Industria y Materiales

Metrologia

Compartir 0 Me sirvió 0 No me sirvió

Micrómetros

Uno de los instrumentos que se utiliza con mayor frecuencia en la industria para medir el espesor de objetos pequeños, metalmecánica es el micrómetro. El concepto de medir un objeto utilizando una rosca de tornillo se remonta a la era de James Watt. durante el siglo pasado se logró que el micrómetro diera lecturas de 0.001 pulgadas.

Metrologia

Figura 1. Ejemplos de micrómetros

El micrómetro es un dispositivo que mide el desplazamiento del husillo cuando este es movido mediante el giro de un tornillo, lo que convierte el movimiento giratorio del tambor en el movimiento lineal del husillo. El desplazamiento de éste amplifica la rotación del tornillo y el diámetro del tambor. Las graduaciones alrededor de la circunferencia del tambor permiten leer un cambio pequeño en la posición del husillo.

Lectura del Micrómetro

Para el micrómetro estándar en milímetros nos referimos a la figura 2. Para lecturas en centésimas de milímetro primero tome la lectura del cilindro ( obsérvese que cada graduación corresponde a 0.5 mm ) y luego la del tambor, sume las dos para obtener la lectura total.

Metrologia

Figura 2. lectura de un micrómetro convencional

a. Lectura sobre el cilindro 4.0

b. Lectura entre el 4 y el borde del tambor 0.5

c. Línea del tambor que coincide con el cilindro 0.49

Lectura total: 4.99 mm

Note que el tambor se ha detenido en un punto más allá de la línea correspondiente a 4mm.
Note también que una línea adicional (graduación de 0.5 mm) es visible entre la línea correspondiente a 4mm y el borde del tambor.
La línea 49 sobre el tambor corresponde con la línea central del cilindro así:

El tornillo micrométrico.

El micrómetro para medidas exteriores es un aparato formado por un eje móvil ( c ) con una parte roscada (e), al extremo de la cual va montado un tambor graduado (f); haciendo girar el tambor graduado se obtiene el movimiento del tornillo micrométrico (e) y por consiguiente el eje móvil (c), que va a apretar la pieza contra el punto plano (b). Sobre la parte fija (d), que está solidaria al arco (a), va marcada la escala lineal graduada en milímetros o pulgadas. A diferencia del vernier hay un micrómetro para cada sistema de unidades. Las partes fundamentales de un micrómetro son:

Arco de herradura.

Punto fijo plano.

Eje móvil, cuya punta es plana y paralela al punto fijo.

Cuerpo graduado sobre el que está marcada una escala lineal graduada en mm y ½ mm.

Tornillo solidario al eje móvil.

Tambor graduado.

Dispositivos de blocaje, que sirven para fijar el eje móvil en una medida patrón y poder utilizar el micrómetro de calibre pasa, no pasa.

Embrague. Este dispositivo consta de una rueda moleteada que actúa por fricción. Sirve para impedir que al presión del eje móvil sobre la pieza supere el valor de 1 Kg/cm², ya que una excesiva presión contra la pieza pueda dar lugar a medidas erróneas.

Figura 3. El Tornillo Micrométrico.

El micrómetro presenta dos graduaciones para la lectura del milímetro y la centésima de milímetro. La rosca del tornillo micrométrico tiene un paso

de 0,5 mm. Por tanto con un giro completo del tomillo, el tambor graduado avanza o retrocede 0,5 mm.

La extremidad cónica del tambor está dividida en 50 partes de otra graduación. Por tanto la apreciación se hace en este caso dividiendo el paso entre 50 partes; sería 0,5 : 50 — 0,01 mm. Girando el tambor, el cuerpo graduado en centésimas, el eje móvil y el embrague van corriendo por la escala graduada fija. El milímetro y el medio milímetro se leen sobre la graduación lineal fija que está en correspondencia con la graduación de la parte cónica del tambor graduado.

El Micrómetro de profundidades

El micrómetro de profundidad sirve para comprobar la medida de la profundidad del agujero, acanaladuras, etc. Se diferencia del micrómetro para medidas externas en que se sustituye el arco por un puente aplicado a la cabeza del micrómetro.

