Valeu a participação dos grupos interessados.
O trabalho prático vamos realizar no 2º bimestre.
sexta-feira, 17 de abril de 2009
terça-feira, 14 de abril de 2009
Turma 2003 - Grupo 4 { Juliana , Kelly , Lais , Leonan , Lisane , Ludmilla }
Teodolito
O teodolito é um instrumento óptico de medição de posições relativas. É vulgarmente utilizado em topografia, navegação e em meteorologia; funciona com uma óptica (por vezes duas), montada num tripé, com indicadores de nível, permitindo uma total liberdade de rotação horizontal ou vertical; mede distâncias relativas entre pontos determinados, em escala métrica decimal (múltiplos e sub-múltiplos).
O teodolito é composto por partes ópticas e mecânicas. No seu interior, possui prismas e lentes que ao desviar o raio de luz permite uma rápida e simples leitura dos limbos graduados em graus, minutos e segundos.
Imagem esq.: Representação esquemática de um teodolito. Imagem superior: Gráficos da disposição dos círculos vertical e horizontal.
Anteriormente ao teodolito os Árabes, no século IX utilizavam o astrolábio que só permitia medir ângulos no plano, e ao nível do observador e dos objectos a medir.
O primeiro teodolito foi construído em 1787 por Ramsden. Os teodolitos antigos eram demasiado pesados e a leitura dos seus limbos era muito complicada. Em 1920, Enrique Wild construiu círculos graduados sobre vidro, para conseguir menor peso e tamanho e maior precisão, tornando a leitura mais fácil.
Desde essa altura, múltiplos teodolitos mais especializados foram surgindo, permitindo mais rigor nas medições de ângulos em áreas tão diversas como a topografia e a engenharia. Hoje em dia já existem teodolitos com leitura electrónica.
sexta-feira, 10 de abril de 2009
Teodolito - Turma 2003 ( Grupo X) { vo lembra o grupo e edito o titulo depois :)
ROTEIRO PARA MONTAGEM, NIVELAMENTO E CALIBRAÇÃO DE TEODOLITO
Há muitas variedades de teodolitos, alguns para fins de Topografia e outros, com maior precisão, de uso em Astronomia. Este roteiro visa a descrever o uso dos teodolitos Wild T2, habitualmente utilizados nas práticas de determinação astronômica dos cursos ministrados pelo Departamento de Astronomia da UFRGS. Para uma descrição mais detalhada dos diferentes tipos de teodolito e suas diferentes aplicações recomendamos outras publicações, tais como o livro "Topografia e Astronomia de Posição para Arquitetos e Engenheiros", de F. Domingues.
Acima vemos uma imagem do teodolito que usamos em nossas práticas. Os teodolitos devem, antes de tudo, ser manuseados com cuidado, regra que vale para qualquer instrumento ótico de precisão. Os Wild T2 são guardados no interior de uma cápsula metálica composta por uma base e uma cobertura, que podem ser destacadas uma da outra pelo acionamento de presilhas em forma de gancho situadas junto à base da cápsula. Feito isso, retira-se o teodolito da base, soltando-o da mesma pelo acionamento de 3 fixadores com parafusos nela situados. Leva-se então o teodolito para uma superfície plana no ponto de observação. A base do teodolito tem um furo com rosca de parafuso para fins de fixação a pilares que tenham o macho correspondente, como é o caso dos pilares situados no terraço do Instituto de Física da UFRGS.
O passo seguinte consiste em nivelar o instrumento, ou seja, fazer com que a base do teodolito coincida com o plano horizontal do local de observação. O nivelamento é feito pelo acionamento de três parafusos calantes na base do teodolito e pela observação da posição de duas bolhas de ar: uma situada na base e a outra em uma trave no corpo do mesmo. Esta última pertence ao plano da forquilha do teodolito, que é perpendicular à base. Para nivelar, giramos o corpo do teodolito de forma a colocar a trave contendo esta segunda bolha em posição paralela a cada um dos 3 pares de parafusos calantes que podemos formar. Em cada configuração deste tipo, acionamos os dois parafusos do par, de forma a centrar a segunda bolha ao longo de sua trave; feito isto, giramos o teodolito de forma que a trave agora fique perpendicular ao par de parafusos, e acionamos o terceiro parafuso calante de forma a recentrar a bolha na trave. Ao final desta operação, feita para todos os 3 pares de calantes, se bem sucedida, a bolha na base do teodolito também deverá estar bem centrada e o teodolito poderá ser girado arbitrariamente sem que a posição de qualquer das duas bolhas de nivelamente se altere.
