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Centro Educativo Salesianos Especialidad: Mecánica Industrial Talca Profesor: Héctor Cáceres Sepúlveda

Tema:Metrología

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Introducción a la metrología

"A través de la historia se comprueba que el progreso de los pueblos siempre estuvorelacionado con su progreso en las mediciones. La Metrología es la ciencia de las mediciones yéstas son una parte permanente e integrada de nuestro diario vivir que a menudo perdemos devista. En la metrología se entrelazan la tradición y el cambio; los sistemas de medición reflejanlas tradiciones de los pueblos pero al mismo tiempo estamos permanentemente buscandonuevos patrones y formas de medir como parte de nuestro progreso y evolución.

Es por medio de diferentes aparatos e instrumentos de medición que se realizan pruebas yensayos que permiten determinar la conformidad con las normas existentes de un producto oservicio; en cierta medida, esto permite asegurar la calidad de los productos y servicios que seofrecen a los consumidores.

Las mediciones correctas tienen una importancia fundamental para los gobiernos, para lasempresas y para la población en general, ayudando a ordenar y facilitar las transaccionescomerciales. A menudo las cantidades y las características de un producto son resultado de uncontrato entre el cliente (consumidor) y el proveedor (fabricante); las mediciones facilitan esteproceso y por ende inciden en la calidad de vida de la población, protegiendo al consumidor,ayudando a preservar el medio ambiente y contribuyendo a usar racionalmente los recursosnaturales.

Las actividades relacionadas con la Metrología dentro de un país son responsabilidad de una ovarias instituciones autónomas o gubernamentales y, según sus funciones, se caracteriza comoMetrología Científica, Legal ó Industrial, dependiendo de su aplicación.

La primera está encargada de la investigación que conduce a la elaboración de patrones sobrebases científicas y promueve su reconocimiento y la equivalencia de éstos a nivel internacional.Las otras dos están relacionadas con la diseminación a nivel nacional de los patrones en elcomercio y en la industria. La que se relaciona con las transacciones comerciales se denominaMetrología Legal y busca garantizar, a todo nivel, que el cliente que compra algo reciba lacantidad efectivamente pactada. La otra rama se denomina Metrología Industrial y se relacionacon la industria manufacturera; persigue promover en la industria manufacturera y de serviciosla competitividad a través de la permanente mejora de las mediciones que inciden en la calidad.

Actualmente, con la dinamización del comercio a nivel mundial, la Metrología adquiere mayorimportancia y se hace más énfasis en la relación que existe entre ella y la calidad, entre lasmediciones y el control de la calidad, la calibración, la acreditación de laboratorios, latrazabilidad y la certificación. La Metrología es el núcleo central básico que permite elordenamiento de estas funciones y su operación coherente las ordena con el objetivo final demejorar y garantizar la calidad de productos y servicios.

La Metrología a nivel de país juega un papel único y se relaciona con el Gobierno, con lasEmpresas y con la Población, relación conocida como el modelo G.E.P.


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A nivel de Gobierno, este modelo es esencial para entender el papel de una infraestructura quese requiere instalar y que sirve de apoyo en la elaboración de políticas y regulaciones para laelaboración y fabricación de productos y la prestación de servicios, tanto de origen nacionalcomo de proveniencia extranjera.

Asímismo, el Gobierno debe tomar conciencia de que la capacidad de mediciones indica el nivelde desarrollo tecnológico del país en determinados campos, ya sea para la fabricación deproductos o la prestación de servicios en diferentes áreas (manufactura, salud, educación, etc),lo cual incide directamente en la capacidad de competitividad de las empresas. A nivelinternacional compiten las empresas, no los gobiernos, y uno de los pilares de la competitividadinternacional es la calidad, por lo que conviene insistir y destacar que la metrología es unacondición necesaria (aunque no suficiente) para lograr la calidad.

A nivel de Empresa, la competitividad se mide entre otras cosas por la capacidad de innovar. Lainnovación se puede dar en procesos productivos o administrativos, en productos, en servicios,etc. Es básica para la búsqueda permanente de la calidad a través de la mejora continua de lasactividades. El proceso de mejora continua es un procedimiento en el cual se usan parámetrosde mediciónque nos permiten comparar lo que veníamos realizando con lo nuevo que seimplementó, o sea que la medición forma parte integrante del proceso de innovación. En unmedio de mejora continua lo único permanente es el cambio. Con la mejora continua de lasactividades generalmente se busca que las empresas ganen mercados y puedan ampliar susfacilidades de producción lo cual, a su vez, abre la oportunidad de crecer y ampliar la oferta denuevos empleos.

Desde el punto de vista de la Población, la Metrología es fundamental para apoyar el control delos productos que se fabrican y su impacto sobre el bienestar de la población. La poblaciónpermanentemente consume productos nacionales y extranjeros y es la Metrología la llamada aayudar a determinar que esos productos de consumo respondan a normas o especificacionessobre salud y seguridad. Su relación con la población tiene un doble efecto: no solamenteayuda a la creación de nuevos empleos a través de impulsar el desarrollo de las empresas, sinotambién ayuda a la protección de ésta al velar por el contenido, la calidad y la seguridad de losproductos que se consumen y su impacto en el medio ambiente.

