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.