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METROLOGIA CARLOS BENIGNO BENITES ESTEVES DOCENTE MECANICA DE PRODUCCION

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METROLOGIACARLOS BENIGNO BENITES ESTEVES DOCENTEMECANICA DE PRODUCCION

Metrologa

La metrologa (del griego o, medida y oo, tratado) es la ciencia y tcnica que tiene por objeto el estudio de los sistemas de pesos y medidas, y la determinacin de las magnitudes fsicas. Histricamente esta disciplina ha pasado por diferentes etapas; inicialmente su mxima preocupacin y el objeto de su estudio fue el anlisis de los sistemas de pesas y medidas antiguos. Desde mediados del siglo XVI, sin embargo, el inters por la determinacin de la medida del globo terrestre y los trabajos que pusieron de manifiesto la necesidad de un sistema de pesos y medidas universal, proceso que se vio agudizado durante la revolucin industrial y culmin con la creacin de la Oficina Internacional de Pesos y Medidas y la construccin de patrones para el metro y el kilogramo en 1872.

Establecidos ya patrones de las unidades de medida fundamentales por la oficina mencionada, la metrologa se ocupa hoy da, sin olvidar su vertiente histrica, del proceso de medicin en s, es decir, del estudio de los procesos de medicin, incluyendo los instrumentos empleados, as como de su calibracin peridica; todo ello con el propsito de servir a los fines tanto industriales como de investigacin cientfica. En Fsica e Ingeniera, medir es la actividad de comparar magnitudes fsicas de objetos y sucesos del mundo real. Como unidades se utilizan objetos y sucesos previamente establecidos como estndares, y la medicin da como resultado un nmero que la relaciona entre el objeto de estudio y la unidad de referencia. Los instrumentos de medicin son el medio por el que se hace sta conversin.

METROLOGIA ELECTROMECANICA

INSTRUMENTOS DE MEDICION DIRECTA La mayora de los instrumentos bsicos de medicin lineal o de propsitos generales estn representados por la regla de acero, vernier , o el micrmetro. Las reglas de acero se usan efectivamente como mecanismo de medicin lineal; para medir una dimensin la regla se alinea con las graduaciones de la escala orientadas en la direccin de medida y la longitud se lee directamente. Las reglas de acero se pueden encontrar en reglas de profundidad, para medir profundidades de ranuras, hoyos, etc. Tambin se incorporan a los calibradores deslizables, adaptados para operaciones de medicines lineales, a menudo ms precisos y fciles de aplicar que una regla de medicin. Un tipo especial de regla de acero es el vernier o calibrador.

CALIBRADOR O VERNIER

El calibrador es un instrumento de precisin usado para medir pequeas longitudes (dcimas de milimetros), de dimetros externos, internos y profundidades, en una sola operacin. El calibrador vernier fue elaborado para satisfacer la necesidad de un instrumento de lectura directa que pudiera brindar una medida fcilmente, en un sola operacin. El calibrador tpico puede tomar 3 tipos de mediciones: exteriores, interiores y profundidades, pero algunos adems pueden realizar mediciones de peldao y ngulos.

El vernier consiste en una escala base graduada en milmetros y un dispositivo que puede deslizarse sobre la escala base, llamado nonio, que sirve para aumentar la precisin de la escala base El vernier es una escala auxiliar o secundaria que se desliza a lo largo de una escala principal para permitir en sta lecturas exactas de la mnima divisin. Una escala vernier est graduada en un nmero n de divisiones iguales en la misma longitud que n-1 divisiones de la escala principal; ambas escalas estn marcadas en la misma direccin. Como se ve en la figura el vernier tiene 10 divisiones en la escala secundaria (tambin llamada escala vernier o escala nonio) que coinciden con el espacio que abarcan 9 divisiones de la escala graduada principal.

Si x es la longitud entre cada divisin del nonio y la longitud entre cada divisin de la escala base es y, se tiene que: La diferencia de longitudes de la divisin de la escala base y del nonio se llama precisin y de acuerdo con la expresin anterior es igual a : Proceso de Medicin: 1. El objeto a medir se coloca de tal forma que las puntas de medicin del instrumento toquen los extremos del objeto. La longitud del objeto es igual a ky ms una pequea longitud diferencial , que por ser menor que la divisin de la escala base no se puede determinar con exactitud, sin el uso del nonio. Si L es la longitud del cuerpo se tiene que: Como x es menor que y, se encontrara una divisin en el nonio que coincida (o est muy cerca de) con una divisin de la escala base.

Fue inventado en 1631 por Pierre Vernier para interpretar con mayor aproximacin las fracciones decimales (de longitudes o angulos) gracias a subdivisiones lineales o fracciones de arco. Al vernier suele llamrsele tambin "nonio" en honor del cientfico Portugus Pedro Nunes (1492?1577), quien invent un sistema de lecturas a base de crculos concntricos que dividen la circunferencia en n partes iguales, es decir, 89, 88, 87, etc., con las que lograba mayor aproximacin en las lecturas de ngulos; a ambos dispositivos, suele llamrseles indistintamente "nonio" o "vernier", a pesar de ser tan distintos entre s. Los calibradores vernier en milmetros tienen 20 divisiones que ocupan 19 divisiones de la escala principal graduada cada 1mm, o 25 divisiones que ocupan 24 divisiones sobre la escala principal graduada cada 0.5 mm, por lo que dan legibilidad de 0.05 mm y 0.02 mm, respectivamente.