A nivel internacional, con la apertura comercial a nivel mundial, la Metrologia adquiere mayorimportancia frente a la creciente interdependencia entre las naciones. Cada día los países seven más involucrados en la firma de convenios, de tratados, bilaterales o regionales, etc. Estosinvolucran diferentes sectores (industria, comercio, salud, defensa, medio ambiente, etc.) y lasempresas se ven confrontadas con esquemas de tipo internacional para su funcionamiento encuanto a la manufactura, suministro de materiales, comercialización, etc. Si a ésto le sumamosque los consumidores se guían cada vez más por patrones globales de consumo, es esencialcontar con una infraestructura técnica que funcione como espina dorsal para la coordinación yordenamiento a nivel global. El primer requisito para este ordenamiento es la adopción yreconocimiento de un sistema internacional de unidades de medida.


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El primer paso formal serio para el ordenamiento internacional en las mediciones fue laConvención Internacional sobre el Tratado del Metro (20 de mayo de 1875) que dió origen alBIPM (Bureau International des Poids et Mesures – Oficina Internacional de Pesas y Medidas).En octubre de 1995, la 20a Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM) le pidió al ComitéInternacional de Pesas y Medidas (CIPM) que realizara un estudio de las necesidadesinternacionales relacionadas con la Metrología, con el objeto de guiar y ordenar los respectivospapeles del BIPM, de los Institutos Nacionales y de los Organismos Regionales de Metrología.

En el Hemisferio Occidental los Organismos Nacionales de Metrología de 34 países se hanasociado para formar el Sistema Interamericano de Metrología denominado SIM. El SIM trabajay se coordina en base a 5 subregiones que responden a los 5 bloques económico-comercialesmás importantes del Hemisferio Occidental. Los bloques de actividades metrológicas son:NORAMET (Norte América), CAMET (Centro América), CARIMET (Caribe), ANDIMET (GrupoAndino) y SURAMET (América del Sur) ".


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¿Qué Es Metrología?

La metrología es la rama de la ciencia que se ocupa de las mediciones, de los sistemas deunidades y de los instrumentos usados para efectuarlas e interpretarlas. Esta comprende losaspectos teóricos y prácticos de las mediciones y su incertidumbre en los campos de aplicacióncientífico, industrial y legal.

La Metrología es, simplemente, la ciencia y arte de medir "bien". Como las mediciones sonimportantes en prácticamente todos los procesos productivos, su relevancia para la Calidad esevidente.

Medir "bien" no es sólo medir con cuidado, o utilizando el procedimiento y los instrumentosadecuados. Además de lo anterior, se trata de que las unidades de medida seanequivalentes, es decir, que cuando yo mido por ejemplo 3,6 cm,"mis" centímetros sean losmismos que los de un francés, coreano o eskimal.

Esto se asegura cuando cada país tiene una infraestructura metrológica, compatible y ligadacon las infraestructuras metrológicas de otros países, consistente en la disponibilidad delaboratorios donde se pueda calibrar los instrumentos de medición. La compatibilidadentre países se asegura mediante intercomparaciones periódicas, en las cuales undeterminado patrón de medida es medido sucesivamente por los diferentes laboratorios.

Sistema Metrológico Internacional

El Sistema Metrológico Internacional está compuesto primordialmente por la Convención delMetro (Convention du Mètre), el Comité Internacional de Pesos y Medidas (ComitéInternationaldes Poids et Mesures, CIPM), la Oficina Internacional de Pesos y Medidas (BureauInternational des Poids et Mesures, BIPM) y el conjunto de Institutos Nacionales de Metrología(National Metrology Institutes, NMI) del mundo, que se agrupan en Organizaciones Regionalesde Metrología.

Los NMIs de América se organizan bajo el Sistema Interamericano de Metrología (SIM),compuesto por las Sub-regiones: NORAMET, CARIMET, CAMET, ANDIMET y SURAMET. Ésteúltimo conformado por los países de Argentina, Brasil, Chile, Paraguay y Uruguay.

Un hito en el Sitema Metrológico Internacional es el Acuerdo de Reconocimiento Mutuo (MutualRecognition Arrangement, MRA) del CIPM firmado por los directores de los NMIs miembros dela Convención del Metro a partir del año 1999. El CIPM-MRA tiene como objetivo establecer elgrado de equivalencia de los patrones nacionales de los NMIs asi como de proveer las basespara el reconocimiento de los certificados de calibración y de medición que emiten los NMIs. Y através de esto, poner a disposición de los gobiernos y de otras partes interesadas basestécnicas fundamentadas para acuerdos relacionados al comercio internacional y regulaciones.


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Convención del Metro: La Convención del Metro es un tratado diplomático realizado entre 51naciones las cuales le dan autoridad a la Conferencia General de Pesos y Medidas (ConférenceGénérale des Poids et Mesures, CGPM), al CIPM y al BIPM como entes reguladores respecto atemas metrológicos mundiales.

Comité Internacional de Pesos y Medidas (CIPM): El Comité Internacional de Pesos y Medidas(Comité International des Poids et Mesures, CIPM) está conformado por 18 entidades. Suprincipal función es la de asegurar la unificación y uniformidad de las unidades de medición, locual se realiza en acción conjunta con el CGPM.

