Manual teorico practico del curso

Transcripción

SECRETARÍA DE
EDUCACIÓN
PÚBLICA
Colegio Nacional de Educación Profesional Técnica
PROFESIONAL TÉCNICO EN
ELECTROMECÁNICA
Manual Teórico Práctico del
Curso-Módulo Ocupacional
APLICACIONES DE LA METROLOGÍA
1er. Semestre
Electromecánica
Aplicaciones de la Metrología
PARTICIPANTES
Coordinadores
Director General:
Joaquín Ruiz Nando Suplente del Director General
Secretario Académico:
Marco Antonio Norzagaray
Director de Diseño
Curricular de la
Formación Ocupacional:
Gustavo Flores Fernández
Revisor:
Asociación Mexicana de
Ingenieros Mecánicos
y Electricistas. Sección
Metropolitana
Presidente de la AMIME
Sección Metropolitana:
Dr. Miguel Toledo Velázquez
Autores:
Instalación y Mantenimiento
Electromecánica
Manual del curso – módulo autocontenido
D.R. ©2004 CONALEP
Prohibida la reproducción total o parcial de
esta obra, incluida la portada, por cualquier
medio sin autorización por escrito del
CONALEP. Lo contrario representa un acto
de piratería intelectual perseguido por la
ley Penal.
E-CBNC
Av. Conalep N° 5, Col. Lázaro Cárdenas, C.P. 52140
Metepec, Estado de México.
Mantenimiento e Instalación
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Electromecánica
ÍNDICE
Participantes
I. Mensaje al alumno
II. Como utilizar este manual
III. Propósito del curso módulo autocontenido
IV. Normas de competencia laboral
V. Especificaciones de evaluación
VI. Mapa curricular del curso módulo autocontenido
CAPÍTULO 1 . INTRODUCCIÓN A LA MEDICIÓN.
Mapa curricular de la unidad de aprendizaje
Sumario
1.1 Aplicar los instrumentos de medición dimensional: vernier y micrómetro
1.2 Emplear el goniómetro e indicador de carátula y bloque patrón en mediciones
mecánicas
Prácticas y listas de cotejo
Autoevaluación de conocimientos
CAPÍTULO 2 . MANEJO DE INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN
Sumario
2.1 Emplear los instrumentos para medición de presión
2.2 Aplicar los instrumentos para medir temperatura
2.3 Manejar los instrumentos para medir flujo y velocidad
CAPÍTULO 3 MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DEL EQUIPO DE MEDICIÓN
Sumario
3.1 Aplicar los instrumentos para medir corriente eléctrica
3.2 Emplear los instrumentos para medir tensión eléctrica
3.3 Manejar el óhmetro
3.4 Emplear el osciloscopio
RESPUESTAS A LAS AUTOEVALUACIONES DE CONOCIMIENTOS POR CAPÍTULO
GLOSARIO
GLOSARIO DE TÉRMINOS DE E-CBNC
BIBLIOGRAFIA
3
Electromecánica
I.
MENSAJE AL ALUMNO
El Conalep a partir de la Reforma Académica 2003, diseña y actualiza sus carreras,
innovando sus perfiles, planes y programas de estudio, manuales teórico prácticos, con
los avances educativos, científicos, tecnológicos y humanísticos predominantes en el
mundo globalizado acordes también a las necesidades del país para conferir una mayor
competitividad a sus egresados, por lo que se crea la modalidad de Educación y
Capacitación Basada en Competencias Contextualizadas, que considera las tendencias
internacionales y nacionales de la educación tecnológica, lo que implica un reto
permanente en la conjugación de esfuerzos.
¡CONALEP TE DA LA BIENVENIDA AL CURSO - MÓDULO AUTOCONTENIDO
APLICACIONES DE LA METROLOGÍA!
Este manual teórico práctico que apoya al módulo autocontenido, ha sido diseñado bajo
la Modalidad Educativa Basada en Competencia Contextualizadas, con el fin de
ofrecerte una alternativa efectiva para el desarrollo de conocimientos, habilidades y
actitudes que contribuyan a elevar tu potencial productivo, y a la vez que satisfagan las
demandas actuales del sector laboral, te formen de manera integral y tengas la
oportunidad de realizar estudios a nivel superior.
Esta modalidad requiere tu participación e involucramiento activo en ejercicios y
prácticas con simuladores, vivencias y casos reales para promover un aprendizaje
integral y significativo, a través de experiencias. Durante este proceso deberás mostrar
evidencias que permitirán evaluar tu aprendizaje y el desarrollo de competencias laboral
y complementarias requeridas.
El conocimiento y la experiencia adquirida se verán reflejados a corto plazo en el
mejoramiento de tu desempeño laboral y social, lo cual te permitirá llegar tan lejos
como quieras en el ámbito profesional y laboral.
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Electromecánica
II.
COMO UTILIZAR ESTE MANUAL
Las instrucciones generales que a continuación se te pide que realices, tienen la
intención de conducirte a que vincules las competencias requeridas por el mundo de
trabajo con tu formación de profesional técnico.
¾ Redacta cuales serían tus objetivos personales al estudiar este curso -módulo
autocontenido.
¾ Analiza el Propósito del curso del módulo autocontenido que se indica al principio
del manual y contesta la pregunta ¿Me queda claro hacia dónde me dirijo y qué
es lo que voy a aprender a hacer al estudiar el contenido del manual? si no lo
tienes claro pídele al docente que te lo explique.
¾ Revisa el apartado especificaciones de evaluación son parte de los requisitos
que debes cumplir para aprobar el curso - módulo. En él se indican las
evidencias que debes mostrar durante el estudio del curso -módulo ocupacional
para considerar que has alcanzado los resultados de aprendizaje de cada
unidad.
¾ Es fundamental que antes de empezar a abordar los contenidos del manual
tengas muy claros los conceptos que a continuación se mencionan: competencia
laboral, competencia central, competencia básica, competencia clave, unidad de
competencia (básica, genéricas específicas), elementos de competencia, criterio
de desempeño, campo de aplicación, evidencias de desempeño, evidencias de
conocimiento, evidencias por producto, norma técnica de institución educativa,
formación ocupacional, módulo autocontenido, módulo integrador, unidad de
aprendizaje, y resultado de aprendizaje. Si desconoces el significado de los
componentes de la norma, te recomendamos que consultes el apartado glosario
de términos, que encontrarás al final del manual.
¾ Analiza el apartado «Normas Técnicas de Competencia Laboral, Norma Técnica
de Institución Educativa».
¾ Revisa el Mapa Curricular del curso – módulo autocontenido. Esta diseñado para
mostrarte esquemáticamente las unidades y los resultados de aprendizaje que te
permitirán llegar a desarrollar paulatinamente las competencias laborales que
requiere la ocupación para la cual te estás formando.
¾ Revisa la Matriz de Competencias del curso -módulo autocontenido. Describe las
competencias laborales, básicas y claves que se contextualizan como parte de la
metodología que refuerza el aprendiza lo integra y lo hace significativo
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Electromecánica
¾ Analiza la Matriz de contextualización del curso-módulo autocontenido. Puede
ser entendida como la forma en que, al darse el proceso de aprendizaje, el sujeto
establece una relación activa del conocimiento y sus habilidades sobre el objeto
desde un contexto científico, tecnológico, social, cultural e histórico que le
permite hacer significativo su aprendizaje, es decir, el sujeto aprende durante la
interacción social, haciendo del conocimiento un acto individual y social
¾ Realiza la lectura del contenido de cada capítulo y las actividades de aprendizaje
que se te recomiendan. Recuerda que en la educación basada en normas de
competencia laborales la responsabilidad del aprendizaje es tuya, ya que eres el
que desarrolla y orienta sus conocimientos y habilidades hacia el logro de
algunas competencias en particular.
¾ Analiza la Matriz de contextualización del curso-módulo autocontenido. Puede
ser entendida como la forma en que, al darse el proceso de aprendizaje, el sujeto
establece una relación activa del conocimiento y sus habilidades sobre el objeto
desde un contexto científico, tecnológico, social, cultural e histórico que le
permite hacer significativo su aprendizaje, es decir, el sujeto aprende durante la
interacción social, haciendo del conocimiento un acto individual y social
¾ En el desarrollo del contenido de cada capítulo, encontrarás ayudas visuales
como las siguientes, haz lo que ellas te sugieren efectuar. Si no haces no
aprendes, no desarrollas habilidades, y te será difícil realizar los ejercicios de
evidencias de conocimientos y los de desempeño.
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Electromecánica
Imágenes de referencia
Estudio individual
Investigación documental
Consulta con el docente
Redacción de trabajo
Comparación de resultados
con otros compañeros
Trabajo en equipo
Realización del ejercicio
Observación
Investigación de campo
Repetición del ejercicio
Sugerencias o notas
Resumen
Consideraciones sobre
seguridad e higiene
Portafolios de evidencias
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Electromecánica
III.
PROPÓSITO DEL CURSO-MÓDULO AUTOCONTENIDO
Al finalizar el módulo, el alumno manejará los instrumentos empleados de mediciones
mecánicas de sólidos y fluidos, así como los utilizados en mediciones eléctricas y
electrónicas, para la realización de lecturas de las variables mecánicas se sistemas
mecánicos, eléctricos y electrónicos como son: longitud, angulos, presión,
temperatura, flujo, tensión eléctrica, corriente eléctrica, resistencia, entre otras que
permitan garantizar el funcionamiento de los equipos y sistemas electromecánicos y
de telecomunicaciones, siguiendo los procedimientos y especificaciones establecidos
por el fabricante.
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Electromecánica
IV.
NORMAS TÉCNICAS DE COMPETENCIA LABORAL O NORMA
DE INSTITUCIÓN EDUCATIVA
Para que analices la relación que guardan las partes o componentes de la NTCL o NIE
con el contenido del programa del curso – módulo autocontenido de la carrera que
cursas, te recomendamos consultarla a través de las siguientes opciones:
¾ Acércate con el docente para que te permita revisar su programa de estudio del
curso - módulo autocontenido de la carrera que cursas, para que consultes el
apartado de la norma requerida.
¾ Visita la página WEB del CONOCER en www.conocer.org.mx en caso de que el
programa de estudio del curso - módulo ocupacional esta diseñado con una
NTCL.
¾ Consulta la página de Intranet del CONALEP http://intranet/ en caso de que el
programa de estudio del curso - módulo autocontenido está diseñado con una
NIE.
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Electromecánica
V.
ESPECIFICACIONES DE EVALUACIÓN
Durante el desarrollo de las prácticas de ejercicio también se estará evaluando el
desempeño. El docente mediante la observación directa y con auxilio de una lista de
cotejo confrontará el cumplimiento de los requisitos en la ejecución de las actividades y
el tiempo real en que se realizó. En éstas quedarán registradas las evidencias de
desempeño.
Las autoevaluaciones de conocimientos correspondientes a cada capítulo además de
ser un medio para reafirmar los conocimientos sobre los contenidos tratados, son
también una forma de evaluar y recopilar evidencias de conocimiento.
Al término del curso - módulo deberás presentar un Portafolios de Evidencias1, el cual
estará integrado por las listas de cotejo correspondientes a las prácticas de ejercicio,
las autoevaluaciones de conocimientos que se encuentran al final de cada capítulo del
manual y muestras de los trabajos realizados durante el desarrollo del curso - módulo,
con esto se facilitará la evaluación del aprendizaje para determinar que se ha obtenido
la competencia laboral.
Deberás asentar datos básicos, tales como: nombre del alumno, fecha de evaluación,
nombre y firma del evaluador y plan de evaluación.
1
El portafolios de evidencias es una compilación de documentos que le permiten al evaluador, valorar los conocimientos, las habilidades y las
destrezas con que cuenta el alumno, y a éste le permite organizar la documentación que integra los registros y productos de sus competencias previas
y otros materiales que demuestran su dominio en una función específica (CONALEP. Metodología para el diseño e instrumentación de la educación y
capacitación basada en competencias, Pág. 180).
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Electromecánica
MAPA CURRICULAR DEL CURSO – MÓDULO OCUPACIONAL
Aplicaciones
de la
Metrología.
Módulo
108 Horas
Unidad de
Aprendizaje
1. Introducción a
la medición.
16 hrs.
Resultados
de
Aprendizaje
2. Manejo de
instrumentos
de medición
70 hrs.
3. Mantenimiento
y calibración del
equipo de
medición.
22 hrs.
1.1. Identificar los tipos de metrología para aplicarlos en la medición de
parámetros físicos.
1.2. Realizar operaciones con números para aplicarlos en la medición de
2.1. Manejar los instrumentos de medición dimensional para la medición
de piezas en la industria.
2.2. Manejar los instrumentos de medición eléctrica para la verificación de
variables eléctricas en la industria.
2.3. Manejar instrumentos de medición para la verificación de variables
hidráulicas, neumáticas, térmicas y mecánicas en la industria.
3.1. Realizar el mantenimiento preventivo a los diversos aparatos de
medición para asegurar el perfecto funcionamiento en la medición de
los parámetros físicos.
3.2. Calibrar instrumentos de medición de acuerdo a las técnicas
establecidas y equipo especificado.
4 hrs.
12 hrs.
30 hrs.
30 hrs.
10 hrs.
4 hrs.
18 hrs.
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Electromecánica
CAPÍTULO 1 . INTRODUCCIÓN A LA MEDICIÓN
MAPA CURRICULAR DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE
Aplicaciones
de la
Metrología.
Módulo
II. 108 Horas
Unidad de
Aprendizaje
1. Introducción a
la medición.
.
16 hrs.
Resultados
de
Aprendizaje
1.1. Identificar los tipos de metrología para aplicarlos en la medición de
1.2. Realizar operaciones con números para aplicarlos en la medición de
4 hrs.
12 hrs.
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Electromecánica
1.1
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIMENSIONAL
La metrología es la ciencia que trata de la medidas de los sistemas de unidades
adoptados y los instrumentos usados para efectuarlas e interpretarlas. Abarca varios
campos, tales como la metrología térmica, eléctrica, acústica, dimensional, en otras.
La metrología dimensional dentro de la industria (sobre todo en la industria metal –
mecánica) es una de las más utilizadas. La metrología dimensional se puede clasificar
según su campo de aplicación en:
•
•
•
•
Longitud: interiores, exteriores y profundidades
Ángulos: ángulo cualesquiera
Superficies: Rugosidad
Formas: rectitud, planitud, paralelismo, perpendicularidad, concentricidad, etc.