TIPOS DE VERNIER

Los vernier se clasifican en dos tipos: el estndar y el largo Vernier estndar: Este tipo de vernier es el ms comnmente utilizado, tiene n divisiones iguales que ocupan la misma longitud que n-1 divisiones sobre la escala principal Vernier largo: El vernier largo est diseado para que las graduaciones adyacentes sean ms fciles de distinguir. Este vernier tiene 20 divisiones que ocupan 39 mm sobre la escala principal. Calibradores grandes y pequeos: Hay calibradores disponibles en diversos tamaos, con rangos de medicin de 100 mm a 3 m (4 a 120 pulg). Los que tienen rango de 300 mm (12 pulg) o menos son clasificados como pequeos, los de rango mayor como grandes.

Vernier Tipo M: Llamado calibrador con barra de profundidades: Tiene un cursor abierto y puntas para medicin de interiores. Est graduado con 20 divisiones en 39 mm para el tipo con legibilidad de 0.05 mm, o en 50 divisiones en 49 mm para el tipo con legibilidad de 0.02 mm. Estn diseados para facilitar la medicin de peldao, ya que tienen el borde del cursor al ras con la cabeza del brazo principal cuando las puntas de medicin estn completamente cerradas. Vernier Tipo CM: Tiene un cursor abierto, est diseado en forma tal que las puntas de medicin de exteriores puedan utilizarse en la medicin de interiores, cuenta con un dispositivo de ajuste para el movimiento fino del cursor. Tienen una mayor resistencia al desgaste y dao. Vernier circular (gonimetro): Es una modificacin del vernier lineal, que mide ngulos, se utiliza montado en un teodolito. ERRORES DE MEDICIN CON CALIBRADORES 1.- Error inherente a la construccin del calibrador. 2.- Error de paralaje 3.- Condiciones ambientales y fuerza de medicin

Nonio

RESEA HISTORICA Pedro Nunes, conocido tambin por su nombre latino como Petrus Nonius (Alccer do Sal, Portugal, 1492 Coimbra, 1577), matemtico, astrnomo y gegrafo portugus, del siglo XVI. Invent en 1514 el nonio, un dispositivo de medida de longitudes que permita, con la ayuda de un astrolabio, medir fracciones de grado de ngulos, no indicadas en la escala de los instrumentos. Pierre Vernier (Ornans, 1580 - Ornans, 1637) matemtico francs, es conocido por la invencin en 1631 de la escala vernier para medir longitudes con gran precisin y basado en el de Pedro Nunes.

Vernier

Se denomina vernier, en honor al matemtico francs "Pierre Vernier" quien la invent, a la escala secundaria de un instrumento destinada a apreciar fracciones de la unidad menor, aumentado la precisin. En castellano se utiliza con frecuencia la voz "Nonio" destinada a apreciar fracciones de la unidad menor, aumentado la precisin.

CALIBRADOR O PIE DE REY

El calibrador o vernier, conocido tambin como pie de rey, consiste usualmente en una regla fija de 12 cm con precisin de un milmetro, sobre la cual se desplaza otra regla mvil o reglilla. La reglilla graduada del vernier divide 9mm en 20 partes iguales de manera que pueden efectuarse lecturas con una precisin de un vigsimo de milmetro.

Calibre (instrumento)

El calibre, tambin denominado cartabn de corredera o pie de rey, es un instrumento para medir dimensiones de objetos relativamente pequeos, desde centmetros hasta fracciones de milmetros (1/10 de milmetro o hasta 1/20 de milmetro). En la escala de las pulgadas tiene divisiones equivalentes a 1/16 de pulgada y en su nonio de 1/128 de pulgadas.

El inventor de este instrumento fue el matemtico francs Pierre Vernier (1580 (?) - 1637 (?)), y la escala secundaria de un calibre destinada a apreciar fracciones de la unidad menor, se la conoce con el nombre de Vernier en honor a su inventor. En castellano se utiliza con frecuencia la voz nonio para definir esa escala. Consta de una "regla" con una escuadra en un extremo, sobre la cual desliza otra destinada a indicar la medida en una escala. Permite apreciar longitudes de 1/10, 1/20 y 1/50 de milmetro utilizando el nonio. Mediante piezas especiales en la parte superior y en su extremo permite medir dimensiones internas y profundidades.. Posee dos escalas: la inferior milimtrica y la superior en pulgadas.

CALIBRADOR O PIE DE REY

Dada la primera invencin de Pedro Nunes (1514) y el posterior desarrollo de Pierre Vernier (1631), en la actualidad esta escala se suele denominar como nonio o vernier, siendo empleado uno u otro termino en distintos ambientes, en la rama tcnica industrial suele ser mas utilizado nonio, si bien el termino vernier es comn en la enseanza y en las ciencias aplicadas, aqu tomaremos el termino nonio al ser el mas antiguo y por tanto el que aporto la idea original, considerando, en todo caso, nonio y vernier como trminos sinnimos.

Nonius o Vernier, Calibre o pie de rey

Es un aparato destinado a medir longitudes y consta de una regla graduada fija y otra mvil (reglilla). Presionando sobre el pulsador de la regilla la deslizamos sobre la regla fija. La lectura se realiza en la regla fija (graduada en milmetros y pulgadas), pero la regilla nos permite apreciar una fraccin de la unidad impresa en de la regla fija

DESARROLLO

En la zona 1, se miden espesores y dimetros exteriores En la zona 2, se miden dimetros interiores En la zona3, se miden profundidades

La menor medida que puede apreciar el nonius es la diferencia entre el valor de la primera divisin de la reglilla -el 1-y el valor que tiene a su derecha arriba en la regla ( la raya de los 2 mm). En el modelo que muestra el applet la regilla tiene una distancia del cero al uno de 1,9 mm y arriba, en la regla, un poco ms a la derecha est la divisin de los 2 mm, por lo tanto 2-1,9=0,1. Apreciacin mnima: 0,1 mm. La incertidumbre que acompaa a la medida realizada con este nonius es de: 0,1 mm.

