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medicion directa
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INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA E INDIRECTA
I. INTRODUCCIÓN.
Las personas, en cada una de las profesiones, tienen un juego de herramientas básicas
que se aplican a las labores de sus trabajos. Los ingenieros químicos usan pipetas
graduadas, probetas graduadas, matraces y vasos de precipitados graduados, termómetro,
entre otros. Los ingenieros electromecánicos usan voltímetros, amperímetros, fuentes
calibradas, reglas, calibradores vernier y micrómetros. Los ingenieros industriales usan
cronómetros, micrómetros, calibradores, reglas, cámaras de televisión, entre otros.
Muchas de éstas herramientas son estándares o de propósito general, y sirven para hacer
mediciones básicas. El resultado obtenido del uso de estas herramientas depende de la
habilidad y la destreza del operador. Por ejemplo, la precisión obtenida depende de la
cantidad de presión aplicada al elemento de medición. De este modo, los trabajadores a
través del entrenamiento y la experiencia adquieren el sentido del tacto necesario para
aplicarlo apropiadamente a las herramientas.
Todos los procesos de producción y servicios requieren de la medición de las variables
involucradas; a través de estas es posible deducir si el proceso mejora o empeora para así
tomar las decisiones adecuadas. Lo que no se mide no se puede mejorar. Por esto es
importante la metrología. En cada laboratorio, taller, y línea de producción, es posible
encontrar aparatos o dispositivos con escalas, estas con marcas y con números asociados
a cada hecho relacionado con la metrología.
II. OBJETIVOS.
Conocer los instrumentos de medición directos e indirectos sus principios y usos en
la mecanización de materiales
Familiarizarse con los términos más usados en la metrología y los instrumentos de
medición: precisión, resolución, rango, exactitud.
Aprender a usar adecuadamente los instrumentos de medición.
Diferenciar los instrumentos de medición directos e indirectos.
III. INSTRUMENTOS DE MEDIDA DIRECTA DE LONGITUDES
En este grupo, se tienen los instrumentos capaces de darnos lecturas directas sobre una
escala graduada, de una manera directa e inmediata sin necesidad de ajustar a cero o a
otro valor cualquiera a los equipos de medición. Como ejemplo podemos mencionar:
calibrador con vernier, tornillo micrométrico y aquellos que funcionan con el mismo
principio, etc.
1. CINTA MÉTRICA Y REGLA
Los metros son cintas o varillas graduadas en centímetros o milímetros construidos
en madera, acero o de aleaciones de aluminio y materiales plásticos. No se utilizan
en el mundo de la mecánica de precisión.
Hay metros que se enrollan dentro de una caja metálica que llamamos Cinta
Métrica, la cual si se usa bastante en mecánica para su comodidad. La Regla
graduada es una barra prismática rectangular fabricada en acero laminado y
templado (endurecido para evitar su desgaste). Generalmente está graduada en
milímetros y en medios milímetros. Se fabrican en varias longitudes para satisfacer
cualquier necesidad. Se utiliza mucho para el trazado de piezas.
Figura 1.1 Figura 1.2
1. NONIUS O NONIO
Intentar apreciar un valor inferior al milímetro (décimos, centésimas o milésimas de
milímetro) en escalas analógicas (de rayas) resulta imposible para el ojo humano no
los puede distinguir. Por este motivo, se ha ideado un ingenio capaz de detectar las
facciones de milímetro llamado nonio.
El nonius es una regla recta o circular que fracciona las divisiones del instrumento
de medida en partes proporcionales y amplía la resolución de este.
Figura 22. PIE DE REY UNIVERSAL: Es el instrumento básico del taller de producción por
mecanización. Consta de dos partes, la fija y la móvil. La parte fija consiste en una
regla prismática graduada en milímetros por una arista y en pulgadas por el otro y
terminada en forma de escuadra por uno de sus extremos que llamamos boca o pata
fija.
