METROLOGIA

1.-OBJETIVOS

*Aprender a utilizar los diferentes tipos de instrumentos de medición comúnmente

utilizados en física para determinar las longitudes de los cuerpos a medir.

*Conocer y aprender a utilizar los diferentes instrumentos de medición para

emplearlos en forma correcta.

2.-FUNDAMENTO TEÓRICO

La Metrología es una ciencia dedicada al estudio de las diferentes técnicas de

medición y principalmente dedicado al estudio de los instrumentos de medida.

La medición es un procedimiento en el cual se compara una cantidad desconocida

con un estándar conocido, usando un sistema de unidades aceptado y

consistente.

Todo método de medida tiene su limitación dada por:

*Los instrumentos usados, que son fuente de error, al tener una precisión finita

llamada apreciación nominal.

*La magnitud a medir, que no está definida con infinita precisión, como por

ejemplo falta de paralelismo, irregularidades, etc.

La precisión del instrumento debe ser 10 veces más preciso que la tolerancia

especificada; Entendiéndose por tolerancia al grado de variación permitido en una

medida.

La magnitud física de mayor uso en ingeniería es la longitud teniendo para esta

magnitud una amplia gama de instrumentos de medición que van desde los de

apreciación normal hasta los de gran precisión.

El Flexometro.- Es el más simple de los instrumentos de medición que se usa para

medir longitudes lineales, está disponible en varias longitudes, teniendo

generalmente las dos escalas de medición de longitudes mas empleadas son la

métrica y las pulgadas. La precisión de dicho instrumento puede ser de 0,5 o 1mm

, en la escala métrica y 1/16 o 1/32 de pulgada en la inglesa.

El Calibrador de Vernier o Pie de Rey.- es un instrumento de medida lineal para

medidas de longitud internas, externas y de profundidad. Son instrumentos de

medida directa, con precisiones que van desde 0.1 mm a 0.05 mm en el sistema

métrico y de 1/128 plg en el sistema inglés.

El Tornillo Micrométrico.- para medidas exteriores, es un aparato de medida

directa de precisiones que van desde 0.01 mm a 0.001 mm o su equivalente del

sistema inglés.

El micrómetro presenta dos graduaciones para la lectura en milímetros y la

centésima de milímetro, la rosca del tornillo micrométrico tiene un paso de 0.5 mm

por lo tanto con un giro completo del tornillo, el tambor graduado avanza o

retrocede 0.5 mm.

Cuando la extremidad cónica del tambor está dividida en 50 partes de otra

graduación, la apreciación se hace dividiendo el paso entre 50 partes.

El milímetro y el medio milimétrico se leen sobre la graduación lineal fija que esta

en correspondencia con la graduación de la parte cónica del tambor graduado.

3.-EQUIPO Y MATERIAL REQUERIDO

1.-Flexometro

2.-Calibrador Vernier o Pie de Rey

3.-Micrometro

4.-Figuras Geométricas

5.-Alambre, lamina de acero algunas piezas mecánicas.

4.-PROCEDIMIENTO

4.1.-USO DEL FLEXOMETRO

Para medir con este instrumento se debe extender la cinta metálica que se

encuentra enrollada en el interior de la carcasa ; sobre el objetivo o superficie a

medir , luego accionar el mecanismo de bloqueo. Para la lectura se debe leer lo

metros y a continuación la parte decimal y centesimal de la medida

4.2 USO DEL CALIBRADOR VERNIER

Punto 1: Verifique que el calibrador no esté dañado.

Si el calibrador es mal manejado su vida útil será menos larga de lo planeado,

para mantenerlo siempre útil no deje de tomar las precauciones siguientes:

1) Antes de efectuar las mediciones, limpie de polvo y suciedad las superficies de

medición, cursor y regleta; ya que el polvo puede obstruir a menudo el

deslizamiento del cursor.

2) Cerciórese que las superficies de medición de las quijadas y los picos no estén

dobladas o despostilladas.

3) Verifique que las superficies deslizantes de la regleta estén libres de daño.

Para obtener mediciones correctas, verifique la herramienta acomodándola como

sigue:

1) Esté seguro de que cuando el cursor está completamente cerrado, el cero de

la escala de la regleta y del nonio estén alineados uno con otro, también verifique

las superficies de medición de las quijadas y los picos como sigue:

- Cuando no pasa luz entre las superficies de contacto de las quijadas, el

contacto es correcto.

