Federao das Indstrias do Estado de Minas Gerais - FIEMG

METROLOGIA BSICA

Presidente da FIEMG Robson Braga de Andrade Gestor do SENAI Petrnio Machado Zica Diretor Regional do SENAI e Superintendente de Conhecimento e Tecnologia Alexandre Magno Leo dos Santos Gerente de Educao Profissionalizante Edmar Fernando de Alcntara

Organizao Equipe Tcnica - Centro de Formao Profissional Guilherme Caldas Emrich

Unidade Operacional Centro de Formao Profissional Guilherme Caldas Emirch

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Sumrio

APRESENTAO............................................................................................................................ 4 1.CONCEITO FINALIDADE DO CONTROLE MTODO INSTRUMENTO E OPERADOR...... 5 2.RGUA GRADUADA - TIPOS E USOS - GRADUAES DA ESCALA...................................... 8 3.PAQUMETRO - PRINCPIO DO VERNIER - TIPOS E USOS - ERROS DE MEDIO LEITURA...................................................................................................... 13 4.MICRMETROS - NOMENCLATURA, TIPOS E USOS.............................................................. 22 5.RELGIO COMPARADOR - TIPOS E CARACTERSTICAS..................................................... 31 6.VERIFICADOR DE FOLGAS....................................................................................................... 37 7.GONIMETRO............................................................................................................................. 38 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS............................................................................................... 40

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Apresentao

Muda a forma de trabalhar, agir, sentir, pensar na chamada sociedade do conhecimento. Peter Drucker

O ingresso na sociedade da informao exige mudanas profundas em todos os perfis profissionais, especialmente naqueles diretamente envolvidos na produo, coleta, disseminao e uso da informao. O SENAI, maior rede privada de educao profissional do pas,sabe disso , e ,consciente do seu papel formativo , educa o trabalhador sob a gide do conceito da competncia: formar o profissional com responsabilidade no processo produtivo, com iniciativa na resoluo de problemas, com conhecimentos tcnicos aprofundados, flexibilidade e criatividade, empreendedorismo e conscincia da necessidade de educao continuada. Vivemos numa sociedade da informao. O conhecimento , na sua rea tecnolgica, amplia-se e se multiplica a cada dia. Uma constante atualizao se faz necessria. Para o SENAI, cuidar do seu acervo bibliogrfico, da sua infovia, da conexo de suas escolas rede mundial de informaes Internet - to importante quanto zelar pela produo de material didtico.

Isto porque, nos embates dirios,instrutores e alunos , nas diversas oficinas e laboratrios do SENAI, fazem com que as informaes, contidas nos materiais didticos, tomem sentido e se concretizem em mltiplos conhecimentos. O SENAI deseja , por meio dos diversos materiais didticos, aguar a sua curiosidade, responder s suas demandas de informaes e construir links entre os diversos conhecimentos, to importantes para sua formao continuada ! Gerncia de Educao Profissionalizante

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1. Conceito Finalidade do controle Mtodo Instrumento e OperadorMetrologiaA metrologia aplica-se a todas as grandezas determinadas e, em particular, s dimenses lineares e angulares das peas mecnicas. Nenhum processo de usinagem permite que se obtenha rigorosamente uma dimenso prefixada. Por essa razo, necessrio conhecer a grandeza do erro tolervel, antes de se escolherem os meios de fabricao e controle convenientes.

Finalidade do ControleO controle no tem por fim somente reter ou rejeitar os produtos fabricados fora das normas;destina-se,antes, a orientar a fabricao, evitando erros. Representa, por conseguinte, um fator importante na reduo das despesas gerais e no acrscimo da produtividade. Um controle eficaz deve ser total, isto , deve ser exercido em todos os estgios de transformao da matria, integrando-se nas operaes depois de cada fase de usinagem. Todas as operaes de controle dimensional so realizadas por meio de aparelhos e instrumentos; deve-se, portanto, controlar no somente as peas fabricadas, mas tambm os aparelhos e instrumentos verificadores: de desgastes, nos verificadores com dimenses fixas; de regulagem, nos verificadores com dimenses variveis;

Isto se aplica tambm s ferramentas, aos acessrios e s mquinas-ferramentas utilizadas na fabricao.

