INSTRUMENTOS DE MEDICION DIRECTA

INSTRUMENTOS DE MEDICION DIRECTA

La mayoría de los instrumentos básicos de medición lineal o de propósitos generales están representados por la regla de acero, vernier , o el micrómetro.

Las reglas de acero se usan efectivamente como mecanismo de medición lineal; para medir una dimensión la regla se alinea con las graduaciones de la escala orientadas en la dirección 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. También se incorporan a los calibradores deslizables, adaptados para operaciones de mediciónes lineales, a menudo más precisos y fáciles de aplicar que una regla de medición. Un tipo especial de regla de acero es el vernier o calibrador.

CALIBRADOR O VERNIER (pie de metro)

El calibrador es un instrumento de precisión usado para medir pequeñas longitudes (décimas de milimetros), de diámetros externos, internos y profundidades, en una sola operación.

El calibrador vernier fue elaborado para satisfacer la necesidad de un instrumento de lectura directa que pudiera brindar una medida fácilmente, en un sola operación. El calibrador típico puede tomar 3 tipos de mediciones: exteriores, interiores y profundidades, pero algunos además pueden realizar mediciones de peldaño y ángulos.

El vernier consiste en una escala base graduada en milímetros y un dispositivo que puede deslizarse sobre la escala base, llamado nonio, que sirve para aumentar la precisión 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 ésta lecturas exactas de la mínima división. Una escala vernier está graduada en un número n de divisiones iguales en la misma longitud que n-1 divisiones de la escala principal; ambas escalas están marcadas en la misma dirección.

Como se ve en la figura el vernier tiene 10 divisiones en la escala secundaria (también 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 división del nonio y la longitud entre cada división de la escala base es y, se tiene que:

La diferencia de longitudes de la división de la escala base y del nonio se llama precisión y de acuerdo con la expresión anterior es igual a :

Proceso de Medición:

1. El objeto a medir se coloca de tal forma que las puntas de medición del instrumento toquen los extremos del objeto.

La longitud del objeto es igual a ky más una pequeña longitud diferencial , que por ser menor que la división 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 división en el nonio que coincida (o esté muy cerca de) con una división de la escala base.

Fue inventado en 1631 por Pierre Vernier para interpretar con mayor aproximación las fracciones decimales (de longitudes o angulos) gracias a subdivisiones lineales o fracciones de arco. Al vernier suele llamársele también "nonio" en honor del científico Portugués Pedro Nunes (1492?1577), quien inventó un sistema de lecturas a base de círculos concéntricos que dividen la circunferencia en n partes iguales, es decir, 89, 88, 87, etc., con las que lograba mayor aproximación en las lecturas de ángulos; a ambos dispositivos, suele llamárseles indistintamente "nonio" o "vernier", a pesar de ser tan distintos entre sí.

Los calibradores vernier en milímetros 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 estándar y el largo

Vernier estándar: Este tipo de vernier es el más comúnmente utilizado, tiene n divisiones iguales que ocupan la misma longitud que n-1 divisiones sobre la escala principal.

Vernier largo: El vernier largo está diseñado para que las graduaciones adyacentes sean más fáciles de distinguir. Este vernier tiene 20 divisiones que ocupan 39 mm sobre la escala principal.

Calibradores grandes y pequeños: Hay calibradores disponibles en diversos tamaños, con rangos de medición de 100 mm a 3 m (4 a 120 pulg). Los que tienen rango de 300 mm (12 pulg) o menos son clasificados como pequeños, los de rango mayor como grandes.

Vernier Tipo M: Llamado calibrador con barra de profundidades: Tiene un cursor abierto y puntas para medición de interiores. Está 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. Están diseñados para facilitar la medición de peldaño, ya que tienen el borde del cursor al ras con la cabeza del brazo principal cuando las puntas de medición están completamente cerradas.

