Mecanizado

Metrologia

David Bou Rodriguez 1ºB Soldadura y caldereria

Metrología

La palabra Metrología se define a si misma, viene del griego μετρoν, medida y λoγoς, tratado.Es la ciencia que estudia los sistemas de medida y los instrumentos empleados para realizarlas e interpretarlas.

Normalización

Desde que se empieza a producir elementos independientes que necesitan luego ser ensamblados se hace necesario cumplir con unas normas que hagan ese ensamble posible, no podría hacerse si cada medida es diferente. En el año 1875 17 países acuerdan adoptar unas normas para que hayan esas normas, creando la Oficina Internacional de Pesas y Medidas , con sede en París. A lo largo de los años se han incorporado diferentes países, adoptando estas medidas y fabricando en base a ellas.Actualmente y tras la incorporación de Croacia y la Comunidad del Caribe en el año 2005 hay 51 estados miembros.

La metrotecnia

Es la tecnología o el conjunto de técnicas que estudia las medidas. A diferencia de la Metrología, que se centra en la parte teórica y definición de medida, la metrotecnia se ocupa de la realización de la medida propiamente dicha, el uso de los instrumentos, su contracción y conservación, sus instrucciones de uso, y todo lo que tiene que ver con los trabajos de medición.

Clasificación de la medición

Definamos primero lo que es la medición:

Es determinar la dimensión de la magnitud de una variable en relación con una unidad de medida preestablecida y convencional.Se puede realizar una medida de dos maneras, de forma directa y de forma indirecta.Medición directa:La medida o medición diremos que es directa, cuando disponemos de un instrumento de medida que la obtiene, así si deseamos medir la distancia de un punto a a un punto b, y disponemos del instrumento que nos permite realizar la medición, esta es directa.Medición indirecta:No siempre es posible realizar una medida directa, porque no disponemos del instrumento adecuado que necesitas tener, porque el valor a medir es muy grande o muy pequeño depende, porque hay obstáculos de otra naturaleza, etc.Medición indirecta es aquella que realizando la medición de una variable, podemos

calcular otra distinta, por la que estamos interesados.

Instrumentos para la medida directa.

Tenemos como ejemplo primario el metro, es un instrumento muy popular que todo el mundo ha usado al menos 1 vez en la vida, no es muy preciso por lo que no se usa para medir con precisión.

Cuando se requieren medidas mas precisas se usan otros instrumentos como el calibre o el micrómetro.

También hay instrumentos de medida fija como galgas de espesores, calibres de formas (ángulos de determinados grados por ejemplo) y goniómetros.

Instrumentos para la medida indirecta

Hay otros instrumentos, algunos mas precisos incluso para realizar medición indirecta, uno de ellos es el comparador.

El alexómetro es un instrumento de medición de diámetros interiores. Es un reloj comparador anexado a un eje que en el extremo de éste, se encuentra el contacto que hace girar las agujas del alexómetro y de este modo poder comparar las medidas.

Otro instrumento de medida indirecta seria el nivel de burbuja, realmente no nso da una medida, algo medible pero si nos da la referencia de horizontalidad y verticalidad.

Apreciación

Se podría definir la apreciación como la mínima graduación hecha en cualquier instrumento que pueda leerse.

Estimación

Podría definirse como la medida normalmente mas exacta que aprecia el ojo humano en una escala no marcada en el instrumento y entre 2 graduaciones una inferior y otra superior si marcadas.

Regla graduada

En una base que puede ser de diferentes materiales (no se recomiendan materiales como aluminio por su coeficiente de dilatación con la temperatura) se divide en una escala graduada para usar como referencia. Según lo que se quiera medir la regla podrá tener formas diferentes para la comodidad de la medición.

