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Prof. Marcos Andrade 1 METROLOGIA HISTÓRICO HISTÓRICO

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METROLOGIA

HISTÓRICOHISTÓRICO

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MetrologiaMetrologia

Um breve histórico:

Há 4.000 anos as unidades de medição primitivas

estavam baseadas em partes do corpo humano, que

eram referências universais.

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MetrologiaMetrologia

Surgiram as medidas-padrão:

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Metrologia – Metrologia – Medias-padrão

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Metrologia – Metrologia – Medias-padrão

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Medidas-padrão

Algumas medidas-padrão continuam sendo

empregadas até hoje:

1 polegada = 2,54 cm

1 pé = 30,48 cm

1 jarda = 91,44 cm

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Metrologia – Metrologia – Os egípcios

Há cerca de 4.000 anos, os egípcios usavam, como

padrão de medida de comprimento, o cúbito:

distância do cotovelo à ponta do dedo médio.

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Metrologia – Metrologia – Os egípcios

Os egípcios resolveram criar um padrão único:

cúbito-padrão - barras de pedra - - passaram a ser

construídas de madeira, para facilitar o transporte -

gravados comprimentos equivalentes a um cúbito-

padrão nas paredes dos principais templos.

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Metrologia – Metrologia – Na França

No século XVII, ocorreu um avanço importante na

questão de medidas.

A Toesa, utilizada como unidade de medida linear, foi

padronizada em uma barra de ferro com dois pinos nas

extremidades e, em seguida, chumbada na parede

externa do Grand Chatelet, nas proximidades de Paris.

Uma toesa é equivalente a seis pés, aproximadamente,

182,9 cm.

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Metrologia – Metrologia – Exigências

Estabelecer uma unidade natural, isto é, que pudesse ser encontrada na natureza e, assim, ser facilmente copiada, constituindo um padrão de medida.

Ela deveria ter seus submúltiplos estabelecidos segundo o sistema decimal.

O sistema decimal já havia sido inventado na Índia, quatro séculos antes de Cristo.

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Metrologia – Metrologia – Nova unidade

Finalmente, um sistema com essas características foi

apresentado por Talleyrand, na França, num projeto que se

transformou em lei naquele país, sendo aprovada em 8 de

maio de 1790.

Estabelecia-se, então, que a nova unidade deveria ser igual

à décima milionésima parte de um quarto do meridiano

terrestre.

Essa nova unidade passou a ser chamada metro (o termo grego metron significa medir).

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Metrologia – Metrologia – O metro

Os astrônomos franceses Delambre e Mechain

foram incumbidos de medir o meridiano.

Utilizando a toesa como unidade, mediram a

distância entre Dunkerque (França) e Montjuich

(Espanha).

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Metrologia – Metrologia – O metro

Feitos os cálculos, chegou-se a uma distância que foi materializada numa barra de platina de secção retangular de 4,05 x 25 mm.

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Metrologia – Metrologia – O metro

Com o desenvolvimento da ciência, o metro passou

a ser definido como:

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Metrologia – Metrologia – O metro

No Brasil, o sistema métrico foi implantado pela Lei Imperial nº

1157, de 26 de junho de 1862.

Com exigências tecnológicas maiores, decorrentes do avanço

científico, notou-se que o metro dos arquivos apresentava certos

inconvenientes:

O paralelismo das faces não era assim tão perfeito.

O material, relativamente mole, poderia se desgastar, e a barra

também não era suficientemente rígida.

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Metrologia – Metrologia – O metro

Para aperfeiçoar o sistema, fez-se um outro padrão,

que recebeu:

seção transversal em X, para ter maior

estabilidade;

uma adição de 10% de irídio, para tornar seu

material mais durável;

dois traços em seu plano neutro, de forma a

tornar a medida mais perfeita

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Metrologia – Metrologia – O metro

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Metrologia – Metrologia – O metro

Assim, em 1889, surgiu a terceira definição:

Atualmente, no Brasil, a temperatura de referência para calibração é de 20ºC.

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Metrologia – Metrologia – O metro

Ocorreram, ainda, outras modificações.

Hoje, o padrão do metro em vigor no Brasil é

recomendado pelo INMETRO, baseado na

velocidade da luz, de acordo com decisão da 17ª

Conferência Geral dos Pesos e Medidas de 1983.

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Metrologia – Metrologia – O metro

O INMETRO (Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial), em sua resolução 3/84, assim definiu o metro:

Hoje, em plena era da nanotecnologia, é possível reproduzir o metro com incertezas de apenas 10-11 m, isto é 0,000 000 000 01 m.

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Metrologia – Metrologia – Medidas inglesa

Em 1959, a jarda foi definida em função do metro, valendo 0,91440 m. As divisões da jarda (3 pés; cada pé com 12 polegadas) passaram, então, a ter seus valores expressos no sistema métrico:

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Metrologia – Metrologia – Padrões

Padrões do metro no Brasil:

Em 1826, foram feitas 32 barras-padrão na França.