El campo de medida de este instrumento es de 25 mm y su aproximación es de 0,01 mm. Las partes fundamentales son:

Puente de acero. La anchura puede variar de 50 a 100 mm.

Plano de apoyo.

Eje móvil.

Dispositivo de blocaje.

Cuerpo graduado.

Tambor graduado

Para aumentar la capacidad de lectura, el micrómetro de profundidad dispone de unos ejes de medidas variables que son intercambiables. La figura 4. indica un ejemplo de medida con mi-crómetro de profundidad. Para que la medida sea correcta es indispensable que el plano del puente del micrómetro se adapte perfectamente a la superficie de la pieza, y con la mayor zona de contacto posible.

Metrologia

Micrómetro de interiores

El micrómetro para interiores sirve para medir el diámetro del agujero y otras cotas internas superiores a 50 mm. Está formado por una cabeza micrométrica sobre la que pueden ser montados uno o más ejes combinables de prolongamiento. La (figura. 5). muestra las partes principales del micrómetro:

Tambor graduado.

Cuerpo graduado.

Tornillo micrométrico.

Dispositivo de blocaje.

Punta fija de la cabeza micrométrica.

Primer tubo de prolongamiento, atornillado directamente sobre la cabeza.

Eje que se atornilla por el interior del primer tubo de prolongamiento.

Segundo tubo de prolongamiento atornillado sobre el primer tubo.

Eje atornillado por el interior del primer tubo.

Extremidad esférica.

Extremidad plana.

Figura 5. El Micrómetro de interiores

Con el tambor completamente abierto la cabeza da una longitud de 50 mm. El campo de medida es de cerca de 13 mm. Con sólo la cabeza del micrómetro, pueden por tanto efectuarse medidas comprendidas entre 50 y 63 mm (fig.6).

Para ampliar las medidas se pueden utilizar uno o más ejes de prolongación. Un conjunto completo está constituido por 5 ejes con medidas que son: 13, 25, 50, 100 y 150 mm.

Combinando los ejes de diferentes maneras puede medirse cualquier distancia comprendida entre 50 y 400 mm.

Para medidas superiores a 400 mm hace falla ejes suplementarios de 200 mm. La (fig. 6), muestra un ejemplo de medida efectuada montando sobre la cabeza micrométrica dos ejes de prolongamiento.

Metrologia

Errores de Medición sobre el Micrómetro

Incertidumbre

En una serie de lecturas sobre una misma dimensión constante, la inexactitud o incertidumbre es la diferencia entre los valores máximo y mínimo obtenidos.

Incertidumbre = valor máximo - valor mínimo

Error Absoluto

El error absoluto es la diferencia entre el valor leído y el valor convencionalmente verdadero correspondiente.

Error absoluto = valor leído - valor convencionalmente verdadero

Error Relativo

El error relativo es la razón del error absoluto y el valor convencionalmente verdadero

Error relativo = Error absoluto / valor convencionalmente verdadero

Como el error absoluto es igual a la lectura menos el valor convencionalmente verdadero, entonces:

Error relativo = (valor leído - valor real) / valor real

Con frecuencia, el error relativo se expresa como un porcentaje de error, multiplicándolo por cien:

Porcentaje de error = Error relativo*100%

Ejemplo de la medida de un error

Sea por ejemplo, un remache cuya longitud es 5.4 mm y se mide cinco veces sucesivas, obteniéndose las siguientes lecturas:

5.5 mm; 5.6 mm; 5.5 mm; 5.6 mm; 5.3 mm

Incertidumbre = 5.6 -5.3 = 0.3 mm

Los errores absolutos de cada lectura serían:

5.5 - 5.4 = 0.1 mm

5.6 - 5.4 = 0.2 mm

5.5 - 5.4 = 0.1 mm

5.6 - 5.4 = 0.2 mm

5.3 - 5.4 = -0.1 mm

El signo nos indica si la lectura es mayor ( signo + ) o si es menor (signo - ) que el valor convencionalmente verdadero. El error absoluto tiene las mismas unidades de la lectura.

El error relativo y el porcentaje de error para cada lectura serían: