, transporta; o valor vem do transferidor - erro comum: confundir a suta com o esquadro, que só verifica 90° - exemplo: copiar o ângulo de um suporte de módulo e transferi-lo para o papel

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: mede-se o acessível e calcula-se o pedido pelo desenho - erro comum: ignorar que a incerteza do resultado é maior do que a de cada medida - exemplo: repetir com as arestas interiores: c = D_int + d

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: estes instrumentos verificam forma, não dão uma medida absoluta - erro comum: dar o esquadro como verificado sem olhar a luz em todo o comprimento - exemplo: esquadria de uma caixa de quadro elétrico

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o comparador não dá a cota, dá o desvio em relação a uma referência - erro comum: esquecer o sinal do desvio ou a pré-carga - exemplo: verificar a planeza de um flange em seis pontos

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o calibre decide rápido mas não dá o valor medido - erro comum: forçar o lado "não-passa" para dentro do furo - exemplo: o "passa" não entra, o furo está apertado e ainda se pode alargar

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: identificar a rosca exige diâmetro e passo - erro comum: confundir M12 de passo normal com M12 de passo fino - exemplo: medir o passo com a lâmina que encaixa sem folga

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: cada área tem os seus padrões e instrumentos, e todos entram na cadeia de rastreabilidade - erro comum: usar o lux como medida de irradiância solar; a irradiância mede-se em W/m² - pergunta: que instrumentos de cada área usarias numa instalação fotovoltaica?

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: o mesmo raciocínio metrológico aplica-se a todas as grandezas - erro comum: desligar a atenção à segurança só porque "é só medir" - exemplo: listar as medições de uma visita a uma central solar

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: este é o fluxo que une toda a UC - erro comum: tratar cada instrumento isoladamente sem o fluxo - exemplo: percorrer o fluxo com uma peça real trazida pela turma

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: decidir com margem e registar o valor numérico - erro comum: escrever só "OK" ou "NOK" sem valor - exemplo: fita com erro de ±2 mm a medir 2 404 para um limite de 2 405

NOTAS DO PROFESSOR - enfatizar: estas práticas resumem os sete blocos da UC - erro comum: achar que medir é uma tarefa menor - analogia: um piloto não descola sem a lista de verificação