La reglilla est dividida en 10 unidades. El valor de una de sus unidades se calcula viendo la longitud que abarcan sobre la regla superior las diez unidades de la reglilla y dividiendo ese valor en 10 partes. En el applet que vamos utilizar- ver esquema a continuacin- las divisiones de la regla se suponen en milimtros y por lo tanto el valor de una de ellas ser: 19 mm/ 10=1,9 mm

Para conocer el valor de una medida escribiremos el nmero tomando las primeras cifras de la regla superior y la ltima cifra la calcularemos pormedio de la reglilla inferior Veamos el ejemplo de la figura anterior. Se leen el la regla - la superior- la distancia que va entre su cero y le cero de la regilla 12 mm y a continuacin la siguiente cifra de la medida se busca en la regilla y ser la del nmero de esta cuya raya de posicin justo coincida con una divisin de la regla. Como el nico que coincide con una divisn de arriba es e 6, la medida ser :12,6 mm En notacin inglesa 12.6 mm que es la separacin de la boca del nonius . La expresin del resultado con su incertidumbre ser 12,6 0,1 mm

La Escala a vernier (nonios)

Una escala a vernier es una escala pequea, movible colocada al lado de la escala principal de un instrumento que mide. Se nombra despus de su inventor, vernier de Pierre (1580 - 1637). Permite que hagamos medidas a una precisin de una fraccin pequea de la divisin ms pequea en la escala principal del instrumento. (en el primer ejemplo debajo de la "fraccin pequea" est un dcimo.) Las escalas a vernier se encuentran en muchos instrumentos, por ejemplo, espectroscopios, ayudas para los telescopios astronmicos etc. Un ejemplo especfico, el calliper a vernier, se considera abajo.

Usar una escala a vernier

El cuadro 1 demuestra una lectura de escala a vernier cero. Note que 10 divisiones de la escala a vernier tienen la misma longitud que 9 divisiones de la escala principal.

Cuadro 1

En los ejemplos siguientes asumiremos que la divisin ms pequea en la escala principal es 1m m as que las divisiones en la escala a vernier son 09m m por cada uno. La posicin de el cero de la escala a vernier nos dice el nmero del centmetro y del milmetro en nuestra medida. Por ejemplo, en el cuadro 2, la lectura es una pequea sobre 1los 2cm.

Cuadro 2

Para encontrar una lectura ms exacta, considere el cuadro 3 (que es una vista magnificada de la parte del cuadro 2).

Cuadro 3

En efecto, estamos intentando encontrar la distancia, x. Para encontrar x, encuentre la marca en la escala a vernier que coincide lo ms casi posible con una marca en la escala principal. En el cuadro 3 es obviamente la tercera marca. Ahora, est claro que ............ x = d - d?

Recordando que cada divisin en la escala principal es 1m m y que cada divisin en la escala a vernier es 09m m, tenemos: x = 3m m - 3(09)m m = 3(01)mm Por lo tanto, la lectura en el ejemplo es: 1los 23cm Semejantemente, si hubiera sido, por ejemplo, la sptima marca en la escala a vernier que haba estado exactamente enfrente de una marca en la escala principal, la lectura sera: 1los 27cm Por lo tanto, el nivel de la precisin de un instrumento que tenga una escala a vernier depende de la diferencia entre el tamao de la divisin ms pequea en la escala principal y el tamao de la divisin ms pequea en la escala a vernier. En el ejemplo arriba, esta diferencia es 0las medidas de 1m m hechas usando este instrumento se deben indicar tan como: lectura 01m m.

Otro instrumento pudo tener una escala como la que esta' demostrada en el cuadro 4.

Cuadro 4

Por lo tanto, la precisin es: 1m m - (49/50)m m = (1/50)m m = 002m m. Los resultados de las medidas hechas usando este instrumento se deben por lo tanto indicar como: lectura 002m m. Este principio se utiliza en el calliper a vernier demostrado abajo.

Los diagramas ilustran cmo utilizar un calliper a vernier para medir: A. el dimetro interno de un cilindro hueco B. las dimensiones externas de un objeto C. la profundidad de un agujero en un pedazo de metal.

A

B

C

Instrucciones en uso

El calibrador a vernier es un instrumento que mide extremadamente exacto; el error de lectura es 1/20 milmetro = 0,05 milmetros. Cierre las quijadas ligeramente en el objeto que se medir. Si usted est midiendo algo con una seccin transversal redonda, cercirese de que el eje del objeto sea perpendicular al calibrador. Esto es necesario asegurarse de que usted est midiendo el dimetro completo y no simplemente un acorde. No haga caso de la escala superior, que est calibrada en pulgadas. Utilice la escala inferior, que est en unidades mtricas. Note que hay una escala fija y una escala que resbala. Los nmeros de la negrilla en la escala fija son centmetros. Las marcas de la seal en la escala fija entre los nmeros de la negrilla son milmetros.