Acaba también en forma de escuadra por el extremo que se encuentra encarado en la
boca fija y que llamamos boca o pata móvil. También tiene adherida una varilla
prismática que llamamos sonda de profundidad y que se desplaza con el cursor.
También tiene unas orejitas, una fija y otra móvil, pensadas para poder medir
interiores.
Figura 3
En general, se fabrica en acero inoxidable tratado para evitar su desgaste prematuro
debido a la fricción entre la regla y el cursor durante su uso. Según las necesidades
de medida podemos utilizar el palpado de exteriores, el palpador de interiores
(orejitas) o el palpador de profundidades (sonda). En cualquier caso, cada uno de
ellos mide lo mismo.
Figura 3.1
3.1 MEDIDA CON EL PIE DE REY:
Al medir con un Pie de Rey, se pueden presentar dos casos:
Tamaño con un valor entero: el cero del nonio coincide con una división de la
regla, además, la última división del nonio también coincide con una de la regla.
Por ejemplo, la figura 18 indica un valor de 25,00 mm (resolución 0,05 mm).
Tamaño con un valor decimal: cuando el cero del nonio se encuentra entre dos
rayas de la regla. Por ejemplo, indica un valor de 25,60 mm (resolución 0,05
mm). El cero del nonio nos indica sobre la regla que la medida es superior a 25.
La parte decimal viene dada por esa división del nonio que coincide con una de
la regla y sólo una, en cuyo caso, la división que hace 12 que corresponde 60
Figura 3.2. Indica un valor de 25,00 mm
Indica un valor de 25,60 mm
2.2 CLASES DE PIES DE REY:
Los pies de rey se pueden clasificar en función de:
La longitud de la regla en cm.: de 15 cm., de 25 cm., etc.
El grado de resolución del nonio: 0,1; 0,05; 0,02 mm, etc.
Sus bocas (sus pies) y su aplicación.
2.3 NORMAS DE CONSERVACIÓN Y DE USO:
Como normas de conservación tendremos presente:
No utilizar el Pie de Rey como un compás para comprobar paralelismo.
No medir piezas en movimiento; se desgasta y es peligroso hacerlo, podemos
tomar mal mantenerlo limpio de aceites y grasas.
No limpiarlos nunca con tela de esmeril ni con ningún abrasivo
Limpiar con una gamuza limpia o ligeramente untada con vaselina neutra.
Evitar los golpes y limaduras, son abrasivas.
Conservar-dentro de un estuche o elemento protector
Su uso adecuado lo aprenderás, en el día a día, en las prácticas del taller y en el
laboratorio de metrotécnia porque es un instrumento básico de mecánica.
Figura 3.3 Diferentes formas de boca en Pie de Rey.
3. MICRÓMETRO O PÁLMER
El Micrómetro es un instrumento de medida más preciso que el Pie de Rey, dado que es
capaz de medir centésimas y milésimas de milímetro. En el Micrómetro para medidas
exteriores también se le llama Pálmer.
El principio de funcionamiento de este instrumento es el del caracol - hembra: en una
hembra fija se hace girar un tornillo una vuelta completa, este avanzará axialmente una
distancia igual al paso.
Como puede observarse, el Micrómetro consta de un cuerpo principal en forma de
herradura que lleva incorporados una hembra fija en un extremo y un palpador fijo que
hace de tope al otro. El tornillo micrométrico está enroscado en la hembra fija de
manera que, si se hace girar en el sentido de las agujas del reloj, avanza hacia el
palpador fijo y viceversa. Habitualmente, los Micrómetros se fabrican con un paso de
rosca de medio milímetro, por lo que si damos una vuelta completa de caracol, este
avanza 0,5 mm.
El tornillo micrométrico acaba también en un tope de contacto llamado palpador móvil,
que se encara perfectamente con el palpador fijo del cuerpo. Por el otro extremo está
acoplado el tambor graduado giratorio.