- El contacto de los picos es mejor cuando una banda uniforme de luz pasa a

través de las superficies de medición.

C3) Verifique que el cursor se mueva suavemente pero no holgadamente a lo

largo de la regleta.

Punto 2: Ajuste el calibrador correctamente sobre el objeto que está midiendo

Coloque el objeto sobre el banco y mídalo, sostenga el calibrador en ambas

manos, ponga el dedo pulgar sobre el botón y empuje las quijadas del nonio

contra el objeto a medir, aplique sólo una fuerza suave.

Método correcto de manejar los calibradores

Medición de exteriores.Coloque el objeto tan profundo como sea posible entre las quijadas.

M2) Coloque el calibrador hacia arriba sobre una superficie plana, con el medidor

de profundidad hacia abajo, empuje el medidor de profundidad, si las

graduaciones cero en la regleta y la escala del nonio están desalineados, el

medidor de profundidad está anormal.

3) Verifique que el cursor se mueva suavemente pero no holgadamente a lo largo

de la regleta.

Punto 2: Ajuste el calibrador correctamente sobre el objeto que está midiendo

Sostenga el objeto perpendicularmente con las quijadas de otra forma, no se

obtendrá una medición correcta.

Medición de interiores.En esta medición es posible cometer errores a menos que se lleve a cabo , y

cuidadosamente, introduzca los picos totalmente dentro del objeto que se va a

medir, asegurando un contacto adecuado con las superficies de medición y tome

la lectura.

Al medir el diámetro interior de un objeto, tome el valor máximo, al medir el ancho

de una ranura tome el valor mínimo

Es una buena práctica medir en ambas direcciones para asegurar una correcta

medición

Medición de profundidad.En la medición de la profundidad, no permita que el extremo del instrumento se

incline, no deje de mantenerlo nivelado.

La esquina del objeto es más o menos redonda, por lo tanto, gire el resaque de la

barra de profundidad hacia la esquina.

LECTURA DEL CALIBRADORPara la lectura de un calibrador, se deberán realizar los siguientes pasos:

1. Leer de la escala fija los milímetros o pulgadas que anteceden al cero del

nonio.

2. Buscar la línea del nonio que coincida con una división de la regla fija, que

nos indica la parte decimal y/o centesimal de la medida de acuerdo al tipo

de instrumento.

Para medir magnitudes lineales interiores poner en contacto con la pieza la garra

fija medidora de interiores, luego avanzar la garra móvil medidora de exterior

hacia la pieza efectuando la fuerza de medición normalizada.

Para medir profundidades, en principio poner el vástago medidor de

profundidades en contacto con la pieza, luego presionar el brazo móvil hasta que

el borde de la regla graduada haga contacto con la pieza, posteriormente realizar

el bloqueo de la corredera con el tornillo de bloqueo.

4.3 USO DEL MICROMETROExisten micrómetros que pueden realizar medidas exteriores máxima de 25mm,

aumentado su alcance de medida 25 en 25mm.

Para realizar la medición se debe poner en contacto la pieza a medir con el tope,

acercar el vástago mediante la perilla de accionamiento, hasta que el mecanismo

regulador de fuerza entre en funcionamiento, con lo cual el tornillo no avanza,

distinguiéndose el sonido de trinquete, procede a bloquear el tambor, para

realizar la lectura de la medida.

LECTURA DEL MICROMETROEn el sistema métrico decimal se utilizan tornillos micrométricos de 25 mm de

longitud; estos tienen un paso de rosca de 0,5 mm, así al girar el tambor toda una

vuelta la espiga se desplaza 0,5 mm.

En el tambor fijo del instrumento hay una escala longitudinal, es una línea que

sirve de fiel, en cuya parte superior figuran las divisiones que marcan los

milímetros, en tanto que en su lado inferior están las que muestran los medios

milímetros; cuando el tambor móvil gira va descubriendo estas marcas, que

sirven para contabilizar el tamaño con una precisión de 0,5 mm.

En el borde del tambor móvil contiguo al fiel se encuentran grabadas en toda su

circunferencia 50 divisiones iguales, indicando la fracción de vuelta que se

hubiera realizado; al suponer una vuelta entera 0,5 mm, cada división equivale a

una cincuentava parte de la circunferencia, es decir nos da una medida con una

precisión de 0,01 mm.