Hay diez marcas de la seal en la escala que resbala. La marca extrema izquierda de la seal en la escala que resbala le dejar leer en la escala fija el nmero de milmetros enteros que las quijadas estn abiertas.

En el ejemplo arriba, la marca extrema izquierda de la seal en la escala que resbala est entre 21 milmetros y 22 milmetros, as que el nmero de milmetros enteros es 21. Encontramos despus los tenths de milmetros. Note que las diez marcas de la seal en la escala que resbala son la misma anchura que nueve marcas de las seales en la escala fija. Esto significa que eso en la mayora una de las marcas de la seal en la escala que resbala alinear con una marca de la seal en la escala fija; el otros faltarn.

El nmero de la marca alineada de la seal en la escala que resbala le dice el nmero de tenths de milmetros. En el ejemplo arriba, la 3ro marca de la seal en la escala que resbala est en coincidencia con la que esta' sobre ella, as que la lectura del calibrador es (21,30 el 0,05) milmetro. Si dos marcas adyacentes de la seal en la escala que resbala miran alinearon igualmente con sus contrapartes en la escala fija, entonces la lectura son media manera entre las dos marcas. En el ejemplo arriba, si las 3ro y 4tas marcas de la seal en la escala que resbalaba miraran para ser alineadas igualmente, entonces la lectura sera (21,35 el 0,05) milmetro. En esas ocasiones raras cuando la lectura apenas sucede ser un nmero "agradable" como 2 centmetros, no se olvidan de incluir los lugares decimales cero que demuestran la precisin de la medida y del error de lectura. Tan no 2 centmetros, pero algo (2,000 0,005) centmetro o (20,00 0,05) milmetro.

Principio de funcionamiento

El sistema consiste en una regla sobre la que se han grabado una serie de divisiones segn el sistema de unidades empleado, y una corredera o carro mvil con un fiel o punto de medida, que se mueve a lo largo de la regla.

Dada una escala de medida, podemos apreciar hasta su unidad de divisin ms pequea, siendo esta la apreciacin con la que se puede dar la medicin, es fcil percatarse que entre una divisin y la siguiente hay ms medidas, que unas veces esta ms prxima a la primera de ellas y otras a la siguiente.

Para poder apreciar distintos valores entre dos divisiones consecutivas, se desarroll una segunda escala que se denomina nonio o vernier, gravada sobre la corredera y cuyo punto cero es el fiel de referencia, hay que tener en cuenta que el nonio o vernier es esta segunda escala, no el instrumento de medida o el tipo de medida a realizar, tanto si es una medicin lineal, angular, o de otra naturaleza, y sea cual fuere la unidad de medida. Esto es, si empleamos una regla para hacer una medida, solo podemos apreciar hasta la divisin ms pequea de esta regla; si adems disponemos de una segunda escala, llamada nonio o vernier, podemos distinguir valores ms pequeos.

El nonio o escala vernier toma un fragmento de la regla, en el sistema decimal un mltiplo de diez menos uno, 9, 19,... y lo divide en un nmero ms de divisiones 10, 20,..., en la figura tomamos 9 divisiones de la regla y la dividimos en diez partes iguales, es el caso ms sencillo, de tal modo que cada una de estas divisiones sea de 0,9 unidades de la regla. Esto hace que si la divisin cero del nonio coincide con la divisin cero de la regla, la distancia entre la primera divisin de la regla y la primera del nonio sea de 0,1; que entre la segunda divisin de la regla y la segunda del nonio haya una diferencia de 0,2; y as, sucesivamente, de forma que entre la dcima divisin de la regla y la dcima del nonio haya 1,0, es decir: la dcima divisin del nonio coincide con la novena de la regla, segn se ha dicho en la forma de construccin del nonio. Esto hace que en todos los casos en los que el punto 0 del nonio coincide con una divisin de la regla el punto diez del nonio tambin lo hace.

Cuando la divisin uno del nonio coincide con una divisin de la regla, el fiel est separado 0,1 adelante. De modo general, el fiel indica el nmero entero de divisiones de la regla, y el nonio indica su posicin entre dos divisiones sucesivas de la regla.

Apreciacin del nonio

Una escala nonio tiene cuatro caractersticas que la definen:

n: el numero de divisiones del nonio A: la apreciacin, medida ms pequea que puede representar. k: constante de extensin, que determina la longitud del nonio para una misma apreciacin L: su longitud en las mismas unidades de la regla

de estas variables solo n y k son independientes y A y L dependen de las primeras del siguiente modo la apreciacin es:

y la longitud del nonio es:

donde k es un numero entero mayor o igual que 1, normalmente 1 o 2 cuando se quiere facilitar la lectura.

En el caso visto hasta ahora, con n = 10, tenemos que:

en el caso visto k = 1, por tanto:

En el caso de que k = 2, tendramos:

un nonio de 19 mm de longitud y 10 divisiones tendra la misma apreciacin, en el doble de longitud, lo que facilita su lectura, al estar sus divisiones mas separadas.

Nonio de 20 divisiones

Podemos ver otro ejemplo, que junto con el anterior, son los ms utilizados en el sistema decimal. Con un nonio de 19 de longitud y 20 divisiones, con lo que tendramos una apreciacin:

que en este caso, seria:

el caso mas normal es con k = 1, por tanto:

Las longitudes del nonio de 10 divisiones y K = 2 y 20 divisiones y k= 1 es la misma 19 mm, como puede verse, pero en este segundo caso las 20 divisiones dan una apreciacin de 0,05 que en el caso anterior es de 0,1, por la diferencia en el numero de divisiones. Para un calibre Pie de Rey es la mayor apreciacin dado que divisiones ms pequeas no serian apreciables a simple vista, y seria necesaria un equipo ptico auxiliar.

