4. INSTRUMENTOS DE MEDICIÓNDespués del estudio de este tema, el alumno estará capacitado para explicar las características externas y la forma de uso de los diferentes instrumentos de medición empleados para determinar longitudes.

4.1 CLASIFICACIÓN DE LOS INSTRUMENTOS DE MEDICIÓNLos instrumentos para metrología dimensional se clasifican en instrumentos para medición de longitudes e instrumentos para medición de ángulos como se muestra dos cuadros siguientes

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4.2 REGLAS PARA LA MEDICIÓN

Las mediciones deben hacerse con la debida exactitud y con todo cuidado. Para ello debe emplearse el instrumento que corresponda a la precisión exigida. Además debe tenerse en cuenta indicaciones como las siguientes:

Limpiar las superficies del material y el instrumento antes de realizar la medición. Desbarbar previamente las piezas de trabajo. En mediciones de precisión, prestar especial atención a la temperatura de

referencia (20 oC) (si la pieza está caliente, debe esperarse hasta que logre la temperatura de referencia)

Jamás debe hacerse mediciones en una pieza en movimiento o en una maquina en marcha, esto podría ocasionar accidentes o deterioro en los instrumentos de medición.

Las piezas de trabajo imantadas (por ejemplo, por sujeción magnética) se deben desimantar antes de realizar una medición.

Verificar la aptitud del instrumento para medir según la frecuencia de verificación. No aplicar excesiva fuerza sobre aquellos instrumentos que no tienen mecanismo de

control de presión. (por ejemplo el trinquete en micrómetros)

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4.2 REGLAS PARA LA MEDICIÓN

REGLAS PARA LA ESCRITURA DE UNIDADES Y SÍMBOLOS

Todo lenguaje contiene reglas para su escritura que evitan confusiones y facilitan la comunicación.  El Sistema Internacional de Unidades (SI) tiene sus propias reglas de escritura que permiten una comunicación unívoca.

Ejemplos:

Todo lenguaje contiene reglas para su escritura que evitan confusiones y facilitan la comunicación.  El Sistema Internacional de Unidades (SI) tiene sus propias reglas de escritura que permiten una comunicación unívoca.

Ejemplos:

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4.3 ESCALAS METÁLICAS Y CINTAS DE MEDICIÓN

El instrumento más corrientemente empleado en la medición es el metro . Se presenta en varias formas como las siguientes:

En forma de láminas flexibles de acero que pueden contener hasta dos metros de longitud. Ofrecen una ventaja especial, como es la de adaptarse a las superficies curvas.

En forma de fleje delgado de acero que se enrolla dentro de una caja y recibe el nombre de flexómetro. Los más comunes son de 2, 3 y 5 metros.

En algunos casos la cinta métrica esta construida de tela, con herrajes en los extremos y sin caja para enrollar.

También es común el empleo de cintas de tela con estuche de cuero cuya longitud es de 10, 20 o 25 metros.

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REGLA GRADUADA:

Es un fleje de acero en el que se ha grabado una graduación cuyo origen se confunde con el extremo de la izquierda. Las longitudes normales de este instrumento son: 0.2 m, 0.50 m, 1 m y 2 m. Suelen estar grabadas en milímetros y, a veces, las primeras divisiones están en 0.5 mm entre trazo y trazo. Hay dos procedimientos para medir con regla graduada:

Medida al extremo: se hace coincidir el cero de la regla con el origen de la dimensión que se quiere conocer y coincidiendo con el otro extremo de dicha dimensión se lee sobre la regla el valor buscado.

Medida entre dos trazos: hacer coincidir un trazo cualquiera de la regla (marcada con el 10 o el 100 por ejemplo) con el origen de la dimensión que se quiere conocer y coincidiendo con el otro extremo de esa dimensión se lee el valor marcado en la regla, como en el caso anterior. Para conocer su valor real se tiene en cuenta la cota original para restarla del valor leído en el extremo. Cuando el extremo de la dimensión que se mide no coincide exactamente con un trazo de la graduación, se leerá el numero entero más próximo por defecto o por exceso.

4.4 CALIBRADOR PIE DE REY

4.4.1 DEFINICIÓN Y DESCRIPCIÓN

Instrumento de medición de precisión que va de 0,1mm hasta 0,02 mm; 0,.001 milésima de pulgada y 1/128 pulgadas. Muy utilizado en talleres de mecánica industrial, automotriz y en la industria en general. Puede medir longitudes internas y externas. Hay de diferentes clases pero uno de los más utilizados es el pie de rey universal como el de la fotografía. Como puede ver se compone de:

Regla fija: sobre la cual se encuentran grabadas las escalas en mm y dieciseisavos de pulgada

Puntas para interiores: la fija va solidaria a la regla fija. La móvil solidaria al cursor

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Mordazas para exteriores: una fija solidaria a la regla y otra móvil solidaria al cursor. Estas contienen los palpadores.

Tornillo de fijación: asegura el cursor a la regla fija.

