MEDICIONES CON INSTRUMENTOS BÁSICOS
CALIBRADORES
El calibrador está compuesto de regletas y escalas. Este es un instrumento muy apropiado para medir longitudes, espesores, diámetros interiores, diámetros exteriores y profundidades. El calibrador estándar es ampliamente usado.
El calibrador tiene generalmente tres secciones de medición.
Elementos de medición de los calibradores.
A = para medir dimensiones exteriores.
B = para medir dimensiones interiores.
C = para medir profundidad.
La regleta (o escala principal) está graduada en milímetros ó 0.5 milímetros si es bajo el sistema métrico o en dieciseisavos o cuarentavos de una pulgada si es bajo el sistema inglés. El Vernier (nonio o escala) en el cursor, permite lecturas abajo de los siguientes decimales.
Sistema métrico 1/20 mm ó 1/50 mm
Sistema inglés 1/128 pulg. ó 1/1000 pulg.
Las siguientes longitudes de calibradores se usan ampliamente:
Sistema métrico 150 mm, 200 mm, 300 mm
Sistema inglés 6 pulg., 8 pulg., 12 pulg.
Precauciones al medir.
Punto 1: Verifique que el calibrador no esté dañado. Si el calibrador es manejado frecuentemente con rudeza, se inutilizará antes de completar su vida normal de servicio, para mantenerlo siempre útil no deje de tomar las precauciones siguientes:
Antes de efectuar las mediciones, limpie de polvo y suciedad las superficies de medición, cursor y regleta, particularmente remueva el polvo de las superficies deslizantes; ya que el polvo puede obstruir a menudo el deslizamiento del cursor.
Cerciórese que las superficies de medición de las quijadas y los picos estén libres de dobleces o despostilladuras.
3) Verifique que las superficies deslizantes de la regleta estén libres de daño.
Para obtener mediciones correctas, verifique la herramienta acomodándola como sigue:
1) Esté seguro de que cuando el cursor está completamente cerrado, el cero de la escala de la regleta y del nonio estén alineados uno con otro, también verifique las superficies de medición de las quijadas y los picos como sigue:
- Cuando no pasa luz entre las superficies de contacto de las quijadas, el contacto es correcto.
- El contacto de los picos es mejor cuando una banda uniforme de luz pasa a través de las superficies de medición.
2) Coloque el calibrador hacia arriba sobre una superficie plana, con el medidor de profundidad hacia abajo, empuje el medidor de profundidad, si las graduaciones cero en la regleta y la escala del nonio están desalineados, el medidor de profundidad está anormal.
3) Verifique que el cursor se mueva suavemente pero no holgadamente a lo largo de la regleta.
Punto 2: Ajuste el calibrador correctamente sobre el objeto que está midiendo
Coloque el objeto sobre el banco y mídalo, sostenga el calibrador en ambas manos, ponga el dedo pulgar sobre el botón y empuje las quijadas del nonio contra el objeto a medir, aplique sólo una fuerza suave.
Método correcto de manejar los calibradores
Medición de exteriores.
Coloque el objeto tan profundo como sea posible entre las quijadas.
Si la medición se hace al extremo de las quijadas, el cursor podría inclinarse resultando una medición inexacta.
Sostenga el objeto a escuadra con las quijadas como se indica en (A) y (B), de otra forma, no se obtendrá una medición correcta.
Medición de interiores.
En esta medición es posible cometer errores a menos que se lleve a cabo ,muy cuidadosamente, introduzca los picos totalmente dentro del objeto que se va a medir, asegurando un contacto adecuado con las superficies de medición y tome la lectura.
Al medir el diámetro interior de un objeto, tome el valor máximo (A-3) al medir el ancho de una ranura tome el valor mínimo (B-3).
Es una buena práctica medir en ambas direcciones a-a y b-b en A-3 para asegurar una correcta medición.
Medición de agujeros pequeños.
La medición de pequeños diámetros interiores es limitada, estamos expuestos a confundir el valor aparente "d" con el valor real "D"
El mayor valor "B" en la figura o el menor valor "D" es el error.
Medición de profundidad.
En la medición de la profundidad, no permita que el extremo del instrumento se incline, no deje de mantenerlo nivelado.