Nonio de 50 divisiones

La apreciacin del instrumento, una divisin del nonio, equivale a 0,02, cada cinco divisiones son 0,02 * 5 = 0,1. En el nonio o escala vernier, se puede ver que cada cinco divisiones estn marcadas con un numero del 0, para indicar el fiel y comienzo de la escala, y correlativamente del 1 al 10 indicando las dcimas de milmetro. La segunda fotografa representa en detalle el nonio de la misma imagen, indicando la lectura: 3,58, con dos trazos rojos, uno indica el 3, el valor de la regla anterior al fiel, y la otra la cuarta marca despus del 5 en el nonio. Aun tratndose de una fotografa perfectamente ampliada el sealar una lectura con mas precisin de 3,6 es dificultosa. Es fcil percatarse de las dificultades de este calibre para diferenciar medidas de esta precisin, y aunque si se fabrican y comercializan calibres de esta apreciacin, en la practica resulta poco til internar realizar mediciones de ms apreciacin de 0,05 mm en un calibre a simple vista.

La apreciacin de este calibre como en los casos anteriores, corresponde a la expresin:

que sustituyendo los valores, tenemos:

operando, da como resultado:

Esta apreciacin esta grabada en la parte superior del calibre como se puede ver, su longitud con k = 1, es:

Uso del nonio

El uso del nonio en los instrumentos de medida esta muy generalizada, y se emplea en todo tipo de medidas, es el calibre, sin lugar a dudas, donde su utilizacin es ms general y popular.

Este instrumento de medida, de gran precisin, para su coste, verstil y practico ha alcanzado una amplia difusin en los ms distintos mbitos

Nonio en la escalas sexagesimal

Hasta ahora hemos visto nonios o escala vernier, en el sistema decimal, cuando una unidad inferior es la decimal parte, esto es un dgito a la derecha del anterior. En sistemas no decimales, como por ejemplo el sexagesimal, tambin se emplea este sistema de medicin y la escala del nonio se puede representar en la unidad inferior. En el sistema sexagesimal, el de medida de ngulos por ejemplo, en grados, minutos y segundos, donde un grado son sesenta minutos y un minuto sesenta segundos, podemos emplear un nonio del siguiente modo.

Partiendo de una regla graduada en grados sexagesimal podemos ver que la apreciacin del nonio es:

donde n es el numero de divisiones, y la aprecia vendr dada en grados sexagesimal, por tanto podemos decir:

donde la apreciacin vendr dada en minutos sexagesimal.

Buscando el nmero n de divisiones entre los divisores de sesenta, tendremos una escala en minutos, por ejemplo para n= 6, l apreciacin ser de 10 minutos:

La longitud del nonio en unidades de la regla de medida ser: que para un valor k= 1, nos dar una longitud del nonio de: esto es: la longitud del nonio o vernier es de 5 grados.

Si hacemos k= 2, tendremos una longitud mayor, con lo que conseguimos unas divisiones mas separadas, dando mas claridad a la lectura y permitiendo grabar los valores de las divisiones en algunos casos:

lo que resulta:

Esto es valido para distintos valores de n, procurando en toda caso, que el valor de la apreciacin, resulte practica dando nmeros redondos en la unidad que nos interesa, veamos otro ejemplo.

Si tomamos un valor de n= 12 y k= 1, nos dar:

Con lo que tenemos una apreciacin de 5 minutos de grado, en una escala clara y perfectamente coherente con el sistema de medida empleado.

TORNILLO MICROMETRICO O PALMER

Es un instrumento de medicin longitudinal capaz de valorar dimensiones de milsimas de milmetro, en una sola operacin. El tornillo micromtrico se usa para longitudes menores a las que puede medir el calibrador o vernier. El tornillo micromtrico consta de una escala fija y una mvil que se desplaza por rotacin. La distancia que avanza el tornillo al dar una vuelta completa se denomina paso de rosca. La precisin del tornillo esta dada por: P = paso de rosca / No. de divisiones de la escala mvil Si en un tornillo micromtrico la escala fija esta graduada en medios milmetros, o sea el paso de la rosca es esa distancia, y la mvil tiene 50 divisiones, la precisin con que se puede medir una longitud ser de 1/100 de milmetro.

Dispositivo que mide el desplazamiento del husillo cuando este se mueve mediante el giro de un tornillo, lo que convierte el movimiento giratorio del tambor en movimiento lineal del husillo. Un pequeo desplazamiento lineal del husillo corresponde a un significativo desplazamiento angular del tamor; las graduaciones alrededor de la circunferencia del tambor del orden de micras permiten leer un cambio pequeo en la posicin del husillo. Cuando el husillo se desplaza una distancia igual al paso de los hilos del tornillo, las graduaciones sobre el tambor marcan una vuelta completa. La lectura del micrmetro debe hacerse utilizando fuerza constante en la calibracin a cero y en las lecturas de mediciones, para lograr esto, la mayor parte de los micrmetros tienen adaptado un dispositivo de fuerza constante (matraca), concntrico al tambor, que transmite una fuerza regulada constante al tamborhusillo. El vernier y micrmetro son los instrumentos ms utilizados en la industria metalmecnica.