MedioO conceito de medir traz, em si, uma idia de comparao. Como s se podem comparar coisas da mesma espcie, cabe apresentar para a medio a seguinte definio, que, como as demais, est sujeita a contestaes: Medir comparar uma dada grandeza com outra da mesma espcie, tomada como unidade. Uma contestao que pode ser feita aquela que se refere medio de temperatura, pois, nesse caso, no se comparam grandezas, mas, sim, estados.

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A expresso medida de temperatura, embora consagrada, parece trazer em si alguma inexatido: alm de no ser grandeza, ela no resiste tambm condio de soma e subtrao, que pode ser considerada implcita na prpria definio de medir. Quando se diz que um determinado comprimento tem dois metros, podese afirmar que ele a metade de outro de quatro metros; entretanto, no se pode afirmar que a temperatura de quarenta graus centgrados duas vezes maior que uma de vinte graus, e nem a metade de outra de oitenta. Portanto, para se medir um comprimento, deve-se primeiramente escolher outro que sirva como unidade e verificar quantas vezes a unidade cabe dentro do comprimento por medir. Uma superfcie s pode ser medida com unidade de superfcie; um volume, com unidade de volume; uma velocidade, com unidade de velocidade; uma presso, com unidade de presso, etc.

UnidadeEntende-se por unidade um determinado valor em funo do qual outros valores so enunciados. Usando-se a unidade METRO, pode-se dizer, por exemplo, qual o comprimento de um corredor. A unidade fixada por definio e independe do prevalecimento de condies fsicas como temperatura, grau higroscpico (umidade), presso, etc.

PadroO padro a materializao da unidade; influenciada por condies fsicas, podendo-se mesmo dizer que a materializao da unidade, somente sob condies especficas. O metro-padro, por exemplo, tem o comprimento de um metro, somente quando est a uma determinada temperatura, a uma determinada presso e suportado, tambm, de um modo definido. bvio que a mudana de qualquer uma dessas condies alterar o comprimento original.

Mtodo, Instrumento e OperadorUm dos mais significativos ndices de progresso, em todos os ramos da atividade humana, a perfeio dos processos metrolgicos que neles se empregam. Principalmente no domnio da tcnica, a Metrologia de importncia transcendental. O sucessivo aumento de produo e a melhoria de qualidade requerem um ininterrupto desenvolvimento e aperfeioamento na tcnica de medio; quanto maiores so as necessidades de aparatos, ferramentas de medio e elementos capazes. Na tomada de quaisquer medidas, devem ser considerados trs elementos fundamentais: o mtodo, o instrumento e o operador.

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Mtodoa) Medio Direta Consiste em avaliar a grandeza por medir, por comparao direta com instrumentos, aparelhos e mquinas de medir. Esse mtodo , por exemplo, empregado na confeco de peas prottipos, isto , peas originais utilizadas como referncia, ou, ainda, quando o nmero de peas por executar for relativamente pequeno. b) Medio Indireta por Comparao Medir por comparao determinar a grandeza de uma pea com relao a outra, de padro ou dimenso aproximada; da a expresso: medio indireta. Os aparelhos utilizados so chamados indicadores ou comparadoresamplificadores, os quais, para facilitarem a leitura, amplificam as diferenas constatadas,por meio de processos mecnicos ou fsicos (amplificao mecnica, tica, pneumtica, etc.).

Instrumentos de MedioA exatido relativa das medidas depende, evidentemente, da qualidade dos instrumentos de medio empregados. Assim, a tomada de um comprimento com um metro defeituoso dar resultado duvidoso, sujeito a contestaes. Portanto, para a tomada de uma medida, indispensvel que o instrumento esteja aferido e que a sua aproximao permita avaliar a grandeza em causa, com a preciso exigida.