La esquina del objeto es más o menos redonda, por lo tanto, gire el resaque de la barra de profundidad hacia la esquina.
Ejemplos de métodos de medición,
correctos e incorrectos.
Punto 3: Guarde adecuadamente el calibrador después de usarlo.
Cuando se usa el calibrador, la superficie de la escala se toca a menudo con la mano, por lo tanto después de usarlo, limpie la herramienta frotándola con un trapo, y aplique aceite a las superficies deslizantes de medición antes de poner el instrumento en su estuche.
Tenga cuidado, no coloque ningún peso encima del calibrador, podría torcerse la regleta.
No golpee los extremos de las quijadas y picos ni los utilice como martillo.
No utilice el calibrador para medir algún objeto en movimiento.
MICRÓMETRO
El micrómetro es una herramienta para tomar mediciones más precisas, que las que pueden hacerse con calibrador. En el micrómetro, un pequeño movimiento del husillo, por medio de un tornillo súper preciso, se indica por la revolución del manguito.
Micrómetro Palmer de exteriores
Micrómetro de Interiores.
El rango de medición del micrómetro estándar está limitado a 25 milímetros (en el sistema métrico), o a una pulgada (en el sistema inglés). Para un mayor rango de mediciones, se necesitan micrómetros de diferentes rangos de medición.
Con un micrómetro equipado con un yunque intercambiable es posible medir un amplio rango de longitudes, éste tipo de micrómetros cubre cuatro a seis veces el rango de medición del micrómetro estándar, pero es ligeramente inferior en precisión al micrómetro estándar.
Micrómetro de tipo yunque intercambiable.
Los micrómetros están graduados en centécimas (0.01) de milímetros (sistema métrico) o milésimas (0.001) de pulgada (sistema inglés).
Un micrómetro equipado con un nonio permite lecturas de 0.001 mm, o de 0.0001 pulgadas.
Para estabilizar la presión de medición que debe aplicarse al objeto a medirse, el micrómetro está equipado generalmente con un freno de trinquete.
Sin embargo, cuando se usa por un período de tiempo largo, el freno del trinquete podría deteriorarse al aplicar una presión de medición determinada, resultando en una medición inexacta, el mayor problema en este tipo de micrómetro, es que la presión de medición puede cambiar con la velocidad de giro de la perilla del trinquete.
Un micrómetro del tipo con freno de fricción, el cual tiene en el interior del manguito un aditamento para una presión constante, experimenta menos cambios en la presión de medición con el uso individual y es más apropiado para mediciones precisas.
El micrómetro usado por un largo período de tiempo o inapropiadamente, podría experimentar alguna desviación del punto cero; para corregir esto, los micrómetros traen en su estuche un patrón y una llave.
Algunas veces al usar el micrómetro es conveniente usar una base, cuando el cuerpo del micrómetro se sostiene por un largo período contínuo el calor de la mano puede dilatarlo lo suficiente para causar una variación en la lectura.
Base para micrómetro
Precauciones al medir.
Punto 1: Verificar la limpieza del micrómetro.
El mantenimiento adecuado del micrómetro es esencial, antes de guardarlo, no deje de limpiar las superficies del husillo, yunque, y otras partes, removiendo el sudor, polvo y manchas de aceite, después aplique aceite anticorrosivo.
No olvide limpiar perfectamente las caras de medición del husillo y el yunque, o no obtendrá mediciones exactas. Para efectuar las mediciones correctamente, es esencial que el objeto a medir se limpie perfectamente del aceite y polvo acumulados.
Punto 2: Utilice el micrómetro adecuadamente
Para el manejo adecuado del micrómetro, sostenga la mitad del cuerpo en la mano izquierda, y el manguito o trinquete en la mano derecha, mantenga la mano fuera del borde del yunque.
Algunos cuerpos de los micrómetros están provistos con aisladores de calor, si se usa un cuerpo de éstos, sosténgalo por la parte aislada, y el calor de la mano no afectará al instrumento.
El trinquete es para asegurar que se aplica una presión de medición apropiada al objeto que se está midiendo mientras se toma la lectura.