Cursor: elemento deslizante sobre la regla fija y contiene las escalas nonio (ver fotografía)

Regla o palpador de profundidad: también llamado profundímetro por su función de medir profundidades

Impulsor: apoyo para deslizar el cursor

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4.4.2 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

El calibrador pie de rey se fundamenta, como pudieron ver, en una escala fija y en una escala móvil. El cursor tiene la escala móvil o escala nonio, que es la genialidad creada por los señores Núñez de Portugal y Vernier de Francia. De ahí su nombre escala nonio o vernier.

Por favor pongan mucha atención al principio fundamental:

En el gráfico están representadas las escalas de un pie de rey para una precisión de una décima de milímetro (0,1 mm). La escala roja es la escala fija y cada trazo representa 1 mm. La escala azul es la móvil. Observe que los ceros coinciden y que el trazo 10 del nonio coincide con el trazo (marca grabada sobre la regla) o milímetro 9 de la escala fija. Quiere decir esto que en 9 milímetros introducimos 10 divisiones de la escala nonio.

¿Cuánta distancia hay entonces entre trazos de la escala nonio?

Sencillamente 9mm/10 = 0,9mm (9 décimas de mm) es la distancia entre trazo y trazo.

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4.4.3 CLASIFICACIÓN

4.4.3.1 SEGÚN SU CONSTRUCCIÓN

Observe en las fotografías los diferentes tipos de calibradores según su forma y construcción.

Pie de rey universal: el más común y utilizado en el taller. Con él se pueden tomar lecturas en milímetros y en fracciones de pulgada. Los hay también con escala en milésimas de pulgadas.

Pie de rey de tornero: las diferencias principales con respecto del anterior, son que es de mayor precisión (0.02 mm) y es mas grande (300 mm.). también tiene mecanismo de ajuste fino (por su precisión)

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Observe en las fotografías los diferentes tipos de calibradores según su forma y construcción.

Calibrador de esfera o con carátula: es muy práctico y de fácil procedimiento para tomar lecturas. Los hay tanto en milímetros (hasta 0.01 mm) como en pulgadas (0.001 milésima de pulgada). Trae un solo tipo de unidad de medida.

Pie de Rey digital: como se ve en la fotografía, tiene un visualizador que entrega la lectura directamente. Por su construcción con sistemas de origen electrónico, permite el manejo fácil de variables. Por ejemplo convierte unidades métricas a pulgadas, almacena lecturas, etc.

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4.4.3.2 CLASIFICACIÓN SEGUN SU PRECISIÓN

Tomando como base el pie de rey universal, encontramos los siguientes grados de precisión:

En milímetros

de una décima de milímetro: 1/10 mm = 0,1 mm de 5 centésimas de milímetro: 1/20mm = 0,05 mm de 2 centésimas de milímetro: 1/50 mm = 0,02 mm

En pulgadas

1/128 de pulgada una milésima de pulgada (0,001 pulgada)

4.4.4 MEDICION EN MILÍMETROS CON PIE DE REY UNIVERSAL

Para realizar la lectura en milímetros en un pie de rey universal, se procede así:

Realice el procedimiento básico Observe que sobre la regla fija está grabada la escala en milímetros. Cada trazo

indica uno. Sobre el cursor esta grabada la escala nonio. Cada trazo indica 0,05 mm en el caso

del instrumento de la fotografía y que es el que más comúnmente se utiliza. No olvide que también existen en 0,1 mm y 0,02 mm.

Ejemplo de lectura:

Observe que el cero de la escala del nonio (índice) pasó el trazo que indica el milímetro número 10 en la escala principal. Esta es la parte entera de la lectura.

Igualmente observe que el trazo 5,5 de la escala del nonio coincide con un trazo de la escala principal. No olvide: se lee el trazo de la escala del nonio y no importa con cual trazo de la escala principal coincida.

Por tanto la lectura final es:

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4.4.5 MEDICIÓN EN FRACCIONES DE PULGADA CON PIE DE REY UNIVERSAL

Para realizar la lectura en fracciones de pulgada en un pie de rey universal, se procede así:

•  Observe que sobre la regla fija está grabada la escala e pulgadas. Cada trazo indica 1/16 pulgada.

•  Sobre el cursor esta grabada la escala nonio. Cada trazo indica 1/128 de pulgada.

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•  Ejemplo de lectura:

Observe que el cero de la escala del nonio (índice)(parte fija ó móvil de un dispositivo indicador cuya posición con referencia a las marcas de la escala es capaz de indicar el valor que se determina) pasó el trazo que indica 6/16 de pulgada en la escala principal.

Igualmente observe que el trazo 5 de la escala del nonio coincide con un trazo de la escala principal. No olvide: se lee el trazo de la escala del nonio y no importa con cual trazo de la escala principal coincida.

Por tanto la lectura final es: 53/128 pulgada

Para tomar la lectura en forma práctica se debe tener clara la siguiente escala nonio.