Sobre el cuerpo principal y, a continuación de la hembra, se acopla un cuerpo graduado
con una escala expresada en milímetros y en medios milímetros. El tambor lleva
graduado en centésimas de milímetro un nonio de 50 divisiones. Al girar el tambor, éste
se desplaza sobre la escala del cuerpo de forma que, junto al tambor indica la
separación entre los palpadores. La cota A le corresponde a la medida en esta posición
del instrumento.
Figura 4: Micrómetro.
4.1 RESOLUCIÓN DEL INSTRUMENTO:
Como ya hemos estudiado anteriormente, la resolución de un instrumento es función
del número de divisiones que tiene su escala. Por tanto, la resolución del Pálmer estará
en relación directa con el número de divisiones del tambor. En metrotécnia se utiliza,
habitualmente, el Micrómetro centesimal. Para ello dotamos al tornillo de un paso de
0,5 mm (la escala del cuerpo principal será de medio milímetro) y hacemos en el
tambor 50 divisiones; entonces la resolución será:
s=0.01mm10
=0.001mm
También se utiliza mucho el Micrómetro milesimal.
En este caso, el tambor de 50 divisiones se le añade un subnonio de 10 divisiones, así,
subdividimos una división del tambor (una centésima de mm) en diez divisiones más.
El resultado será, una resolución de:
Figura 4.1Micrómetro centesimal.
4.2 MEDIDA CON EL MICRÓMETRO CENTESIMAL:
Al medir con un Micrómetro, se pueden presentar tres casos:
Tamaño con un valor entero: el cero del nonio coincide con la línea de referencia
del cuerpo graduado, el borde del tambor indica la separación entre los palpadores.
Por indica un valor de 12,00 mm (resolución 0,01 mm). Y la 17B, un valor de
17,50 mm.
Tamaño con un valor decimal inferior a 50 centésimas: cuando una división del
nonio coincide con la línea de referencia del cuerpo graduado, el borde del
tambor indica la separación entera de los palpadores. indica un valor de 57,31
mm.
Tamaño con un valor decimal superior a 50 • centésimas: cuando el borde del
tambor indica un decimal superior a 50 centésimas, una división del nonio
coincide con la línea de referencia del cuerpo graduado. En este caso, tenemos
que sumar la parte entera, más 0,50 mm, más la parte decimal que indica el
nonio. Por ejemplo, indica un valor de: 67.00 + 0.50 + 0.19 = 67.69 mm.
Valor de 67.69 mm.
4.3 MEDIDA CON EL MICRÓMETRO MILESIMAL:
Los casos que hemos visto anteriormente se pueden extrapolar en este instrumento.
Por tanto, no repetiremos la explicación. Vemos la lectura milesimal.
Como podemos deducir el tambor tiene 50 divisiones, por lo que en caso de que no
dispusiera de subnonio, la medida estaría comprendida entre 11,73 mm y 11,74 mm,
dado que no coincide ninguna división del tambor con la línea de referencia del
cuerpo graduado. Entonces, ¿cuanto valdrá el milésimo para salir de la ambigüedad
de la medida? El subnonio nos da la respuesta. Aquella división del subnonio que
coincide con una del tambor son las milésimas que faltan.
Figura 4.2 Son 4 milésimas.
IV. INSTRUMENTOS DE MEDIDA DIRECTA DE ÁNGULOS.
1. GONIÓMETRO:
Para medir magnitudes angulares con precisión, se utiliza un instrumento
llamado, Goniómetro, tiene muchas aplicaciones, no sólo medir, también
permite transportar ángulos y trazárselos, consta de los siguientes elementos:
Figura 5
1 Brazo
2 tornillos de fijación del brazo
3 tornillos de inmovilización
4 limbe3, normalmente graduado en escala sexagesimal
5 nonio circular, normalmente en fracciones de 5 minutos y, en algunos casos,
en fracciones de 2,5 minutos
6 cuerpo principal.