Los instrumentos para mediciones de longitud pueden ser de medida directa, cuando el
valor de la medida se obtiene directamente de los trazos y divisiones de los
instrumentos (como son el metro, regla graduada, calibradores vernier, micrómetros,
etc.) o bien puede ser indirecta, donde para obtener el valor de la medida se necesita
compararla con alguna referencia (todos los comparadores). La Tabla 1.1 muestra una
relación de las medidas y los instrumentos.
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Electromecánica
Tabla 1.1 Tipos de Medición e Instrumentos en metrología dimensional
Al realizar una medición las lecturas que se obtienen nunca son exactamente iguales,
aun cuando las efectúe la misma persona, sobre la misma pieza, con el mismo
instrumento, el mismo método y en el mismo ambiente (repetibilidad); si las mediciones
las hacen diferentes personas con distintos instrumentos o métodos o en ambientes
diferentes, entonces las variaciones en las lecturas son mayores (reproducibilidad).
Esta variación puede ser relativamente grande o pequeña, pero siempre existirá. Los
errores pueden ser diversos y dependen de varios factores. En la Tabla 1.2 se
muestran los diferentes errores que pueden existir en una medición:
14
Electromecánica
Tabla 1.2 Errores en una Medición
1.2
VERNIER
El calibrador vernier es un instrumento de medición directa, con el cual se pueden hacer
mediciones con cierto grado de exactitud, de acuerdo a la legibilidad del mismo. Este
instrumento está compuesto de una regla rígida graduada en cuyo extremo lleva un
palpador fijo (Figura 1.1), sobre esta regla se desliza un cursor al que se le da el
nombre de Vernier o Nonio, cuyas graduaciones difieren de la regla principal; y son las
que determinan la legibilidad del instrumento. Este cursor va unido otro tope al que se
denomina palpador móvil.
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Electromecánica
Figura 1.1 Partes Principales de un Calibrador Vernier
El principio de funcionamiento del Vernier es el siguiente: Si la magnitud que se mide
está dada por un número entero, el origen del vernier (la regla nonio) indica
exactamente este valor sobre la regla (en la escala principal). Si en cambio fuera un
número decimal, el origen del vernier caerá dentro dos trazos de la regla y el trazo del
vernier que coincida frente a un trazo de la regla representa la fracción.
El calibrador Vernier tiene una gran flexibilidad para poder medir ya que este puede
medir longitud, profundidad e interiores. Por lo que por su sencillez y flexibilidad es uno
de los principales instrumentos de medición en la industria.
Clasificación de Calibradores por tamaño y tipo
Hay calibradores disponibles en diversos tamaños, con alcances de medición de 100
mm a 3 m (4 a 120 pulg). Generalmente los tipos de calibrador vernier estándar son los
siguientes:
•
Calibrador Tipo M: La figura 1.2 muestra un calibrador vernier tipo M (llamado
calibrador con barra de profundidades). Este calibrador tiene un cursor abierto y
puntas para medición de interiores.
16
Electromecánica
Figura 1.2 Medición de Interiores, Exteriores y Profundidades con el Calibrador Vernier
•
Calibrador Tipo CM: En la figura 1.3 se observa el calibrador vernier tipo CM,
tienen un cursor abierto y está diseñado en forma tal que las puntas de medición
de exteriores puedan utilizarse en la medición de interiores. Este tipo por lo
general cuenta con un dispositivo de ajuste para el movimiento fino del cursor. A
diferencia del tipo M, las puntas de medición no están achaflanada, por lo que
tienen una mayor resistencia al desgaste y daño, además de carecer de barra de
profundidades.
Figura 1.3 Calibrador Vernier tipo CM
17
Electromecánica
•
Calibrador con Puntas desiguales: Este tipo de calibrador permite ajustar
verticalmente, aflojando un tornillo de fijación, la punta de medición sobre la
cabeza del brazo principal (Figura 1.4), lo que posibilita medir dimensiones en
piezas escalonadas que no puedan medirse con calibradores estándar.
Figura 1.4 Calibrador Vernier con Puntas Desiguales
•
Calibrador con Punta de medición abatible: El calibrador de este tipo tiene la
punta de medición dispuesta de tal modo que puede girar ± 90º alrededor de un
eje paralelo a la línea de medición (Figura 1.5), por tanto, puede medir piezas
escalonadas y ejes con secciones descentradas que no pueden medirse con
calibradores estándar.
Figura 1.5 Calibrador Vernier con Punta Abatible
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Electromecánica
•
Calibrador con puntas largas: Este calibrador es un diseño modificado de los
calibradores tipo C y CM; tiene un brazo principal y unas puntas de medición
mas largas que los tipos normales y puede medir diámetros exteriores grandes
que no pueden medirse con los calibradores estándar. Este calibrador se
muestra en la Figura 1.6.
Figura 1.6 Calibrador con Puntas Largas
•
Calibrador con punta desigual para medir la distancia entre centros de agujeros:
Este calibrador tiene puntas de medición cónicas (ángulos de cono 40º) para
medir las distancias entre centros de agujeros cuyos diámetros sean iguales o
diferentes, entre agujeros sobre superficies diferentes – sobre una pieza
escalonada – y la distancia desde una superficie al centro de un agujero. La
Figura 1.7 muestra un calibrador de este tipo.
Figura 1.7 Calibrador con Punta Desigual para Medir entre Centros
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Electromecánica
•
Calibrador para mediciones con profundidad (tipo puntas paralelas y puntas
cónicas) : Este calibrador sirve para mediciones de profundidad hasta de 32 mm
y se muestra en la Figura 1.8.
Figura 1.8 Calibrador con Puntas Paralelas para Mediciones de Profundidad
•
Calibrador con puntas en cuchilla: para mediciones de ranuras estrechas,
cuenta con barra de profundidad y un recubrimiento de carburo de tungsteno en
las caras de medición exteriores.
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Electromecánica
Figura 1.9 Calibrador con Puntas de Cuchilla
•
Calibrador para tubos: Consta de una punta fija tipo cilindro para mediciones de
tubería con diámetro interior mayor de 3 mm.
`
Figura 1.10 Calibrador para Tubos
•
Calibrador con puntas en gancho: para medir el ancho de ranuras en
perforaciones de más de 30 mm. (Figura 1.11).
21
Electromecánica
Figura 1.11 Calibrador con Puntas de Gancho
•
Calibrador para Ranuras: útil en la medición del ancho de la ranura dentro de
perforaciones de más de 30 mm de diámetro. (Figura 1.12).
Figura 1.12 Calibrador para Ranuras
1.3 MICRÓMETRO
Los micrómetros se clasifican principalmente en:
•
•
Micrómetros para exteriores. Los micrómetros para exteriores son todos aquellos
que tienen cuerpo de herradura ó cuerpo en forma de “C”, como el que se
muestra en la Figura 1.13.
Micrómetros para interiores. Son todos aquellos que sirven para medir interiores,
principalmente son de barra simple y de tres puntos de contacto.
22
Electromecánica
•
Micrómetros de profundidades. Los micrómetros de profundidades son útiles
para medir las profundidades de agujeros, ranuras y escalonamiento.
Micrómetro para Exteriores
El micrómetro es un instrumento de medición más preciso que el Vernier. El cuerpo
principal del micrómetro es en forma de herradura o en “C”, con un palpador fijo en uno
de sus extremos. Por el otro extremo avanza un tornillo (tornillo milimétrico) cuya punta
es otro palpador móvil. Este tornillo lleva en su cabeza un mango que desliza, girando,
sobre un cilindro interior, el cual está graduado longitudinalmente. El mango en su
extremo cercano al marco, tiene marcada una marca circular, llamada limbo, que puede
estar dividida hasta en cien partes. Cuando el mango gira una vuelta completa, el
tornillo avanza la longitud de su paso, que es de 1 mm en los micrómetros decimales.
Cada fracción de vuelta del mango, igual a una división del limbo, hace avanzar un
centésimo de milímetro (0,01 mm).
Las partes principales que constituyen al micrómetro de herradura mostrado en la figura
1.13 son:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Cuerpo principal en forma de “C” o herradura
Palpador fijo
Palpador móvil
Escala fija
Limbo o tambor (Escala cilíndrica graduada)
Trinquete
Botón de fricción o freno
Palanca o tuerca de fijación
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Electromecánica
Figura 1.13 Partes Principales de un Micrómetro
Al estar en contacto los palpadores que ajustan los extremos de la pieza por medir,
coinciden los ceros de la escala longitudinal y del limbo. Cuando la pieza que se mide
esta ajustada entre los topes, está visible una parte de la escala entre el marco y el
mango; esta es la medida del espesor de la pieza en mm, su aproximación en
centésimas de mm se aprecia en la división del limbo que se encuentre en coincidencia
con la línea central de la escala.
Micrómetros para Interiores de Barra Simple
En los micrómetros de barra simple el posicionamiento exacto es la clave para obtener
mediciones exactas de diámetros interiores. Con el objeto de asegurar un
posicionamiento exacto, se mueve el extremo de la cabeza de medición de izquierda a
derecha, en dirección lateral, hasta determinar el punto más alto en el plano
perpendicular al eje. Entonces se mueve, como se muestra en la Figura 1.14, hacia
delante y hacia atrás en dirección axial para determinar la distancia más corta. Este
procedimiento es necesario aunque el micrómetro cuente con un dispositivo de fuerza
constante.
24
Electromecánica
Figura 1.14 Micrómetro para Interiores de Barra Simple
Micrómetros para Interiores con Tres Puntos de Contacto
El micrómetro anteriormente descrito miden con sólo dos puntos de contacto. Este
método, sin embargo requiere una considerable experiencia porque el micrómetro debe
estar exactamente alineado con la línea diametral del agujero que esté siendo medido.
El uso del micrómetro de interiores del tipo de tres puntos de contacto es el más simple
debido a que se alinea a sí mismo con el eje del agujero a través de los tres puntos
(palpadores) de contacto, los cuales están igualmente espaciados. Esto permite realizar
mediciones exactas fácilmente, sin que sea necesaria alguna habilidad especial. Este
micrómetro utiliza una parte cónica (cono liso o rosca cónica) para convertir el
desplazamiento axial del husillo en desplazamiento radial de los puntos en contacto.
En la figura 1.15 se presenta la estructura externa de un micrómetro del tipo de cono
liso. Cuando el husillo es desplazado hacia delante, en dirección axial, la “esfera
contacto” del husillo empuja el cono hacia delante. Conforme este avanza, su superficie
cónica empuja las tres puntas del contacto hacia fuera, en dirección radial. La medición
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Electromecánica
se lee en el cilindro y el tambor cuando las puntas de contacto tocan la superficie
interior del agujero con una fuerza de medición específica.
Figura 1.15 Micrómetro de Interiores con Tres Puntos de Contacto
Micrómetros de Profundidades
Los micrómetros de profundidades se clasifican como sigue:
•
Tipo varilla simple: Como puede apreciarse en la Figura 1.16, este micrómetro
consiste en una cabeza micrométrica, un husillo y una base. La construcción del
cilindro y el tambor es la misma que la del micrómetro normal de exteriores, pero
las graduaciones están dadas en la dirección inversa. La superficie externa del
husillo sirve como cara de medición. La base está hecha de acero endurecido.
Debido a que la superficie inferior de la base se utiliza como superficie de
referencia, está lapeada con exactitud a un alto grado de planitud
(aproximadamente 1.5 μ m).
Figura 1.16 Micrómetro para Profundidades Tipo Varilla Simple
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Electromecánica
•
Tipo varilla intercambiable: La Figura 1.17 muestra la vista externa y la estructura
de un micrómetro típico de este tipo, el cual utiliza un husillo hueco sin superficie
de medición. En su lugar, una varilla intercambiable que pasa a través del husillo
y la base tiene una superficie de medición finamente lapeada en un extremo. El
otro extremo de la varilla está sujeto al husillo. El método de fijación depende del
fabricante (por ejemplo, puede ser un collar en la varilla y un tornillo de fijación o
la presión del tornillo de fijación del trinquete contra el extremo de la varilla).
A.
B.
C.
D.
E.
F.
G.
Trinquete
Tapa del Tambor
Dos tuercas soporte, la longitud total del husillo es
precalibrada y fijada mediante estas tuercas
Tambor, los números están en orden inverso al de los
micrómetros de exteriores.
Cilindro, los números empiezan de arriba y van hacia la
base
Base
Varilla intercambiable
Figura 1.17 Micrómetro de Profundidades Tipo Varilla Intercambiable
•
Tipo varilla seccionada: Este tipo de micrómetro está diseñado para superar las
desventajas del tipo de varilla simple (su limitado alcance de medición) y del tipo
de varilla intercambiable (el cual requiere de varias longitudes de varilla que
deben cambiarse para diferentes longitudes de medición). El tipo de varilla
seccionada permite seleccionar la longitud efectiva de la varilla con una varilla
larga que tiene ranuras V alrededor de su circunferencia a intervalos de 25 mm a
lo largo del eje. Este micrómetro se muestra en la figura 1.18.
27
Electromecánica
Figura 1.18 Micrómetro para Profundidades Tipo Varilla Seccionada
1.4
GONIÓMETRO
Dos rectas que se cruzan en un punto forman un ángulo que por lo general se indica
con letras griegas y en dibujos de ingeniería directamente con el valor numérico. La
unidad de medición angular en el Sistema Internacional de Unidades es el radian, pero
se permite usar la unidad llamada grado, la cual más comúnmente se utiliza en la
industria.
Uno de los medios más sencillos de medir el ángulo entre dos caras de un componente
es utilizar un goniómetro (transportador), que es un instrumento que tiene dos brazos
que pueden colocarse a lo largo de las dos caras, y que contiene una escala circular
que indica el ángulo entre ellas. La figura 1.19 muestra un goniómetro que consta de
una pieza en forma de escuadra (1) unida a un limbo o círculo graduado y un disco (2)
que gira concéntricamente al limbo llevando consigo el brazo (3) en el que se fija una
regla deslizante (4). El limbo está dividido en grados y numerado cuatro veces, de cero
a 90º.
1.
2.
3.
4.
Escuadra y limbo
Disco
Brazo
Regla deslizante
28
Electromecánica
Figura 1.19 Procedimeinto de utilización del Goniómetro
La medición con estos goniómetros se realiza situando el ángulo a medir de tal forma
que sus lados coincidan: uno con un lado de la regla y otro con un lado de la escuadra,
deslizando la regla a uno y/o otro lado empleando el lado más cómodo para la
medición.
