TP3 Herramientas

Ficha N° 3: Instrumentos de medición
La metrología es la ciencia que estudia las mediciones de las distintas magnitudes,(longitud, volumen, masa, tensión, temperaturas, etc), sus unidades de medida (metro, litro, grado, etc); como así también el uso correcto de los instrumentos para tal acción y su calibración.
La importancia de “saber medir” es la diferencia entre un trabajo realizado correctamente, o la concreción de un fracaso. En las distintas áreas del taller nos encontraremos con operaciones mecánicas para el desarrollo de proyectos y trabajos prácticos (trazar, cortar, limar, perforar, soldar, etc), todos ellos son posteriores a cálculos y mediciones y representaciones gráficas.
Es importante resaltar, que a través del apunte, se hace mención a “Instrumentos” y no “Herramientas”; la diferencia es que las herramientas están diseñadas y construidas para soportar esfuerzos, golpes, y facilitar la realización de trabajos mecánicos, mientras que un instrumento es utilizado para medir, y requiere un uso y cuidado especial.
La elección del instrumento adecuado para una medición, va a estar dado en primer lugar, por el tipo de magnitud que se desea medir (Ejemplo: si lo que necesito medir es una temperatura, comenzaré por seleccionar un termómetro). Luego decidiremos cuál de los instrumentos de ese tipo se ajustan mejor a mi medición, (Ejemplo: no será lo mismo un termómetro clínico que uno industrial para determinar si una persona presenta fiebre). Es necesario entonces incorporar el concepto de “Apreciación de un Instrumento” y “Rango de Medición” para hacer una elección adecuada al momento de medir.
Llamaremos apreciación de un instrumento, a la menor división que presenta un instrumento en su escala, o bien, la menor medición que puede determinar con éste. El rango de medición de un instrumento estará dado por el campo de medidas para cualquier número de valores, que siempre deben estar entre los extremos de su escala.
A lo largo de área de Metrología de taller, nos ocuparemos de las distintas técnicas de medición y los instrumentos convenientes para cada una de ellas.
A continuación se enumeran los instrumentos de medición con los cuales trabajaremos, describiendo brevemente sus características, cuidados, y uso adecuado.

• Pie metálico:
• Odómetro:
• Calibre mecánico:
• Tornillo micrométrico:
• Goniómetro:
• Material Volumétrico:
• Multímetro:
• Pinza amperimétrica




Pie Metálico:
Su aspecto lo asemeja a una regla graduada de uso escolar, sin embargo son varias las diferencias entre ellos. Lo más notorio es el material en que está construido, veremos que como su nombre lo indica, el pie está constituido por materialesmetálicos, generalmente aceros inoxidables que permite su uso ( medir o trazar) sobre superficies duras; además de conferirle mayor resistencia a la corrosión y durabilidad . Si observamos, el extremo inferior de la escala (el cero) coincide con el borde del instrumento, facilitando la medición de espesores, profundidades y alturas en planos secantes.
Otra diferencia reside en la apreciación de cada escala.
• En un pie metálico la menor medida que podemos medir (la menor división de su escala) es de 0,5 mm (medio milímetro) por lo tanto su apreciación es de 0,5 mm.

• La menor medida que puede medir una regla graduada es de un milímetro, por lo tanto su apreciación es de 1mm.

El rango de medición de una regla metálica puede ir de 200mm (20 cm), a 1000mm (1 m), siendo el más utilizado en las distintas áreas de taller la del pie metálico de 300 mm (30 cm). Estos instrumentos suelen presentar dos escalas, una milimétrica y otra en pulgadas. Según el fabricante, las escalas pueden estar en una misma cara de la regla, o bien una escala al frente y otra al reverso. Recordemos la equivalencia entre las escalas; una pulgada (unidad de medida inglesa utilizada frecuentemente en mecánica) equivale a 25,4 mm (2,54 cm)

Reglas de escritorio o escolares, son también llamadas reglas graduadas y se utilizan para tres propósitos principales: para medir, para ayudar en el trazado de líneas rectas y como guía para el corte recto con una cuchilla o cutter. Generalmente, están construidas en plástico, acrílico o madera, su rango varía de 20 a 100 cm de longitud, siendo este último el llamado “metro” comercial.