•  Observe que

el trazo número 4 corresponde a 1/32 (igual a 4/128) los trazos 2 y 6 corresponden a 1/64 (igual a 2/128) y 3/64 (igual a 6/128)

respectivamente los demás trazos, es decir los 1, 3 ,5 y 7 corresponden a 128 avos.

Con base en esa observación:

Lea el número de dieciseisavos indicados en la escala principal y proceda según la siguiente tablita

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Ejemplo: lectura de la fotografía (la misma del ejemplo anterior)

Observe que el cero de la escala del nonio (índice) pasó el trazo que indica 6/16 de pulgada en la escala principal.

Igualmente observe que el trazo 5 (5/128) de la escala del nonio coincide con un trazo de la escala principal. No olvide: se lee el trazo de la escala del nonio y no importa con cual trazo de la escala principal coincida.

Entonces según la tabla multiplicamos 6 (número de dieciseisavos) por 8 (pues el trazo coincidente es 5), le sumamos 5 y leemos en 128 avos:

6*8 = 48 + 5 = 53

y la lectura final es 53/128 pulgadas

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Lea el número de dieciseisavos indicados en la escala principal y proceda según la siguiente tablita

cuando el trazo coincidente de la escala

nonio sea

multiplique el número de dieciseisavos indicados en la

escala principal por súmele y lea en

4 (1/32) 2 1 32 avos

2 (1/64) y 6 (3/64) 4 1 o 3 respectivamente 64 avos

1,3, 5 o 7 8 1, 3, 5 o 7 respectivamente 128 avos

NOTA: aunque inicialmente parece complicado, con algunos ejercicios notará lo práctico y sencillo que resulta.

4.4.6 MEDICIÓN EN MILÉSIMAS DE PULGADA CON PIE DE REY UNIVERSAL

El procedimiento para tomar la lectura en milésimas de pulgadas una vez realizado el procedimiento básico, es como sigue:

1. Observe que la escala principal está dividida en pulgadas y esta en décimas de pulgada (0,1 pulgada = 100 milesimas de pulgada). Cada décima a su vez tiene cuatro divisiones y cada una de ellas indica 0.025 pulgadas o 25 milésimas de pulgada. (ver ilustración).

2. El nonio tiene 25 trazos y cada uno de ellos equivale a 0.001 pulgada (1 milésima de pulgada) .

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1. Ejemplo de lectura:

Observe que el cero de la escala nonio ya ha pasado por los trazos de 1 pulgada, 0.2 pulgadas (200 milesimas de pulgada) y un trazo de 0.025 pulgadas.

El trazo del nonio que coincide con un trazo (no importa cual) de la escala principal es el "21", es decir 0.021 pulgadas (21 milésimas de pulgada). Por tanto la lectura es:

4.4.7 ERRORES Y RECOMENDACIONES

Los errores en la medición en general los encuentra en el presente vínculo, y con base en él, se extrae la siguiente tabla de errores y recomendaciones para el pie de rey

2.5 ERRORES EN LA MEDICION

PRINCIPALES CAUSAS DE LOS ERRORES EN EL PROCESO DE MEDICION

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NOTA : información complementaria en la página http://www.itap.edu.mx/estructura/academ/cb/metrologia/serv01.htm

PIE DE REY ERROR RECOMENDACIÓN

instrumento no patronado

Verificar patronamiento cerrando completamente las mordazas sin exceder en fuerza, previa limpieza de las mismas. Se debe hacer dos observaciones:

1. observando a contra luz, el plano de junta de las mordazas no debe permitir el paso de luz. Si es así, el instrumento proporciona un error y por tanto no es confiable

2. Los ceros deben coincidir: el cero de la escala del nonio debe estar enfrentado al cero de la escala fija.

precisión no adecuada

No olvidar que para tomar una lectura con un grado de precisión determinado, se debe utilizar un instrumento de una precisión 10 veces mayor. Por ejemplo, si la exigencia es en milímetros, se debe utilizar un instrumento con una capacidad en décimas de milímetro. Si se exige en décimas, medir con un instrumento que tenga capacidad de medición en centésimas de milímetro.

medir piezas calientes

No olvide que la temperatura de referencia es de 20° C. Si la pieza está caliente se debe dejar enfriar y luego tomar la lectura, de lo contrario, la misma será errónea.

excesiva presión

La presión de ajuste de las mordazas a la pieza, debe ser firme y suficiente pero no excesiva pues se puede presentar deformación elástica de la pieza o del instrumento. Adicionalmente, el instrumento se puede estropear.

Tomar lecturas a piezas en movimiento

Nunca se deben medir piezas en movimiento: es peligroso y daña la pieza y el instrumento

ParalajeEs un error fácil de cometer. Por favor tome la lectura con el instrumento totalmente de frente de tal forma que las escalas estén enfrentadas.

Pieza o palpadores del instrumento sucios

Siempre limpie muy bien las piezas a medir. Una pequeña partícula extraña genera un gran error cuando se miden décimas o centésimas de milímetro.

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