Es importante tener presente que el goniómetro mide los ángulos entre sus propias
partes, por lo que la exactitud de la medición dependerá de qué tan adecuado sea el
contacto de las superficies del ángulo con las partes del goniómetro.
1.5 COMPARADOR DE CARÁTULA Y BLOQUE PATRÓN
1.5.1 Comparador de Carátula
Estrictamente hablando, todos los instrumentos de medición son comparadores,
variando desde la simple escala hasta el instrumento complejo que tiene incorporado su
propia escala patrón. El proposito general de los comparadores es señalar las
29
Electromecánica
diferencias de tamaño entre el patrón y el trabajo que esta siendo medido por medio de
alguna forma de palpador sobre una escala y con una magnitud que es suficiente para
leer con la exactitud requerida.
La longitud que se mide será entonces igual a la longitud del patrón, más o menos la
diferencia medida, según ésta sea por exceso o por defecto, respectivamente. Es
frecuente el empleo de los comparadores en la verificación de las formas geométricas,
tales como los planos, planos paralelos y perpendiculares, superficies cilíndricas
exteriores e interiores, etcétera.
Los comparadores son de tipos muy diversos, y se clasifican según el sistema de
amplificación utilizado en:
•
•
•
•
Comparadores de amplificación mecánica
Comparadores de amplificación óptica
Comparadores de amplificación neumática
Comparadores de amplificación eléctrica y electrónica
También se podría citar entre estos los proyectores de perfiles, que permiten comparar
un perfil con respecto a una plantilla o perfil tipo. La comparación o verificación por
medio de un indicador de carátula da las diferencias que pueden existir entre dos o más
piezas debidas a exceso de material o defecto de fabricación; se aplica tanto a
dimensiones lineales como a formas geométricas. La medición por comparación se
utiliza para magnitudes con exactitud de 0.01 mm cuando esta exactitud es exigida.
También es frecuente el empleo de los mismos aparatos en la verificación del
ovalamiento, conicidad, excentricidad y formas geométricas. Las partes principales que
constituyen a un comparador son las siguientes y se muestran en la Figura 1.20:
1.
2.
3.
4.
Cañón en el cual se desplaza el vástago que soporta al palpador.
Cuerpo conteniendo al cuadrante y el mecanismo de funcionamiento.
Aguja que indica los desplazamientos longitudinales del palpador
Aguja totalizadora de los desplazamientos del palpador cuando son mayores a 1
mm.
5. Vástago (con punta esférica)
6. Cuadrante
7. Graduaciones
8. Graduaciones del cuadrante totalizador
9. Palpador
10. Cabeza del vástago
30
Electromecánica
Figura 1.20 Partes Principales de un Comparador de Carátula
El principio en el cual se fundamenta el comparador es el siguiente: El vástago (1) que
soporta el palpador (9) forma una cremallera que engrana con el piñón (2) que, a su
vez, transmite su movimiento a través de un tren de engranajes (3,4 y 5), que amplifica
al piñón (6) que está unido al vástago con palpador esférico.
Para un comparador con una legibilidad de 0,01 mm, los engranajes están calculados
de tal manera que al desplazarse un milímetro el palpador, la guja da una vuelta
completa al cuadrante dividido en 100 partes. Una rueda dentada (7) engrana también
con el piñón (6) y está provista de un resorte espiral (8) que hace girar la rueda de
modo que empuje siempre hacia abajo al vástago del palpador, con lo cual se logra el
contacto con la pieza a verificar.
31
Electromecánica
Para la calibración del aparato se utiliza un juego de bloques patrón, en los cuales dos
de sus caras son finamente rectificadas, lo que permite una gran adherencia al juntarlas
para conseguir una medida exacta, la cual se toma como patrón.
1.5.2 Bloque Patrón
Los patrones de caras paralelas, mas corrientemente conocidos con los nombres de
bloques patrón fueron perfeccionadas e introducidas en la industria por el ingeniero
sueco Johansson. Estos patrones están constituidos por pequeños bloques
paralelepípedos de acero templado y estabilizado de gran dureza. Todas las caras de
estos bloques están finamente rectificadas, siendo perfectamente planas y paralelas,
distanciando entre sí la longitud nominal grabada sobre el patrón a la temperatura de
referencia de 20 ºC y 50 % de humedad relativa.
La particularidad más importante de estos patrones es la que se puedan agrupar por
superposición de modo que la longitud del grupo formado queda dentro de los límites
de precisión requeridos para su empleo como patrón. Esta cualidad hace que con un
número relativamente pequeño de patrones se puedan formar un número de
combinaciones tal, que satisfaga todas las necesidades del taller en cuanto a patrones
para la comprobación de instrumentos y aparatos de verificación y medida.
Las galgas patrón se presentan y utilizan como juegos o colecciones de un número
determinado de bloques de dimensiones escalonadas en tal forma que, combinando un
número muy reducido de ellas puede formarse cualquier medida comprendida entre sus
límites de empleo.
Existen diferentes maneras de obtener un tamaño específico adhiriendo varios bloques
patrón. Los siguientes puntos deben tenerse presentes cuando se adhieran bloques
patrón:
1. Utilice el mínimo número de bloques patrón para formar la medida deseada.
2. Seleccione bloques gruesos siempre que sea posible.
3. Seleccione bloques patrón empezando con uno que tenga el mínimo digito
significante requerido y entonces seleccione secuencialmente dígitos más
significantes.
4. Evite utilizar bloques patrón de 5 mm y sus múltiplos, siempre que sea posible.
32
Electromecánica
PRÁCTICAS DE EJERCICIO Y LISTAS DE COTEJO
Desarrollo de la Práctica
Unidad de aprendizaje: 1
Práctica número: 1
Nombre: Uso adecuado del laboratorio y los instrumentos
Propósito: Al finalizar la práctica el alumno conocerá las reglas de seguridad e
higiene del laboratorio, así como las reglas de uso adecuado de los instrumentos
de trabajo.
Escenario: Laboratorio.
Duración: 2 horas
Materiales
•
Mesa de Trabajo
Maquinaria y Equipo
•
•
•
•
•
•
Herramienta
Vernier
Micrómetro
Goniómetro
Indicador
de
Carátula
Bloques Patrón
Otros instrumentos
33
Electromecánica
Procedimiento
Aplicar las medidas de seguridad e higiene durante el desarrollo de la
práctica. (+)
• Como es el uso de bata, lentes de protección, zapatos de uso industrial.
• No portar accesorios metálicos, ni cabello largo.
2. El PSA explicará a los alumnos las siguientes reglas y las pondrá en
práctica:
• Dará la bienvenida al laboratorio
• Indicará las áreas de trabajo del laboratorio
• Indicará los suministros eléctricos, aire, agua, etc.
• Comentará las medidas de seguridad e higiene.
1.
El buen uso y el cuidado de los instrumentos para medir, garantizan mediciones
y trazos correctos. En primer lugar y de máxima importancia, los instrumentos no
deben utilizarse para otra cosa que no sea para lo que están hechos; sobre todo
no debe golpearse con ellos o sobre ellos.
Sin embargo, no sólo con lo anterior se logra buenos resultados; también es
necesario seguir una serie de reglas para conservarlos y para su uso correcto.
Entre las reglas principales son:
•
•
•
•
•
•
•
•
Después de utilizarse, deben limpiarse perfectamente hasta dejarlos libres
de suciedad. Esta limpieza debe hacerse con una franela suave.
Los instrumentos más finos, después de limpiarlos es conveniente
ponerles vaselina pura.
Todos los instrumentos deben guardarse en lugares seguros y separados
de otras herramientas que los puedan dañar. Los instrumentos finos que
tienen estuche, deben meterse en él.
Cuando los instrumentos están sucios o un poco oxidados, no debe
usarse lija aunque sea fina para limpiarlos, empléese aserrín de madera,
lo más fino posible con un poco de aceite.
Durante el trabajo de trazo o medición, se debe contar con suficiente luz y
colocada adecuadamente.
Cuando se estén utilizando los instrumentos, tómese las debidas
precauciones para que haya la menor posibilidad de que se caigan al
suelo y se estropeen.
Nunca debe medirse piezas en movimiento.
En instrumentos que tengan superficies de apoyo, cuídese que esta
superficie haga un contacto correcto con el borde o superficie de
referencia.
34
Electromecánica
•
3.
4.
5.
6.
7.
Cuando los instrumentos tienen elementos de fijación o tornillos para
aproximar las medidas, debe tenerse buen contacto para no apretar más
de lo necesario, porque además de no ser ciertas las medidas en este
último caso, se pueden dañar los instrumentos.
El PSA mostrará al alumno los diferentes errores que se pueden tener al
efectuar una medición.
El PSA dará al alumno un instrumento el cual debe anotar las
características de medición de acuerdo a la tabla 1.1.
El alumno anotará también los errores más comunes que podría tener al
usar un instrumento de medición de acuerdo a la tabla 1.2.
Limpiar el área de trabajo al finalizar la práctica y guardar el instrumento de
trabajo como anteriormente se mencionó (+).
Elaborar un reporte de la práctica.
35
Electromecánica
Lista de cotejo de la práctica número: 1
Manejo y uso adecuado del laboratorio y los instrumentos
Fecha: _____________________
_____________________
Nombre del alumno: ________________________________________________
Instrucciones: Se muestran los criterios que serán verificados en el desempeño del
alumno durante el desarrollo de la práctica.
De la lista siguiente marque con una paloma las observaciones que hayan sido
cumplidas por el alumno durante su desempeño.
Desarrollo
Sí
No
No
aplica
1. Aplicó las medidas de seguridad e higiene
durante el desarrollo de la práctica. (+)
2. Puso atención a las instrucciones del PSA
3. Anotó en una libreta las recomendaciones
para el uso de los instrumentos del
laboratorio
4. Utilizó y guardó el instrumento de trabajo de
acuerdo
a
las
reglas
anteriormente
mencionadas
5. Anotó las características y errores que puede
tener el instrumento de medición
6. Limpio el área de trabajo
7. Limpió el equipo utilizado. (+).
8. Limpió el área de trabajo al finalizar la
práctica. (+).
9. Elaboró un reporte de la práctica.
36
Electromecánica
Observaciones:
__________________________________________________
__________________________________________________
__________________________________________________
Docente: ______________
Hora de inicio: ______________
Hora de término: ______________
Evaluación: ______________
37
Electromecánica
Nombre: Manejo y medición de piezas mecánicas con el Vernier
Propósito: Al finalizar la práctica el alumno manejará el Vernier en la medición
de diversas piezas mecánicas
Duración: 2 horas
Materiales
•
Piezas mecánicas •
Maquinaria y Equipo
Herramienta
Calibrador Vernier
38
Electromecánica
Procedimiento
1. Aplicar las medidas de seguridad e higiene durante el desarrollo de la práctica. (+)
2. Seleccione el calibrador que mejor se ajuste a sus necesidades. Asegúrese de
que el tipo, rango de medición, graduación y otras especificaciones del calibrador
son las apropiadas para la medición.
3. Para tomar lectura de la medición con el calibrador vernier y con cualquier otro
tipo de instrumento se debe conocer las características del instrumento sobre
todo las de legibilidad, alcance y aplicación.
Calculo de la Legibilidad
Se tiene un calibrador vernier en el cual la distancia de trazos en la regla es de un
milímetro y el vernier tiene 20 divisiones. La lectura medida en el vernier se muestra en
la figura 1.21.
Figura 1.21 Ejemplo de Medición con el Vernier
Primeramente se procede a obtener la legibilidad del instrumento:
Legibilidad =
valor mínimo de la regla (división mínima)
número de divisiones del vernier.
Legibilidad =
1 mm
= 0,05 mm
20
Esto es las marcas que tienen número en el vernier equivalen a 0,10 mm, mientras que
las marcas que no tienen número equivalen a 0,05 mm. La primera lectura a tomar está
en la escala principal para este caso es 3mm, después se procede a observar
detenidamente el lugar donde las marcas del vernier coinciden con alguna de las marcas
de la escala principal, la marca que tiene el numero 2 (la cuarta marca) del vernier
39
Electromecánica
coincide con la marca de 10.1 mm de la escala principal, se procede a tomar la lectura:
Lectura = Lectura medida en la escla principal + número de marcas del vernier × legibilidad
3 mm + 4 × 0,05 ó 3 mm + 0,20mm + 0,05mm = 3,20 mm
A continuación se darán otros dos ejemplos en el sistema inglés
Figura 1.22 Ejemplo de Medición con el Vernier (Fracciones de Pulgada)
1 "
16
1
Legibilida d =
=
8 128
"
"
"
1
1
23
Lectura =
+ 7×
=
8
128
128
"
Figura 1.23 Ejemplo de Medición con el Vernier (Fracciones decimales de pulgada)
Legibilidad =
0,025"
= 0,001"
25
Lectura = 0,800" +0,050" +6 × 0,001" = 0,856"
4. Antes de tomar mediciones elimine rebabas, polvo y rayones de la pieza
40
Electromecánica
5. Cuando mida, mueva lentamente el cursor mientras presiona con suavidad el
muelle. Algunos calibradores tienen un rodillo “moleteado”, para utilizar este tipo
de mecanismo se debe presionar suavemente el rodillo de tal manera que este
gire y mueva los palapadores.
6. No use fuerza excesiva cuando mida con los calibradores. Una fuerza excesiva
podría dañar el calibrador, además de que la lectura de medición será errónea.
7. Medición de exteriores:
• Mantenga y mida la pieza de trabajo en una posición tan cercana a la superficie
de referencia como sea posible
• Asegúrese de que las caras de medición exterior hagan contacto adecuado con la
pieza por medir.
Figura 1.24 Medición de Exteriores
8. Medición de Interiores, tome la medida cuando las puntas de medición de
interiores estén tan adentro de la pieza como sea posible.
• Cuando mida un diámetro interior lea la escala mientras el valor indicado esté en
su máximo.
• Cuando mida el ancho de una ranura, lea la escala mientras el valor indicado esté
en su mínimo.
41
Electromecánica
Figura 1.25 Medición de Interiores
9. Medición de profundidad: tome la medida cuando la cara interior del cuerpo
principal esté en contacto uniforme con la pieza de trabajo.
Figura 1.26 Medición de Profundidad
42
Electromecánica
10. Nunca trate de medir una pieza que este en movimiento.
11. Evite el error de paralaje. Para poder ver la lectura del Vernier o cualquier otro
instrumento es válido utilizar una lupa.
