INSTRUMENTOS DE MEDICIÓNMETROLOGÍA

SALVADOR PULIDO CEPEDA

1°A PROCESOS INDUSTRIALES

Instrumentos de medición

Un instrumento de medición es un aparato que se usa para comparar magnitudes físicas mediante un proceso de medición. Como unidades de medida se utilizan objetos y sucesos previamente establecidos como estándares o patrones, y de la medición resulta un número que es la relación entre el objeto de estudio y la unidad de referencia. Los instrumentos de medición son el medio por el que se hace esta lógica conversión.

Las características importantes de un instrumento de medida son: Precisión: es la capacidad de un instrumento de dar el mismo resultado en

mediciones diferentes realizadas en las mismas condiciones. Exactitud: es la capacidad de un instrumento de medir un valor cercano al

valor de la magnitud real. Apreciación: es la medida más pequeña que es perceptible en un instrumento

de medida. Sensibilidad: es la relación de desplazamiento entre el indicador de la medida

y la medida real.Los instrumentos de medición se clasifican en Lineal y Angular. A continuación

explicaremos cada tipo.

Metro flexible

Son cintas flexibles de acero que van graduadas en milímetros. En su punta llevan un gancho que se agarra justo donde empieza aquel objeto que se quiere medir.

Son muy cómodos de llevar y manejar porque la cinta va enrollada y una vez que se suelta, se recoge ella sola, pero tampoco son muy precisos.

Es un instrumento de gran utilidad para todo tipo de trabajos profesionales debido a su flexibilidad, el poco espacio que ocupa y el poco peso.Las partes que componen un calibre son:1. Carcasa exterior2. Cinta metálica flexible3. Tope metálico4. Botón de freno 

CÓMO SE UTILIZAPara realizar la medida con un flexómetro primero se fija en un extremo del objeto que queramos medir ayudándonos del tope metálico que se encuentra al final de la cinta metálica, después se estira el metro hasta el otro extremo del objeto y por último se cierra el freno para facilitar la observación de la medición y poder leerla fácilmente.

CUIDADOS

Verificar que no presenta golpes ni partes defectuosas la cinta metálica.No forzar la salida excesiva de la cinta metálica.

Tener cuidado cuando se enrolle la cinta en la carcasa y hacerlo lentamente.

Limpiar la regla con un trapo limpio o una gamuza y, si fuese preciso, emplear alcohol para eliminar los restos de aceite.

REGLA GRADUADA

 Por medir una longitud se entiende determinar la distancia en línea recta comprendida entre dos caras, dos generatrices o dos aristas de una pieza, o bien, entre líneas o puntos marcados en la pieza, en cuyo caso el instrumento utilizado para tales mediciones se denomina regla graduada.

Cómo utilizar una regla graduadaPara las mediciones sencillas con reglas graduadas de uso comercial, se dirige la visual al objeto a medir sobre la división de trazos. Sin embargo, deben tenerse en cuenta algunos factores importantes para obtener mediciones correctas.a) Apreciación: se conoce como apreciación a la menor medida que puede leerse en un instrumento de medición. Por ejemplo, si una regla está graduada en milímetros, la apreciación será de 1 mm.. Si necesitamos gran precisión en la medición, una apreciación de 1 mm puede ser insuficiente.b) Estimación: si la medida de un objeto no coincide con la apreciación del instrumento de medida, entonces deberemos estimar la lectura, es decir, obtener una lectura aproximada.c) Paralaje: al dirigir la visual al objeto a medir debemos hacerlo de manera exactamente perpendicular a la regla, tal como indica la siguiente figura:

CUIDADOS a) la regla no se debe usar como guia para cortar o golpear con su canto o borde. b) convienen lavarlas de vez en cuando porque, debido a su uso frecuente se adhiere el grafito de los lápices y puede manchar la lamina de dibujo

CALIBRES CON VERNIER

Es un aparato destinado a medir longitudes y consta de una regla graduada fija y otra móvil (reglilla). Presionando sobre el pulsador de la reglilla la deslizamos sobre la regla fija.

COMO SE UTILIZA Punto 1: Verifique que el calibrador no esté dañado.