Oficina Internacional de Pesos y Medidas (BIPM): La Oficina Internacional de Pesos y Medidas(Bureau International des Poids et Mesures. BIPM) fué establecida por la Convención del Metroy se ubica cerca a París, Francia. Es financiada por los miembros de la Convención del Metro ybajo exclusiva supervisión del CIPM.La función del BIPM es la de asegurar la uniformidad de medidas y su trazabilidad al SistemaInternacional de Unidades (Système International d‘unités, SI). Esto lo realiza por autoridadrecibida en la Convención del Metro y opera a través de una serie de Comités Consultivos(Comités Consultatifs, CC). Los CC están conformados primordialmente por representantes delos NMIs miembros de la Convención del Metro.

Sistema Interamericano de Metrología (SIM): El Sistema interamericano de Metrología es elresultado de los acuerdos logrados por 34 países miembros de la Organización de EstadosAmericanos (OAS) en cuanto a Metrología. Creada para promover internacionalmente,particularmente a nivel interamericano y regional, la cooperación en temas Metrológicos.

SURAMET: Es una de las Sub-regiones de Coordinación del Sistema Interamericano deMetrología (SIM) y lo componen los países de Argentina, Brasil, Chile, Paraguay y Uruguay.


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Cadena de responsabilidades en el Sistema Internacional Metrológico


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La metrología en Chile

En Chile, la infraestructura metrológica recibe el nombre de Red Nacional de Metrología(RNM). Esta consiste en un primer conjunto de Laboratorios Custodios de Patrones Nacionales(LCPN) donde se calibran los intrumentos o patrones de medición de un segundo conjunto masnúmeros, que son los laboratorios de calibración ó laboratorios secundarios, destinados acalibrar los intrumentos o patrones de la industria nacional. Algunos laboratorios de calibraciónse han acreditado ante el Sistema Nacional de Acreditación (SNA), el cual está en camino haser reconocido internacionalmente. En algunos casos, debido a la calidad metrológicarequerida, los instrumentos y patrones de la industria son calibrados directamente por losLCPN. A través de las calibraciones se logra establecer la trazabilidad de las medicionesrealizadas por la industria, por un laboratorio u otro beneficiario.

La Unidad de Coordinación y Supervisión (UCS) es la unidad encargada de la coordinación yrepresentación de la RNM a nivel nacional, regional e internacional.

La finalidad escencial de implementar una infraestructura metrológica en el país es lograr quelas mediciones realizadas en Chile en un laboratorio ó en la industria sean comparables con lasmediciones que se realizan en otros países y viceversa. Esta comparabilidad facilita elintercambio comercial y es una condición técnica para hacer efectivo los Tratados de LibreComercio. Un instrumento para evaluar la comparabilidad de las mediciones son lasintercomparaciones.


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Alcance:

La RNM con los LCPN establecidos ó en implementación cubre las siguientes magnitudes óáreas:

- Temperatura- Longitud- Masa- Fuerza- Presión- Magnitudes eléctricas- Flujo Líquido- Química

Reconocimiento internacional:

Obtener el reconocimiento internacional de la infraestructura metrológica implementada en Chilees un objetivo primordial de la RNM. El reconocimiento de la RNM ó de sus elementos es unacondición necesaria (pero no suficiente) para que las mediciones realizada en el país que estáninterconectadas con esta infraestructura sean técnica y formalmente aceptadas por los otrospaises y viceversa. Esta aceptación es una importante condición para implementar los Tratadosde Libre Comercio.


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Actualmente el INN por encargo del Gobierno de Chile a firmado el Acuerdo de ReconocimientoMutuo (Mutual Recognition Arrangement MRA) del Comité Internacional de Pesos y Medidas(CIPM) asi como con los Institutos Nacionales de Metrología de SURAMET (INTI-Argentina,INTN-Paraguay, INMETRO-Brasil, LATU-Uruguay, INN-Chile).

Para hacer efectivo estos MRA es necesario el reconocimiento técnico. Los principalesinstrumentos para el reconocimiento técnico son la participación en intercomparaciones, lograrla acreditación de los LCPN asi como la participación en los Grupos de Trabajo de SIM y delBIPM.

Comparabilidad:Por un lado a nivel nacional la comparabilidad de las mediciones realizadas por laboratorios decalibración ó en la industria a lo largo del país es evaluada a través de intercomparaciones, queorganiza la RNM y donde los LCPN son los laboratorios piloto.

Por otro lado a nivel internacional los LCPN participan a su vez en intercomparaciones, que serealizan a nivel regional (SIM), internacional (BIPM) asi como de forma bi- o multilateral.

Competencia técnica:Los profesionales de los laboratorios han realizado capacitaciones y visitas técnicas enInstitutos Nacionales de Metrología de reconocida trayectoria como son CENAM (Mexiko), INTI(Argentina), INMETRO (Brasil), NIST (USA), PTB (Alemania). La competencia técnica ha sidoevaluada positivamente a través de la acreditación DKD.

Trazabilidad:

Los patrones nacionales son calibrados en Institutos Nacionales de Metrología de reconocidatrayectoria como son CENAM (Mexiko), INTI (Argentina), INMETRO (Brasil), NIST (USA), PTB(Alemania).