Em várias práticas de determinação de coordenadas astronômicas, faz-se necessário determinar valores de distância zenital. As leituras de posição vertical do teodolito sofrem de um erro, a que chamamos de erro zenital do instrumento. Este erro, z0, pode ser determinado por leitura verticais de uma mira fixa obtidas com a luneta do teodolito tanto na posição direta quanto inversa. Chamemos de LVD e LVI estas medidas, respectivamente. Teremos então:
z0 = (LVD + LVI - 360)/2
Medidas de distância zenital corrigida para erro zenital podem então ser obtidas fazendo-se zcorr = LV - z0, onde LV é uma medida vertical de um objeto qualquer. Note que esta medida de z é uma distância zenital aparente ou observada. Ou seja, ela ainda não representa um valor absoluto (ou verdadeiro) de distância zenital, pois para isso ela necessita ser corrigido para refração atmosférica. Conforme vimos na discussão sobre o efeito de refração, esta correção é dada pela fórmula:
zabs = zcorr + Rm * F
onde Rm e F são respectivamente o valor de refração média para a distância zenital observada e um fator de correção para temperatura e pressão. Ambos podem ser obtidos consultando-se as tabelas sobre o efeito de refração existentes, por exemplo, no Anuário Astronômico do Observatório Nacional (ON).
Uma pergunta importante é: Como são feitas as leituras horizontais (LH) e verticais (LV)? O processo é simples quando se tem o teodolito à mão. Descrevê-lo é um pouco mais complicado. Basicamente, escolhe-se a leitura (vertical ou horizontal) mudando a posição de um botão no corpo do teodolito. O processo é o mesmo para ambas. As leituras são feitas observando-se dois painéis com escalas numéricas. O valor em graus e as dezenas de minutos são lidos no painel superior de leitura. O valor das unidades de minutos e dos segundos são feitos no painel inferior. No painel superior há na verdade duas escalas numéricas, uma de cabeça para cima, outra para baixo. A primeira coisa a ser feita é acionarmos um botão que faz com que os marcos das escalas coincidam. Aí estamos prontos para a leitura. Lemos o valor em graus na escala de cabeça para cima. Buscamos então na escala invertida do painel superior o ângulo que, subtraindo-se dele o valor em graus, resulte em 180°. O número de espaços (intervalos entre marcos das escalas) entre estes dois números é o número de dezenas de minutos. Agora para o painel inferior de leitura: nele vemos uma escala de segundos, numerada de 0 a 60, de 10 em 10, com marcos menores espaçados por 1 segundo. Abaixo de cada dezena (0, 10, 20, ..., 50, 60), encontramos o valor das unidades de minutos. Difícil? Como eu avisei, é muito mais fácil quando se vê as escalas.
Para facilitar, a figura abaixo mostra as duas escalas de leitura. Veja como o painel superior mostra duas escalas, uma de cabeça para cima, outra para baixo. Os traços das duas estão coincidentes. O ângulo mostrado na figura é de 94:12:44. Com a prática, leituras são feitas em poucos segundos. Há ainda alguns detalhes operacionais, como o nivelamento de uma bolha bipartida antes de se proceder às leituras verticais, que também são mais facilmente descritos na prática, com o instrumento à mão.
segunda-feira, 6 de abril de 2009
Teodolito ~* - Turma 2003 ( Grupo 5 )
Teodolito é um instrumento utilizado em agrimensura para medir ângulos e direções inferiores a um segundo de arco (1/3.600 de grau). É semelhante ao trânsito,instrumento mais comum.Mais um teodolito permite leituras mais precisas que o trânsito.Ele é um instrumento portátil de astronomia e de geodésia que serve para medir ângulos horizontais e verticais.
Um teodolito possiui uma luneta que permite visão apurada em qualquer direção.Uma placa horizontal embaixo da luneta fornece leituras no horizonte em graus,minutos e segundos.Uma placa e uma escala verticais,montadas á esquerda da luneta,permitem a tomada de leituras verticais.Em sua maioria,os teodolitos são montados em um tripé ( base de três pés).