Si el calibrador es mal manejado su vida útil será menos larga de lo planeado, para mantenerlo siempre útil no deje de tomar las precauciones siguientes:1) Antes de efectuar las mediciones, limpie de polvo y suciedad las superficies de medición, cursor y regleta; ya que el polvo puede obstruir a menudo el deslizamiento del cursor.2) Cerciórese que las superficies de medición de las quijadas y los picos no estén dobladas o despostilladas.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.

C3) 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 midiendoColoque 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.

 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.

 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 midiendoSostenga el objeto perpendicularmente con las quijadas de otra forma, no se obtendrá una medición correcta.

CUIDADOSGuarde 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 o picos ni los utilice como martillo.

MICRÓMETROS

Es un instrumento de medición cuyo funcionamiento está basado en el tornillo micrométrico y que sirve para medir las dimensiones de un objeto con alta precisión, del orden de centésimas de milímetros (0,01 mm) y de milésimas de milímetros (0,001mm)

Para ello cuenta con 2 puntas que se aproximan entre sí mediante un tornillo de rosca fina, el cual tiene grabado en su contorno una escala. La escala puede incluir un nonio. La máxima longitud de medida del micrómetro de exteriores es de 25 mm, por lo que es necesario disponer de un micrómetro para cada campo de medidas que se quieran tomar (0-25 mm), (25-50 mm), (50-75 mm), etc.

Frecuentemente el micrómetro también incluye una manera de limitar la torsión máxima del tornillo, dado que la rosca muy fina hace difícil notar fuerzas capaces de causar deterioro de la precisión del instrumento.

EXTERIOR INTERIOR

CÓMO SE UTILIZAPara el manejo adecuado del micrómetro, sostenga la mitad del cuerpo en la mano izquierda, y el manguito o trinquete (también conocido como embrague) en la mano derecha, mantenga la mano fuera del borde del yunque.CUIDADOSVerificar 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.

BLOQUES PATRON

Son los dispositivos de longitud materializada más precisa que existe.

Es por eso que los requisitos que deben cumplir los bloques patrón son rigurosos y se basan en su aptitud para ser instrumentos de calibración. Estos requisitos son:

Exactitud geométrica y dimensional: deben cumplir con las exigencias de longitud, paralelismo y planitud.

Capacidad de adherencia a otros bloques patrón: determinada por su acabado superficial.

Estabilidad dimensional a través del tiempo, es decir, no deben “envejecer”.

Coeficiente de expansión térmica cercano a los metales comunes: esto minimiza los errores de medición frente a variaciones de temperatura

Resistencia al desgaste y a la corrosión.

CUIDADOS1. Cuando se terminan de usar los bloques patrón hay que separarlos y limpiar sus caras. Después es necesario inspeccionarlos y ponerles aceite antioxidante; enseguida deben cubrirse con papel volátil inhibidor de la oxidación y almacenarlos.y2. Si el bloque patrón no va a usarse durante un periodo largo debe guardarse en un cuarto libre de la acción de la luz solar y la humedad.y3. El aceite antioxidante que se usa para guardar los bloques patrón por un largo tiempo ya fue descrito. Ponga suficiente de dicho aceite en el bloque patrón y ponga papel volátil inhibidor de la oxidación en la caja la cual se cubre con una bolsa de vinil.y4. A un bloque patrón que no se usa con frecuencia debe comprobársele, quitándole el aceite, la oxidación tres veces al año.

CÓMO SE UTILIZAProcurar tocar con los dedos el menor tiempo posible a los bloques patrón por la influencia que tiene en ellas la temperatura y sobre todo no cogerlas por las superficies de medición. Además siempre se manipularán con las manos y guantes limpios según los casos.

Tomamos dos bloques patrón longitudinales y apoyamos una superficie de medición contra la superficie del otro bloque.

Ejercemos una suave presión de un bloque sobre el otro evitando la formación de capa de aire entre sus caras. Para ello se imprimirá un leve movimiento de vaivén.