Em 1889, determinou-se que a barra nº 6 seria o metro dos Arquivos e a de nº 26 foi destinada ao Brasil.

Este metro-padrão encontra-se no IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas).

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Metrologia – Metrologia – Múltiplos e submúltiplos do metro

A tabela abaixo é baseada no Sistema Internacional

de Medidas (SI).

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Metrologia – Metrologia – Múltiplos e submúltiplos do metro

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Metrologia – Metrologia – Múltiplos e submúltiplos do metro

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MetrologiaMetrologia

É a ciência da medição.

Medida:

É o valor correspondente ao valor momentâneo da

grandeza a medir no instante da leitura. É expressa

por um número acompanhado da unidade da

grandeza a medir.

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MetrologiaMetrologia

Grandeza:

Atributo de um fenômeno, corpo ou substância quepode ser qualitativamente distinguido equantitativamente determinado.

Sentido geral: comprimento, tempo, massa, temperatura, resistência elétrica.

Sentido específico: - Comprimento de uma barra; - resistência elétrica de um fio;

-percentual de álcool em uma amostra de gasolina.

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MetrologiaMetrologia

Medição:

Conjunto de operações (procedimentos) que tem por

objetivo determinar um valor de uma grandeza.

É o procedimento pelo 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.

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MetrologiaMetrologia

Do ponto de vista técnico, a medição pode ser

empregada para monitorar, controlar e/ou investigar

processos ou fenômenos físicos.

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MetrologiaMetrologia

Mensurando é o objeto da medição. É a grandeza específica submetida à medição.

Resultado da medição é a faixa de valores dentro da qual deve estar o valor verdadeiro do mensurando.

Resultado da medição: RM = RB ± IM

Resultado-base é a estimativa do valor do mensurando que, mais se aproxima do seu valor verdadeiro. Corresponde a posição central do resultado da medição.

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MetrologiaMetrologia

Incerteza de medição é a parcela de dúvida

associada à medição.

Corresponde à metade do comprimento da faixa

simétrica e está centrada em torno do resultado-base,

que exprime a faixa de dúvida associada a medição.

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MetrologiaMetrologia

Valor verdadeiro (de uma grandeza), m – Valor

consistente com a definição de uma dada grandeza

específica.

Obs:

1. É um valor que seria obtido por uma medição perfeita.

2. Valores verdadeiros são, por natureza, indeterminados.

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MetrologiaMetrologia

Valor verdadeiro convencional– Valor atribuído a

uma grandeza específica e aceito, às vezes por

convenção, como tendo uma incerteza apropriada

para uma dada finalidade.

Exemplo: O CODATA (1986) recomendou o valor

para a constante de Avogadro como sendo A= 6,022

136 7 x 1023 mol.

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MetrologiaMetrologia

Valor nominal – Valor arredondado ou aproximado

de uma característica de um instrumento de medição

que auxilia na sua utilização.

Ex: a) 100 Ω - como o valor marcado em um resistor

padrão;

b) 1 L - como o valor marcado em um recipiente

volumétrico com uma só indicação;

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MetrologiaMetrologia

Ex: c) 0,1 mol/L – como a concentração da

quantidade de matéria de uma solução de ácido

clorídrico, HCl;

d) 25º C – como ponto pré-selecionado de um

banho controlado termostaticamente.

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ExercícioExercício

Exercício 1A ciência das medidas e das medições denomina-se:a) ( ) simbologia;b) ( ) fisiologia;c) ( ) metrologia;d) ( ) numerologia.

Exercício 2A polegada, o palmo, o pé, a jarda, a braça e o passo são unidades de medição:a) ( ) estatísticas;b) ( ) recentes;c) ( ) inadequadas;d) ( ) primitivas.

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ExercícioExercício

Exercício 3Os egípcios e os franceses usaram como unidade de medida, respectivamente:a) ( ) passo e toesa;b) ( ) toesa e pé;c) ( ) cúbito e toesa;d) ( ) cúbito e passo.

Exercício 4O padrão do metro em vigor no Brasil é recomendado pelo:a) ( ) INMETRO;b) ( ) IPT;c) ( ) BIPM;d) ( ) INT.

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ExercícioExercício

Exercício 5Os múltiplos e submúltiplos do metro estão entre:a) ( ) metro e micrometro;b) ( ) exametro e attometro;c) ( ) quilômetro e decâmetro;d) ( ) metro e milímetro.

Exercício 6Um sistema totalmente diferente do sistema métrico é o:a) ( ) japonês;b) ( ) francês;c) ( ) americano;d) ( ) inglês.

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ExercícioExercício

Aula 1 – Metrologia1. c2. d3. c4. a5. b6. d