Um teodolito bem nivelado pode ser utilizado como um trânsito astronômico para a determinação da latitude de um lugar.Para isso,focaliza-se a luneta na direção do sol ou de alguma outra estrela,lêem-se as medidas no teodolito e efetuam-se cálculos matemáticos.
O teodolito é composto por uma estrutura fixa sobre a qual repousa um limbo horizontal e uma alidade móvel em torno de um eixo vertical.
A alidade suporta a luneta de visada ( móvel em torno do eixo dos munhões da alidade) e os aparelhos de leitura do limbo ( nômios,micrômetros ópticos ou desviadores de lâmina de faces paralelas). Utilizados também em topografia,os teodolitos a laser possibilitam operações de alinhamento.
História
O teodolito foi inventado pelo italiano Ingnazio Porro,em torno de 1835.
Um único instrumento que permitia a medição de distância,elevação e direção,e reduzia
significamente o tempo usado para a topografia e aumentava a precisão.
Existem uma diversidade de teodolitos para diversos tipos de usos, precisões e alcances. Originalmente apenas um aparelho óptico, hoje estão disponíveis no mercado teodolitos automáticos, que, por meio de dispositivos eletrônicos, fazem a leitura dos pontos e os armazenam na memória, sendo possível exportados por software para se fazer mapas com as características topográficas do local medido.
Como construir um teodolito?
Materiais:
- Pote redondo com tampa ( o pote deve possuir movimento circular fixado a tampa)
- Canudo oco em formato cilíndrico reto ( o buraco interno deve ter o diâmetro
de forma que seja possível visualizar o outro lado)
- O desenho de um transferidor ( com os ângulos estejam dispostos
num círculo de diâmetro maior que o pote )
- Madeira ou papelão que caiba a imagem do transferidor
- Tabela da tg
- Cola
- Arame de comprimento maior que o diâmetro do tranferidor
Montando o seu Teodolito
1º Recorte o transferidor e fixe-o na madeira;
2º Fure a parte superior do pote com o arame e deixe aparecendo igualmente dos dois lados;
3º Cole o pote de cabeça para baixo no meio do transferidor;
4º Fixe o canudo paralelamente ao arame em cima do pote;
Modo de uso
Posiciona o teodolito caseiro de modo que a sua base fique perpendicular ao objeto que vamos medir a altura.Medimos a distância do objeto até o teodolito com um metro.Através do canudo,miramos o pico do objeto ( o ponto mais alto), com isso o arame marcará um ângulo no transferidor.Com esse ângulo usamos a trigonometria para medir a altura.(tangente do ângulo é igual ao cateto oposto (altura) dividido pelo cateto adjacente (distância do objeto ao teodolito))
turma:2003 grupo: 2
Turma: 2003, grupo: 2
Teodolito
1. O que é um teodolito?
Instrumento destinado a medir ângulos horizontais e verticais, bem como determinar distâncias e alturas.
Instrumento usado pela engenharia, arquitetura e outros profissionais e técnicos em grandes construções de estradas, demarcação de fazendas, sítios, etc.
2. Como se faz um?
• Material:
-Pote redondo com tampa (o pote deve possuir movimento circular fixado a tampa)
-Canudo oco em formato cilíndrico reto (o buraco interno deve ter o diâmetro de forma que seja possível visualizar o outro lado)
-O desenho de um transferidor (com os ângulos estejam dispostos num círculo de diâmetro maior que o pote) que será confeccionado pelos alunos
-Madeira ou papelão que caiba a imagem do transferidor
-Tabela da tg
-cola
-arame de comprimento maior que o diâmetro do transferidor
• Como montar um: recorte o transferidor e fixe-o na madeira
fure a parte superior do pote com o arame e deixe aparecendo igualmente
dos dois lados
cole o pote de cabeça para baixo no meio do transferidor
fixe o canudo paralelamente ao arame em cima do pote
Teodolito
1. O que é um teodolito?
Instrumento destinado a medir ângulos horizontais e verticais, bem como determinar distâncias e alturas.
Instrumento usado pela engenharia, arquitetura e outros profissionais e técnicos em grandes construções de estradas, demarcação de fazendas, sítios, etc.
2. Como se faz um?
• Material:
-Pote redondo com tampa (o pote deve possuir movimento circular fixado a tampa)
-Canudo oco em formato cilíndrico reto (o buraco interno deve ter o diâmetro de forma que seja possível visualizar o outro lado)
-O desenho de um transferidor (com os ângulos estejam dispostos num círculo de diâmetro maior que o pote) que será confeccionado pelos alunos
-Madeira ou papelão que caiba a imagem do transferidor
-Tabela da tg
-cola
-arame de comprimento maior que o diâmetro do transferidor
• Como montar um: recorte o transferidor e fixe-o na madeira
fure a parte superior do pote com o arame e deixe aparecendo igualmente
dos dois lados
cole o pote de cabeça para baixo no meio do transferidor
fixe o canudo paralelamente ao arame em cima do pote
quinta-feira, 2 de abril de 2009
Turma: 2003 (Grupo 3)
Teodolito
Os teodolitos são utilizados há muito tempo na engenharia
civil sendo empregados na medição de construções, estradas e principalmente para
a medição topográfica de terrenos, e nos últimos anos têm sido muito empregados
na engenharia mecânica para a medição de equipamentos e peças de grande porte,
devido ao seu alcance, precisão e portabilidade. A utilização do teodolito na
mecânica só foi sedimentada após a comunicação destes com os computadores,
pois nos sistemas antigos só era possível obter os valores dos ângulos, e nos atuais
também são fornecidas as coordenadas em “X, Y e Z” de cada ponto em relação ao
sistema de coordenada da peça. Isso resultou nos teodolitos eletrônicos acoplados a
computadores com software de medição utilizados na atualidade.
Basicamente são dois os tipos de teodolitos, e estes apresentam
diferentes princípios de funcionamento. São eles:
- Teodolito Standard;
- Teodolito Total ou Estação Total.
O Teodolito Standard é basicamente um instrumento utilizado para
medição de ângulos (horizontal e vertical) e utiliza um telescópio para o
foco preciso do centro do alvo. Com os ângulos verticais e horizontais de dois ou
mais teodolitos em relação aos alvos e com a posição relativa entre eles, é possível
se estabelecer, através de uma triangulação, a posição dos alvos em X,Y
e Z no espaço.
O procedimento de preparação, coleta de dados e análise dos
pontos medidos (nas coordenadas do objeto) com o teodolito standard, pode ser
resumido da seguinte forma:
- Orientação mútua dos teodolitos em relação a referências no espaço, que
podem ser pontos em comum, incluindo barra de escala ou outras distâncias
conhecidas e, através de um balanceamento matemático (Bundle Adjustment),
poderão ser definidas as posições dos equipamentos em relação ao sistema de
coordenadas local e entre si;
- Transformação do sistema de coordenadas local em um sistema de
coordenadas do objeto, utilizando pontos de referência do objeto que possuam
coordenadas conhecidas. Tudo isto independente da posição e orientação do objeto;
- Coleta de dados ou de pontos já no sistema de coordenadas do objeto;
- Se necessário, executar análises de funções geométricas como círculos,
posições de eixos, direções de vetores, comparações dos valores de coordenadas
nominais com reais, análise e posicionamento de elementos (Build) e comparativo
de modelos de CAD com peças reais.
Principais características técnicas do Teodolito Standard:
- Resolução angular = 0.1”, 0.00001? ;
- Desvio Padrão conforme DIN18723, 1? = 0.5” ;
- Pode trabalhar de 2 a 8 teodolitos em conjunto;
- Armazenamento dos dados em cartão PCMCIA, memória interna ou em um PC;
- Temperaturas: - de trabalho = -20 ate 50 ?C;
- de armazenamento = -40 ate 70 ?C.
O Teodolito Total ou Estação Total é um equipamento que mede o
ângulo vertical e horizontal, como o teodolito standard, e também a distância do alvo.
A medição de distância é feita através de um raio infravermelho que sai do centro da
luneta e que ao atingir um refletor retorna para o ponto de partida,
e tomando como referência o comprimento de onda do raio infravermelho é
possível calcular a distância até o ponto medido, e através do ângulo vertical, ângulo
horizontal e da distância, um ponto pode ser especificado em coordenada
polar, e o software converte para coordenada retangular, ou seja, X, Y e Z. Os
modelos atuais podem rastrear e reconhecer automaticamente o alvo.
O procedimento de preparação, coleta de dados e análise dos
pontos medidos (nas coordenadas do objeto) com uma Estação Total é feita da
mesma forma que no Teodolito Standard, exceto o item 1 do procedimento, pois a
Estação Total já é orientada automaticamente no sistema de coordenadas local
assim que ligada, e também utiliza como referência para a distância o comprimento
de onda do raio infravermelho e não uma barra de escala.