Comprobamos si están bien adheridas, cogiendo el mayor bloque y poniendo hacia abajo el más pequeño para ver si cae por su propio peso sobre la gamuza. Si la adherencia es buena podemos añadir sucesivamente bloques patrón hasta conseguir la medida que queremos, repitiendo para ello las tres operaciones anteriores.

Una vez hecho esto, es práctica común dejar enfriar el bloque total formado sobre la gamuza, para evitar errores en la medición debido a la dilatación.

Maquinas de Medición por CoordenadasEs un instrumento de medición directa que utilizan un puntero o “palpador” físico con el que el operador puede ir tocando el objeto y enviando coordenadas a un fichero de dibujo. El puntero puede ir unido al sistema de registro de coordenadas mediante un brazo o codificador, o puede ser localizado y “trazado” por un sistema óptico (hay sistemas que utilizan video aunque los más comunes y eficientes son los rastreadores basados en láser llamados laser-trackers.

NivelEn su sentido más general nivel hace referencia a una "altura" relativa a otra altura; generalmente se toma como punto de referencia una base. Cuando la altura es geográfica, se denomina altitud y se toma como base de referencia el nivel del mar.

Regla Óptica

Las reglas ópticas constan, en su forma más simple, de un cinta transparente con una serie de marcas opacas colocadas a lo largo equidistantes entre sí, de un sistema de iluminación en el que la luz es colimada de forma adecuada, y de un elemento fotorreceptor.

RugosímetrosEl rugosímetro sirve para determinar con rapidez la rugosidad en superficies o perforaciones. El rugosimetro muestra la profundidad de la rugosidad media Rz y el valor de rugosidad medio Ra en µm (el modelo PCE-RT1200 indica también Rq y Rt). El rugosímetro facilita la rápida determinación de la superficie de un componente. La realización de la medición de la rugosidad es muy sencilla. El PCE-RT1100 palpa la superficie en pocos segundas y muestra la rugosidad directamente en pantalla en Ra o Rz.

Para trazar un ángulo en grados, se sitúa el centro del transportador en el vértice del ángulo y se alinea la parte derecha del radio (semirrecta de 0º) con el lado inicial. Enseguida se marca con un lápiz el punto con la medida del ángulo deseada. Finalmente se retira el transportador y se traza con la regla desde el vértice hasta el punto previamente establecido o un poco más largo según se desee el lado terminal del ángulo.

Para medir un ángulo en grados, se alinea el lado inicial del ángulo con el radio derecho del transportador (semirrecta de 0°) y se determina, en sentido contrario al de las manecillas del reloj, la medida que tiene, prolongando en caso de ser necesario los brazos del ángulo por tener mejor visibilidad.

GoniómetroModo de usoTransportadores Universales (en este caso de Starrett) con vernier, pueden ser leídos precisamente con una aproximación de 5 minutos (5’) ó 1/12 de grado. El cuadrante está graduado a la derecha y a la izquierda del cero, hasta 90 grados. La escala del vernier está también graduada a la derecha y a la izquierda del cero, hasta 60 minutos (60’). Cada una de las graduaciones representan 5 minutos. Cualquier ángulo puede ser medido, teniendo en cuenta que la lectura del vernier debe ser hecha en la misma dirección del transportador, derecha o izquierda, a partir del cero. Como 12 graduaciones en la escala del vernier ocupan el mismo espacio de 23 graduaciones o 23 grados en el cuadrante del transportador, cada graduación del vernier es 1/12 de grado o 5 minutos menor que dos graduaciones en el cuadrante del transportador.

Casi todas las escuadras vienen también con una lezna rayadora miniatura, llamada marcador, dentro del mango. Use el marcador para trazar líneas finas y para determinar posiciones exactas. En el mango también hay un pequeño nivel de burbuja para determinar alineaciones horizontales y verticales.

Una escuadra de combinación típica consiste en un mango o cabezal y una hoja o regla de acero de 30.48 cm (12") de largo. El mango se desliza a lo largo de la hoja y se puedeinmovilizar apretando bien la contratuerca. El mango tiene dos bordes -de 90° y 45°- que se utilizan conjuntamente con la hoja. En la mayoría de las escuadras, la hoja se puede emplear para usarse como una regla.