OperadorO operador , talvez, dos trs, o elemento mais importante. ele a parte inteligente na apreciao das medidas. De sua habilidade depende, em grande parte, a preciso conseguida. Um bom operador, servindo-se de instrumentos relativamente dbeis, consegue melhores resultados do que um operador inbil com excelentes instrumentos. Deve, pois, o operador, conhecer perfeitamente os instrumentos que utiliza, ter iniciativa para adaptar s circunstncias o mtodo mais aconselhvel e possuir conhecimentos suficientes para interpretar os resultados encontrados.

Consiste em avaliar a grandeza por medir, por comparao direta com instrumentos, aparelhos e mquinas de medir. Esse mtodo , por exemplo, empregado na confeco de peas prottipos, isto , peas originais utilizadas como referncia, ou, ainda, quando o nmero de peas por executar for relativamente pequeno. 7

2. Rgua Graduada - Tipos e Usos - Graduaes da E scal aO mais elementar instrumento de medio utilizado nas oficinas a rgua graduada (escala). usada para medidas lineares, quando no h exigncia de grande preciso. Para que seja completa e tenha carter universal, dever ter graduaes do sistema mtrico e do sistema ingls (fig.1).

A escala ou rgua graduada construda de ao, tendo sua graduao inicial situada na extremidade esquerda. fabricada em diversos comprimentos: 6 (152,4 mm), 12 (304,8 mm). A rgua graduada apresenta-se em vrios tipos, conforme mostram as figuras 2, 3 e 4.

O uso da rgua graduada torna-se freqente nas oficinas, conforme mostram as figuras 5, , 7, 8 e 9.

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Caractersticas da boa Rgua Graduada 1- Ser, de preferncia, de ao inoxidvel. 2- Ter graduao uniforme. 3- Apresentar traos bem finos, profundos e salientados em preto. Conservao 1234Evitar quedas e contato com ferramentas de trabalho. Evitar flexion-la ou torc-la, para que no se empene ou quebre. Limpe-a aps o uso, para remover o suor e a sujeira. Aplique-lhe ligeira camada de leo fino, antes de guard-la.

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Graduaes da Escala - Sistema Ingls

As graduaes da escala so feitas dividindo-se a polegada em 2, 4, 8 e 16 partes iguais, existindo em alguns casos escalas com 32 divises (figura 10).

Graduaes da Escala - Sistema Mtrico Decimal

A graduao da escala consiste em dividir 1cm em 10 partes iguais (fig.11).

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Exerccio de Leitura (Rgua Graduada)

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Respostas: 1: 6: 11: 16:

2: 7: 12: 17:

3: 8: 13: 18:

4: 9: 14: 19:

5: 10: 15: 20:

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3. Paqumetro - Princpio do Vernier - Tipos e Usos - Erros de Medio - LeituraPaqumetroUtilizado para a medio de peas, quando a quantidade no justifica um instrumental especfico e a preciso requerida no desce a menos de 0,02mm,(fig 1)

um instrumento finamente acabado, com as superfcies planas e polidas. O cursor ajustado rgua, de modo que permita a sua livre movimentao com um mnimo de folga. Geralmente construdo de ao inoxidvel, e suas graduaes referem-se a 20C. A escala graduada em milmetro e polegadas, podendo a polegada ser fracionria ou milsimal. O cursor provido de uma escala, chamada nnio ou Vernier, que se desloca em frente s escalas da rgua e indica o valor da dimenso tomada.

Princpio do NnioA escala do cursor, chamada Nnio (designao dada pelos portugueses em homenagem a Pedro Nunes, a quem atribuda sua inveno) ou Vernier (denominao dada pelos franceses em homenagem a Pierre Vernier, que eles afirmam ser o inventor), consiste na diviso do valor N de uma escala graduada fixa por N -1 (n de divises) de uma escala graduada mvel (fig.2).

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Tomando o comprimento total do nnio, que igual a 9mm (fig.3), e dividindo pelo n de divises do mesmo (10 divises), conclumos que cada intervalo da diviso do nnio mede 0,9mm (fig.3).