Inmediatamente antes de que el husillo entre en contacto con el objeto, gire el trinquete suavemente, con los dedos, cuando el husillo haya tocado el objeto de tres a cuatro vueltas ligeras al trinquete a una velocidad uniforme (el husillo puede dar 1.5 o 2 vueltas libres). Hecho esto, se ha aplicado una presión adecuada al objeto que se está midiendo.
Si acerca la superficie del objeto directamente girando el manguito, el husillo podría aplicar una presión excesiva de medición al objeto y será errónea la medición.
Cuando la medición esté completa, despegue el husillo de la superficie del objeto girando el trinquete en dirección opuesta.
Como usar el micrómetro del tipo de freno de fricción.
Antes de que el husillo encuentre el objeto que se va a medir, gire suavemente y ponga el husillo en contacto con el objeto. Después del contacto gire tres o cuatro vueltas el manguito. Hecho esto, se ha aplicado una presión de medición adecuada al objeto que se está midiendo.
Punto 3: Verifique que el cero esté alineado
Cuando el micrómetro se usa constantemente o de una manera inadecuada, el punto cero del micrómetro puede desalinearse. Si el instrumento sufre una caída o algún golpe fuerte, el paralelismo y la lisura del husillo y el yunque, algunas veces se desajustan y el movimiento del husillo es anormal.
Paralelismo de las superficies de medición
1) El husillo debe moverse libremente.
2) El paralelismo y la lisura de las superficies de medición en el yunque deben ser correctas.
3) El punto cero debe estar en posición (si está desalineado siga las instrucciones para corregir el punto cero).
Punto 4: Asegure el contacto correcto entre el micrómetro y el objeto.
Es esencial poner el micrómetro en contacto correcto con el objeto a medir. Use el micrómetro en ángulo recto (90º) con las superficies a medir.
Métodos de medición
Cuando se mide un objeto cilíndrico, es una buena práctica tomar la medición dos veces; cuando se mide por segunda vez, gire el objeto 90º.
No levante el micrómetro con el objeto sostenido entre el husillo y el yunque.
No gire el manguito hasta el límite de su rotación, no gire el cuerpo mientras sostiene el manguito.
Como corregir el punto cero
Método I)
Cuando la graduación cero está desalineada.
1) Fije el husillo con el seguro (deje el husillo separado del yunque)
2) Inserte la llave con que viene equipado el micrómetro en el agujero de la escala graduada.
3) Gire la escala graduada para prolongarla y corregir la desviación de la graduación.
4) Verifique la posición cero otra vez, para ver si está en su posición.
Método II)
Cuando la graduación cero está desalineada dos graduaciones o más.
1) Fije el husillo con el seguro (deje el husillo separado del yunque)
2) Inserte la llave con que viene equipado el micrómetro en el agujero del trinquete, sostenga el manguito, girelo del trinquete, sostenga el manguito, girelo en sentido contrario a las manecillas del reloj.
3) Empuje el manguito hacia afuera (hacia el trinquete), y se moverá libremente, relocalice el manguito a la longitud necesaria para corregir el punto cero.
4) Atornille toda la rosca del trinquete y apriételo con la llave.
5) Verifique el punto cero otra vez, y si la graduación cero está desalineada, corrijala de acuerdo al método I.
Como leer el micrómetro (sistema métrico).
I. Conocimientos requeridos para la lectura.
La línea de revolución sobre la escala, está graduada en milímetros, cada pequeña marca abajo de la línea de revolución indica el intermedio 0.5 mm entre cada graduación sobre la línea.
El micrómetro mostrado es para el rango de medición de 25 mm a 50 mm y su grado más bajo de graduación representa 25 mm
Un micrómetro con rango de medición de 0 a 25mm, tiene como su graduación más baja el 0.
Una vuelta del manguito representa un movimiento de exactamente .5mm a lo largo de la escala, la periferia del extremo cónico del manguito, está graduada en cincuentavos (1/50); con un movimiento del manguito a lo largo de la escala, una graduación equivale a .01 mm.