Patrones y equipos:

El concepto de la RNM es el de implementar patrones con la suficiente calidad metrológica paracubrir la mayor demanda posible de trazabilidad en el pais. Por ello, no se han implementadopatrones primarios de la mas alta calidad metrológica posible, pero de alto costo, sino que lacalidad metrológica de los patrones ha sido adaptada a las necesidades de la industria chilena.Asi se logra una mayor cobertura con los limitados recursos disponibles.

Organización y financiamiento :

La RNM ha sido establecida como una cooperación entre el sector público y privado.


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La Metrología tiene dos características muy importantes reflejadas en el instrumento de medidaque se use, que son la apreciación y la sensibilidad.

Los físicos y la industria utilizan una gran variedad de instrumentos para llevar a cabo susmediciones. Desde objetos sencillos como reglas y cronómetros, hasta potentes microscópios,medidores de láser e incluso aceleradores de partículas.

Relación de medidas en el sistema métrico decimal

Relación de medidas en el sistema inglés

Conversión de unidades del sistema inglés al métrico

En le taller mecánico es muy frecuente tener que determinar el valor de una medida del sistemainglés, en milímetros.

Ejemplos:

- conocer la longitud en milímetro de una lima plana de 12” .

El valor de 1” = 25,4 mm.

Por tanto :

12” × 25,4= 304,8 mm


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- Conocer el diámetro exterior , en milímetros, de un tornillo de ¾ “ .

El valor de 1” = 25,4mm.

Por tanto:

¾” × 25,4= 19,05mm

Para facilitar los cálculos se incluye la siguiente tabla, con los valores directos de lasequivalencias.


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Fracciones decimales de milímetros y pulgadas

1mm = 1mm 1pulgada = 25,4mm

1décima = 0,1mm 1décima de pulgada = 2,54mm

1centésima = 0,01mm 1centésima de pulgada = 0,25mm

1milésima = 0,001mm 1milésima de pulgada = 0,025mm

Las magnitudes que se presentan en el mundo físico, son de muy diversas categorías:Longitudes, áreas, Volúmenes, ángulos, fuerzas, temperaturas, etc. y de cuantías muydiversas. Una longitud puede ser el grueso de una de hoja papel o la distancia de una ciudad aotra; de aquí la necesidad de disponer de una unidades de medición convenientes y que esténrelacionadas entre sí de manera fija y determinada.

La ciencia que estudia las diversas unidades de medida y su técnica recibe el nombre deMETROLOGÍA. La específica de la construcción mecánica se denomina METROLOGÍA DETALLER.

Unidades de longitud :

Los dos sistemas más empleados universalmente son el sistema métrico decimal y elsistema inglés.

Sistema métrico decimal.

Para realizar una medición hay que valerse de aparatos o instrumentos de medida cuya unidadbase en este sistema es el METRO.

Los múltiplos y submúltiplos de esta unidad se forman siguiendo los principios de la numeracióndecimal. De acuerdo con ellos, cada unidad está contenida diez veces el la inmediata superior ycontiene diez veces en la inmediata inferior.

En construcción mecánica, la unidad de medida es el milímetro. Por consiguiente, es necesariomentalizarse en este sentido, ya que todos los dibujos o planos de taller que se presenten orealicen, deberán acotar sus dimensiones con dicha unidad.

Sistema inglés.

La utilización de este sistema, tanto en los países anglosajones, como en Estados Unidos eInglaterra, es cada día menor. En efecto, el ejercito y la NASA en América, utiliza para sustrabajos de investigación, el sistema métrico decimal ; no obstante, el mercado industrialeuropeo importa maquinaria cuyo sistema de medición es el inglés.

Este sistema se basa en la pulgada; 1”= 25,4mm. En el dibujo siguiente se puede apreciar lasdivisiones que resultan al dividir una pulgada en ½, ¼, 1/8 y 1/16” y su equivalencia enmilímetro


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A continuación se exponen un muestrario de los instrumentos de medición más utilizados en lasindustrias metalúrgicas de fabricación de componentes, equipos y maquinaria.

Instrumentos de medición usados en procesos de mecanizado

1.- Patas para medir exterores2.- Patas para medir interiores3.- Profundímetro4.- Nonio para medir en pulgadas4.- Escala en pulgada5.- Nonio para medir en milímetro6,- Escala en milímetro7.- Pulsador


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Pie de metro

Pie de metro: El pie de metro es insustituible para medir con precisión elementos pequeños(tornillos, orificios, pequeños objetos, etc). La precisión de este instrumento llega a la décima, ala media décima de milímetro e incluso llega a apreciar en centésimas de dos en dos (cuando elnonio está dividido en cincuenta partes iguales). Para medir exteriores se utilizan las dos pataslargas, para medir interiores (por ejemplo. diámetros de orificios) las dos patas pequeñas, ypara medir profundidades un vástago que va saliendo por la parte trasera, llamado sonda deprofundidad. Para efectuar una medición, ajustaremos el calibre al objeto a medir y lo fijaremos.La pata móvil tiene una escala graduada (10, 20 o 50 divisiones, dependiendo de la precisión).