El calibre y sus partes

Es un instrumento de medida con una relación precio precisión muy aceptable. Dependiendo de su nonio tiene mayor o menos precisión, vamos a ver las partes de un calibre y luego sus nonios para identificar sus precisiones:

El 1 son las bocas de medida, están la fija y la móvil. Sirven para medir exteriormente una pieza.El 2 son los palpadores, usados para realizar medidas internas.El 3 es la varilla sonda, que se usa para medir profundidades.El 4 y 5 son las reglas graduadas fijas tanto en milímetros como en pulgadas.El 6 y el 7 se llama nonio, y en el calibre de la imagen también puede apreciarse que va dividido tanto en pulgadas como en milímetros para poder realizar mediciones de los dos sistemas de medidas mas importantes.El 8 es un freno para que una medida tomada y en una precisión no varíe con un leve golpe o movimiento.El grado de precisión del calibre lo dan las divisiones del nonio, según cuantas según la precisión. Veamos el calculo:En un calibre de precisión 1/10, es decir de una décima de milímetro el nonio va dividido en 10 partes que comprenden 9 milímetros. Pueden así distinguirse medidas de décima de milímetro como 34,4 o 2,3 por poner unos ejemplos.En uno de precisión 1/20 el nonio va dividido en 20 partes que realmente miden 19mm. Las medidas que da este calibre son de 5 centésimas de milímetro, poniendo como ejemplo 46,45 o 12,30El otro tipo de nonio es mas preciso aun, consta de 50 partes que miden realmente 49mm, dando una precisión de 1/50 de mm o 0,02 mm. , dos centésimas solo de precisión.Hay calibres también con formas diferentes según la utilidad particular para la que se van a usar, encontrando por ejemplo el calibre de tornero o el de interiores para tubos.

Micrómetro. Partes del micrometro7

El micrómetro es otro instrumento de medida si cabe aun mas preciso que el calibre. Se basa en el avance de una tuerca por el paso conocido de un tornillo. Cuando mas fino sea ese paso de rosca mas precisión apreciara el micrómetro.Vamos a ver sus partes:

Normalmente el paso de un micrómetro normal tiene 0,5mm, eso quiere decir que al dar una vuelta completa una tuerca avanza solo 5 décimas de mm. En su escala graduada en mm se puede apreciar la medida en mm que nos daría el objeto a medir, y para una apreciación mas exacta hay que mirar el manguito o tambor, el cual esta dividido en 50 partes, que realmente nos dice cuanto ha avanzado la tuerca(manguito o tambor) en relación al tornillo en base a los grados que este ha girado. De esta forma si el tambor ha dado un medio giro habrá avanzado solo 25 partes, es decir 0,25mm. Al medir con un micrómetro se tomara como referencia los mm en numero completo de la apreciación de la escala graduada y se añadirá el valor que marca el tambor.En el caso de este ejemplo de tornillo micrométrico de paso 0,5 y tambor dividido en 50 partes, solo es realizar la división 0,5/50=0,01mm y tenemos así la precisión, viendo que es capaz de apreciar una centésima de mm.Como todo instrumento de medida directa, hay varias formas adaptadas para mediciones concretas, existiendo por ejemplo micrómetros para medir interiores de tubos con precisión o con formas para medir exteriores de tubos, asimismo como para medir profundidades.

El comparador

Es un instrumento cuyo fin es apreciar la desviación o deformación de una pieza. Para ello hay que contar con unos principios como que la comparación ha de hacerse en una superficie ideal plana y sin defecto alguno para poder tener una referencia. A estas superficies planas se las suele llamar mármoles.Asimismo se suele usar una estructura que apoyada en el mármol sujete al comparador de una manera firme. Esta estructura tiene una base que debe ser pesada para no moverse con relación al mármol, para cumplir dicho requerimiento algunas bases son magnéticas o incluso electromagnéticas para fijarse fuertemente al mármol que claro esta en estos casos debe de ser de hierro o acero.

