Metrología

Pesos. Medidas. Herramientas de medición. Cinta métrica. Escuadra. Calibre. Micrómetro

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La metrología es la ciencia que estudia los sistemas de pesos y medidas. Dentro de la metrología se distinguen tres importantes términos: medir, comparar y verificar. Medir es la operación por la cual se establece cuántas veces una magnitud es mayor o menor que otra, tomada como unidad; comparar es la operación con la que se examinan dos o más objetos o elementos geométricos para descubrir sus relaciones, diferencias y/o semejanzas y, por último, verificar es comprobar si una cosa es verdadera.

MEDIR

 

Medir una longitud es ver cuántas veces una distancia contiene una magnitud que hayamos tomado como unidad. La unidad de medición en el Sistema Internacional es el metro, que originalmente se estableció como la diezmillonésima parte del cuadrante del meridiano terrestre. También se utilizan otras unidades, que no son del SI, pero que se utilizan para medir algunas cosas muy concretas o que suelen utilizarse en algunos países como Reino Unido. Algunas de esas unidades son:

Unidad de medida

Equivalencia aproximada

Pulgada

0,02540 metros

Pies

0,03048 metros

Yarda

0,91440 metros

Milla marítima

1.851,85 metros

HERRAMIENTAS DE MEDICIÓN

Los instrumentos que sirven para medir dimensiones son útiles para todas y cada una de las labores de bricolaje, mecánica, etc. De hecho, la invención de estas herramientas ha hecho posible el gran progreso que hay hoy en día.

No cabe duda de que la dimensión que más se mide en bricolaje y en la vida cotidiana es la longitud.

Algunas de las herramientas más comunes para medir, en su mayoría para medir longitud, son:

- Flexómetro / Cinta métrica: Es el más común, de cinta metálica, muy útil, versátil y que no ocupa espacio porque se enrolla sobre sí mismo. Es el metro por excelencia por ser la herramienta más usada entre no profesionales. Tiene bastante exactitud y vale para tomar todo tipo de medidas de pequeña longitud. Para medir longitudes algo más largas una persona sola, conviene que la cinta metálica sea más ancha que la convencional y arqueada, para mantenerla recta sin que se doble.

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- Metro plegable / Metro de carpintero: Es muy habitual en carpintería, aunque se sigue utilizando, ésta herramienta de metro clásico de carpintero va desapareciendo y sustituyéndose por el metro de cinta metálica (“metro”). La ventaja de esta herramienta es que no se dobla cuando está desplegada.

- Escuadra: La escuadra de carpintero es un clásico también muy utilizada por los carpinteros, porque aumenta la precisión del trazo y facilita el marcaje. Además, es perfecta para comprobar el ángulo de los ensamblajes y escuadrado de muebles. La idea es que sirva para medir ángulos rectos exactos (90º), insustituible, pues, además sirve para trazar líneas perpendiculares o a 45º respecto al canto de un tablero. Las hay regulables en ángulo, pero se puede perder exactitud en la posición de ángulo recto con respecto a las escuadras fijas.

- Falsa escuadra: Se trata de una escuadra con distintas reglas que permite medir y trazar ángulos de distintas dimensiones.

- Metro láser: Es el metro de última tecnología. Mide fácilmente y con una enorme precisión distancias de todo tipo basándose en la emisión de un rayo láser. Esta precisa herramienta es capaz de medir distancias superiores a 1.000 m y es muy fácil de transportar debido a su ligereza y pequeño tamaño. Su único inconveniente es su elevado precio para un aficionado.

- Transportador de ángulos: Se utilizan para medir los ángulos en grados. El transportador de ángulos es un instrumento útil para fabricar algún elemento con ángulos no rectos. También sirve para copiar un ángulo de un determinado sitio y trasladarlo al elemento que estemos fabricando. El transportador de ángulos es una herramienta de dibujo que nos permite medir y también construir ángulos. Consiste en un semicírculo graduado con el que podemos medir ángulos de hasta 180º

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.- Regla metálica: Las reglas metálicas son muy útiles para trabajos de carpintería por su enorme exactitud y para dibujar líneas rectas ayudándonos de ellas.

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- Calibre: También conocido como pie de rey, es el mejor metro del que para medir pequeños objetos como clavos y tornillos, así como diámetros y grosores, incluso la profundidad de los agujeros. Su mayor virtud es la precisión, ya que es capaz de medir décimas de milímetro, e incluso la media décima de milímetro. Para medir exteriores se utilizan las dos patas largas, para medir interiores las dos patas pequeñas, y para medir profundidades un vástago que va saliendo por la parte .

trasera. La medida se hace cerrando la pata móvil graduada, donde está dibujada la regla auxiliar o nonio, hasta fijarla a la pieza a medir. La primera raya (0) nos indicará los milímetros y la siguiente raya que coincida exactamente con una de las rayas de la escala graduada del pie, nos indicara las décimas de milímetro (calibre con 10 divisiones) o las medias décimas de milímetro (calibre con 20 divisiones). La regla está dividida en milímetros y en la regla corredera, una longitud de 9 mm se ha dividido en 10 partes. Las escalas suelen estar graduadas en pulgadas, milímetros o en pulgadas y milímetros a la vez.