La medición con este aparato se hará de la siguiente manera: Primero se deslizará la partemóvil de forma que el objeto a medir quede entre las dos patillas si es una medida deexteriores. La patilla móvil indicará los milímetros enteros que contiene la medición. Losdecimales deberán averiguarse con la ayuda del nonio. Para ello observaremos qué división delnonio coincide con una división (cualquiera) de las presentes en la regla fija. Esa división de laregla móvil coincidirá con los valores decimales de nuestra medición.

Precisión del nonio

La precisión de un pie de rey viene dada por el número de divisiones del nonio; cuando ladiferencia entre las divisiones de la regla y la del nonio es más pequeña, su apreciación esmucho mayor:

Apreciación(a)= dibujo

Veamos qué apreciación logramos con ellos

Nonios de 20 divisiones:

Si tomamos en la corredera 19mm y los dividimos en 20 partes, cada una de ellas valdrá19/20mm. y su apreciación será:

dibujo


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La regla está dividida en 1”/16 y el nonio abarca 7 divisiones de la regla estando, a su vez,dividido en 8 partes, cada una de las cuales valdrá, por tanto:

Fundamento del nonio:

Para comprender el funcionamiento del nonio, examinemos las dos reglas mencionadas : lamayor AB fija, dividida en milímetro y la menor, móvil, que se desplaza junto a la mayor y quelleva grabado en su bisel el nonio.

- Tomemos 10mm de longitud de la regla grande AB, y dividámoslo en 10 partes. Cada divisiónvaldrá 1mm = 10/10mm

- Tomemos ahora 9mm de longitud en la regla pequeña y dividámoslos también en 10 partes.Cada división valdrá 9/10 de mm.

- Si hacemos coincidir los ceros de ambas reglas, la separación existente entre 1y1”será 10/10 – 9/10= 1/10 de mm; la separación entre 2 y 2” será: 2/10; 3 y 3” será: 3/10; y asísucesivamente.

Dibujo(5.4,3)

Apreciación de los nonios

Acabamos de explicar el funcionamiento de un nonio de 10 divisiones. Hemos visto cómohaciendo coincidir sucesivamente en 1-1”, 2-2”, 3 -3”, etc. Es decir, al pasar de una división a lasiguiente, la diferencia es siempre de 1/10, la cual es pues la apreciación del nonio y vale:

a = división de la regla – división del nonio = 1 –

Podemos lograr mayor precisión, haciendo que la diferencia entre las divisiones de la regla y lasdel nonio sean menores. En la práctica se logra esto empleando nonios de 20 y de 50divisiones.


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Dibujo

Calibre de profundidad:

Es un instrumento de medición de igual parecido a los anteriores, pero tiene unos apoyos quepermiten la medición de profundidades, entalladuras y agujeros. Tienen distintas longitudes debases y además son intercambiables.

Micrómetro de exteriores o palmer

Micrómetro: (del griego micros, pequeño, y metros, medición), también llamado TornilloPalmer, es un instrumento que sirve para medir con alta precisión (del orden de una micra,equivalente a 10 6 metros) las dimensiones de un objeto. Para ello cuenta con 2 puntas que seaproximan entre sí mediante un tornillo de rosca fina, el cual tiene grabado es su contorno unaescala. La escala puede incluir un nonio. Frecuentemente el micrómetro también incluye unamanera de limitar la torsión máxima del tornillo, dado que la rosca muy fina hace difícil notarfuerzas capaces de causar deterioro de la precisión del instrumento El Micrómetro se clasificade la siguiente manera:


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Micrómetro de exteriores:

Son instrumentos de medida capaces de medir el exterior de piezas en centésimas. Poseencontactos de metal duro rectificados y lapeados. Ejercen sobre la pieza a medir una presiónmedia entre 5 y 10 N, poseen un freno para no dañar la pieza y el medidor si apretamosdemasiado al medir.

Principios de funcionamiento

Detalle del micrómetro, con una lectura de 5,78 mm

Todos los tornillos micrométricos empleados en el sistema métrico decimal tienen una longitudde 25 mm, con un paso de rosca de 0,5 mm, de modo que girando el tambor una vueltacompleta el palpador avanza o retrocede 0,5 mm.

El micrómetro tiene una escala longitudinal, línea longitudinal que sirve de fiel, que en su partesuperior presenta las divisiones de milímetros enteros y en la inferior las de los mediosmilímetros, cuando el tambor gira deja ver estas divisiones.

En la superficie del tambor tiene grabado en toda su circunferencia 50 divisiones iguales,indicando la fracción de vuelta que ha realizado, una división equivale a 0,01 mm.

Para realizar una lectura, nos fijamos en la escala longitudinal, sabiendo así la medida con unaapreciación de 0,5 mm, el exceso sobre esta medida se ve en la escala del tambor con unaprecisión de 0,01 mm.

En la fotografía se ve un micrómetro donde en la parte superior de la escala longitudinal se ve ladivisión de 5 mm, en la parte inferior de esta escala se aprecia la división del medio milímetro.En la escala del tambor la división 28 coincide con la línea central de la escala longitudinal,luego la medida realizada por el micrómetro es: 5 + 0,5 + 0,28 = 5,78.


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Micrómetro con nonio

Micrómetro con nonio, indicando 5,783 mm

Una variante de micrómetro un poco más sofisticado, además de las dos escalas anteriorestiene un nonio, en la fotografía, puede verse en detalle las escalas de este modelo, la escalalongitudinal presenta las divisiones de los milímetros y de los medios milímetro en el ladoinferior de la línea del fiel, la escala del tambor tiene 50 divisiones, y sobre la línea del fielpresenta una escala nonio de 10 divisiones numerada cada dos, la división de referencia delnonio es la línea longitudinal del fiel.

En la imagen, la tercera división del nonio coincide con una división de la escala del tambor, loque indica que la medida excede en 3/10 de las unidades del tambor.

Esto es, en este micrómetro se aprecia: en la escala longitudinal la división de 5 mm, lasubdivisión de medio milímetro, en el tambor la línea longitudinal del fiel coincide por defectocon la división 28, y en el nonio su tercera división esta alineada con una división del tambor,luego la medida es: 5 + 0,5 + 0,28 + 0,003 = 5,783

El principio de funcionamiento del micrómetro es el tornillo, que realizando un giro más o menosamplio da lugar a un pequeño avance, y las distintas escalas, una regla, un tambor y un nonio,permiten además un alto grado de apreciación, como se puede ver.


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Micrómetro digital con precisión de 1 milésima:

Son exactamente iguales a los anteriores, pero tienen la particularidad de realizar medicionesde hasta 1 milésima de precisión y son digitales, a diferencia de los anteriores que sonanalógicos.

Micrómetro exterior con contacto de platillos:

De igual aspecto que los anteriores, pero posee unos platillos en sus contactos para mejoragarre y para la medición de dientes de coronas u hojas de sierra circulares.

Micrómetro de exteriores de arco profundo:

Tiene la particularidad de que tiene su arco de mayor longitud que los anteriores, para poderrealizar mediciones en placas o sitios de difícil acceso.

Micrómetro de profundidades:

Este tipo de micrómetros se parece mucho al calibre de profundidades, pero tiene la capacidadde realizar mediciones en centésimas.

Micrómetro de interiores HOLTEST :

Tipo de micrómetro que mide interiores basándose en tres puntos de apoyo. En el estuche secontienen galgas para comprobar la exactitud de las mediciones.


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Reloj comparador

Reloj comparador: es un instrumento que permite realizar comparaciones de medición entre dosobjetos. También tiene aplicaciones de alineación de objetos en maquinarias. Necesita de unsoporte con pie magnético.

Visualizadores con entrada DIGIMATIC: es un instrumento que tiene la capacidad de mostrardigitalmente la medición de un instrumento analógico.

Verificador de interiores: instrumento que sirve para tomar medidas de agujeros y compararlasde una pieza a otra. Posee un reloj comparador para mayor precisión y piezas intercambiables.

Gramil normal y gramil digital

Gramil, o regla vertical: es un instrumento capaz de realizar mediciones en altura verticalmente,y realizar señalizaciones y paralelas en piezas.


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MEDIDAS DIRECTAS PARA MAGNITUDES ANGULARES

Para las mediciones angulares se puede emplearlos dos sistemas conocidos de unidades: elcentesimal y el sexagesimal

Véanse los puntos comunes y las diferencias entre ellos:

- En los dos se parte del ángulo recto o cuarta parte de la circunferencia.

- La diferencia estriba en que:

a) en el centesimal se reconsidera al ángulo recto dividido en 100 partes;

b) los submúltiplo son 100 veces menores que su anterior ;

c) en el sexagesimal, el ángulo recto se divide en 90 partes;

d)los submúltiplo son 60 veces menores que el anterior.

Sistema centesimal o sistema moderno

En el sistema centesimal, el ángulo recto redivide en 100 partes iguales llamadas gradoscentesimales. Se abrevia en la escritura con una g: 50g.

Cada grado centesimal se divide en 100 partes iguales, cada una de las cuales se llama minutocentesimal y se abrevia con una c: 25c.

Cada minuto centesimal se divide en 100 partes iguales, cada una de las cuales es un gradocentesimal, abreviado con cc : 75cc.

Sistema sexagesimal

Por las razones expuestas, es aún este sistema el más empleado, con todo, va cediendoterreno al centesimal.

En este sistema, el ángulo recto se divide en 90 partes iguales llamadas grado sexagesimales.Se abrevia en denominaciones y operaciones con un º : 35º.

Cada grado sexagesimal se divide en 60 partes iguales, cada una de las cuales se llama minutosexagesimal, que se abrevia con una comilla : 47' .

Cada minuto redivide en 60 partes iguales, cada una de las cuales es un segundo sexagesimal,que se abrevia con dos comilla. 38” .

Así un ángulo de 35 grados, 47 minutos y 38 segundo sexagesimal se escribe: 35º 47' 38”.


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La circunferencia se dividirá, pues, en 360 partes iguales o grados sexagesimales.

División centesimal División sexagesimal

Transportador de ángulos

Es muy frecuente, en el taller, tener que hacer o comprobar piezas con ángulos diversos. Paraello se utiliza el transportador o goniómetro que da a conocer el valor del ángulo. Eltransportador , va provisto de una escala graduada de 0º - 180º o también de 90º - 0º.

Los transportadores aprecian un valor angular de 0,5º (medio grado)

Goniómetro

La diferencia principal, entre el transportador y el goniómetro, se basa en que éste, al igual queel pie de metro, va provisto de un nonio, con el objeto de poder apreciar con mayor exactitud elángulo a comprobar.


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Lectura de ángulos

Goniómetros de precisión

Los goniómetros de precisión más usados y de precisión; puede apreciar hasta 5’.

Consta de los siguientes elementos:

1.- regleta;

2.- tornillo de fijación de la regleta;

3.- tornillo de inmovilización;

4.- limbo;

5.- nonio;

6.- cuerpo principal

El cuerpo principal lleva la superficie de referencia o apoyo y el limbo fijo, con divisiones engrados.

El nonio va incorporado al disco central giratorio y puede inmovilizarse en cualquier posición pormedio de una robusta tuerca unida al eje central.

La regleta lleva una ranura que permite desplazarse longitudinalmente. Un tornillo y brida lahacen solidaria del disco giratorio en posición siempre precisa respecto a la línea de referenciadel nonio.

Sus extremos forman ángulos de 45º y 60º, muy útiles para mediciones especiales.


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Nonio circular

Según detalle de la figura A, tiene el mismo fundamento que el lineal, con 12 divisiones y estárepetido en los dos sentidos a partir del 0º central, lo mismo que la escala del limbo. La lecturala haremos siempre en el nonio que tiene la numeración en el mismo sentido que la escala dellimbo en el que estemos trabajando.

La apreciación la hallaremos aplicando la regla general: a = ——

Donde:

a = apreciación del nonio;

d = menor división de la regla principal – del limbo en este caso ;

n = Número de divisiones del nonio.

En el goniómetro de la figura tenemos: a =

Al hacer la lectura, se pueden presentar dos casos:

a) que el cero del limbo coincida con una división del limbo;

b) que no coincida.

Si coincide el cero con una división del limbo, esa división coincidente con el cero, será lalectura en grados.

Si el cero está entre dos trazos del limbo, el trazo más cercano al cero del limbo señalará losgrados y el trazo del nonio que coincida con una del limbo nos indicará los minutos.


Tema:Metrología

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En A :

1.- el trazo del limbo anterior al cero del nonio es 8º

2.- en el nonio – el de la derecha por tener el mismo sentido que la escala del limbo -, coincidela segunda raya con una del limbo y, por tanto, leeremos 20’. La lectura completa será: 8º 20’.

En B :

1.- en el limbo leeremos 13º;

2.- en el nonio – de la izquierda -, leeremos 30’ . La lectura completa será: 13º 30’

Al medir con estos instrumentos, hay que comprobar si la lectura corresponde al ángulo quequeremos medir o bien se trata de su complemento o suplemento.

Goniómetro universal: es un instrumento que mide el ángulo formado por dos visuales, cifrandoel resultado. Dicho ángulo podrá estar situado en un plano horizontal y se denominará “ánguloazimutal”; o en un plano vertical, denominándose “ángulo cenital” si el lado origen degraduación es la línea cenit-nadir del punto de estación; o “ángulo de altura” si dicho lado es lalínea horizontal del plano vertical indicado que pasa por el punto de vista o de puntería.

Posición del instrumento para medir


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El reloj comparador

Reloj comparador

Es un instrumento de medición que se utiliza en los talleres e industrias para la verificación depiezas y que por sus propios medios no da lectura directa, pero es útil para comparar lasdiferencias que existen en la cota de varias piezas que se quieran verificar. La capacidad paradetectar la diferencia de medidas es posible gracias a un mecanismo de engranajes y palancas,que van metidos dentro de una caja metálica de forma circular. Dentro de esta caja se deslizaun eje, que tiene una punta esférica que hace contacto con la superficie. Este eje al desplazarsemueve la aguja del reloj, haciendo posible la lectura directa y fácil de las diferencias de medida.La precisión de un reloj comparador puede ser de centésimas de milímetros o incluso demilésimas de milímetros micras según la escala a la que esté graduado. También se presentanen milésimas de pulgada.

- La precisión de un reloj comparador puede ser de centésimas de milímetros o incluso demilésimas de milímetros micras según la escala a la que esté graduado. También se presentanen milésimas de pulgada.

- El mecanismo se basa en transformar el movimiento lineal de la barra deslizante de contactoen movimiento circular que describe la aguja del reloj.

- El reloj comparador tiene que ir incorporado a una galga de verificación o a un soporte con piemagnético que permite colocarlo en la zona de la máquina que se desee.

- Es un instrumento muy útil para la verificación de diferentes tareas de mecanizado,especialmente la excentricidad de ejes de rotación.


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Pedestal magnético Pedestal para comparador

Reloj palpador

Una variante de reloj comparador es el reloj palpador que se utiliza en metrología para lacomprobación de la horizontalidad de piezas mecanizadas. El reloj palpador va fijado a ungramil que se desliza sobre un mármol de verificación y con ello se puede leer las diferencias deplanitud u horizontalizad que tiene una pieza cuando ha sido mecanizada.