Principais características técnicas do Teodolito Total:
- Desvio Padrão (absoluto) de 1? = 1mm;
- Precisão típica na medição de distância = ? 0.5 mm até 120 m;
- Duração da medição = 3 seg.;
- Pode trabalhar com somente um teodolito;
- Tipos de refletores: Prismas, Refletores de canto cubico (? 25 mm) e fitas
reflectivas;
- Campo de medição = 200m com fitas e até 5km com prismas;
Aplicações aeroespaciais do Teodolito
Fabricação de dispositivos através de “Virtual Mock up”
Por ser uma máquina tridimensional extremamente portátil, versátil e
precisa quando aplicado na medição de peças de grande porte, o teodolito tem
aplicação em vários setores da indústria.
Na indústria aeroespacial, um dos maiores desafios é o de reduzir
ou eliminar o número de Modelos Padrões ou “Mock-up”.O Modelo
Padrão como o nome diz, é um modelo em tamanho real que representa com
fidelidade as principais dimensões de uma peça a ser produzida, podendo atingir até
30 m de altura e 50 m de comprimento. Do Modelo Padrão são produzidos, o modelo
padrão secundário e o ferramental para produção, sendo que a produção e
montagem de várias peças simultaneamente só é possível com a fabricação de
vários modelos padrões [MÜNCH & BAERTLEIN, 1993].
Os maiores problemas ocasionados pela utilização de modelos
padrões, podem ser classificados da seguinte forma:
Tempo : - Longo tempo para fabricação de um ferramental;
- Fabricação sucessiva ao invés de simultânea de fixações e ferramental;
Precisão: - Altas tolerâncias exigidas na fabricação dos Modelos Padrões;
- Propagação de erro durante a fabricação;
Manutenção: - Verificações freqüentes da estabilidade dos Modelos Padrões;
- Alterações físicas em caso de mudança dos Modelos Padrões;
Armazenagem: - Ocupa uma grande área de armazenagem;
- Devem ser armazenados durante 20 ou 30 anos;
- Geração de serviços adicionais que geram despesas;
Estes custos podem chegar a 1/3 (um terço) do custo total
empregado em um lançamento de uma nova aeronave ou seja milhões de dólares.
Com a utilização de Teodolitos Monitorados por Computador CAT
(“Computer-Aided Theodolite”) integrados a sistemas CAD, é possível uma redução
significativa do número de Modelos Padrões, pois os ferramentais de produção
passam a ser gerados diretamente dos dados retirados do modelo CAD, que passa
a ser o modelo padrão na construção do ferramental. Esse processo é denominado
“Gageless Tooling ou Virtual Mock up”. A utilização de modelos CAD, garante que o
ferramental sempre é gerado de um Modelo Padrão mais atualizado possível. Na
utilização de modelos físicos, estes devem ser retirados da produção para eventuais
correções, o que causa uma grande perda de produção, ao passo que, modelos
CAD podem ser alterados muito mais rapidamente e a um menor custo.
Os teodolitos são utilizados há muito tempo na engenharia
civil sendo empregados na medição de construções, estradas e principalmente para
a medição topográfica de terrenos, e nos últimos anos têm sido muito empregados
na engenharia mecânica para a medição de equipamentos e peças de grande porte,
devido ao seu alcance, precisão e portabilidade. A utilização do teodolito na
mecânica só foi sedimentada após a comunicação destes com os computadores,
pois nos sistemas antigos só era possível obter os valores dos ângulos, e nos atuais
também são fornecidas as coordenadas em “X, Y e Z” de cada ponto em relação ao
sistema de coordenada da peça. Isso resultou nos teodolitos eletrônicos acoplados a
computadores com software de medição utilizados na atualidade.
Basicamente são dois os tipos de teodolitos, e estes apresentam
diferentes princípios de funcionamento. São eles:
- Teodolito Standard;
- Teodolito Total ou Estação Total.
O Teodolito Standard é basicamente um instrumento utilizado para
medição de ângulos (horizontal e vertical) e utiliza um telescópio para o
foco preciso do centro do alvo. Com os ângulos verticais e horizontais de dois ou
mais teodolitos em relação aos alvos e com a posição relativa entre eles, é possível
se estabelecer, através de uma triangulação, a posição dos alvos em X,Y
e Z no espaço.