Otra técnica común es la de utilizar la escuadra como gramil. Primero inmovilice el mango a la distancia deseada del extremo de la hoja. Luego deslice el mango a lo largo del borde de la tabla, mientras mantiene la punta afilada de un lápiz contra el extremo de la hoja.

Escuadra: La escuadra de carpintero es un clásico también muy utilizada por los carpinteros, porque aumenta la precisión del trazo y facilita el marcaje. Además, es perfecta para comprobar el ángulo de los ensamblajes y escuadrado de muebles. La idea es que sirva para medir ángulos rectos exactos (90º), insustituible, pues, además sirve para trazar líneas perpendiculares o a 45º respecto al canto de un tablero. Las hay regulables en ángulo, pero se puede perder exactitud en la posición de ángulo recto con respecto a las escuadras fijas.

Calibres para toberas. OrificiosCon aguja redonda templada y rectificada. Longitud de la punta 50mm. Caja de protección.Apreciación 0,01 mm.Calibres cónicos modelo plano.Calibres para la medición de agujeros cilíndricos. De acero. Marcado en una cara.Apreciación 0,1 mm..

Falsa escuadra.

Es un instrumento que se emplea para marcar y verificar trabajos angulares. A diferencia de la escuadra, la hoja corrediza puede ser ajustada y fijado a un ángulo determinado para luego trasportar la medida a la pieza de madera a elaborar.La falsa escuadra o escuadra de achaflanar es ajustable y está compuesta por tres piezas: lengüeta corrediza ajustable, mango y tornillo de ajuste. La hoja pincelada ranurada normalmente tiene de 15 a 20 cm de longitud, la falsa escuadra se utiliza para trazar ángulos construidos como por ejemplo biseles.

Barra de acero: Se trata de una barra metálica prismática rebajada y apoyada en ambos extremos sobre dos cilindros de igual diámetro siendo la parte superior de la regla paralela al plano tangente de los dos cilindros. Esta barra posee gran resistencia al desgaste y gran robustez, estando cuidadosamente rectificada. Con el fin de aligerarla se suelen practicar agujeros a través de su cuerpo.Cilindros: los dos cilindros por los que está compuesta la regla senos son de igual diámetro. Hacen contacto con las superficies de los rebajes por dos de sus generatrices a 90º, estando atornillados a la barra. Los centros de los cilindros se encuentran sobre una línea exactamente paralela al eje de la barra y a sus superficies superior e inferior. La distancia conocida L entre los centros de los dos cilindros hace las funciones de la hipotenusa del triángulo rectángulo.Bloques patrón longitudinales: También denominados calas o galgas, sobre los que se apoyan los cilindros y que proporcionan las alturas H1 y H2 en el caso de que se utilicen dos bloques o la altura H1 en caso de que se utilice un solo bloque.Las características principales que mejor definen la precisión de una regla o barra de senos son la igualdad y redondez de sus cilindros, así como la planitud de la superficie libre exterior y el paralelismo entre los rodillos.

Bloques Patrón: Son piezas macizas en forma de paralelepípedo, en las que dos de sus caras paralelas (o caras de medida) presentan un finísimo pulido especular que asegura excepcional paralelismo y plenitud, pudiendo materializar una longitud determinada con elevada precisión.El material con el que son fabricados es acero, cerámica, carburo de tungsteno y carburo de cromo

Uso: Los bloques patrón son los dispositivos de longitud materializada más precisa que existe, debido a ello es utilizado para la calibración de instrumentos, así como mediciones y trazos diversos.Es una Magnitud de referencia, con exactitud conocida y aceptada, que sirve para determinar magnitudes lineales y angulares por comparación.

Cuidados: Para utilizar los bloques es necesarios limpiarlos con una gamuza antes y después de usarlos para eliminar cualquier partícula presente. Al ejercer una suave presión de un bloque sobre otro se debe hacer evitando la formación de aire entre sus caras. Procurar tocar con los dedos el menor tiempo posible a los bloques patrón por la influencia que tiene en ellas la temperatura y sobre todo no cogerlas por las superficies de medición. Además siempre se manipularán con las manos y guantes limpios según los casos.