MEDICIÓN ANGULAR
ESCUADRAS Y REGLAS. Para conseguir un resultado aceptable en la medición de ángulos y escuadras estas herramientas son imprescindibles. Existen infinidad de tipos de trasportadores de ángulos y fabricados en distintos materiales. Las escuadras consisten básicamente en dos elementos. La parte más corta llamada "talón", y la parte más larga, denominada "hoja", que presenta marcas de medición. Este tipo de escuadras poseen ángulos de 135º y 45º, aparte lógicamente del de 90º
La escuadra móvil o llamada también falsa escuadra, puede girar y desplazarse sobre un punto. Para fijar el ángulo medido, la hoja se aprieta con un tornillo, permitiendo controlar y trasportar los ángulos.
TRANSPORTADOR DE ÁNGULOS. El transportador de ángulos es un instrumento muy útil cuando tenemos que fabricar algún elemento con ángulos no rectos. También sirve para copiar un ángulo de un determinado sitio y trasladarlo al elemento que estemos fabricando.
CALIBRADORES DE VERIFICACIÓN NEUMÁTICOS.
ROTAMETROS.- Es un medidor de caudal en tuberías de área variable, de caída de presión constante. El Rotámetro consiste de un flotador (indicador) que se mueve libremente dentro de un tubo vertical ligeramente cónico, con el extremo angosto hacia abajo. El fluido entra por la parte inferior del tubo y hace que el flotador suba hasta que el área anular entre él y la pared del tubo sea tal, que la caída de presión de este estrechamiento sea lo suficientemente para equilibrar el peso del flotador. El tubo es de vidrio y lleva grabado una escala lineal, sobre la cual la posición del flotador indica el gasto o caudal.
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DE PRESIÓN Y FLUJO
MANÓMETRO Instrumento de medición que sirve para medir la presión de fluidos contenidos en recipientes cerrados. Existen, básicamente, dos tipos: los de líquidos y los metálicos.
Los manómetros de líquidos emplean, por lo general, como líquido manométrico el mercurio, que llena parcialmente un tubo en forma de U. El tubo puede estar abierto por ambas ramas o abierto por una sola. En ambos casos la presión se mide conectando el tubo al recipiente que contiene el fluido por su rama inferior abierta y determinando el desnivel h de la columna de mercurio entre ambas ramas. Si el manómetro es de tubo abierto es necesario tomar en cuenta la presión atmosférica patm en la ecuación:
p = patm ± ρ.g.h
Si es de tubo cerrado, la presión vendrá dada directamente por p = ρ.g.h. Los manómetros de este segundo tipo permiten, por sus características, la medida de presiones elevadas.
En los manómetros metálicos la presión da lugar a deformaciones en una cavidad o tubo metálico, denominado tubo de Bourdon en honor a su inventor. Estas deformaciones se transmiten a través de un sistema mecánico a una aguja que marca directamente la presión sobre una escala graduada.
MEDIDORES DE TEMPERATURA. TORQUÍMETRO Y FRENO DE PRONY
TERMÓMETRO
El termómetro es un instrumento de medición de la temperatura, que usa el principio de la dilatación, por lo que se prefiere el uso de materiales con un coeficiente de dilatación alto de modo que, al aumentar la temperatura, la dilatación del material sea fácilmente visible.
El creador del primer termoscopio fue Galileo Galilei; éste podría considerarse el predecesor del termómetro. Consistía en un tubo de vidrio que terminaba con una esfera en su parte superior que se sumergía dentro de un líquido mezcla de alcohol y agua. Al calentar el agua, ésta comenzaba a subir por el tubo.
Sanctorius Sanctorius incorporó una graduación numérica al instrumento de Galilei, con lo que surgió el termómetro.
Tipos de termómetros más usados:
Termómetro de vidrio: es un tubo de vidrio sellado que contiene un líquido, generalmente mercurio o alcohol, cuyo volumen cambia con la temperatura de manera uniforme. Este cambio de volumen se visualiza en una escala graduada que por lo general está dada en grados celsius. El termómetro de mercurio fue inventado por Farenheit en el año 1714.
Termómetro de resistencia: consiste en un alambre de platino cuya resistencia eléctrica cambia cuando cambia la temperatura.
Termopar: un termopar es un dispositivo utilizado para medir temperaturas basadas en la fuerza electromotriz que se genera al calentar la soldadura de dos metales distintos.
Pirómetro: los pirómetros se utilizan para medir temperaturas elevadas.