En la lectura de la medición con el micrómetro nos hemos de fijar por tanto

primero en la escala longitudinal, que nos indica el tamaño con una aproximación

hasta los 0,5 mm, a lo que se tendrá que añadir la medida que se aprecie con las

marcas del tambor, llegando a conseguirse la medida del objeto con una

precisión de 0,01 mm.

En la figura tenemos un micrómetro con una lectura de 6,24 mm, en la escala fija

se puede ver hasta la división 6 inclusive, y la división de la escala móvil, del

tambor, que coincide con la línea del fiel es la 24, luego la lectura es 6,24mm.

En este segundo ejemplo podemos que el micrómetro indica: 9,61 mm, en la

escala fija se ve la división 9 y además la división de medio milímetro siguiente,

en el tambor la división 11 de la escala móvil es la que esta alineada con la línea

de fiel, luego la medida es 9 mm, más 0,5 mm, más 0,11 mm, esto es 9,61 mm.

Las operaciones aritméticas a realizar son sencillas, y una vez comprendido el

principio de funcionamiento, se realizan mentalmente como parte del manejo del

instrumento de medida.

CUESTIONARIO

1.- ¿Cuál es el instrumento más preciso y porque?

R.- El instrumento de medición más preciso es el micrómetro porque tiene una

precisión de tres decimales, es decir, si en una regla cualquiera medimos la

longitud de un cuerpo geométrico y obtenemos como resultado 4,5cm., en el

micrómetro obtendremos una precisión de 4.563cm.

2.- Explique cómo y con qué instrumento medirías el diámetro interior de un cilindro.

R.- Para medir el diámetro interior de un cilindro se puede utilizar el calibrador

Vernier y se mide de la siguiente manera: introduzca los picos totalmente dentro

del objeto que se va a medir, asegurando un contacto adecuado con las

superficies de medición y tome la lectura.

3.- Sera posible que usted tenga una lectura de 20,57 mm utilizando un instrumento de precisión de 0,02 mm

R.- No es posible.

4.- Existe algún instrumento que tenga mayor precisión que los nombrados, de ser así ¿Cuál es?

R.- De acuerdo a lo investigado y lo aprendido en el laboratorio de física, el

instrumento de medición más preciso es el micrómetro

5.- Determinar los volúmenes con cada instrumento de medida.

R.-

CUERPO GEOMETRICOINSTRUMENTO VOLUMEN

Cilindro corto Regla 47,8 cm3Cilindro largo Regla 39,5 cm3Paralelogramo Regla 58 cm3Esfera Micrómetro 5,7 cm3Cilindro alto Micrómetro 22,63 cm3

Cilindro bajo Micrómetro 247,20 cm3Cilindro bajo Pie de rey 51,88 cm3Cilindro alto Pie de rey 34.23 cm3paralelogramo Pie de rey 58,98 cm3

6.-¿Cuáles son la fuerzas de error detectadas en el proceso?

R.- Errores debidos al instrumento de medida

Cualquiera que sea la precisión del diseño y fabricación de un instrumento

presentan siempre imperfecciones. A estas, con el paso del tiempo, les tenemos

que sumar las imperfecciones por desgaste.

Error de alineación.

Error de diseño y fabricación.

Error por desgaste del instrumento. Debido a este tipo de errores se tienen

que realizar verificaciones periódicas para comprobar si se mantiene

dentro de unas especificaciones.

Error por precisión y forma de los contactos.

Errores debidos al operador

El operador influye en los resultados de una medición por la imperfección de sus

sentidos así como por la habilidad que posee para efectuar las medidas. Las

tendencias existentes para evitar estas causas de errores son la utilización de

instrumentos de medida en los que elimina al máximo la intervención del

operador.

Error de mal posicionamiento. Ocurre cuando no se coloca la pieza

adecuadamente alineada con el instrumento de medida o cuando con

pequeños instrumentos manuales se miden piezas grandes en relación de

tamaño. Otro ejemplo es cuando se coloca el aparato de medida con un

cierto ángulo respecto a la dimensión real que se desea medir.

Error de lectura y paralaje. Cuando los instrumentos de medida no tienen

lectura digital se obtiene la medida mediante la comparación de escalas a

diferentes planos. Este hecho puede inducir a lecturas con errores de

apreciación, interpolación, coincidencia, etc. Por otra parte si la mirada del

operador no esta situada totalmente perpendicular al plano de escala

aparecen errores de paralaje.

Errores que no admiten tratamiento matemático. Error por fatiga o

cansancio