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Medición de interior

Medición de exterior

Medición de profundidad

Medición de escalón

El calibre pie de rey está por lo general fabricado en material de acero inoxidable templado y cromados en mate, el cual le da una calidad especial, también son fabricados en plástico y otros materiales pero éstos son de menor calidad y precisión. En las últimas generaciones de calibres interviene el plástico, sobre todo en los de reloj analógico y digitales.

Descripción:

Existen diversas formas de calibres pie de rey en el mercado, según sea la utilización que se le tenga que dar, las longitudes de las patas y de la regla son especiales y de grandes longitudes,  (hasta 2000 mm de regla y 200 mm de patas) en la siguiente lista están los más habituales:

  • Con patas en escuadras hacia el interior o hacia el exterior.

  • Con la pata de la regla escalada cilíndrica.

  • Con las patas paralelas largas y estrechas.

  • Con la pata de la regla escalada desplazable.

  • Con puntas en la escuadra hacia el exterior.

- Micrómetro: Es un aparato de medida muy exacto y preciso utilizado sobre todo en mecánica. Su principio se basa en que una eje roscado al dar una vuelta entera, hace avanzar un tornillo, axialmente, un paso, es decir, una entrada en un tornillo. Su funcionamiento se basa en un tambor, en el que se dibuja una regla dividida en 50 partes: el tornillo tiene un paso de 0,5 mm, que girando el tambor, este avanza o retrocede. El tambor tiene dos topes: cerrado del todo, en el que el 0 del tambor ha de coincidir con el 0 de la regla, y el abierto del todo en el que la última línea de la regla tiene que coincidir con el 50. La lectura se hace de la siguiente forma:

- Primero se mira los milímetros enteros de la regla del eje.

- Después se lee los medios milímetros, en el caso de que hubieran.

- Luego, se mira la línea en el tambor en la que la regla lo “corta” perpendicularmente.

- Por último, se suma todo: milímetros enteros, medios milímetros y centésimas de milímetros (regla del tambor)

Cuidados: mantenerlo limpio, guardarlo en su estuche, no forzar la presión excesiva sobre una pieza, no deslizar los topes sobre las piezas. A veces, los micrómetros se pueden desajustar, pero, al ser un material tan caro, existen unas piezas llamadas bloques patrón, de medidas exactas, con lo que se pueden calibrar utilizando una llave gancho para hacer coincidir la medida de la pieza con la que marca el micrómetro.

El micrómetro está formado por el cuerpo principal, donde lleva una tuerca, en cuya parte exterior tiene una grabación longitudinal; y por un eje que atraviesa todo el micrómetro a lo largo donde se en encuentran un conjunto de piezas entre las que destacan: anillo de blocaje, caña roscada, cilindro graduado, eje roscado, tambor graduado, tuerca de ajuste, cono de arrastre, seguro contra exceso de presión, atacador y un tornillo.

El esquema de un micrómetro pálmer es el siguiente: .

Tipos de micrómetros:

  • Micrómetros para exteriores: También llamada pálmer, sirve para medir el exterior de las piezas.

  • Micrómetros para hojas: Se usa para medir espesor de hojas y cintas.

  • Micrómetros para tubos: Se usa para medir espesor de paredes de tubos.

  • Micrómetros para prismas: Se usa para medir diámetro exterior de instrumentos con varios filos

  • Micrómetros para interiores: Sirven para medir el interior de las piezas.

  • Micrómetros de interiores para diámetros: Se usan para medir diámetros interiores de tubos, por ejemplo.

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  • Micrómetros para roscas: Se usa para medir rosca métrica, en pulgada y de tubos.

  • Micrómetros para profundidades: Se usan para medir la profundidad de algo.

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  • Micrómetros para engranajes: Sirven para medir engranajes, como se indica.

COMPARAR

Comparar es la operación con la que se examinan dos o más elementos u objetos geométricos, para descubrir sus relaciones, diferencias o semejanzas.

Los instrumentos utilizados para comparar se llaman comparadores y, estos, sirven para la verificación del paralelismo de dos caras, comprobar la redondez y concentricidad de ejes y agujeros o la colocación de las piezas en las máquinas herramientas, medir y clasificar piezas, etc.

Existen cuatro tipos de comparadores: neumáticos, electrónicos, ópticos y mecánicos. Algunos comparadores son:

- Reloj comparador básico: Reloj capaz de captar variaciones de medidas. No da directamente la medida de una magnitud, sino la comparación con otra conocida. Esta captación es posible gracias a un mecanismo de engranajes o palancas: el mecanismo va encerrado en una caja de acero o aluminio de forma circular atravesado por un eje que termina en una bola de acero templado y se desliza sobre unos cojinetes o guías. Este eje es el que se pone en contacto con la pieza a verificar, por lo que es muy sensible, transmitiendo la captación a unos engranajes que mueven la aguja que marca la unidad en una silueta parecida a la del reloj, pero dividida en 100 partes iguales equivalen a 0,01 mm. La esfera del reloj es, normalmente, giratoria, para ajustar el cero a la posición más conveniente.