Observando a diferena entre uma diviso da escala fixa em uma diviso do nnio (fig.4), conclumos que cada diviso do nnio menor 0,1mm do que cada diviso da escala fixa. Essa diferena tambm a aproximao mxima fornecida pelo instrumento

Assim sendo, se fizermos coincidir o 1 trao do nnio com o da escala fixa, o paqumetro estar aberto em 0,1mm (fig.5), coincidindo o 2 trao com 0,2mm (fig.6), o 3 trao com 0,3mm (fig.7) e assim sucessivamente.

Clculo de Aproximao (Sensibilidade) se calcular a aproximao (tambm chamada sensibilidade) dos paqumetros, dividi-se o menor valor da escala principal (escala fixa), pelo nmero de divises da escala mvel (nnio). A aproximao se obtm, pois, com a frmula: Para

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Observao: O clculo de aproximao obtido pela diviso do menor valor da escala principal pelo nmero de divises do nnio, aplicado a todo e qualquer instrumento de medio possuidor de nnio, tais como: paqumetro, micrmetro, gonimetro, etc. ERROS DE LEITURA - So causados por dois fatores: a) paralaxe; b) presso de medio. Dos diversos tipos de paqumetros existentes, mostramos alguns exemplos (figuras 8, 9, 13, 14):

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Fig 8

Fig 9

Leitura no sistema mtricoNa escala fixa ou principal do paqumetro, a leitura feita antes do zero do nnio corresponde leitura em milmetro. Em seguida, voc deve contar os traos do nnio at o ponto em que um deles coincidir com um trao da escala fixa. Depois, voc soma o nmero que leu na escala fixa ao nmero que leu no nnio. Exemplos de leitura

1,00 mm na escala fixa mais 0,3 mm na escala mvel ento 1,3 mm

103,00 mm na escala fixa mais 0,5 na escala mvel.Ento 103,5 mm

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Nnio com 20 divises:

73,00 mm na escala fixa mais 0,65 mm na escala mvel. Ento: 73,65mm

Nnio com 50 divises: 68,00 mm na escala fixa mais 0,32 mm na escala mvel. Ento: 68,32mm

Leitura de polegada fracionriaNo sistema ingls, a escala fixa do paqumetro graduada em polegada e frao de polegada. Esses valores fracionrios da polegada so complementados com o uso do nnio. Cada diviso do nnio vale 1/128

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Exemplos de leitura

Colocao de medida no paqumetro em polegada fracionriaPara abrir um paqumetro em uma medida dada em polegada fracionria, devemos: a) Verificar se a frao tem denominador 128. Se no tiver, deve-se substitu-la pela sua equivalente, com denominador 128. Exemplo: 9/64 no tem denominador 128. 9/64 = 18/128 - uma frao equivalente, com denominador 128. Observao: o numerador dividido por 8, pois 8 o nmero de divises do nnio. b) Dividir o numerador por 8. Exemplo

c) O quociente indica a medida na escala fixa; o resto mostra o nmero do trao do nnio que coincide com um trao da escala fixa.

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4. Micrmetros - Nomenclatura, Tipos e UsosMicrmetroA preciso de medio que se obtm com o paqumetro, s vezes, no suficiente. Para medies mais rigorosas, utiliza-se o micrmetro, que assegura uma exatido de 0,01mm. O micrmetro um instrumento de dimenso varivel que permite medir, por leitura direta, as dimenses reais com uma aproximao de at 0,001mm (fig.1).

O princpio utilizado o do sistema parafuso e porca. Assim, se, numa porca fixa, um parafuso der um giro de uma volta, haver um avano de uma distncia igual ao seu passo.