O procedimento de preparação, coleta de dados e análise dos
pontos medidos (nas coordenadas do objeto) com o teodolito standard, pode ser
resumido da seguinte forma:
- Orientação mútua dos teodolitos em relação a referências no espaço, que
podem ser pontos em comum, incluindo barra de escala ou outras distâncias
conhecidas e, através de um balanceamento matemático (Bundle Adjustment),
poderão ser definidas as posições dos equipamentos em relação ao sistema de
coordenadas local e entre si;
- Transformação do sistema de coordenadas local em um sistema de
coordenadas do objeto, utilizando pontos de referência do objeto que possuam
coordenadas conhecidas. Tudo isto independente da posição e orientação do objeto;
- Coleta de dados ou de pontos já no sistema de coordenadas do objeto;
- Se necessário, executar análises de funções geométricas como círculos,
posições de eixos, direções de vetores, comparações dos valores de coordenadas
nominais com reais, análise e posicionamento de elementos (Build) e comparativo
de modelos de CAD com peças reais.
Principais características técnicas do Teodolito Standard:
- Resolução angular = 0.1”, 0.00001? ;
- Desvio Padrão conforme DIN18723, 1? = 0.5” ;
- Pode trabalhar de 2 a 8 teodolitos em conjunto;
- Armazenamento dos dados em cartão PCMCIA, memória interna ou em um PC;
- Temperaturas: - de trabalho = -20 ate 50 ?C;
- de armazenamento = -40 ate 70 ?C.
O Teodolito Total ou Estação Total é um equipamento que mede o
ângulo vertical e horizontal, como o teodolito standard, e também a distância do alvo.
A medição de distância é feita através de um raio infravermelho que sai do centro da
luneta e que ao atingir um refletor retorna para o ponto de partida,
e tomando como referência o comprimento de onda do raio infravermelho é
possível calcular a distância até o ponto medido, e através do ângulo vertical, ângulo
horizontal e da distância, um ponto pode ser especificado em coordenada
polar, e o software converte para coordenada retangular, ou seja, X, Y e Z. Os
modelos atuais podem rastrear e reconhecer automaticamente o alvo.
O procedimento de preparação, coleta de dados e análise dos
pontos medidos (nas coordenadas do objeto) com uma Estação Total é feita da
mesma forma que no Teodolito Standard, exceto o item 1 do procedimento, pois a
Estação Total já é orientada automaticamente no sistema de coordenadas local
assim que ligada, e também utiliza como referência para a distância o comprimento
de onda do raio infravermelho e não uma barra de escala.
Principais características técnicas do Teodolito Total:
- Desvio Padrão (absoluto) de 1? = 1mm;
- Precisão típica na medição de distância = ? 0.5 mm até 120 m;
- Duração da medição = 3 seg.;
- Pode trabalhar com somente um teodolito;
- Tipos de refletores: Prismas, Refletores de canto cubico (? 25 mm) e fitas
reflectivas;
- Campo de medição = 200m com fitas e até 5km com prismas;
Aplicações aeroespaciais do Teodolito
Fabricação de dispositivos através de “Virtual Mock up”
Por ser uma máquina tridimensional extremamente portátil, versátil e
precisa quando aplicado na medição de peças de grande porte, o teodolito tem
aplicação em vários setores da indústria.
Na indústria aeroespacial, um dos maiores desafios é o de reduzir
ou eliminar o número de Modelos Padrões ou “Mock-up”.O Modelo
Padrão como o nome diz, é um modelo em tamanho real que representa com
fidelidade as principais dimensões de uma peça a ser produzida, podendo atingir até
30 m de altura e 50 m de comprimento. Do Modelo Padrão são produzidos, o modelo
padrão secundário e o ferramental para produção, sendo que a produção e
montagem de várias peças simultaneamente só é possível com a fabricação de
vários modelos padrões [MÜNCH & BAERTLEIN, 1993].
Os maiores problemas ocasionados pela utilização de modelos
padrões, podem ser classificados da seguinte forma:
Tempo : - Longo tempo para fabricação de um ferramental;
- Fabricação sucessiva ao invés de simultânea de fixações e ferramental;
Precisão: - Altas tolerâncias exigidas na fabricação dos Modelos Padrões;
- Propagação de erro durante a fabricação;
Manutenção: - Verificações freqüentes da estabilidade dos Modelos Padrões;
- Alterações físicas em caso de mudança dos Modelos Padrões;
Armazenagem: - Ocupa uma grande área de armazenagem;
- Devem ser armazenados durante 20 ou 30 anos;
- Geração de serviços adicionais que geram despesas;
Estes custos podem chegar a 1/3 (um terço) do custo total
empregado em um lançamento de uma nova aeronave ou seja milhões de dólares.
Com a utilização de Teodolitos Monitorados por Computador CAT
(“Computer-Aided Theodolite”) integrados a sistemas CAD, é possível uma redução
significativa do número de Modelos Padrões, pois os ferramentais de produção
passam a ser gerados diretamente dos dados retirados do modelo CAD, que passa
a ser o modelo padrão na construção do ferramental. Esse processo é denominado
“Gageless Tooling ou Virtual Mock up”. A utilização de modelos CAD, garante que o
ferramental sempre é gerado de um Modelo Padrão mais atualizado possível. Na
utilização de modelos físicos, estes devem ser retirados da produção para eventuais
correções, o que causa uma grande perda de produção, ao passo que, modelos
CAD podem ser alterados muito mais rapidamente e a um menor custo.
terça-feira, 31 de março de 2009
Turma 2003 (Grupo 1)
Teodolito
O teodolito é um instrumento óptico de medida utilizado na topografia, na geodésia e na agrimensura para realizar medidas de ângulos verticais e horizontais, usado em redes de triangulação. Basicamente é um telescópio com movimentos graduados na vertical e na horizontal, e montado sobre um tripé centrado e verticalizado, podendo possuir ou não uma bússola incorporada.
História
O teodolito foi inventado pelo italiano Ignazio Porro, em torno de 1835. Um único instrumento que permitia a medição de distância, elevação e direção, e reduzia significativamente o tempo usado para a topografia e aumentava a precisão
Tipos
Existem uma diversidade de teodolitos para diversos tipos de usos, precisões e alcances. Originalmente apenas um aparelho óptico, hoje estão disponíveis no mercado teodolitos automáticos, que, por meio de dispositivos eletrônicos, fazem a leitura dos pontos e os armazenam na memória, sendo possível exportados por software para se fazer mapas com as características topográficas do local medido.
Uma estação total é um instrumento óptico usado em inspeção moderna. É uma combinação de um teodolito eletrônico (trânsito), um dispositivo de medição eletrônica de distância (EDM) e software que correm em um computador externo. Com uma estação total a pessoa pode determinar ângulos e distâncias do instrumento para pontos a serem inspecionado. Com a ajuda de trigonometria, pode-se usar os ângulos e distâncias para calcular as coordenadas de posições atuais (X, Y e Z ou northing, easting e elevação) de pontos inspecionados ou a posição do instrumento de pontos conhecidos, em condições absolutas. Os dados podem ser carregados do teodolito para um computador e lido por um software de aplicação gerará um mapa da área inspecionada. Algumas estações de totais também têm uma interface de GPS.
Exemplo de uso
No caso de se calcular a área de um local, primeiramente o teodolito é posicionado no primeiro ponto, de forma que totalmente nivelado com o eixo de gravidade do local e que o 0° do movimento horizontal esteja direcionado a um ponto de referência no Pólo mais próximo. Depois, o segundo ponto, marcado com uma estaca ou outro ponto (como uma árvore), é mirado através do telescópio, e a angulação obtida é medida na horizontal e na vertical. Usando uma fita métrica, mede-se a distância entre os dois pontos. Seguindo esse raciocínio, a distância e os ângulos vertical e horizontal entre os outros pontos do local a ser estudado são medidos e a área pode ser calculada. Muito usado em metalurgia.
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ROTEIRO PARA MONTAGEM, NIVELAMENTO E CALIBRAÇÃO DE TEODOLITO
Há muitas variedades de teodolitos, alguns para fins de Topografia e outros, com maior precisão, de uso
Os teodolitos devem, antes de tudo, ser manuseados com cuidado, regra que vale para qualquer instrumento ótico de precisão. Os Wild T2 são guardados no interior de uma cápsula metálica composta por uma base e uma cobertura, que podem ser destacadas uma da outra pelo acionamento de presilhas em forma de gancho situadas junto à base da cápsula. Feito isso, retira-se o teodolito da base, soltando-o da mesma pelo acionamento de 3 fixadores com parafusos nela situados. Leva-se então o teodolito para uma superfície plana no ponto de observação. A base do teodolito tem um furo com rosca de parafuso para fins de fixação a pilares que tenham o macho correspondente, como é o caso dos pilares situados no terraço do Instituto de Física da UFRGS.
O passo seguinte consiste em nivelar o instrumento, ou seja, fazer com que a base do teodolito coincida com o plano horizontal do local de observação. O nivelamento é feito pelo acionamento de três parafusos calantes na base do teodolito e pela observação da posição de duas bolhas de ar: uma situada na base e a outra em uma trave no corpo do mesmo. Esta última pertence ao plano da forquilha do teodolito, que é perpendicular à base. Para nivelar, giramos o corpo do teodolito de forma a colocar a trave contendo esta segunda bolha em posição paralela a cada um dos 3 pares de parafusos calantes que podemos formar. Em cada configuração deste tipo, acionamos os dois parafusos do par, de forma a centrar a segunda bolha ao longo de sua trave; feito isto, giramos o teodolito de forma que a trave agora fique perpendicular ao par de parafusos, e acionamos o terceiro parafuso calante de forma a recentrar a bolha na trave. Ao final desta operação, feita para todos os 3 pares de calantes, se bem sucedida, a bolha na base do teodolito também deverá estar bem centrada e o teodolito poderá ser girado arbitrariamente sem que a posição de qualquer das duas bolhas de nivelamente se altere.
Em várias práticas de determinação de coordenadas astronômicas, faz-se necessário determinar valores de distância zenital. As leituras de posição vertical do teodolito sofrem de um erro, a que chamamos de erro zenital do instrumento. Este erro, z0, pode ser determinado por leitura verticais de uma mira fixa obtidas com a luneta do teodolito tanto na posição direta quanto inversa. Chamemos de LVD e LVI estas medidas, respectivamente. Teremos então:
z0 = (LVD + LVI - 360)/2
Medidas de distância zenital corrigida para erro zenital podem então ser obtidas fazendo-se zcorr = LV - z0, onde LV é uma medida vertical de um objeto qualquer. Note que esta medida de z é uma distância zenital aparente ou observada. Ou seja, ela ainda não representa um valor absoluto (ou verdadeiro) de distância zenital, pois para isso ela necessita ser corrigido para refração atmosférica. Conforme vimos na discussão sobre o efeito de refração, esta correção é dada pela fórmula:
zabs = zcorr + Rm * F
onde Rm e F são respectivamente o valor de refração média para a distância zenital observada e um fator de correção para temperatura e pressão. Ambos podem ser obtidos consultando-se as tabelas sobre o efeito de refração existentes, por exemplo, no Anuário Astronômico do Observatório Nacional (ON).
Uma pergunta importante é: Como são feitas as leituras horizontais (LH) e verticais (LV)? O processo é simples quando se tem o teodolito à mão. Descrevê-lo é um pouco mais complicado. Basicamente, escolhe-se a leitura (vertical ou horizontal) mudando a posição de um botão no corpo do teodolito. O processo é o mesmo para ambas. As leituras são feitas observando-se dois painéis com escalas numéricas. O valor em graus e as dezenas de minutos são lidos no painel superior de leitura. O valor das unidades de minutos e dos segundos são feitos no painel inferior. No painel superior há na verdade duas escalas numéricas, uma de cabeça para cima, outra para baixo. A primeira coisa a ser feita é acionarmos um botão que faz com que os marcos das escalas coincidam. Aí estamos prontos para a leitura. Lemos o valor em graus na escala de cabeça para cima. Buscamos então na escala invertida do painel superior o ângulo que, subtraindo-se dele o valor em graus, resulte em 180°. O número de espaços (intervalos entre marcos das escalas) entre estes dois números é o número de dezenas de minutos. Agora para o painel inferior de leitura: nele vemos uma escala de segundos, numerada de
Para facilitar, a figura abaixo mostra as duas escalas de leitura. Veja como o painel superior mostra duas escalas, uma de cabeça para cima, outra para baixo. Os traços das duas estão coincidentes. O ângulo mostrado na figura é de 94:12:44. Com a prática, leituras são feitas em poucos segundos. Há ainda alguns detalhes operacionais, como o nivelamento de uma bolha bipartida antes de se proceder às leituras verticais, que também são mais facilmente descritos na prática, com o instrumento à mão.
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