Odómetros:
Es un instrumento de medición que calcula la distancia recorrida por un móvil u objeto. Un odómetro es un dispositivo que generalmente consiste de una rueda encastrada en un engranaje calibrado con precisión, y puede ser independiente (instrumento aislado) o estar incorporado a un vehículo; al contar las vueltas que hace la rueda se calcula la distancia recorrida. De ser un instrumento aislado, suele traer un mango fijo o extensible que facilita su manejo.Cada vez que una rueda da una vuelta completa se recorre una distancia igual a su perímetro. Por tanto, contando el número de vueltas se puede conocer con exactitud la distancia total recorrida. Cuanto mayor sea el diámetro de la rueda, menor será su apreciación.

Se utilizan en los vehículos como “cuenta kilómetros” y para medir distancias en agrimensura, ergometría, seguridad vial y otras aplicaciones industriales. Su apreciación puede ser un decímetro, o un kilómetro, según la aplicación para la que fue construido.


Calibre mecánico:
Sabemos que, tanto el pie metálico como la regla milimetrada tienen una apreciación de 0,5 mm o un milímetro respectivamente, esdecir, que ésta será la longitud más pequeña que podemos medir. La apreciación más común del calibre es la de 1/20mm (0,05mm) o 1/50 mm (0,002mm).Posee dos escalas, la inferior milimétrica y la superior en pulgadas.
Este instrumento de medición es muy sensible y delicado, por lo que debe manipularse con sumo cuidado y delicadeza, dado que cualquier golpe o torcedura cambiará significativamente el valor de la medición. Es importante guardarlo en su estuche o funda luego de su utilización, o dejarlo apoyado sobre ellos cuando lo estamos usando.
Una imagen de un calibre se muestra en la figura siguiente. La distancia “1” denota la medición de un espesor externo; “2” la medición del ancho de una cavidad o diámetro interno y la varilla en el extremo “3” se utiliza para medir profundidad. Utilizando “9” podemos medir alturas.

1.-Mordazas para medidas externas.
2.-Mordazas para medidas internas.
3.-Coliza para medida de profundidades.
4.-Escala con divisiones en centímetros y milímetros.
5.-Escala con divisiones en pulgadas y fracciones de pulgada.
6.-Nonio para la lectura de las fracciones de milímetros en que esté dividido.
7.-Nonio para la lectura de las fracciones de pulgada en que esté dividido.
8.-Botón de deslizamiento y freno.
9.-Plano de referencia para medir alturas

Tornillo Micrométrico:
Dependiendo de la medición que se desee realizar, puede necesitarse un instrumento de mayor precisión paramedir el tamaño de un objeto. Otro instrumento que se utiliza habitualmente es el tornillo micrométrico o micrómetro. Su apreciación puede ser del orden de los 1/100 mm (0,01 mm) o 1/1000 mm (0,001mm).
La siguiente figura muestra una imagen de un tornillo micrométrico con sus componentes

1. Cuerpo: constituye el armazón del micrómetro suele tener unas plaquitas de aislante térmico para evitar la variación de medida por dilatación.

2. Tope o Yunque: determina el punto cero de la medida; suele ser de algún material duro como "metal duro" para evitar el desgaste así como optimizar la medida.

3. Espiga o Husillo: elemento móvil que determina la lectura del micrómetro; la punta suele también tener la superficie en metal duro para evitar desgaste.

4. Tuerca de fijación o Freno: que permite bloquear el desplazamiento de la espiga.

5. Trinquete: limita la fuerza ejercida al realizar la medición.

6. Tambor móvil: solidario a la espiga, en la que está gravada la escala móvil de 50 divisiones.

7. Tambor fijo: solidario al cuerpo, donde está grabada la escala fija de 0 a 25 mm
El procedimiento para medir el tamaño de un objeto es el siguiente. Se coloca entre el yunque y el husillo elcuerpo deseado. Luego se ajusta utilizando el trinquetehasta que éste hace tope. Luego de alcanzar el tamaño del objeto se mueve el freno hasta que el tambor móvil quede inmovilizado. Por último se procede a la lectura de la medición.