Caractersticas do MicrmetroArco construdo de ao especial e tratado termicamente, a fim de eliminar as tenses, e munido de protetor antitrmico, para evitar a dilatao pelo calor das mos. Parafuso Micromtrico E construdo de ao de alto teor de liga, temperado a uma dureza de 63 RC. Rosca retificada, garantindo alta preciso no passo. Contatores Apresentam-se rigorosamente planos e paralelos, e em alguns instrumentos so de metal duro, de alta resistncia ao desgaste. Fixador ou Trava 22

Permite a fixao de medidas. Luva Externa Onde gravada a escala, de acordo com a capacidade de medio do instrumento. Tambor Com seu movimento rotativo e atravs de sua escala, permite a complementao das medidas. Porca de Ajuste Quando necessrio, permite o ajuste do parafuso micromtrico. Catraca Assegura uma presso de medio constante.

Tipos e UsosPara diferentes usos no controle de peas, encontram-se vrios tipos de micrmetros, tanto para medies em milmetros como em polegadas, variando tambm sua capacidade de medio. f i guras abaixo nos mostram alguns dos tipos existentes. 2 - Micrmetro para medio externa.

3 - Micrmetro para a medio de espessura de tubos.

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Fig. 4 - Micrmetro com discos, para a medio de papel, cartolina couro e borracha. Tambm empregado para a medio de passo de engrenagem.

Fig. 5 - Micrmetro Oltilmeter. Utilizado para a medio de dimetros externos de peas com nmeros mpares de divises, tais como: machos, fresas, eixos

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Fig. 6 - Micrmetro para a medio de roscas.

Fig. 7 - Micrmetro para a medio de profundidade.

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Micrmetro - Sistema Mtrico DecimalInicialmente observaremos as divises da escala da luva. Nas figuras 1 e 2, mostramos a escala da luva do micrmetro com os traos em posies diferentes, porm sem alterar a distncia entre si.

Sabendo-se que, nos micrmetros do sistema mtrico, o comprimento da escala da luva mede 25,00mm, se dividirmos o comprimento da escala pelo n de divises existentes, encontraremos o valor da distncia entre as divises (0,50mm), que igual ao passo do parafuso micromtrico (fig.3).

Estando o micrmetro fechado, dando uma volta completa no tambor rotativo, teremos um deslocamento do parafuso micromtrico igual ao seu passo (0,50mm), aparecendo o primeiro trao na escala da luva (fig.4). A leitura da medida ser 0,50mm. Dando-se duas voltas completas, aparecer o segundo trao, e a leitura ser 1,00mm (fig.5). E assim sucessivamente.

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Leitura do Tambor Sabendo que uma volta no tambor eqivale a 0,50mm, tendo o tambor 50 divises (fig.6), conclumos que cada diviso eqivale a 0,01mm

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Assim sendo, se fizermos coincidir o primeiro trao do tambor com a linha de referncia da luva, a leitura ser 0,01mm (fig.7), o segundo trao 0,02mm (fig.8), o quadragsimo nono trao 0,49mm (fig.9).

Sabendo a leitura da escala da luva e do tambor, podemos ler qualquer medida(Fig 10)

Leitura da escala da luva = 8,50mm Leitura do tambor = 0,32mm Para efetuarmos a leitura da medida, somamos a leitura da escala da luva com a do tambor: 8,50 + 0,32 = 8,82mm. Uso do Nnio Ao utilizarmos micrmetros possuidores de nnio (fig.12), precisamos conhecer a aproximao do instrumento.

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Cada diviso do nnio menor 0,001mm do que cada diviso do tambor. Observao: Atualmente no se emprega mais a palavra mcron" nem o smbolo . Usamos a palavra "micrmetro ou mcrons" e o smbolo m. Ex: 0,015mm = 15m (quinze micrmetros ou mcrons)

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Exerccio de Leitura Micrmetro para Medio em Milmetro

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5. Relgio Comparador - Tipos e Caractersticas um instrumento de preciso de grande sensibilidade. utilizado tanto na verificao de medidas, superfcies planas, concentricidade e paralelismo, como para leituras diretas. Por sua elevada preciso e versatilidade, o relgio pode ser usado medindo ou comparando diversas formas de peas (fig.1 e 2).