Como puede verse, su esfera esta dividida en 100 partes, dando un recorrido completo con un empuje en la punta de contacto de 1mm, su precisión sera de una centésima de mm. Los hay aun mas precisos, capaces de apreciar una milésima de mm, totalmente imperceptible al ojo humano. Lleva otra esfera mas pequeña que indica los milímetros acumulados en la comparación en caso de que la diferencia de medidas supere el milímetro. Su uso es muy sencillo, se fija al mármol y se pasa la pieza a comparar por debajo de la punta de contacto, rozando esta. Si la pieza esta perfecta las agujas no se moverán en absoluto, pero si tiene centésimas de diferencia a lo largo de una cara de la pieza las agujas se moverán dentro de un rango, ese rango es la diferencia en la cara de esa pieza.Hay otro tipo de comparador llamado de palanca, básicamente es el mismo pero en lugar de una punta de contacto tiene una leva, que actúa tanto hacia delante como hacia atrás, marcando según su escala las décimas, centésimas o milésimas incluso en la comparación.

Y un tipo mas de comparador seria el alexómetro, es como el comparador normal pero con la punta de contacto a 90º para poder comparar interiores de tubos o de huecos circulares.

Es bastante importante el alexómetro ya que nos da una apreciación bastante buena tanto de la ovalización (diferencia en el diámetro interior de un tubo o hueco circular), como de la conicidad (cambio de diámetro en un tubo o hueco circular a diferentes alturas de este).

ovalización Conicidad

Bloques calibrados

Son bloques metálicos extraordinariamente pulidos con medidas fijas conocidas.Suelen usarse para la comprobación y calibración de instrumentos de medidas como calibres y tornillos micrométricos. Su pulido es tan perfecto que se pegan unas piezas a otras solo con el contacto. Si se pusieran los bloques bajo un comparador la teoría es que la aguja no se movería en absoluto.

Juego de bloques calibrados.

Las galgas de espesores se usan para medir huecos o mas bien para dejar huecos en los montajes entre piezas, no suelen usarse para calibrar instrumentos de medida ya que tienen menos precisión

Los calibres de formas son muy variados, pueden ser redondos como el de la primera imagen para medir categorías de frutas, o como el de la imagen de la derecha para medir pasos de roscas en tornillos. Hay muchos tipos mas según lo que se desee medir. En definitiva no son mas que referencias para poder usar.

Su uso es bien sencillo, en la primera foto por ejemplo se pasarían las frutas a medir por los agujeros de los calibres, si no pasa se prueba con uno de dimensión superior, el objetivo de esto es darle a la fruta (o a los huevos por ejemplo) una categoría, y no se pagan estos al mismo precio claro esta.En el caso de la galga para roscas es muy sencillo, se busca el peine que encaje con la rosca de un tornillo perfectamente y se lee en el peine la medida del paso.goniómetros

Son instrumentos de medida diseñados para medir ángulos. Se puede usar tanto para medir un angulo desconocido como para trazar el angulo que queremos en una chapa.Es tan sencillo de usar como girar una de las reglas con respecto a la otra hasta que se ajuste al angulo a medir en el caso de querer saber un angulo, o de girarlo hasta conseguir el angulo que queremos para luego trazarlo.

Normas de conservación de los aparatos de medida

Es muy importante para realizar mediciones correctas que los instrumentos de medida estén en perfectas condiciones.Para ello lo mas importante es tenerlas protegidas de golpes, si por ejemplo llevamos instrumentos de precisión en la caja de herramientas revueltas con todo lo demás luego no podemos esperar que estas den una medición correcta. Así mismo tampoco hay que darles ningún golpe durante su uso.Otro punto a prevenir es la oxidación, mantenerlas fuera de humedades. Imaginemos un juego de bloques calibrados con oxido y usarlos para calibrar un tornillo micrométrico, esta calibración sera un fracaso y generara muchos mas errores en el futuro.Hay que usar cada instrumento para lo que fue diseñado, si se usan mal pueden deteriorarse prematuramente o deformarse.