Vernier Tipo CM: Tiene un cursor abierto, está diseñado en forma tal que las puntas de medición de exteriores puedan utilizarse en la medición de interiores, cuenta con un dispositivo de ajuste para el movimiento fino del cursor. Tienen una mayor resistencia al desgaste y daño. Vernier circular (goniómetro): Es una modificación del vernier lineal, que mide ángulos, se utiliza montado en un teodolito. ERRORES DE MEDICIÓN CON CALIBRADORES

1.- Error inherente a la construcción del calibrador.

2.- Error de paralaje

3.- Condiciones ambientales y fuerza de medición

TORNILLO MICROMETRICO O PALMER

Es un instrumento de medición longitudinal capaz de valorar dimensiones de milésimas de milímetro, en una sola operación.

El tornillo micrométrico se usa para longitudes menores a las que puede medir el calibrador o vernier. El tornillo micrométrico consta de una escala fija y una móvil que se desplaza por rotación. La distancia que avanza el tornillo al dar una vuelta completa se denomina paso de rosca.

La precisión del tornillo esta dada por:

P = paso de rosca / No. de divisiones de la escala móvil

Si en un tornillo micrométrico la escala fija esta graduada en medios milímetros, o sea el paso de la rosca es esa distancia, y la móvil tiene 50 divisiones, la precisión con que se puede medir una longitud será de 1/100 de milímetro.

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 pequeño 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 pequeño en la posición 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 micrómetro debe hacerse utilizando fuerza constante en la calibración a cero y en las lecturas de mediciones, para lograr esto, la mayor parte de los micrómetros tienen adaptado un dispositivo de fuerza constante (matraca), concéntrico al tambor, que transmite una fuerza regulada constante al tambor-husillo.

El vernier y micrómetro son los instrumentos más utilizados en la industria metalmecánica.

Las partes principales que constituyen un micrómetro son las siguientes:

1. Cuerpo principal en forma de C (bastidor). Sobre él están montadas todas las demás partes.

2. Palpador fijo o yunke. Es el tope fijo con el que se hacen las mediciones.

3. Palpador móvi o husillol. Es el tope móvil con el que se hacen las mediciones. Sobre éste está la escal graduada en milímetros, correpondientes a la abertura entre los dos palpadores.

4. Tambor graduado. Corresponde a la lectura en submúltiplos de 1/n de milímetros, donde n es el número de divisiones del tambor.

5. Escala cilíndrica graduada o escala vernier. Corresponde a la lectura de vernier, para milésimas de milímetros. La escala cilíndrica (vernier) divide cada parte de la escala del tambor en m pates iguales.

6. Botón de fricción (matraca o trinquete). Dispositivo regulador de presión constante entre los palpadores, a fin de asegurar la mejor medición y evitar daños al instrumento.

7. Palanca o tuerca de fijación. Tornillo de acople de las piezas del instrumento.

TIPOS DE MICROMETROS

MICROMETROS PARA APLICACIÓN ESPECIAL:

Micrómetros para tubo: este tipo de micrómetro esta diseñado para medir el espesor de la pare3d de partes tubulares, tales como cilindros o collares .

Existen tres tipos los cuales son:

1.- Tope fijo esférico

2.- Tope fijo y del husill0o esféricos

3.- Tope flujo tipo cilíndrico

MICROMETRO PARA RANURAS: En este micrómetro ambos topes tiene un pequeño diámetro con el objeto de medir pernos ranurados, cuñeros, ranuras, etc., el tamaño estándar de la porción de medición es de 3 mm de diámetro y 10 mm de longitud.

MICROMETRO DE PUNTAS: Estos micrómetros tiene ambos topes en forma de punta . Se utiliza para medir el espesor del alma de brocas, el diámetro de raíz de roscas externas , ranuras pequeñas y otras porciones difíciles de alcanzar. El ángulo de los puntos puede ser de 15 ,30, 45, o 60 grados . Las puntas

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