Princpio A ponta apalpadora fica em contato com a pea. A diferena de medida da pea provoca um deslocamento retilneo da ponta, transmitido por um sistema de amplificao ao ponteiro do relgio. A posio do ponteiro no mostrador indica a leitura da medida. A preciso do instrumento baseia-se no sistema de amplificao, geralmente usado por meio de engrenagens, alavancas ou sistema misto. Sistema de Engrenagem Consiste em um mecanismo formado por uma cremalheira e um conjunto de engrenagens, que alcana uma preciso de 0,01mm (fig.3).

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Sistema de Alavanca Consiste no movimento da mesma, provocado pela subida da ponta apalpadora. Este sistema, embora tenha um campo de medio restrito, alcana uma preciso de at 0,001mm (fig.4).

Amplificao Mista Resulta da combinao alavanca e engrenagem, que permite o aumento da sensibilidade a 0,001mm, sem reduzir a capacidade de medio. Os relgios de 0,01mm de preciso so os mais utilizados. Sua capacidade de medio geralmente de 10mm. Controle do Relgio Antes de medirmos uma pea com o relgio, devemos estar certos de que este se encontra aferido. Para verificarmos possveis erros, fazemos, com o auxlio de um suporte de relgio, a medio de blocos-padro de medidas diferentes e observamos se as medidas registradas no relgio correspondem s dos blocos (fig.7).

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Leitura do RelgioOs valores so indicados por intermdio de 2 ponteiros de tamanhos diferentes. O ponteiro grande, colocado no centro do mostrador, que est dividido em 100 partes, indica valores de 1 em 1 centsimo, completando 1 mm por volta. O ponteiro pequeno, deslocado do centro, indica os valores de 1 em 1 milmetro, sendo que uma volta completa igual capacidade total do instrumento: 10 mm(fig.5).

Os mostradores dos relgios so giratrios. Esse movimento permite a colocao em zero, a uma posio inicial qualquer. Dois ndices regulveis, presos na caixa do mostrador, permitem situar facilmente a tolerncia entre duas referncias (fig.6).

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Uma mola mantm a ponta apalpadora em contato permanente com a pea, a uma presso de 50 a 100g.

Tipos de Aplicaes (figs.8, 9 e 10)

Fig.8 - Relgio comparador adaptado mesa de medio

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Fig.9 Relgio comparador adaptado a dispositivo para medio de furos

Fig 10 Relgio comparador adaptado a arco para medidas de espessuras de chapas

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6. Verificador de FolgasO verificador de folga confeccionado de lminas de ao temperado, rigorosamente calibradas em diversas espessuras. As lminas so mveis e podem ser trocadas. So usadas para medir folgas nos mecanismos ou conjuntos.(Fig 1)

Fig 1 Fonte catalogo Mitotuio

De modo geral, os verificadores de folga se apresentam em forma de canivete. Em ferramentaria, entretanto, utilizam-se calibradores de folga em rolos. Observao: No exercer esforo excessivo, o que pode danificar suas lminas.

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7. GonimetroO gonimetro um Instrumento que serve para medir ou verificar ngulos. Na figura 1, temos um gonimetro de preciso. O disco graduado e o esquadro formam uma s pea, apresentando quatro graduaes de 0 a 90. O articulador gira com o disco do Vernier, e, em sua extremidade, h um ressalto adaptvel rgua.

Fig 2

Tipos e UsosPara usos comuns, em casos de medidas angulares que no exigem extremo rigor, o instrumento indicado o gonimetro simples (transferidor de grau) (figuras 2 e 3).

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Referncias BibliogrficasABTN. NBR 6388/1983: Relgios Comparadores com leitura 0,01 mm. S/i. ABNT. NBR 6393/1980: Paqumetros com leitura de 0,1 mm e 0,05 mm. S/i. ABNT. NBR 6670/1981: Micrmetros externos com leitura de 0,01 mm. S/i. PRIZENDT, Benjamin. Controlador de medidas. So Paulo, SENAI/SP, 1992.

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