Goniómetro:
El goniómetro o transportador universal es un instrumento de medición que se utiliza para medir ángulos.Consta de un círculo graduado de 180° o 360º, el cual lleva incorporado un dial giratorio sobre su eje de simetría, para poder medir cualquier valor angular.El dial giratorio lleva incorporado un nonio para medidas de precisión.

Transportadores Universales con nonio, pueden ser leídos precisamente con una aproximación de 5 minutos (5’) o 1/12 de grado. El cuadrante está graduado a la derecha y a la izquierda del cero, hasta 90 grados. La escala del vernier está también graduada a la derecha y a la izquierda del cero, hasta 60 minutos (60’).


Materiales Volumétricos:
Los materiales volumétricos nos permiten principalmente medir volúmenes de líquidos. Los materiales utilizados con más frecuentemente son:


Probeta Graduada:
La probeta graduada, al igual que el resto de los materiales volumétricos, puede tener diferentes capacidades (50ml., 100ml, 250ml, 500ml, 1000ml, etc). Tanto su capacidad como apreciación están expresadas en el cuello de la probeta. El material con el que está fabricada es mayormente vidrio, aunque pueden encontrarse también de plásticos y acrílicos. En su diseño, presenta una base plástica desmontable que permite su mejor almacenamiento. Como todo material volumétrico, las sustancias a medir deben estar a temperaturas estipuladas, para evitar la dilatación del recipiente y por consiguiente errores de medición. Los materiales volumétricos NO DEBEN SER EXPUESTOS A CAMBIOS EXTREMOS O BRUSCOS DE TEMPERATURA.
Multímetro:
Un multímetro, también de nominado TESTER, es un dispositivo eléctrico y portátil, que le permite a una persona medir distintas magnitudes eléctricas que forman parte de un circuito
Algunas de las funciones del multímetro son:

• Medición de resistencia.

• Prueba de continuidad.

• Mediciones de tensiones de corriente alterna y corriente continua.

• Mediciones de intensidad de corrientes alterna y continua.

En principio debemos identificar que vamos a medir y tener una idea de entre que valores oscila esa medición. Una vez identificados buscamos en la escala del tester los datos. Por ejemplo si queremos medir voltaje de una corriente continua de 100 V, buscamos en el tester la V que al lado tiene una línea continua y elegimos el mayor valor, más cercano al valor aproximado de medición. Luego se deben conectar las puntas de medición (los cables al multímetro). La punta negra debe ir conectada en la clavija que tiene denominación COM, de “común”.
Luego buscamos la clavija que tiene como denominación la magnitud que queremos medir.
Si queremos medir voltaje, buscamos la V y conectamos el terminal en esa clavija. Luego se deben conectar las otras terminales de los cables, el negro en la parte negativa del circuito y el rojo en la parte positiva del circuito.Si el multímetro es digital mostrará el valor en la pantalla y en caso de que sea analógico, la aguja se moverá al valor de la medición.


Pinza Amperimétricas:
Una pinza amperimétrica es una herramienta de medición eléctrica que combina un multímetro digital básico con un sensor de corriente.Las pinzas amperimétricas se han convertido en herramientas populares principalmente por dos razones:

• Seguridad: las pinzas amperimétricas permiten a los técnicos omitir el antiguo método de cortar un cable e insertar un medidor de prueba de línea en el circuito para tomar una medición de corriente. Las mordazas de una pinza amperimétrica no necesitan tocar el conductor durante una medición.

• Comodidad: durante la medición, no es necesario desconectar el circuito que transmite corriente: un gran avance en la eficiencia.



Cuestionario:
1- ¿A qué se denomina “apreciación” de un instrumento?

2- Nombrar 5 diferencias entre un pie metálico y una regla graduada.


3- ¿Cuáles son las dimensiones de una pieza que podemos medir con un calibre?

4- ¿Qué cuidados debemos tener presentes al medir con materiales volumétricos?


5- ¿Qué magnitudes eléctricas podemos medir con un tester?

6- Si necesito medir el espesor de una chapa, sabiendo que éste oscila entre los 0,17mm y 0,18mm, ¿Qué instrumento de medición elegiría? Justificar la elección del instrumento.


7- ¿Qué instrumento de medición de uso escolar cumple con la misma función que un goniómetro?

8- ¿Dónde es usual encontrar un odómetro midiendo?