Termómetro de lámina bimetálica, formado por dos láminas de metales de coeficientes de dilatación muy distintos y arrollados dejando el de coeficiente más alto en el interior. Se utiliza sobre todo como censor de temperatura en el termohigrógrafo.
Termómetros especiales: Para medir ciertos parámetros se emplean termómetros modificados, tales como:
El termómetro de bulbo húmedo, para medir el influjo de la humedad en la sensación térmica. Junto con un termómetro ordinario forma un psicrómetro, que sirve para medir humedad relativa, tensión de vapor y punto de rocío. Se llama de bulbo húmedo porque de su bulbo o depósito parte una muselina de algodón que lo comunica con un depósito de agua. Este depósito se coloca al lado y más bajo que el bulbo, de forma que por capilaridad está continuamente mojado.
El termómetro de máxima y el termómetro de mínima utilizado en meteorología.
TORQUIMETROS Herramienta que consigue pruebas de exión y torsión.
TIPO DE TORQUIMETROS
Barra Deflectora de Lectura Directa:
Aplicaciones Comunes:
Las secciones de control de calidad, los laboratorios metrológicos y los departamentos de inspección usan llaves dinamométricas de lectura directa para evitar la aplicación de excesos de torque.
Para establecer torque final después de trabajar con herramientas de ensamble de alta velocidad.
Instrumento de ensamble primario cuando se requiere un alto grado de precisión.
Durante pruebas de destrucción.
Características:
El torquímetro tiene una precisión de +/- 2% de la lectura, y hay modelos disponibles con +/- 1% de precisión.
Muy duraderas, prácticamente sin piezas móviles.
Se asegura la precisión cuando el torquímetro no está cargado y el marcador está en cero.
El mango de eje giratorio concentra la fuerza de tiro para asegurar la precisión.
Operación:
La carga se aplica contra el mango y desvía la barra donde se encuentra la escala. El marcador o indicador permanece fijo.
"Clicker" Ajustable y Pre-Ajustable:
Aplicaciones Comunes:
Operaciones de línea de producción y mantenimiento, donde no es deseable que el operario haga ajustes.
Características:
El torquímetro deberá preprogramarse en el analizador con una herramienta especial de ajuste.
Instrumento de producción disponible en una amplia variedad de configuraciones, incluyendo cabezas de matraca fijas, así como sistemas de cabezas intercambiables.
Adaptadores y extensiones disponibles que permiten aplicar torque en lugares difíciles de alcanzar.
Operación:
El componente principal de este tipo de llave es un resorte enrollado en serpentín helicoidal. Al mover el mango, la compresión del resorte cambia la carga sobre el mecanismo de torque central. Una vez alcanzado el nivel de torque deseado, la carga sobre el mecanismo central es superada por el torque aplicado y produce una señal audible y una leve vibración.
"Clicker" de Micrómetro Ajustable
Aplicaciones Comunes:
Usese ampliamente para operaciones de mantenimiento y para ensamble cuando las necesidades de cambio de valores exigen que se hagan ajustes en la línea de ensamble.
Características:
Precisión de lectura de +/- 4%.
Modelo de llave más versátil porque puede ajustarse inmediatamente. Disponible en una amplia variedad de configuraciones, incluyendo cabezas de trinquetes fijas así como sistemas de cabezas intercambiables.
El diseño de la llave permite su uso en espacios estrechos y limitados.
Operación:
El componente principal de este tipo de llave es un resorte enrollado en serpentín helicoidal. Al mover el mango, la compresión del resorte cambia la carga sobre el mecanismo de torque central. Una vez alcanzado el nivel de torque deseado, la carga sobre el mecanismo central es superada por el torque aplicado y produce una señal audible y una leve vibración.
FRENO DE PRONY
Se utiliza para medir la potencia efectiva de un motor (generalmente) o turbina. Sabes que para medir una potencia efectiva, hay que "gastarla" (un motor trabajando sin carga no genera potencia efectiva).
Principio de operación: Al girar el motor, un punto cualquiera situado en la periferia de la rueda (unida al eje motor) realizará durante cada revolución de éste un recorrido igual a 2Pi*r, por lo tanto el trabajo de la fuerza tangencial de fricción (f) será:
We=2Pi*r*f
Donde:
We= Potencia
r= Radio del eje
r*f=momento aplicado al freno del eje motor
Ahora supongamos que a este eje le colocamos un freno (lo abrazamos) y le clocamos un brazo de palanca a este freno y al final le colocamos un peso, donde el momento aplicado al freno del eje motor, es contrarestado gracias a este momento R*F donde R= distancia del centro del eje al balancín y F, peso del balancín. Por lo tanto la potencia efectiva será.
Ne=2Pi*R*F*n
Donde
Ne = Potencia efectiva en Watts
n= rpm
Instrumentos básicos para mediciones mecánicas.
Aparatos ópticos para la medición de la rugosidad: se reservan generalmente para uso de los laboratorios y salas de metrología, por la delicadeza de su manejo.
Bancos para medir o máquinas para medir longitudes: estas máquinas están destinadas fundamentalmente a la medición de longitudes, aun cuando mediante accesorios adecuados pueden algunas de ellas utilizarse también para mediciones angulares.
Bloques patrón: estas herramientas se usan para efectuar operaciones de calibración, de precisión y para calibrar otras herramientas de medición.
Comparadores: son amplificadores que permiten efectuar la medición de una longitud por comparación, después de ser calibrada.
Comparadores de ampliación mecánica: también conocidos como comparadores de contacto como los tipos más corrientes son los de:
Ampliación por engranes
Ampliación por palanca.
Comparadores universales: son aparatos de construcción mas resientes y que, debido a su reducción de tamaño y a la disposición de su palpador, permite mediciones en lugares difíciles e incluso imposible para los comparadores normales.
Medidor de anillos en equilibrio: es un medidor del momento de torsión radial que utiliza un cuerpo anular hueco para convertir la presión diferencial correspondiente a una diferencial en la presión estática, en la rotación que se trasmite al registrador o indicador.
Manómetro de peso muerto: consta de un embolo maquinado con exactitud que se introduce de ajuste apretado, los dos de área de la sección transversal conocida.
Micro manómetro: sirven como estándares de presión en el intervalo de 0, 005 a 500 ml. De agua.
Tipo micrométrico: en este tipo de micro manómetros, los efectos de menisco y por capilaridad se minimizan midiendo los desplazamientos de líquido con tornillos micrométrico dotados con índices ajustables de agua localizados en el centro, o cerca de él, de tubos transparentes grandes unidos en su base para formar una v
Tipo prandtl: consta de un recipiente de diámetro grande y un tubo inclinado con dos marcas conectados a través de un tubo flexible.
Micromanometro de aire: un micromanometro sumamente sencillo, de alta respuesta, usa aire como fluido de trabajo y, por consiguiente evita todos los defectos por capilaridad y de menisco que por lo general se encuentra en la manometría con líquidos.
Manómetro de núcleo: este es un manómetro de mercurio modificado que se utiliza principalmente para medir presiones de vacío desde un ml. Hasta 0, 000 000 1 ml. De hg. Mide una presión diferencial y, por consiguientes muy sensible.
Girómetro óptico monocromático: es el más exacto de todos los pirómetros de radiación y se utiliza como estándar de calibración por encima del punto de oro. Sin embargo está limitado a temperaturas superiores a 700 c. Ya que requiere que un operador humano compare visualmente las brillantes.
Vernier estandar: este tipo de vernier es el más comúnmente utilizado, tiene n divisiones que ocupan la misma longitud que n-1 divisiones sobre la escala principal.
Micrómetro: es un dispositivo que mide el desplazamiento del husillo cuando este es movido mediante el giro de un tornillo, lo que convierte al movimiento giratorio del tambor en movimiento lineal del husillo. El desplazamiento de este lo amplifica la rotación del tornillo y el diámetro del tambor. Las graduaciones de alrededor de la circunferencia del tambor permiten leer un cambio pequeño en la posición del husillo.
Calibradores: el vernier es una escala auxiliar que se desliza a través de una escala principal para permitir en esta lectura fracciónales exactas de la mínima división.
Para medir masa:
balanza
báscula
espectrómetro de masa
catarómetro
catarometro
Manómetro
Vernier
Goniómetro
Tacometro
Termometro
Presión