- Comparador de alturas con reloj: Es un reloj comparador que se usa con un soporte que capta la variación de altura con bastante precisión, por pequeña que sea. Se emplea para comparar por ejemplo, el defecto de altura en la fabricación de dos piezas del mismo tipo.

- Comparadores rectos: Los comparadores mecánicos están dotados de un movimiento de alta precisión, con indicación de 0,01 o 0,001, con esferas desde 40, 58 y 80 y campos de medida desde 1mm hasta 100mm., disponen de diferentes prestaciones según modelos, todos ellos disponen de visualización mixta analógica/numérica de última tecnología.

- Comparadores de palanca / Minímetro: El comparador de palanca, o de palpador inclinable, es un tipo de instrumento diseñado especialmente para el acceso a puntos difíciles donde el comparador estándar no puede, a la vez que por su baja presión se hace muy útil para la medición en materiales deformables. Mediciones estándar, perpendicular y lateral sin ningún tipo de complicación a cualquier punto a controlar por difícil que este sea. Permiten tener una visualización numérica y analógica, indicación centesimal y milesimal, unidades de medida milímetros o pulgadas, salida RS232 e indicación del modo de medida normal, mínimo, máximo y máximo-mínimo.

- Comparadores de diámetros: Los comparadores de diámetros no son, ni más ni menos, que un reloj comparador acoplado a un soporte diseñado para medir diámetros internos o externos.

- Comparadores de interiores con compás: Además de los relojes, también existen comparadores que son compases, aunque estos no marcan ningún valor, sirven para llevar una medida muy exacta de un lado a otro y compararlas.

VERIFICAR

Verificar es, simplemente, comprobar si una cosa es verdadera. Aunque, en Mecánica, este término, también comprende los términos medir y comparar, siendo fundamental para saber si las piezas, aparatos o máquinas cumplen o no las condiciones o requisitos necesarios para llevar a cabo la función a la que están destinados.

- Calas o bloques patrón: Son piezas que ofrecen una gran estabilidad dimensional y de forma gracias a la elección y al especial tratamiento térmico del material. Los bloques patrón son de una gran precisión dimensional, de una gran calidad en su proceso de lapeado y matado de aristas y con unos errores de planitud y paralelismo muy pequeños en sus caras de medida. Con relación al material (acero, cerámica o carburo de tungsteno) es muy importante tener en cuenta sus características físicas de dilatación térmica y dureza. Tienen un acabado superespejo. La finalidad de estas piezas es calibrar instrumentos de medida muy exactos, como son los micrómetros. Las medidas de las calas van en el siguiente orden:

100 - 90 - 80 - 70 - 60 - 50 - 40 - 30 - 20 - 10 -

9 - 8 - 7 - 6 - 5 - 4 - 3 - 2 -

1,9 - 1,8 - 1,7 - 1,6 - 1,5 - 1,4 - 1,3 - 1,2 -

1,19 - 1,18 - 1,17 - 1,16 - 1,15 - 1,14 - 1,13 - 1,12 - 1,11 - 1,10 - 1,09 - 1,08 - 1,07 - 1,06 - 1,05 - 1,04 - 1,03 - 1,02 - 1,01 -

1,005

Con este juego de piezas se pueden construir medidas de hasta 628,305 mm. La colocación de estas piezas se hace dejando las piezas más pequeñas en el centro y las más grandes en los extremos para una mayor fijación.

Estas piezas, al ser tan exactas, requieren unas precauciones y cuidados como: protegerlas de mucha humedad o cambios de temperatura, limpiarlas con paños que no dejen hilos, evitándolas de campos magnéticos y guardándolas después de limpiarlas y darles una capa de vaselina.

-Galgas: Las galgas son piezas, como las calas, que sirven para verificar si, por ejemplo, un tornillo tiene el paso correcto, si una cuña tiene los ángulos correctos, etc. Existen dos tipos de galgas: de espesores y de perfiles. Estas últimas se dividen en galgas de radios, que se emplean para comprobar los redondeados de las piezas; y galgas para perfiles especiales, con una determinada forma.

- Nivel: Los niveles de burbuja son utilizados en bricolaje, albañilería y carpintería. Con una burbuja en el centro, el nivel sirve para medir con bastante precisión la línea vertical y la horizontal: por ejemplo, para saber si un cuadro está bien colgado o si un ladrillo no tiene más inclinación de la debida. Algunos niveles digitales emiten un sonido cuando hemos alcanzado la horizontalidad o verticalidad adecuada, facilitando enormemente el trabajo. Cuanto más grande es el nivel, más preciso: unos 60 cm. de largo suele ser suficiente.

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-Plomada: Sirve para medir la verticalidad. No es más que una cuerda atada a un peso, que cuando se tensa por efecto de la gravedad, dibuja una línea vertical. Se utiliza mucho en albañilería.

  • Caja luminosa: Caja transparente con una luz en el que se proyecta una pieza para comprobar si está bien hecha.

- Proyector de perfiles: es como la caja luminosa pero más compleja y precisa.

- Microscopio de taller: microscopio para comprobar detalles minúsculos.