Reloj palpador


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Nivel de burbuja: es un instrumento de medición utilizado para determinar la horizontalidad overticalidad de un elemento. Es un instrumento muy útil para la construcción en general y parala industria. El principio de éste instrumento está en un pequeño tubo transparente (cristal oplástico) el cual está lleno de líquido con una burbuja en su interior. La burbuja es de tamañoinferior a la distancias entre las 2 marcas. Si la burbuja se encuentra entre las 2 marcas, elinstrumento indica un nivel exacto, que puede ser horizontal o vertical.

Tacómetro: es un instrumento capaz de contar el número de revoluciones que desarrolla unamaquinaria por unidad de tiempo.

Polímetro: instrumento capaz de medir la tensión de corriente normal que hay en un equipo,además de algunas funciones más que tenga el instrumento, dependiendo del fabricante.

Estroboscopio manual: es un elemento capaz de contar revoluciones y vibraciones de unamaquinaria, sin tener contacto físico, a través del campo de acción que ésta genera.

Galgas para roscas y espesores: son reglas comparación para ver que el tipo de rosca de unatornillo o el espesor de un elemento. La galga de rosca puede ser de rosca Métrica o Whitworth.

Balanza electrónica: instrumento que es capaz de medir el peso de un determinado elemento.Las hay de distintos tamaños y de distintos rangos de apreciación de pesos.

Tampón de PASA y NO PASA

Tampones cilíndricos: son elementos que sirven para comprobar el diámetro de agujeros ycomprobar que se adaptan a lo que necesitamos, para respetar las tolerancias de equipo, sesometen a la condición de pasa/no pasa y tienen el uso contrario al calibre de herradura.

Calibres de herradura: sirve para medir el diámetro exterior de piezas con la condición depasa/no pasa. Tiene el uso contrario de los tampones cilíndricos.


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Calibre de rosca: son instrumentos que nos permiten medir la rosca tanto de un macho comode una hembra, sometidos a la condición de pasa/no pasa.

Lupa: es un instrumento de inspección que nos permite ver objetos y características que nos esimposible ver a simple vista. Consigue aumentar lo que estamos viendo, el aumento dependede la graduación óptica del instrumento.

Microscopio estereoscopio: instrumento de visualización que nos permite ver aspectos ocaracterísticas de objetos con una visión microscópica, y con los dos ojos simultáneamente.

Proyector de perfiles: instrumento que permite ampliar con un factor conocido, una pieza ypoder observar su estructura más pequeña mediante la reflexión de su sombra.

Termómetro infrarrojo: instrumento que permite realizar mediciones de temperatura en ellugar donde apunta su haz de infrarrojos, se usa para conocer la temperatura de lugares dedifícil acceso o de mucha altura.

Rugosímetro: es un instrumento que mediante ondas es capaz de medir la rugosidad de lasuperficie de un objeto. El estado superficial de las piezas varía según la función que han derealizar o de su aspecto externo que a fines comerciales pueda tener. El acabado final y latextura de una superficie es de gran importancia e influencia para definir la capacidad dedesgaste, lubricación, resistencia a la fatiga y aspecto externo de una pieza o material, por loque la rugosidad es un factor importante a tener en cuenta.

Rugosímetro

Definición de rugosidad La rugosidad superficial es el conjunto de irregularidades de lasuperficie real, definidas convencionalmente en una sección donde los errores de forma y lasondulaciones han sido eliminados.


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Se consideran las piezas en bruto, aquellas que se han de utilizar tal y como se obtienendespués de su proceso de fabricación (fundidas, forja, laminación, etc.)

Las piezas mecanizadas por arranque de viruta se consigue determinado grado de calidadsuperficial que es mejorado en un posterior acabado con métodos abrasivos de rectificado ylapeado.

La unidad de rugosidad es la micra o micrón ( 1micra= 1 µm = 0,000001 m = 0,001 mm) y seutiliza la micropulgada en los paises anglosajones.

La tolerancia superficial se indica en los planos constructivos de las piezas mediante signos yvalores numéricos, de acuerdo a la normas de calidad existentes.

Medición de la rugosidad

Para medir la rugosidad de las piezas se utilizan unos instrumentos electrónicos de sensibilidadmicrométrica llamados rugosímetro que determinan con rigidez la rugosidad de las superficies.

Los rugosímetros miden la profundidad de la rugosidad media Rz y el valor de la rugosidadmedia Ra expresada en micras.

Los rugosímetros pueden ofrecer la lectura de la rugosidad directa en una pantalla o indicarlaen un documento gráfico.

Información sobre las unidades de rugosidad más usadas Ra y Rz.

Ra: El valor promedio de rugosidad en µm es el valor promedio aritmético de los valoresabsolutos de las distancias del perfil de rugosidad de la línea intermedia de la longitud demedición. El valor promedio de rugosidad es idéntico a la altura de un rectángulo donde sulongitud es igual a la longitud total lm y esto a su vez es idéntico con la superficie de la sumaque existe entre el perfil de rugosidad y la línea intermedia.

Rz: Promedio de la profundidad de la rugosidad en µm (promedio aritmético de cincoprofundidades singulares consecutivas en la longitud de medición).


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Durómetro

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