Las partes principales que constituyen un Micrometro1. Cuerpo principal en forma de C (bastidor). Sobre l estn montadas todas las dems partes. 2. Palpador fijo o yunke. Es el tope fijo con el que se hacen las mediciones. 3. Palpador mvi o husillol. Es el tope mvil con el que se hacen las mediciones. Sobre ste est la escal graduada en milmetros, correpondientes a la abertura entre los dos palpadores. 4. Tambor graduado. Corresponde a la lectura en submltiplos de 1/n de milmetros, donde n es el nmero de divisiones del tambor. 5. Escala cilndrica graduada o escala vernier. Corresponde a la lectura de vernier, para milsimas de milmetros. La escala cilndrica (vernier) divide cada parte de la escala del tambor en m pates iguales. 6. Botn de friccin (matraca o trinquete). Dispositivo regulador de presin constante entre los palpadores, a fin de asegurar la mejor medicin y evitar daos al instrumento. 7. Palanca o tuerca de fijacin. Tornillo

TIPOS DE MICROMETROS

MICROMETROS PARA APLICACIN ESPECIAL: Micrmetros para tubo: este tipo de micrmetro esta diseado para medir el espesor de la pare3d de partes tubulares, tales como cilindros o collares . Existen tres tipos los cuales son: 1.- Tope fijo esfrico 2.- Tope fijo y del husill0o esfricos 3.- Tope flujo tipo cilndrico MICROMETRO PARA RANURAS: En este micrmetro ambos topes tiene un pequeo dimetro con el objeto de medir pernos ranurados, cueros, ranuras, etc., el tamao estndar de la porcin de medicin es de 3 mm de dimetro y 10 mm de longitud.

MICROMETRO DE PUNTAS: Estos micrmetros tiene ambos topes en forma de punta . Se utiliza para medir el espesor del alma de brocas, el dimetro de raz de roscas externas , ranuras pequeas y otras porciones difciles de alcanzar. El ngulo de los puntos puede ser de 15 ,30, 45, o 60 grados . Las puntas de medicin normalmente tiene un radio de curvatura de 0, 3 mm, ya que ambas puntas pueden no tocarse ; un bloque patrn se utiliza para ajustar el punto cero. Con el objeto de `proteger las puntas , la fuerza de medicin en el trinquete es menor que la del micrmetro estndar de exteriores. MICROMETRO PARA CEJA DE LATAS: Este micrmetro esta especialmente diseado para medir los anchos y alturas de cejas de latas. MICROMETRO INDICATIVO: Este micrmetro cuenta con un indicador de cartula . El tope del arco `puede moverse una pequea distancia en direccin axial en su desplazamiento lo muestra el indicador. Este mecanismo permite aplicar una fuerza de medicin uniforme a las piezas.

MICROMETRO DE EXTERIORES CON HUSILLO NO GIRATORIO: En los micrmetros normales el husillo gira con el tambor cuando este se desplaza en direccin axial . A su vez, en este micrmetro el husillo no gira cuando es desplazado . Debido a que el husillo no giratorio no produce torsin radial sobre las caras de medicin , el desgaste de las mismas se reduce notablemente. Este micrmetro es adecuado para medir superficies con recubrimiento, piezas frgiles y caractersticas de partes que requieren una posicin angular especifica de la cara de medicin del husillo. MICROMETRO CON DOBLE TAMBOR: Una de las caractersticas del tipo no giratorio con doble tambor, es que la superficie graduada del tambor esta al ras con la superficie del cilindro en que estn grabadas la lnea ndice y la escala vernier , lo cual permite lecturas libres de error de paralaje. MICROMETRO TIPO DISCOS PARA ESPESOR DE PAPEL: Este tipo es similar al micrmetro tipo discos de diente de engrane , pero utiliza un husillo no giratorio con el objeto de eliminar torsin sobre la superficie de la pieza, lo que hace adecuado para medir papel o `piezas delgadas.

MICROMETRO DE CUCHILLAS: En este tipo los topes son cuchillas por lo que ranuras angostas cueros, y otras porciones difciles de alcanzar pueden medirse . MICROMETROS PARA ESPESOR DE LAMINAS: Este tipo de micrmetros tiene un arco alargado capaz de medir espesores de laminas en porciones alejadas del borde de estas. La profundidad del arco va de 100 a 600 mm. MICROMETRO PARA DIENTES DE ENGRANE: El engrane es uno de los elementos mas importantes de una maquina , por lo que su medicin con frecuencia requerida para asegurar las caractersticas deseadas de una maquina. Para que los engranes ensamblados funcionen correctamente , sus dientes devn engranar adecuadamente entre ellos sin cambiar su distancia entre los dos centros de rotacin.

MICROMETROS PARA DIMENSIONES MAYORES A 25 MM: Para medir dimensiones exteriores mayores a 25 mm ( 1 plg ) se tienen 2 opciones. La primera consiste en utilizar una serie de micrmetros para mediciones de 25 a 50 mm ( de 1 a 2 plg. ) , 50 a 75 mm ( 2 a 3 plg. ), etc. La segunda consiste en utilizar un micrmetro con rango de medicin de 25 mm y arco grande con tope de medicin intercambiable. MICROMETROS DE INTERIORES: Al igual que los micrmetros de exteriores los de interiores estn diversificados en muchos tipos para aplicaciones especificas y pueden clasificarse en los siguientes tipos: Tubular calibrador 3 puntos de contacto.

Micrmetro

El micrmetro (del griego micros, pequeo, y metros, medicin), tambin llamado Tornillo de Palmer, es un instrumento de medicin cuyo funcionamiento est basado en el tornillo micromtrico y que sirve para medir las dimensiones de un objeto con alta precisin, del orden de centsimas de milmetros (0,01 mm) y de milsimas de milmetros (0,001mm) (micra). Para ello cuenta con 2 puntas que se aproximan entre s mediante un tornillo de rosca fina, el cual tiene grabado en su contorno una escala. La escala puede incluir un nonio. La mxima longitud de medida del micrmetro de exteriores es de 25 mm, por lo que es necesario disponer de un micrmetro para cada campo de medidas que se quieran tomar (0-25 mm), (25-50 mm), (50-75 mm), etc. Frecuentemente el micrmetro tambin incluye una manera de limitar la torsin mxima del tornillo, dado que la rosca muy fina hace difcil notar fuerzas capaces de causar deterioro de la precisin del instrumento.

Tipos de micrmetros

En los procesos de fabricacin mecnica de precisin, especialmente en el campo de rectificados se utilizan varios tipos de micrmetros de acuerdo a las caractersticas que tenga la pieza que se est mecanizando. Micrmetro de exteriores standard Micrmetro de exteriores con platillo para verificar engranajes Micrmetro de exteriores digitales para medidas de mucha precisin Micrmetros exteriores de puntas para la medicin de roscas Micrmetro de interiores para la medicin de agujeros Micrmetro para medir profundidades Cuando se trata de medir medidas de mucha precisin y muy poca tolerancia debe hacerse en unas condiciones

Detalle de la escala de medida

Micrmetros especiales

Micrmetro exteriores (175-200 mm)

Micrmetro de profundidad

Micrmetros.

El micrmetro es una herramienta es una herramienta para tomar mediciones ms precisas, que las que pueden hacerse con calibrador. En el micrmetro, un pequeo movimiento del husillo, por medio de un tornillo super preciso, se indica por la revolucin del manguito. Los micrmetros se clasifican en: Micrmetros de exteriores. Micrmetros de interiores. Nuestra descripcin se basar en los micrmetros de exteriores, que son los ms ampliamente usados. Micrmetro Palmer de exteriores.

Micrmetro Palmer de exteriores

Micrmetro de Interiores.

Micrmetro de tipo yunque intercambiable

El rango de medicin del micrmetro estndar est limitado a 25 milmetros (en el sistema mtrico), o a una pulgada (en el sistema ingls). Para un mayor rango de mediciones, se necesitan micrmetros de diferentes rangos de medicin. Con un micrmetro equipado con un yonque intercambiable es posible medir un amplio rango de longitudes, ste tipo de micrmetros cubre cuatro a seis veces el rango de medicin del micrmetro estndar, pero es ligeramente inferior en precisin al micrmetro estndar.

Los micrmetros estn graduados en centcimas (0.01) de milmetros (sistema mtrico) o milsimas (0.001) de pulgada (sistema ingls). Un micrmetro equipado con un nonio permite lecturas de 0.001 mm, o de 0.0001 pulgadas.

Para estabilizar la presin de medicin que debe aplicarse al objeto a medirse, el micrmetro est equipado generalmente con un freno de trinquete.

Sin embargo, cuando se usa por un perodo de tiempo largo, el freno del trinquete podra deteriorarse al aplicar una presin de medicin determinada, resultando en una medicin inexacta, el mayor problema en este tipo de micrmetro, es que la presin de medicin puede cambiar con la velocidad de giro de la perilla del trinquete. Un micrmetro del tipo con freno de friccin, el cual tiene en el interior del manguito un aditamento para una presin constante, experimenta menos cambios en la presin de medicin con el uso individual y es ms apropiado para mediciones precisas.

El micrmetro usado por un largo perodo de tiempo o inapropiadamente, podra experimentar alguna desviacin del punto cero; para corregir esto, los micrmetros traen en su estuche un patrn y una llave.

Base para micrmetro

Algunas veces al usar el micrmetro es conveniente usar una base, cuando el cuerpo del micrmetro se sostiene por un largo perodo contnuo el calor de la mano puede dilatarlo lo suficiente para causar una variacin en la lectura.

Precauciones al medir.

Punto 1: Verificar la limpieza del micrmetro. El mantenimiento adecuado del micrmetro 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, despus aplique aceite anticorrosivo.

No olvide limpiar perfectamente las caras de medicin del husillo y el yunque, o no obtendr 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 micrmetro adecuadamente Para el manejo adecuado del micrmetro, 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.

Mtodo correcto para sujetar el micrmetro con las manos Algunos cuerpos de los Micrmetros estn provistos con aisladores de calor, si se usa un cuerpo de stos, sostngalo por la parte aislada, y el calor de la mano no afectar al instrumento.

El trinquete es para asegurar que se aplica una presin de medicin apropiada al objeto que se est 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 presin adecuada al objeto que se est midiendo.

Como usar el micrmetro del tipo de freno de friccin.

Antes de que el husillo encuentre el objeto que se va a medir, gire suavemente y ponga el husillo en contacto con el objeto. Despus del contacto gire tres o cuatro vueltas el manguito. Hecho esto, se ha aplicado una presin de medicin adecuada al objeto que se est midiendo.

Punto 3: Verifique que el cero est alineado Cuando el micrmetro se usa constantemente o de una manera inadecuada, el punto cero del micrmetro puede desalinearse. Si el instrumento sufre una caida o algn 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 medicin

Si acerca la superficie del objeto directamente girando el manguito, el husillo podra aplicar una presin excesiva de medicin al objeto y ser errnea la medicin.

Cuando la medicin est completa, despegue el husillo de la superficie del objeto girando el trinquete en direccin opuesta.

1) El husillo debe moverse libremente. 2) El paralelismo y la lisura de las superficies de medicin en el yunque deben ser correctas. 3) El punto cero debe estar en posicin (si est desalineado siga las instrucciones para corregir el punto cero).

Punto 4: Asegure el contacto correcto entre el micrmetro y el objeto. Es esencial poner el micrmetro en contacto correcto con el objeto a medir. Use el micrmetro en ngulo recto (90) con las superficies a medir.

Mtodos de medicin Cuando se mide un objeto cilndrico, es una buena prctica tomar la medicin dos veces; cuando se mide por segunda vez, gire el objeto 90.

No levante el micrmetro con el objeto sostenido entre el husillo y el yunque.

No levante un objeto con el micrmetro

No gire el manguito hasta el lmite de su rotacin, no gire el cuerpo mientras sostiene el manguito.

Como corregir el punto cero

Mtodo I Cuando la graduacin cero est desalineada. 1) Fije el husillo con el seguro (deje el husillo separado del yunque) 2) Inserte la llave con que viene equipado el micrmetro en el agujero de la escala graduada. 3) Gire la escala graduada para prolongarla y corregir la desviacin de la graduacin. 4) Verifique la posicin cero otra vez, para ver si est en su posicin.

Mtodo II Cuando la graduacin cero est desalineada dos graduaciones o ms. 1) Fije el husillo con el seguro (deje el husillo separado del yunque) 2) Inserte la llave con que viene equipado el micrmetro 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 mover libremente, relocalice el manguito a la longitud necesaria para corregir el punto cero.

4) Atornille toda la rosca del trinquete y apritelo con la llave. 5) Verifique el punto cero otra vez, y si la graduacin cero est desalineada, corrijala de acuerdo al mtodo I.

Como leer el micrmetro (sistema mtrico).I. Conocimientos requeridos para la lectura. La lnea de revolucin sobre la escala, est graduada en milmetros, cada pequea marca abajo de la lnea de revolucin indica el intermedio 0.5 mm entre cada graduacin sobre la lnea.

El micrmetro mostrado es para el rango de medicin de 25 mm a 50 mm y su grado ms bajo de graduacin representa 25 mm

Un micrmetro con rango de medicin de 0 a 25 mm, tiene como su graduacin ms baja el 0. Una vuelta del manguito representa un movimiento de exactamente .5 mm a lo largo de la escala, la periferia del extremo cnico del manguito, est graduada en cincuentavos (1/50); con un movimiento del manguito a lo largo de la escala, una graduacin equivale a .01 mm.

II. Ejemplos de lecturas Ejemplo 1)

Paso I. Lea la escala (I) sobre la lnea de revolucin en la escala 56mm

Paso II Vea si el extremo del manguito est sobre la marca .5 mm, si est sobre .5mm, agregue .5 mm (A) Si est abajo 0.5 mm, no agregue nada. (B)

Paso III Tome la lectura de la escala sobre el manguito, la cual coincide con la lnea de revolucin de la escala .47 mm Paso Final El total de las lecturas en los pasos I, II, III, es la lectura correcta.

Ejemplo 2) Lea las escalas anteriormente mostradas Paso I. 37. Paso II. .5 Paso III .11 Paso IV. .008 (visualmente) 37.618 mm Ejemplo 3) Lea las escalas Paso I. 7. Paso II. . Paso III. .21 7.21 mm

Ejemplo 4) El caso mostrado es para un micrmetro con un nonio. La lectura es la siguiente. Paso I. 8. Paso II. .5 Paso III. .29 Paso IV. .003 8.793 mm

Ejemplo 5) En un micrmetro tipo europeo, la escala del manguito est graduada en centsimas (1/100) para permitir la lectura directa 0.01 mm. La lectura correcta es 5.93 mm

Como leer el micrmetro (sistema ingls)

El que se muestra es un micrmetro para medidas entre el rango de 2 a 3 pulgadas.

La linea de revolucin sobre la escala est graduada en .025 de pulgada. En consecuencia, los dgitos 1, 2 y 3 sobre la lnea de revolucin representan .100, .200 y .300 pulgadas respectivamente. Una vuelta del manguito representa un movimiento exactamente de 0.25 pulg., a lo largo de la escala, el extremo cnico del manguito est graduado en veinticincoavos (1/25); por lo tanto una graduacin del movimiento del manguito a lo largo de la escala graduada equivale a .001 pulg.

Ejemplo 1)

Paso I y II Lea la lnea de revolucin de la escala .2 + .05 pulg. Paso III Lea la graduacin sobre el manguito que coincida con la lnea de revolucin de la escala .021 Paso final La lectura correcta es el total de las lecturas en los pasos I, II y III. .2 + .05 + .021 = .271 pulg.

Ejemplo 2) Leamos el micrmetro. Paso I. 2.3 Paso II. .05 Paso III. .011 Paso IV. .0009 (visualmente) 2.3619 pulg.

Ejemplo 3) Paso I. 4.1 Paso II. Paso III. .011 4.111pulg.

Ejemplo 4) En un micrmetro provisto con un nonio, la lectura correcta es la siguiente. Paso I .100 Paso II .025 Paso III. .018 Paso IV. .0004 (con ayuda del nonio) .1434 pulg.