Figura 1.27 Error de Paralaje
12. Limpiar el equipo utilizado y guardarlo en su estuche correctamente. (+).
13. Limpiar el área de trabajo al finalizar la práctica. (+).
14. Elaborar un reporte de la práctica para la siguiente clase con un dibujo de la pieza
mecánica medida con sus cotas correspondientes.
43
Electromecánica
Manejo y medición de piezas mecánicas con el Vernier
Fecha: _____________________
_____________________
alumno mediante el desempeño del mismo.
Desarrollo
Sí
No
No
aplica
2. Utilizó el Vernier de modo correcto
3. Las medidas que se tomaron con el Vernier
corresponden a la pieza medida.
4. Limpió y guardó el equipo utilizado en su
lugar correspondiente. (+).
práctica. (+).
6. Elaboró un reporte de la práctica junto con su
dibujo con las cotas correspondientes.
44
Electromecánica
Observaciones:
__________________________________________________
__________________________________________________
__________________________________________________
Docente: ______________
Evaluación: ______________
45
Electromecánica
Nombre: Manejo y medición de piezas mecánicas con el micrómetro
Propósito: Al finalizar la práctica el alumno manejará el Micrómetro en la
medición de diversas piezas mecánicas
Duración: 2 horas
Materiales
•
Maquinaria y Equipo
Micrómetro
exteriores
Herramienta
para
46
Electromecánica
Procedimiento
1. Aplicar las medidas de seguridad e higiene durante el desarrollo de la práctica. (+)
2. Seleccione el micrómetro que mejor se ajuste a la aplicación.
Figura 1.28 Selección del micrómetro adecuado
3. Antes de medir con el micrómetro y con cualquier otro tipo de instrumento de
medición es importante conocer el tipo de dimensión que se va a medir
(profundidad, longitud o interior) y conocer las características del instrumento
sobre todo las de legibilidad y alcance. Para entender esto se dará el siguiente
ejemplo:
En la figura 1.29 se encuentran visibles 8 mm de la escala principal y la división 4 del
tambor se encuentra frente a la línea de la escala, el limbo tiene 100 divisiones.
47
Electromecánica
Figura 1.29 Ejemplo de Medición con el Micrómetros
Legibilidad =
Valor mínimo de la escla cilíndrica
Numero de divisiones del tambor
Legibilidad =
1 mm
= 0,01 mm
100
Lectura = 8 mm + 4 × 0,01mm = 8,04 mm
4. Elimine completamente el polvo y aceite de las superficies de medición,
determine si existen rayaduras o rebabas sobre las superficies de medición, ya
que es frecuente encontrar éstas cerca de los bordes. También limpie los
palpadores , use un trapo sin pelusa.
5. Verifique:
• Primero, que el tambor gire suavemente
• Segundo, que el tambor no se pegue al cilindro cuando gire
• Tercero, que el trinquete gire suavemente
• Finalmente, que el freno sea efectivo.
6. Hay que recordar que el micrómetro antes de ser usado se debe observar si esta
en ceros, si no es así, en el estuche del micrómetro hay una llave que sirve para
ajustar el micrómetro. Cierre totalmente el micrómetro con el trinquete hasta que
suene la “matraca” procurando que el tornillo junto con el palpador no lleven
mucha velocidad (porque la inercia puede hacer que el tornillo haga un mal
ajuste). Una vez realizado esto mueva el botón de fricción, para que el tornillo
milimétrico no se pueda mover. Ajuste con la llave hasta que el tambor junto con
la escala principal marquen ceros. Habiendo hecho esto se libera el botón de
fricción. Algunos micrómetros tienen un bloque patrón el cual sirve para
comprobar si el micrómetro esta en realidad ajustado.
48
Electromecánica
Figura 1.30 Ajuste en ceros del micrómetro
7. Para medir con el micrómetro basta con mover el mango del limbo, una vez que
casi se acerquen los palpadores a la pieza a medir, se empieza a mover el
trinquete hasta que se escuche la “matraca”, proceda a ajustar el botón de fricción
y tome lectura de la medida. Una vez hecho esto libere el botón de fricción.
Figura 1.31 Medición de una pieza mecánica con el micrómetro
49
Electromecánica
50
Electromecánica
Manejo y medición de piezas mecánicas con el Micrómetro
Fecha: _____________________
_____________________
Desarrollo
Sí
No
No
aplica
2. Utilizó el micrómetro de modo correcto
3. Las medidas que se tomaron con el
micrómetro corresponden a la pieza medida.
práctica. (+).
51
Electromecánica
Observaciones:
__________________________________________________
__________________________________________________
__________________________________________________
Docente: ______________
Evaluación: ______________
52
Electromecánica
Nombre: Manejo y medición de ángulos con el goniómetro
Propósito: Al finalizar la práctica el alumno manejará el Goniómetro en la
medición de ángulos de diversas piezas mecánicas
Duración: 2 horas
Materiales
•
Maquinaria y Equipo
Goniómetro
Herramienta
•
•
Mesa de Mármol
Nivel
53
Electromecánica
Procedimiento
1.
•
•
2.
Aplicar las medidas de seguridad e higiene durante el desarrollo de la práctica. (+)
Como es el uso de bata, lentes de protección, zapatos de uso industrial.
No portar accesorios metálicos, ni cabello largo.
Antes de medir con el goniómetro es importante conocer el tipo de ángulo que se
va a medir y conocer las características del goniómetro sobre todo las de
legibilidad y alcance.
Ejemplo: Se tiene el siguiente goniómetro el cual está marcando la escala que se
muestra en la figura 1.32.
Figura 1.32. Ejemplo de Medición con el Goniómetro
Legibilidad =
Valor Mínimo de la Escala Principal
Valor del Vernier Goniométri co
Legibilidad =
1º 60'
=
= 5'
12 12
Lectura = 12º +8 × 5' = 12º 40'
3. Seleccionar la pieza mecánica y limpiarla
54
Electromecánica
4. Para medir con el goniómetro es recomendable recargar tanto el goniómetro
como la pieza en una superficie como la del la mármol, y proceder a medir. Se
puede mover la regla, pero no se debe olvidar de volver a apretar el tornillo que la
sujeta.
5. Hay que medir en el Vernier Goniométrico de acuerdo al sentido del ángulo.
6. De acuerdo el tipo de ángulo en el cual se va a medir son distintas las formas de
medir el ángulo. Las más recomendables son las que se muestraron en la figura
1.19.
55
Electromecánica
56
Electromecánica
Manejo y medición de ángulos con el goniómetro
Fecha: _____________________
_____________________
Desarrollo
Sí
No
No
aplica
2. Utilizó el micrómetro de modo correcto
goniómetro corresponden a la pieza medida.
práctica. (+).
57
Electromecánica
Observaciones:
__________________________________________________
__________________________________________________
__________________________________________________
Docente: ______________
Evaluación: ______________
58
Electromecánica
Nombre: Manejo de los bloques patrón y comparador de carátula
Propósito: Al finalizar la práctica el alumno podrá comparar una pieza mecánica
y un patrón fijado por los bloques patrón.
Duración: 2 horas
Materiales
•
Maquinaria y Equipo
Piezas Mecánicas •
Indicador
de
Carátula
•
Bloques Patrón
Herramienta
•
•
•
Soporte para
Indicador
Bloques en V
Mármol – Banco
entre puntos
59
Electromecánica
Procedimiento
Aplicar las medidas de seguridad e higiene durante el desarrollo de la práctica. (+)
Como es el uso de bata, lentes de protección, zapatos de uso industrial.
No portar accesorios metálicos, ni cabello largo.
Antes de medir con el comparador es importante conocer el tipo de verificación
(rugosidad, planicidad, excentricidad, etc.) que se va a medir y conocer las
características del comparador de carátula.
3. Coloque el comparador en el soporte. Use un soporte rígido para montar el
indicador y ajústelo en tal forma que el centro de gravedad quede en la base:
• Coloque el indicador de modo que la distancia entre éste y la columna sea
mínima
• Use un contrapeso si es necesario para que el centro de gravedad quede
en la base.
• Cuando monte el indicador sobre un soporte o dispositivo, posesiónelo de
modo que el ángulo θ de inclinación sea mínimo.
1.
•
•
2.
Figura 1.33 Montaje del Indicador de Carátula
60
Electromecánica
4. Use la mejor punta que mejor sirva o se ajuste a su aplicación. Reemplace las
puntas de contacto gastadas.
Figura 1.34 Utilización de las puntas del comparador
5. Limpie la pieza sometida a verificación.
6. Coloque la pieza de acuerdo a la verificación a efectuar:
• Si la verificación se va hacer por comparación, colocar la pieza sobre un mármol
o placa rectificada.
• Para verificar excentricidad, colocar la pieza entre puntos.
7. Ajuste el comparador mediante bloques patrón, si se va a verificar una magnitud
por comparación, usando un plano de referencia, ajuste el cero del cuadrante en
coincidencia con la aguja. Trate de utilizar un desplazamiento intermedio del
palpador para que la fuerza que ejerce este sobre la pieza siempre sea la misma.
61
Electromecánica
Figura 1.35 Ajuste del palpador mediante bloques patrón
8. Los bloques patrón deben manejarse con cuidado, porque estos sirven de base a
toda la fabricación, que como patrones garantizan la calidad de exactitud de la
piezas a verificar. Es necesario e indispensable tratarlas adecuadamente para
que no pierdan el pulido de sus caras de medida ni su adherencia, y para evitar
cualquier desgaste anormal y prematuro. A continuación se indican algunas
recomendaciones a seguir para la conservación de los bloques:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Evitar dejar los bloques en atmósfera húmeda, ácida o con polvo abrasivo
No utilizar los bloques con las manos sucias o húmedas
Antes de utilizarlas, limpiarlas cuidadosamente con gamuza sin utilizar
disolventes para desengrasarlas, tales como gasolina, etcétera.
Después de limpiarlas debe quedar una ligerísima película lubricante que, como
se ha dicho, facilita la adherencia evitando pegarse.
Limpiar cuidadosamente las piezas a verificar que tendrán en contacto con los
bloques.
No forzar nunca una combinación de galgas al entrar en los alojamientos a
verificar. La cota precisa ha de estimarse por frotamiento suave sin esfuerzo.
Evitar choques, caídas y cualquier otro maltrato.
Las mediciones deben hacerse a una temperatura lo mas próxima posible a la
temperatura de referencia 20 ºC y 50 % de humedad relativa.
Después de su uso limpiar cuidadosamente las galgas con una gamuza, de
manera que no queden huellas de los dedos.
62
Electromecánica
•
Engrasarlas cuidadosa y perfectamente con un lubricante neutro (Existen en el
mercado grasas especiales para este tipo de uso)
9. Para hacer el patrón de medida siga los pasos que se mencionaron en el tema
1.5.2.
10. Sustituya el patrón de medida por la pieza a verificar; la indicación de la aguja en
el cuadrante será ahora a la correspondiente al desplazamiento del palpador, o se
la diferencia entre la medida patrón y la de la pieza.
11. En la verificación de excentricidad coloque el palpador sobre la pieza en el punto
de menor dimensión desplazándolo para obtener las diferencias de cota.
12. En trabajos de verificación en los que el comparador se utiliza para medir
diferencias de una misma cota o dimensión, se procede como se muestra en la
siguiente figura.
Figura 1.36 Procedimiento para verificar por comparador de carátula
13. Anotar la desviación mas significativa y marcar donde esta.
63
Electromecánica
64
Electromecánica
Manejo de los bloques patrón y comparador de carátula
Fecha: _____________________
_____________________
Desarrollo
Sí
No
No
aplica
2. Utilizó los bloques patrón y el comparador de
carátula de un modo correcto
comparador de carátula corresponden a la
pieza medida.
práctica. (+).
65
Electromecánica
Observaciones:
__________________________________________________
__________________________________________________
__________________________________________________
Docente: ______________
Evaluación: ______________
66
Electromecánica
AUTOEVALUACION DE CONOCIMIENTOS
1. ¿Qué es la metrología?
2. Defina “Error Absoluto”:
3. En un calibrador Tipo M, que tipo de mediciones se pueden hacer
4. En un calibrador en el Sistema Internacional de Unidades, tiene en su nonio 20
divisiones, ¿cual es su legibilidad?
5. Mencione por el tipo de medición, las tres clasificaciones de los micrómetros.
6. En un micrómetro milimétrico se le dan 5
avanzó el palapador móvil?
1
2
vueltas al tornillo, ¿qué distancia
67
Electromecánica
7. ¿Cuál es la unidad en el Sistema Internacional para la medición de ángulos?
8. ¿Puede un goniómetro medir segundos?
9. ¿Cuál es el propósito general de un comparador de carátula?
10. ¿Cual es la temperatura y humedad relativa de referencia para el uso adecuado
de los bloque patrón?
11. Mencione 5 reglas para el uso adecuado de un bloque patrón
68
Electromecánica
CAPÍTULO 2 . MANEJO DE INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN
Aplicaciones
de la
Metrología.
Módulo
108 Horas
Unidad de
Aprendizaje
2. Manejo de
instrumentos
de medición
70 hrs.
Resultados
de
Aprendizaje
2.1. Manejar los instrumentos de medición dimensional para la medición
de piezas en la industria.
2.2. Manejar los instrumentos de medición eléctrica para la verificación de
variables eléctricas en la industria.
2.3. Manejar instrumentos de medición para la verificación de variables
hidráulicas, neumáticas, térmicas y mecánicas en la industria.
30 hrs.
30 hrs.
10 hrs.
69
Electromecánica
2.1 INSTRUMENTOS PARA MEDICIÓN DE PRESIÓN.
La medición de presión constituye un requerimiento muy común en la mayor parte de
los sistemas de procesos industriales, y existen muchos tipos de sistemas de registro
de presión y de medición de presión. Esta cantidad puede expresarse como presión
absoluta, presión manométrica o presión diferencial. La presión absoluta de un fluido
define la diferencia entre la presión de este mismo y el cero absoluto de presión, en
tanto que la presión manométrica representa la diferencia entre la presión de un fluido y
la atmosférica. En consecuencia, la presión absoluta y la manométrica se relacionan
por medio de la expresión:
presión absoluta = presión manométric a + presión atmosférica
El término presión diferencial se emplea para describir la diferencia entre dos valores de
presión, tales como las presiones en dos puntos diferentes dentro del mismo fluido, por
ejemplo, a cualquier lado de un medidor de flujo en un sistema de medición de
velocidad de flujo de volumen. El intervalo de presiones para el cual se requieren
comúnmente las mediciones va de 1.013 a 7000 bar (1 - 6910 atmósferas).
2.1.1 Manómetro Bourdon
El tubo de Bourdon es un instrumento de medición industrial muy común que se emplea
para medir la presión de fluidos tanto gaseosos como líquidos.. Está compuesto por un
tubo flexible de forma especial y sección oval que está fijo en un extremo y que tiene
libertad de movimiento en el otro. Cuando se aplica la presión en el extremo fijo y
abierto del tubo, la sección transversal oval se vuelve más circular. Cuando la sección
transversal del tubo tiende a una forma circular, se provoca la flexión del extremo libre y
cerrado del tubo. Este desplazamiento se mide mediante alguna forma de transductor
de desplazamiento, que suele ser un potenciómetro o un transformador lineal diferencial
variable (TLDV o LVDT, por sus siglas en inglés) o con menor frecuencia a partir de un
sensor capacitivo. En su forma más común como un tubo de Bourdon tipo C, la forma
del tubo se asemeja a la letra "C" como se indica en la Figura 2.1.
Figura 2.1. Tubo de Bourdon.
70
Electromecánica
También existen tubos de Bourdon espiral y helicoidal. Éstos proporcionan una flexión
mucho mayor del extremo libre para una presión aplicada determinada y, en
consecuencia, logran una sensibilidad y resolución de la medición superiores. Se
pueden conseguir tubos tipo C para medir presiones de hasta 6,000 bar, con
exactitudes de medición nominales de ± 1% de la deflexión a máxima escala. Se
obtiene una exactitud similar con los tipos helicoidal y espiral, no obstante la resolución
de la medición es alta, la máxima presión medible corresponde únicamente a 700 bar.
Este instrumento cubre intervalos de 0 a 100 000 Ib/plg2, así como vacíos de 0 a 30
pulgadas de mercurio. Este manómetro (Figura 2.2) fue inventado por Eugéne Bourdon
en 1847.
Figura 2.2. Manómetro tipo Bourdon.
Funcionamiento
Antes de llegar al tubo de Bourdon (2), la presión, que puede ser de aire, vapor, agua,
aceite o cualquier otro líquido o gas, entra a la conexión (1). El tubo de Bourdon es un
tubo ovalado, sellado en uno de sus extremos (3). Cualquier presión superior a la
externa o atmosférica provoca que cambie su figura ovalada a una más circular, esto
es, sus lados planos se separan, en tanto se expande el material en la circunferencia
interior del tubo y se contrae en su circunferencia exterior. Los esfuerzos resultantes en
éste tienden a estirar el extremo libre, con lo que la punta se mueve hacia arriba. El
efecto contrario ocurre en condiciones de vacío, cuando la presión en el tubo es menor
que la externa o atmosférica. El movimiento del tubo en su extremo libre se llama viaje
de punta.
71
Electromecánica
Una palanca (4) conecta la punta del tubo de Bourdon al movimiento de una tuerca
deslizante. La punta de esta palanca viaja en línea recta, mientras que el movimiento
del sector de engrane viaja en un arco alrededor del pivote. La posición de la tuerca
deslizante que une la palanca (4) con el movimiento de sector (5) es ajustable y se usa
para calibrar la medición (ajuste de multiplicación o alcance). Es necesario aumentar o
acortar la distancia de la tuerca deslizante desde el pivote para llegar a la relación
exacta requerida y convertir el viaje de la punta en un arco de 270° del puntero. Si se
mueve la tuerca deslizante hacia afuera disminuye la rotación del puntero, si se mueve
hacia el eje, la rotación aumenta.
El sector de engrane que ocasiona el movimiento convierte el viaje de la punta en un
movimiento rotacional de la flecha del puntero; un viaje en la punta de 3/16" se
multiplica a una longitud de escala de 10" en una carátula de 41/2" de diámetro.
Generalmente esto se logra por medio de un mecanismo de engranes. Un resorte fino
en espiral sostiene la superficie del fondo del surco del piñón (6) en contacto continuo
con la superficie del sector.
2.1.2 Balanza de Pesos Muertos
En la Figura 2.3 se muestra una balanza de pesos muertos que se basa en el principio
de Pascal; este método es fundamental para producir presiones cuando se quiere
probar manómetros. En este aparato un émbolo cuya área se conoce y sobre la cual
actúa un peso conocido, produce una presión conocida en el cilindro que puede
comunicarse con un manómetro. El émbolo es movido por un maneral para introducir
líquido dentro del cilindro vertical, de modo que levante el émbolo y la plataforma que
soporta el peso. Para evitar los efectos del rozamiento se hacen las mediciones con la
plataforma que soporta el peso, girando lentamente.
Figura 2.3. Balanza de pesos muertos.
72
Electromecánica
2.2 INSTRUMENTOS PARA MEDIR TEMPERATURA
La medición de temperatura es muy importante en el ser humano y especialmente en
las industrias de procesos. Se pueden dividir los principales instrumentos que se utilizan
para medir temperatura en cuatro clases de acuerdo con los principios físicos que rigen
su operación. Dichos principios son:
1.
2.
3.
4.
Expansión térmica.
Efecto termoeléctrico.
Cambio de resistencia.
Emisión de calor radiante.
Esta lista excluye algunos otros dispositivos especializados que son mas costosos pero
que proporcionan una exactitud de las mediciones particularmente elevada en ciertas
aplicaciones. Entre estos dispositivos se incluye el termómetro de cuarzo, el
termómetro acústico y los dispositivos de fibra óptica.
2.1.1 Termómetros de Expansión Térmica
Esta clase de termómetros aprovechan el hecho de que las dimensiones de todas las
sustancias, ya sean sólidas, líquidas o gaseosas, cambian con la temperatura. Los
instrumentos que operan con base en este principio físico incluyen el termómetro de
líquido en vidrio, el termómetro bimetálico y el termómetro de presión.
El termómetro de líquido en vidrio es el instrumento de medición de temperatura más
conocido y se emplea en una amplia gama de aplicaciones. El termómetro de vidrio
(figura 2.4) consta de un depósito de vidrio que contiene, por ejemplo, mercurio y que al
calentarse se expande y sube por el tubo capilar. El fluido que se utiliza suele ser
mercurio o alcohol coloreado, y éste se encuentra contenido dentro de un bulbo y un
tubo capilar. Cuando la temperatura aumenta, el fluido se expande a lo largo del tubo
capilar y el nivel del menisco se lee contra una escala calibrada que se graba sobre el
tubo. El proceso de estimar la posición del menisco curvo del fluido respecto de la
escala introduce cierto error en el proceso de medición y resulta difícil de lograr una
inexactitud de la medición menor a ± 1% de la lectura de máxima escala. Las versiones
industriales del termómetro de líquido en vidrio se emplean normalmente para medir
temperatura en el intervalo entre -200 y 1,000 °C, aunque existen instrumentos
especiales que pueden medir temperaturas hasta de 1,500°C. Los márgenes de trabajo
de los fluidos empleados son:
Mercurio
Mercurio (tubo capilar lleno de gas)
Pentano
- 35 a 280 °C
- 35 a 450 °C
- 200 a 20 °C
73
Electromecánica
Alcohol
Tolueno
- 110 a 50 °C
- 70 a 100 °C
Figura 2.4. Termómetro de líquido en vidrio.
El principio bimetálico se emplea comúnmente en los termostatos. Se basa en el hecho
de que si se unen dos tiras de metales diferentes, cualquier cambio de temperatura
provocará que la tira se doble, ya que ésta es la única manera en la cual se ajustan las
diferentes razones de cambio de longitud de cada metal en la tira unida. El termostato
bimetálico se utiliza como un interruptor en aplicaciones de control. Si se mide la
magnitud de la flexión, el dispositivo se convierte en un termómetro bimetálico. La tira
se arregla con frecuencia en una configuración de espiral o helicoidal, pues esto
produce un desplazamiento relativamente grande del extremo libre para cualquier
cambio de temperatura. La sensibilidad de la medición aumenta aún si se selecciona
con cuidado el par de materiales de manera que el grado de deformación se maximice,
empleándose comúnmente “invar.” (una aleación de níquel-acero) y latón. Los
termómetros bimetálicos se utilizan para medir temperaturas entre -75 y 1500 °C. La
exactitud de los mejores instrumentos puede ser tan baja como ±0.5%, aunque los
dispositivos de esta calidad son bastante costosos. Muchas aplicaciones de
instrumentos no requieren este grado de exactitud en las mediciones de temperatura y
en tales casos se recurre a termómetros bimetálicos mucho más económicos con
especificaciones de exactitud bastante inferiores.
El elemento de sensado en un termómetro de presión consiste en un bulbo que
contiene gas. Si el gas no estuviera confinado, los aumentos de temperatura
provocarían el aumento de su volumen. Sin embargo, puesto que está restringido a
permanecer en el bulbo y no se puede expandir, en vez de eso su presión aumenta. Por
consiguiente, el termómetro de presión no pertenece estrictamente a la clase de
instrumentos de expansión térmica, aunque se incluye debido a la relación entre el
volumen (V), la presión (P) y la temperatura (T) de acuerdo con ley de los gases de
Boyle: PV = KT, donde K es una constante. El cambio en la presión del gas se mide por
medio de un transductor de presión adecuado como el tubo de Bourdon. Los
74
Electromecánica
termómetros de presión se utilizan para medir temperaturas en el intervalo -250 y 2000
°C. Su exactitud típica es de ±0.5% de la lectura de máxima escala.
2.3 INSTRUMENTOS PARA MEDIR FLUJO
En la industria moderna, es indispensable la medición del flujo de fluidos para el control
de los procesos, en la mayor parte de las operaciones realizadas en los procesos
industriales y en las efectuadas en laboratorio y en plantas piloto es muy importante la
medición de flujo de líquidos o de gases.
La mecánica de fluidos es la parte de la mecánica que estudia las leyes del
comportamiento de los fluidos y sus propiedades. Los fluidos tanto gaseosos como
líquidos no tienen volumen propio, por lo que adoptan la forma del recipiente que los
contiene. Por otro lado, los gases son sumamente compresibles, mientras que los
líquidos son prácticamente incompresibles (los fluidos se clasifican en fluidos líquidos y
fluidos gaseosos) y según el tipo de flujo se pueden clasificar en:
1. Flujo Laminar: en este tipo de fluidos, el fluido se mueve a velocidad baja y en
forma ordenada.
Figura 2.5 Flujo Laminar
2. Flujo Turbulento: Es el más común en la industria y se caracteriza porque las
partículas que están fluyendo difieren en sus trayectorias y estas trayectorias no
son paralelas al eje del conducto del flujo. Existen tres tipos de flujo turbulento:
o Flujo normalmente turbulento: Es el que se presenta en tuberías largas y
que no tienen vueltas, restricciones, ensanchamientos, ni conexiones;
este tipo de flujo es el adecuado para la medición de caudal.
o Flujo turbulento irregular: Cuando en la tubería se tienen restricciones,
ensanchamientos, codos o vueltas, el flujo normalmente turbulento se
puede convertir en flujo turbulento irregular. Se le llama también flujo
turbulento perturbado y ocasionará problemas para la medición, a menos
que se utilice un enderezador de flujo o que se deje suficiente tramo de
tubería recta antes del instrumento de medición.
75
Electromecánica
o Flujo turbulento pulsante. Se genera cuando se utilizan dispositivos que
producen un flujo en el que no se tiene continuidad, sino que es
intermitente; tales dispositivos son bombas de émbolo, recíprocantes,
compresores reciporcantes, etc. Este flujo es pulsante y provoca ondas
cíclicas con frecuencias altas que los sistemas de medición no pueden
compensar debido a la inercia de los sensores del elemento secundario.
Se deben reducir las pulsaciones para no perder exactitud, pues de otra
manera la presión diferencial promedio no será representativa del
promedio del flujo verdadero. Se puede reducir las pulsaciones utilizando
enderezadores de flujo, como las que se muestran en la figura 2.6.
Figura 2.6 Flujo turbulento y enderezadores de flujo (tipo tubular y radial)
2.3.1 Medidores de Flujo
Los medidores flujo determinan la cantidad de flujo que pasa por un ducto a través de
un determinado tiempo. Básicamente las determinaciones de flujo se pueden hacer de
dos maneras:
•
•
Directa: medidores de desplazamiento positivo, medidores magnéticos, tipo
turbina, remolino, vórtice, entre otros, en fin todos aquellos instrumentos que
miden de manera directa el flujo y no necesita de algún otro parámetro para ser
medido.
Indirecta: La determinación indirecta del flujo implica la definición o
establecimiento de condiciones conocidas de flujo y la medida de uno o más
parámetros, tales como el área del ducto, la presión o su variación, la energía
cinética y la elevaciones de la superficie del agua.
76
Electromecánica
Placa de Orificio
La placa de orificio es el elemento primario de medición más sencillo que se ha
diseñado. Es un disco circular, se fabrica generalmente de acero inoxidable o bronce
con un orificio circular de diámetro d que puede ser concéntrico, excéntrico o
segmental (Figura 2.7) y se instala entre dos bridas provistas de juntas. Por su
sencillez de construcción son muy usadas para medir caudales tanto en líquidos como
gases. Resultan aún más económicos de instalación que las toberas o tubos Venturi;
pero tienen más pérdidas.
Figura 2.7 Diferentes Tipos de Placas de Orificio Concéntrico, Excéntrico y Segmental
Una placa de orificio (Figura 2.8) esta instalada entre dos bridas con dos tomas de
presión conectadas en la parte anterior y posterior de la placa, las cuales captan la
presión diferencial ( por ejemplo: hacia un manómetro U).
77
Electromecánica
Figura 2.8 Esquema de la Placa de Orificio
Su funcionamiento está en virtud de la ecuación de continuidad y Bernoulli. Para medir
el caudal con la placa de orificio solamente es necesario tomar la diferencia de
presiones que existe entre las dos tomas de presión y sustituirlas en la siguiente
ecuación:
2g
Q = ca
γ
Δp
Donde:
c
a
g
constanteo coeficiente de descarga
área del orifico
valor de la aceleración de la gravedad (9.81
γ
peso específico del fluido (para el agua γ = 9810 mN3 )
m
s2
)
Δp
diferencia de presiones (presión toma corriente arriba – presión toma corriente
abajo)
El valor de c se determina por calibración. Los medidores de orificio de tipo comercial
se suministran con una cartilla de calibración. El intervalo del coeficiente c es
generalmente de 0.6 a 0.7.
Las principales ventajas que tiene la placa de orificio son:
78
Electromecánica
•
•
•
•
•
No tiene partes móviles
Puede ser encontrado en muchos diámetros y radios de apertura
Su uso puede ser para gases y líquidos
El precio no incrementa con el incremento del diámetro
Generalmente es conocida y aceptada en la industria
Las principales desventajas que tiene la placa de orificio son:
•
•
•
Las fluctuaciones densidad y presión afectan la exactitud de medición
La exactitud depende en mucho del cuidado del fabricante
La exactitud es afectada por la erosión que este tenga.
2.3.2 Tubo de Pitot
El tubo Pitot (Figura 2.9) mide la diferencia entre la presión total y la presión estática, o
sea, la presión dinámica, la cual es proporcional al cuadrado de la velocidad. La
ecuación correspondiente es:
p2
ρ
=
p1
ρ
+
v12
2
79
Electromecánica
Figura 2.9. Tubo de Pitot.
En la que:
p2 Presión de impacto o total en el punto donde la velocidad del fluido es 0.
p1 Presión estática en el fluido.
ρ Densidad del fluido.
v1 Velocidad del fluido en el eje del impacto.
De aquí se deduce:
v1 =
2(p2 − p1 )
ρ
O bien introduciendo un coeficiente de calibración del tubo Pitot
v1 = C
2(p2 − p1 )
ρ
Donde C es aproximadamente igual a 1
El tubo Pitot es sensible a las variaciones en la distribución de velocidades en la
sección de la tubería, de aquí que en su empleo es esencial que el flujo encuentre en
un tramo recto de tubería (flujo desarrollado). La máxima exactitud en la medida se
consigue efectuando varias medidas en puntos determinados y promediando las raíces
cuadradas de las presiones dinámicas medidas. Su precisión es baja, del orden de 1.5
a 4%, y se emplea normalmente de fluidos limpios con una baja pérdida de presión.
80
Electromecánica
Nombre: Calibración de manómetros tipo Bourdón.
Propósito: Al finalizar la práctica el alumno calibrará un manómetro tipo Bourdón
empleando una balanza de pesos muertos.
Duración: 2 horas
Materiales
Maquinaria y Equipo
•
•
Herramienta
Balanza de pesos muertos.
Manómetro Bourdón.
81
Electromecánica
Procedimiento
82
Electromecánica
1. Aplicar las medidas de seguridad e higiene durante el desarrollo de la
práctica. (+)
2. Abrir la válvula de alimentación colocada sobre el recipiente de aceite.
3. Conectar el motor de circulación de aceite y ponerlo en funcionamiento.
4. Extraer el pistón de empuje con la manivela.
5. Cerrar la válvula de alimentación.
6. Retirar el tapón.
7. Empujar lentamente el pistón con la manivela hasta que sea expulsado el
aire, y coloque el manómetro con su adaptador.
8. Colocar la pesa correspondiente a la presión que se desea medir.
9. Empujar el pistón con la manivela hasta que la pesa se mantenga flotando
en el aceite. El manómetro debe indicar la presión grabada en la pesa
más la del pistón.
10. Repetir los puntos 7 y 8 para cada valor que se desee conocer.
11. Al terminar de efectuar las lecturas, extraiga el pistón con la manivela,
libere la presión excedente abriendo la válvula de venteo, pare el motor y
quite el manómetro.
12. Con la válvula de alimentación abierta, ponga otra vez el tapón y empuje
hasta el fondo el pistón con la manivela, permitiendo que el aceite pase al
depósito de reserva. No cierre la válvula.
13. Apagar el motor. (+).
14. Limpiar el equipo utilizado. (+).
16. Elaborar un reporte de la práctica.
83
Electromecánica
Calibración de manómetros tipo Bourdón
Fecha: _____________________
_____________________
De la lista siguiente marque con una paloma las observaciones que hayan sidos
Desarrollo
Sí
No
No
aplica
Sí
No
No
1.
Aplicó las medidas de seguridad e higiene
2. Abrió la válvula de alimentación colocada sobre
el recipiente de aceite.
3. Conectó el motor de circulación de aceite y
ponerlo en funcionamiento.
4. Extrajo el pistón de empuje con la manivela.
5. Cerró la válvula de alimentación.
6. Retiró el tapón.
7. Empujó lentamente el pistón con la manivela
hasta que sea expulsado el aire, y coloque el
manómetro con su adaptador.
8. Colocó la pesa correspondiente a la presión
que se desea medir.
9. Empujó el pistón con la manivela hasta que la
pesa se mantenga flotando en el aceite. El
manómetro debe indicar la presión grabada en
la pesa más la del pistón.
10. Repetió los puntos 7 y 8 para cada valor que
se desee conocer.
Desarrollo
84
Electromecánica
aplica
11. Extrajo el pistón con la manivela, liberando la
presión excedente abriendo la válvula de
venteo, pare el motor y quite el manómetro.
12. Con la válvula de alimentación abierta, puso
otra vez el tapón y empujó hasta el fondo el
pistón con la manivela, permitiendo que el
aceite pase al depósito de reserva. No cerró la
válvula.
13. Apagó el motor. (+).
15. Limpió el área de trabajo al finalizar la práctica.
(+).
Observaciones:
__________________________________________________
__________________________________________________
__________________________________________________
Docente: ______________
Evaluación: ______________
85
Electromecánica
Nombre: Medición de temperatura empleando termómetros de líquido en vidrio.
Propósito: Al finalizar la práctica, el alumno comparará la medición de
temperatura empleando termómetros de líquido en vidrio en condiciones de
inmersión total, parcial y completa.
Escenario: Laboratorio
Duración: 2 horas
Materiales
Maquinaria y Equipo
Herramienta
• Pozo de temperatura
estable.
• Termómetros de líquido
en vidrio con diferentes
condiciones
de
inmersión.
Procedimiento
86
Electromecánica
1.
Aplicar las medidas de seguridad e higiene durante el desarrollo de la
práctica: (+)
2. Mantener el pozo de temperatura estable, con agua a temperatura
ambiente.
3. Tomar correctamente el termómetro de líquido en vidrio de inmersión total e
introducirlo en el pozo.
4. Dejar el tiempo correspondiente y anotar la lectura de temperatura.
5. Retirar el termómetro.
6. Repetir los puntos 2, 3 y 4 para los termómetros de inmersión parcial y
completa.
7. Comparar las tres mediciones de temperatura.
8. Levantar el equipo.
10. Limpiar el área de trabajo al término de la práctica. (+).
87
Electromecánica
Medición de temperatura empleando termómetros de líquido en vidrio
Fecha: _____________________
_____________________
Desarrollo
Sí
No
No
aplica
1.
Aplicó las medidas de seguridad e higiene
2. Mantuvo el pozo de temperatura estable, con
agua a temperatura ambiente.
3. Tomó correctamente el termómetro de líquido
en vidrio de inmersión total y lo introdujo en el
pozo.
4. Dejó el tiempo correspondiente y anotó la
lectura de temperatura.
5. Retiró el termómetro.
6. Repitió los puntos 2, 3 y 4 para los
termómetros de inmersión parcial y completa.
7. Comparó las tres mediciones de temperatura.
8. Levantó el equipo.
10. Limpió el área de trabajo al término de la
práctica. (+).
Observaciones:
88
Electromecánica
__________________________________________________
__________________________________________________
__________________________________________________
Docente: ______________
Evaluación: ______________
89
Electromecánica
Nombre: Medición de velocidad de flujo de aire.
Propósito: Al finalizar la práctica, el alumno medirá la velocidad de flujo de aire
empleando un instrumento de diferencia de presiones, como es el tubo pitot.
Duración: 2 horas
Materiales
Maquinaria y Equipo
•
Líquido manométrico.
• Ventilador con ducto.
•
Mangueras.
• Tubo Pitot.
Herramienta
• Manómetros en U.
Procedimiento
90
Electromecánica
práctica: (+)
2. Arrancar el ventilador y mantener un flujo constante.
3. Introducir el tubo de Pitot en el ducto del ventilador.
4. Conectar la toma de presión estática del tubo Pitot a un manómetro en U.
5. Conectar la toma de presión total del tubo Pitot a un manómetro en U.
6. Anotar los valores de presión atmosférica, temperatura ambiente y humedad
relativa.
7. Anotar los valores de presión de cada manómetro.
8. Apagar el ventilador y desconectar los manómetros.
9. Obtener la presión dinámica, de la presión total y estática.
10. Calcular la densidad del aire manejado por el ventilador.
11. Calcular la velocidad puntual del flujo de aire.
91
Electromecánica
Medición de velocidad de flujo de aire
Fecha: _____________________
_____________________
Desarrollo
Sí
No
No
aplica
2. Arrancó el ventilador y mantener un flujo
constante.
3. Introdujo el tubo de Pitot en el ducto del
ventilador.
4. Conectó la toma de presión estática del tubo
Pitot a un manómetro en U.
5. Conectó la toma de presión total del tubo Pitot a
un manómetro en U.
6. Anotó los valores de presión atmosférica,
temperatura ambiente y humedad relativa.
7. Anotó los valores de presión de cada
manómetro.
8. Apagó el ventilador y desconectar los
manómetros.
9. Obtuvo la presión dinámica, de la presión total y
estática.
10. Calculó la densidad del aire.
11. Calculó la velocidad puntual del flujo de aire.
13. Limpió el área de trabajo. (+).
Observaciones:
92
Electromecánica
__________________________________________________
__________________________________________________
__________________________________________________
Docente: ______________
Evaluación: ______________
93
Electromecánica
Nombre: Medición de Flujo de Agua.
Propósito: Al finalizar la práctica el alumno deducirá el caudal que pasa por una
tubería, por medio de una placa de orificio.
Duración: 2 horas
Materiales
•
Mercurio
Maquinaria y Equipo
Herramienta
• Placa de Orificio
• Manómetro diferencial
tipo U
Procedimiento
94
Electromecánica
práctica. (+)
2. Cerrar totalmente la válvula de cierre
3. Abrir y cerrar totalmente la válvula contando las vueltas.
4. Encender el motor de la bomba
5. Esperar por lo menos 1 minuto para que el flujo se estabilice
6. Tomar medidas de la diferencia de presiones en el manómetro tipo U.
7. Cerrar la válvula un 15 %, de acuerdo al número vueltas que antes se
contaron.
8. Esperar por lo menos 1 minuto para que se estabilice el flujo
9. Tomar medidas de la diferencia de presiones en el manómetro tipo U
10. Cerrar la válvula otro 15 %, para un total de 30%
13. Cerrar la válvula otro 15 %, para un total de 45%
16. Abrir totalmente la válvula y esperar un minuto.
17. Apagar el motor.
18. Llenar la siguiente tabla de datos.
Tabla 2.1 Datos de Presión con la Placa de Orificio
Posición de la Válvula
Totalmente Abierta
15%
30%
45%
Diferencia de Presiones
Flujo
95
Electromecánica
Medición de caudal volumétrico
Fecha: _____________________
_____________________
Desarrollo
Sí
No
No
aplica
2. Cerro totalmente la válvula de cierre
3. Abrió totalmente la válvula de cierre y contó
las vueltas de la válvula de cierre
4. Espero por lo menos 1 minuto para que se
estabilice el flujo.
5. Tomo las medidas de la diferencia de
presiones en le tubo U
6. Cerro un 15% la válvula
8. Tomo las medidas de la diferencia de
presiones en el tubo U.
9. Cerro otro 15% la válvula
11. Tomo las medidas de la diferencia de presión
en el tubo U.
12. Cerro otro 15% la válvula
14. Tomo las medidas de la diferencia de presión
96
Electromecánica
en el tubo U.
15. Abrió totalmente la válvula y espero 1 minuto
16. Apago el motor
17. Llenó la tabla 2.1
18. Limpió el equipo utilizado
práctica
20. Elaboró un reporte de la práctica
Observaciones:
__________________________________________________
__________________________________________________
__________________________________________________
Docente: ______________
Evaluación: ______________
AUTOEVALUACIÓN DE CONOCIMIENTOS
97
Electromecánica
1. Describa el principio de funcionamiento de un tubo Bourdon
2. Mencione los tipos de tubo Bourdon que existen.
3. Bajo que principio trabaja una balanza de pesos muertos y ¿para que sirve?
4. ¿Cuál es la principal clasificación de los termómetros por su principio físico
de funcionamiento?
5. Mencione los tipos de flujo que hay dentro de un ducto y, ¿cuál es el ideal
para efectuar mediciones?
6. ¿Qué presiones mide un tubo de Pitot?
98
Electromecánica
7. ¿Cuáles son los tres tipos de placa de orificio que hay?
8. En las placas de orificio ¿cuál es el intervalo de valor de c ? y ¿cómo se
determina este valor?
99
Electromecánica
CAPÍTULO 3 MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DEL EQUIPO DE MEDICIÓN
Aplicaciones
de la
Metrología.
Módulo
108 Horas
Unidad de
Aprendizaje
.
3. Mantenimiento
y calibración del
equipo de
medición.
22 hrs.
Resultados
de
Aprendizaje
3.1. Realizar el mantenimiento preventivo a los diversos aparatos de
medición para asegurar el perfecto funcionamiento en la medición de
los parámetros físicos.
3.2. Calibrar instrumentos de medición de acuerdo a las técnicas
establecidas y equipo especificado.
4 hrs.
18 hrs.
100
Electromecánica
3.1 EQUIPOS DE MEDICIÓN ELÉCTRICA
En la industria hay una gran diversidad de aparatos eléctricos y electrónicos que sirven
para medir diferentes variables eléctricas (ya sea que se diseñe, instale, opere o repare
equipo eléctrico, debe conocerse la forma en que se miden diversas variables como:
frecuencia, potencia, impedancia, distorsión, sensibilidad, corriente, tensión y
resistencia), sin embargo por su versatilidad y sencillez de uso el mas común es el
múltimetro, ya que como su nombre lo indica este puede medir diferentes variables
como son: tensión, intensidad de corriente y resistencia eléctrica principalmente, no
siendo estas variables las únicas que pueda medir pero si las mas utilizadas.
Los diseños de los multímetros son diversos, sin embargo los multímetros se pueden
clasificar en dos grandes ramas:
1. Multímetros Análogos
2. Multímetros Digitales
3.1.1 Multimetros Análogos (Galvanómetro)
Los multímetros analógicos son instrumentos de laboratorio y de campo muy útiles y
versátiles, capaces de medir tensión en corriente alterna (C.A.) y corriente directa
(C.D.), corriente, resistencia, ganancia de transistor, caída de tensión eléctrica en los
diodos, capacitancia e impedancia. Este tipo de medidores emplea mecanismos
electromecánicos para mostrar la cantidad que se está midiendo en una escala
continua. Es decir, el proceso que realizan es analógico y la salida es analógica
(agujas). Un ejemplo de este mecanismo (un galvanómetro) se muestra en la Figura
3.1.
El galvanómetro es la base para la medición de la corriente y la tensión en la forma de
amperímetro y voltímetro, respectivamente. El galvanómetro es un instrumento que
detecta pequeñas corrientes. En este dispositivo, cualquier corriente pequeña que pase
por una bobina apoyada en el centro (la cual se encuentra entre las caras de polos
magnéticos permanentes) produce un momento de fuerza. Esto hace que la bobina gire
(lo cual se denomina movimiento de D’ Arsonval), y la aguja indicadora se desvía. Un
resorte regresa la aguja a su posición cero cuando no hay corriente en la bobina.
Los multímetros digitales han tomado el lugar de la mayoría de los multímetros con
movimientos de D' Arsonval por dos razones principales: mejor exactitud y eliminación
de errores de lectura. Por otro lado, todavía se emplean los medidores analógicos que
incorporan movimientos de D' Arsonval, ya que se emplean todavía para aplicaciones
en las que se deben observar las indicaciones de muchos medidores de un vistazo.
101
Electromecánica
Figura 3.1 Galvanómetro (Cortesía de Simpson Electric Co)
3.1.2 Multímetros Digitales
Están diseñados para medir cantidades como tensión en CD, tensión de CA, corriente
directa y alterna, temperatura, capacitancia, resistencia, inductancia, conductancia,
caída de voltaje en un diodo, conductancia y accesorios para medir temperatura,
presión y corrientes mayores a 500 amperes. La mayoría de los multímetros digitales se
fabrican tomando como base ya sea un convertidor A/D de doble rampa o de tensión a
frecuencia. Muchos multímetros digitales son instrumentos portátiles de baterías.
El medidor electrónico digital indica la cantidad que se está midiendo en una pantalla
numérica en lugar de la aguja y la escala que se emplea en los medidores analógicos.
La lectura numérica le da a los medidores electrónicos digitales las siguientes ventajas
sobre los instrumentos analógicos en muchas aplicaciones:
•
•
•
•
Las exactitudes de los multímetros digitales son mucho mayores que las de
los medidores analógicos. Por ejemplo, la mejor exactitud de los medidores
analógicos en de aproximadamente 0.5% mientras que las exactitudes de los
voltímetros digitales pueden ser de 0.005% o mejor. Aún los multímetros
digitales más sencillos tiene exactitudes de al menos ± 0.1%.
Para cada lectura hecha con el multímetro digital se proporciona un número
definido. Esto significa que dos observadores cualquiera siempre verán el
mismo valor. Como resultado de ello, se eliminan errores humanos como el
paralaje o equivocaciones en la lectura.
La lectura numérica aumenta la velocidad de captación del resultado y hace
menos tediosa la tarea de tomar las mediciones. Esto puede ser una
consideración importante en situaciones donde se deben hacer un gran
número de lecturas.
La repetibilidad (repetición) de los multímetros digitales es mayor cuando se
aumenta el número de dígitos desplegados. El multímetro digital también
102
Electromecánica
•
puede contener un control de alcance automático y polaridad automáticos
que los protejan contra sobrecargas o de polaridad invertida.
La salida del multímetro digital se puede alimentar directamente a
registradores donde se haga un registro permanente de las lecturas. Estos
datos registrados están en forma adecuada para ser procesados mediante
computadoras digitales. Con la llegada de los circuitos integrados (CI), se ha
reducido el control de los voltímetros digitales hasta el punto en que algunos
modelos sencillos tienen hoy precios competitivos con los medidores
electrónicos analógicos convencionales.
La parte primordial del multímetro digital es el circuito que convierte las señales
analógicas medidas en la forma digital (Figura 3.2). Estos circuitos de conversión se
llaman convertidores analógicos a digitales (A/D).
Fuente de Corriente de
Precisión
Rx
Ω
Vx CD
Vx CA
VCD
Amplificador de
Voltaje de Alta
Resistencia de
Entrada
Convertidor de
Analógico a
Digital
Convertidor de
CA a CD
Microprocesador
Vx CD
Resistencia de Precisión
Excitador de
Pantalla
Pantalla
1.325 V
Figura 3.2 Diagrama de bloques del funcionamiento de un multímetro digital
103
Electromecánica
3.2 MEDICIÓN DE CORRIENTE ELÉCTRICA
Los medidores de corriente siempre deben conectarse en serie con la fuente de
potencia y la carga, nunca en paralelo con ellas (figura 3.3). Un medidor de corriente es
un dispositivo de muy baja resistencia y se puede dañar muy fácilmente. La mayor
parte de los componentes del circuito tienen una resistencia mucho más elevada que el
medidor de corriente. Si se conecta un medidor de corriente en paralelo con uno de
estos componentes se podría dar un corto circuito, por lo que pasaría un flujo de
corriente muy elevado a través del medidor, pudiendo dañar el instrumento. Si se usa
un medidor de corriente de rango múltiple, el medidor podría dañarse por el exceso de
corriente. Por lo tanto, debe tenerse presente que siempre debe conectarse un medidor
de corriente en serie con la fuente de potencia.
Figura 3.3 Conexión de un Voltímetro a un Circuito Eléctrico
El segundo punto más importante es que se debe considerar la polaridad cuando se
mide corriente, en el caso de corriente continua. En otras palabras, debe conectarse la
terminal negativa del medidor a la terminal negativa o de potencial más bajo del circuito
y conectar la terminal positiva del medidor al punto de potencial alto, o positivo, en el
circuito. La corriente debe fluir a través del medidor de (-) a (+). Si se conecta el
medidor de manera que las polaridades estén opuestas, la bobina del medidor se
moverá en la dirección opuesta y la aguja golpeará al perno izquierdo de retención: No
se obtendrá una lectura correcta y, en algunos casos, hasta puede doblarse la aguja
(Figura 3.4).
104
Electromecánica
Figura 3.4 Conexión de la Polaridad de un Amperímetro
No es necesario considerar la polaridad cuando se utiliza medidores de corriente que
tienen la posición cero en el centro de la escala. Cuando se mide corriente alterna, no
hay necesidad de considerar la polaridad ya que está cambia continuamente a través
de los ciclos. Por lo tanto, los medidores diseñados para usarlos solamente en CA no
tienen signos más y menos marcados en sus terminales.
Un tercer punto importante que debe tenerse presente es que no debe conectarse un
medidor a un circuito salvo que se conozca aproximadamente el valor máximo de la
corriente que fluye en el circuito. Los medidores frecuentemente se dañan o destruyen
debido a que se deben medir corrientes superiores a su sensibilidad nominal. Si no se
tiene la seguridad de cuanta corriente fluye, hay que comprobar los diagramas del
circuito y, aún así, comenzar por conectar el medidor con un alcance más alto que el
necesario. Si se usa un instrumento de alcance múltiple, se ajusta en su escala más
alta disminuyendo el rango hasta que se lleva al que proporciona la oscilación media. Si
se comienza con el rango más bajo, el multímetro podría dañarse o la guja podría
golpear el perno de retención derecho en el extremo de la escala que indica los valores
mas altos.
Lectura de la Escala
Para leer la escala en un medidor de corriente de alcance único, se muestra la Figura
3.5. Puesto que el medidor solo mide un alcance de corriente, sólo se requiere un
conjunto de valores en la escala. Sin embargo, algunos medidores de corriente de
alcance múltiple tiene también un solo grupo de valores en la escala aunque miden
varios rangos de corriente. Cuando éste sea el caso, hay que multiplicar la lectura de la
escala. En valores de 0 a 1 miliampere, la corriente se leerá directamente. Sin
embargo, si el interruptor de rango está en la posición de 0-100 miliamperes, se
105
Electromecánica
multiplicará la lectura de la escala por 100 para determinar la cantidad de corriente que
fluye en el circuito (Figura 3.5).
Figura 3.5 Lectura de la Escala de un Amperímetro
Otros medidores de corriente tienen un conjunto de valores separados en la escala
para cada posición del interruptor de rango. En este caso, hay que asegurarse que se
lee el conjunto de valores que corresponde al ajuste del interruptor de rango (Figura
3.6).
Figura 3.6 Lectura de la Escala de un Amperimetro
106
Electromecánica
3.5 AMPERÍMETRO DE GANCHO
El amperímetro de gancho consiste básicamente en un núcleo de hierro con una bobina
devanada alrededor de él y un medidor de corriente (Figura 3.7). Un dispositivo de
gatillo permite abrir el núcleo de manera que uno de los conductores del circuito se
pueda colocar en medio del núcleo. Esto da origen a un transformador, donde el
conductor se comporta como devando primario y la bobina en el núcleo actúa como
devanado secundario. La corriente en el conductor produce un campo magnético que, a
su vez, induce una corriente en el devanado secundario. La corriente fluye a través del
medidor, el cual se conecta al devanado secundario para indicar la corriente que fluye
en el circuito que se mide. En la mayor parte de los amperímetros de gancho como se
requiere un campo magnético fluctuante (acción transformadora)solo se puede medir
corriente alterna.
Campo
Magnético
Conductor
Corriente
Inducida
Bobina del Amperímetro
(Gancho)
Rectificador y
Procesador de
Señales
20. 00 A
Corriente
Eléctrica
Figura 3.7 Principio de Funcionamiento de un Amperímetro de Gancho
La intensidad del campo magnético alrededor del conductor es proporcional al número
de espiras que haya en éste y la intensidad de la corriente que lo atraviesa. Como en
este caso el conductor solo tiene una espira, la corriente dentro de él debe ser alta para
producir un campo magnético suficientemente elevado, para poner a funcionar el
medidor. Por lo tanto, normalmente se usan amperímetros de abrazadera para medir
corrientes en amperes. Son especialmente útiles par medir corrientes muy elevadas.
Por ejemplo, cientos de amperes, debido a que estas corrientes no fluyen a través del
107
Electromecánica
medidor o derivadores del mismo. Para usar el amperímetro de gancho solo basta con
abrir el gancho y poner el cable conductor con corriente eléctrica en medio del gancho.
Hay que tratar de poner el alambre conductor en medio del gancho y lejos de otro cable
para que ningún campo electromagnético afecte la medición del amperímetro (Figura
3.8).
Figura 3.8 Uso y aplicación de un multímetro de gancho
3.3 MEDICIÓN DE TENSIÓN ELÉCTRICA
Los voltímetros deben usarse en paralelo con la componente del circuito que se mide. A
diferencia del medidor de corriente, el voltímetro está menos expuesto a ser dañado si
se conecta incorrectamente. En los rangos más altos, la corriente que fluye a través del
medidor se reduce considerablemente debido a su alta resistencia total inherente. Si
embargo, la lectura resultará errónea si se conecta un voltímetro en serie con una
componente de circuito en lugar de en paralelo (Figura 3.9).
108
Electromecánica
3.9 Conexión de un Voltímetro a un Circuito Eléctrico
Cuando se conecta un voltímetro a corriente continua siempre debe observarse que se
establezca la polaridad correcta. La terminal negativa del instrumento debe conectarse
a la punta negativa o de potencial bajo del componente y la terminal positiva a la junta
positiva o de alta tensión del componente. Igual que en el caso del medidor de
corriente, si se conecta el voltímetro al componente con polaridad opuesta, la bobina
del medidor se moverá hacia la izquierda y la aguja puede doblarse al golpear el perno
de retención izquierdo. Tampoco en este caso los efectos tienen lugar en medidores
con cero central. En un circuito de CA, la tensión continuamente invierte su polaridad.
Por lo tanto, no hay necesidad de considerar la polaridad cuando se conecta un
voltímetro a un componente en un circuito de CA.
Lectura de escala
Algunos voltímetros multirango sólo tienen un intervalo de valores marcados en la
escala y la lectura debe multiplicarse por la indicación de ajuste del interruptor de rango
para obtener la tensión correcta. Otros voltímetros tienen alcances separados en la
escala para cada posición del interruptor de alcance. Cuando estos instrumentos se
usan, hay que asegurarse de que se lea el conjunto de valores que corresponde a la
graduación del interruptor de alcance, (Figura 3.10).
109
Electromecánica
Figura 3.10 Lectura de la Escala de un Voltímetro
3.4 MEDICIÓN DE RESISTENCIA ELÉCTRICA
Un óhmetro es un dispositivo que mide la resistencia de un circuito o de una
componente. También sirve para localizar circuitos abiertos o cortos circuitos.
Básicamente, un óhmetro consta de un medidor de corriente continua, una fuente de
baja tensión y baja potencia de CC y resistores limitadores de corriente, todos ellos
conectados en serie. El medidor de bobina móvil es el único aparato de medición de
corriente que se usa en los óhmetros. Como fuente de energía se usa una batería de
baja tensión.
Existen dos tipos de óhmetro: el óhmetro en serie y el óhmetro con derivador. En el
óhmetro en serie, la resistencia por medir se conecta internamente en serie con el
medidor (Figura 3.11). En el óhmetro con derivador, la resistencia por medir se conecta
internamente en paralelo con el medidor (Figura 3.12). Sin embargo externamente la
resistencia siempre se mide en paralelo. En las figuras 3.11 y 3.12 el circuito en negro
corresponde al circuito interno del óhmetro y la resistencia en color es la resistencia por
medir.
110
Electromecánica
Figura 3.11 Conexión de un Ohmetro en Serie
Figura 3.12 Conexión de un Ohmetro en Paralelo
Lectura de la Escala de un Ohmetro
Principalmente la diferencia entre estos dos óhmetros para ser identificados
visualmente es por lectura de escala. Un óhmetro en serie la escala de valor de la
resistencia aumenta de derecha a izquierda y el extremo de baja resistencia
generalmente esta muy aglomerado. Mientras en un óhmetro en derivación el valor de
la resistencia aumenta de izquierda a derecha, además de que las lecturas nunca se
aglomeran. Por lo que la lectura de bajas resistencias es mucho mejor, (Figura 3.13)
111
Electromecánica
Figura 3.13 Lecturas de Medición en Ohmetro
Medición de Resistencia
Un óhmetro no solo puede medir la resistencia de varias partes de un circuito, sino que
puede usarse para comprobar partes abiertas o en corto circuito y para establecer la
continuidad de un circuito. En todo caso, para evitar dañar el óhmetro, hay que
asegurarse que no se conecta la fuente de tensión a las puntas del óhmetro cuando se
hace una medición. Las lecturas de resistencia sólo se hacen en circuitos
desenergizados. Si el circuito estuviese energizado, su tensión podría favorecer el paso
de una corriente que dañará al medidor.
El simple cambio de un interruptor a la posición de abierto no siempre evita que el
óhmetro quede conectado a una fuente de tensión. Algunas veces, el interruptor mismo
puede estar defectuoso y habrá tensión en el equipo. O bien, si se debe comprobar el
estado del propio interruptor, se puede aplicar una tensión a las puntas del óhmetro aún
con el interruptor abierto (Figura 3.14).
Figura 3.14 Conexión segura de un Ohmetro
112
Electromecánica
Por lo tanto, la forma más segura de proteger un óhmetro es desconectar el equipo de
la fuente de potencia siempre que sea posible. Aun con el equipo desconectado de la
fuente de potencia, el óhmetro no está completamente protegido de las tensiones del
circuito. Esto sólo evita la posibilidad de conectar el óhmetro una tensión producida por
una fuente de potencia, batería u otra fuente ordinaria de tensión. No obstante, todavía
podría estar conectado a un capacitor cargado, que proporcionaría suficiente corriente
para dañar gravemente al óhmetro. Por lo tanto, para proteger el óhmetro no debe
desconectarse el equipo de la fuente de potencia, sino que también deben descargarse
el equipo de la fuente de potencia, sino que también deben descargarse cualesquiera
de los capacitores, especialmente de los tipos electrolíticos, que haya en el circuito que
se mide.
3.2 OSCILOSCOPIO
El osciloscopio de rayos catódicos debido a su especial mecanismo de despliegue
puede mostrar señales con frecuencias mayores de 1 GHz. De hecho, frecuencias aún
mayores se pueden desplegar empleando el osciloscopio de muestreo. El dispositivo
de despliegue que permite observar variaciones de tan alta velocidad es el tubo de
rayos catódicos. El tubo genera un haz delgado de electrones (el rayo catódico) dentro
de sí mismo. Este rayo está dirigido de tal modo que choca con una pantalla
fluorescente que cubre un extremo del tubo. Siempre que el rayo choca con la pantalla,
se emite un punto de luz visible. Cuando el haz se mueve a través de la pantalla, "pinta"
un trazo de su trayectoria. Los campos que provocan las deflexiones del haz de
electrones se crean a lo largo de su trayecto mediante placas deflectoras. La pantalla
del osciloscopio depende de la tensión aplicada a las placas del tubo. También se sigue
de esta conclusión que el osciloscopio en realidad es un vóltmetro, esto es, un
vóltmetro con mecanismo de despliegue de velocidad super alta.
La tensión no es la única cantidad que se puede medir. Interpretando correctamente las
características del despliegue, se puede usar el osciloscopio para indicar corriente,
tiempo, frecuencia y diferencia de fase. En efecto, el osciloscopio probablemente sea el
instrumento más versátil y útil inventado para trabajos de mediciones eléctricas.
El osciloscopio es un instrumento capaz de medir o desplegar una amplia variedad de
señales. Los subsistemas que constituyen por lo general un osciloscopio son:
1.
2.
3.
4.
Subsistema de despliegue (tubo de rayos catódicos).
Subsistema de deflexión vertical.
Subsistema de deflexión horizontal.
Fuente de poder.
113
Electromecánica
5. Sondas (puntas de prueba).
6. Circuitos de Calibración.
Dentro del tubo, se crea un haz de electrones mediante un cañón de electrones. El haz
de electrones se enfoca y, se dirige para que choque con la pantalla fluorescente,
creando un punto de luz en el lugar del impacto con la pantalla. El haz se deflexiona en
forma vertical en proporción a la amplitud del voltaje aplicado a las placas de deflexión
vertical del tubo. La señal amplificada de entrada también está monitoreada por el
subsistema de deflexión horizontal. El subsistema tiene la tarea de barrer
horizontalmente el haz de electrones a través de la pantalla a una velocidad uniforme.
Subsistema de despliegue (tubo de rayos catódicos)
El tubo en sí es un recipiente sellado de vidrio con un cañón de electrones y un sistema
de deflexión montado dentro del tubo en un extremo y una pantalla fluorescente en el
otro (Figura 3.15). Se evacúa el aire del tubo, que queda al alto vacío. La función del
cañón es producir el haz de electrones. Algunos de esos electrones pasan a través de
un pequeño agujero en la rejilla de control de intensidad que rodea al cátodo. La
intensidad del punto de luz que se produce donde el haz de electrones choca con la
pantalla fluorescente depende del número de electrones en dicho haz.
Cátodo
Pantalla
fluorescente
Placas de
enfoque
Placas de
deflexión
Figura 3.15 Tubo de Rayos Catódicos
Después de dejar el cañón de electrones, el haz enfocado y acelerado pasa entre dos
placas deflectoras. Si no hay diferencia de voltaje entre las placas, el haz continúa
directamente y llega a la pantalla fluorescente en su centro. Si hay una diferencia de
potencial entre uno o ambos conjuntos de placas, el haz se desviará de su trayectoria
recta (Figura 3.16).
114
Electromecánica
+
_
_
+
_
_
+
A)
+
B)
C)
_
_
+
+
_
+
_
_
_
+
+
E)
D)
E)
+
F)
Figura 3.16 Deflexión del haz de electrones en el tubo de rayos catódicos; a) ambas placas deflectoras a voltaje cero; b) voltaje
positivo en la placa deflectora derecha; c) voltaje positivo en la placa deflectora superior; d)-g) voltajes positivos iguales en placas
deflectoras adyacentes.
Se colocan los dos conjuntos de placas deflectoras perpendiculares entre sí de modo
que puedan controlar en forma independiente el haz tanto en la dirección horizontal
como en la vertical. La pantalla fluorescente del tubo de rayos catódicos está cubierta
de fósforo, en el punto donde el haz de electrones llega a la pantalla, este material
emite un punto de luz visible.
El tiempo que tarda la intensidad del punto para disminuir al 10 % su brillantez original
se llama la persistencia del fósforo. Cuando un haz de electrones llega a la pantalla se
genera tanto calor como luz. El efecto, 90 % de la energía del haz se convierte en calor
y sólo 10 % en luz visible. La retícula es el conjunto de líneas horizontales y verticales
inscritas en forma permanente en la cara del tubo de rayos catódicos. Esas líneas
permiten que se mida visualmente la onda mostrada contra un conjunto de escalas
verticales y horizontales.
Subsistema de deflexión vertical
Se deben aplicar aproximadamente 10 a 20 V a las placas deflectoras del tubo de rayos
catódicos para desviar al haz de electrones 1 cm. El osciloscopio debe tener un
subsistema que tenga la capacidad de amplificar o de atenuar las señales de entrada
115
Electromecánica
para que se produzca una figura correcta cuando se apliquen las señales de interés a
las placas deflectoras del tubo de rayos catódicos.
El sistema de deflexión vertical esta compuesto de los siguientes elementos:
1. Selector de acoplamiento de entrada
2. Atenuador de entrada
3. Preamplificador
4. Amplificador vertical principal
5. Línea de retardo.
El subsistema de deflexión vertical comienza con un repaso de la operación combinada
del atenuador, el preamplificador y el amplificador vertical principal. Todos ellos
constituyen la parte amplificadora del subsistema. La función del atenuador es reducir
la amplitud de las señales de entrada en un factor seleccionado F antes de que se
apliquen esas señales a la sección de preamplificador y amplificador (Figura 3.17).
Figura 3.17. Subsistema de deflexión vertical.
Subsistema de deflexión de horizontal
Consiste del amplificador de deflexión horizontal y los circuitos de base de tiempo
(Figura 3.18). Se emplea el amplificador de horizontal de dos maneras. La primera es
en la amplificación directa de señales externas de entrada (que se alimenta a
continuación a las placas de deflexión horizontal del tubo de rayos catódicos). Como lo
que muestra el osciloscopio al operar en este modo consiste en la variación de alguna
señal (mostrada en la dirección Y o vertical) contra de otra (que se muestra a lo largo
del eje X u horizontal), se dice que el osciloscopio está trabajando en el modo X-Y de
despliegue. El segundo uso del amplificador horizontal se utiliza para amplificar las
ondas de barrido generadas por los circuitos de base de tiempo.
116
Electromecánica
Interruptor de
selección de
modo X – Y
Terminales de
entrada horizontal
Amplificador
Horizontal
Amplificador
Vertical
Terminales de
Entrada Horizontal
Figura 3.18. Modo X-Y de operación
Puntas de prueba del osciloscopio
Efectúan la importante tarea de detectar las señales en su fuente y transferirlas hasta
las entradas del osciloscopio. La cabeza de la punta contiene los circuitos sensores de
la señal (Figura 3.19). Casi siempre se emplea un cable coaxial para transmitir la señal
desde la cabeza de la punta hasta los circuitos de terminación (o directamente a las
terminales de entrada del osciloscopio, si no hay circuito de terminación). Si se emplea
un circuito de terminación, su función es terminar el cable coaxial en la impedancia
característica del cable y presenta así la impedancia del cable a las entradas del
osciloscopio.
Punta de la
Sonda
Cabeza de la
Sonda
Cable Coaxial
Terminación
A la entrada del tubo
de rayos
Figura 3.19. Diagrama general de bloques de una sonda (puntas de prueba) de un osciloscopio
117
Electromecánica
Circuitos de calibración
Para asegurar que el amplificador vertical de un osciloscopio esté amplificando con
exactitud las magnitudes de las señales medidas, se deben efectuar pruebas de
calibración periódicamente. Esto es, se debe alimentar una señal que tenga una
amplitud conocida con exactitud a las terminales de entrada del osciloscopio y observar
la señal en la pantalla. Si la pantalla da un valor medido distinto del valor conocido de
referencia, indica que el amplificador vertical no se encuentra calibrado en forma
correcta. Se deben hacer entonces los ajustes correctos del instrumento para restaurar
la exactitud adecuada en la pantalla. De igual manera, se deben efectuar
periódicamente pruebas de calibración para asegurar la exactitud de la base de tiempo.
118
Electromecánica
Nombre: Medición de Resistencia Eléctrica
Propósito: Al finalizar la práctica el alumno empleará correctamente los
multímetros analógicos y digitales, principalmente con la medición de resistencia
eléctrica.
Duración: 2 horas
Materiales
• Resistencias
de
carbón
de
los
siguientes
ohms
18Ω, 82Ω, 180Ω,
820Ω, 18kΩ, 82
kΩ, 1.8 MΩ y 82
MΩ, 5 % de
tolerancia 1 W
• Interruptor
Maquinaria y Equipo
Herramienta
• Multímetro
analógico y digital
119
Electromecánica
Procedimiento
práctica: (+)
• Como es el uso de bata, lentes de protección, zapatos de uso industrial y
guantes de electricista.
• No portar accesorios metálicos, ni cabello largo
2. Determinar las resistencias proporcionales de acuerdo con el código de
colores y anotarlos en la tabla.
3. Medición con el Multímetro Analógico
•
•
•
•
4.
Antes de hacer cualquier medición, verifique que la aguja indique 0
en la escala de resistencia de corriente directa, marcada DC.,
cuando el interruptor de potencia este en la posición “OFF” (fuera).
Si la aguja está fuera de 0, haga la conexión necesaria girando el
tornillo del ajustador mecánico.
Lleve el interruptor de potencia a la posición “ON” (dentro).
Verifique que la lámpara señalizadora de “servicio” este
destellando. Si la lámpara no enciende, se debe reemplazar la
batería. Nota: Si cuando se encienda el multímetro la aguja está
fuera de 0, haga la conexión necesaria girando el tornillo del
ajustador mecánico.
Conecte la terminal de prueba negra en el enchufe marcado COM,
y la terminal de la prueba roja en el enchufe marcado V. Ω. A.
Lleve el interruptor selector de alcances a la posición deseada para
la medición de resistencia eléctrica. Cuando dude de cual alcance
se debe usar siempre empiece con el alcance más alto, como
protección para el aparato.
Medición con el Multímetro Digital
•
•
•
•
Conecte la terminal de prueba en el enchufe marcado COM y la
terminal de prueba roja marcado V. Ω. A.
Lleve el interruptor rotatorio a la selección de resistencia eléctrica
Ω.
Conecte las terminales de prueba al dispositivo o circuito bajo
medición.
Operación con AUTO: El valor de la medición aparecerá en la
pantalla con la polaridad de la variable a medir
120
Electromecánica
•
Lea el valor de la variable eléctrica a medir en la pantalla.
Tabla 3.1 Valor de la Resistencia de acuerdo a su Color
COLOR
NEGRO
CAFÉ
ROJO
ANARANJADO
AMARILLO
VERDE
AZUL
VIOLETA
GRIS
BLANCO
DORADO
PLATEADO
SIN BANDA
PRIMERA
BANDA
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
-
SEGUNDA
BANDA
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
-
TERCERA
BANDA
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
× 0.1
× 0.01
-
CUARTA BANDA
± 5%
± 10%
± 20 %
.
5. Anotar el valor de las resistencias en la tabla 3.2
Tabla 3.2 Valores de las resistencias
CARACTERISTICAS
COLOR DE LA
PRIMERA BANDA
COLOR DE LA
SEGUNDA BANDA
COLOR DE LA
TERCERA BANDA
COLOR DE LA CUARTA
BANDA
VALOR CODIFICADO
TOLERANCIA
VALOR MEDIDO
MULT. ANALÓGICO
MULT. DIGITAL
R1
R2
R3
RESISTOR
R4
R5
R6
R7
R8
121
Electromecánica
Medición de Resistencia Eléctrica
Fecha: _____________________
_____________________
Desarrollo
Sí
No
No
aplica
16. Determinó las resistencias de acuerdo con el
código de colores y los anotó en la tabla.
17. Verificó (y si es necesario calibró) la aguja del
multímetro analógico marcara “0”
18. Llevó el interruptor de potencia a la posición
“ON” y verifico la lámpara señalizadora.
19. Llevo el interruptor selector de alcances a la
posición deseada de resistencia eléctrica.
20. Conectó la terminal de prueba negra en el
enchufe COM y la terminal de prueba roja en el
enchufe marcado V.Ω.A.
21. Verificó las resistencias eléctricas con el
multímetro análogico y las apunto en la tabla.
22. Conectó la terminal de prueba en el enchufe
marcado COM y la terminal de prueba roja
marcado V.Ω.A. en el multímetro digital
23. Llevó el interruptor rotatorio a la selección de
resistencia eléctrica.
24. Verificó las resistencias eléctricas con el
multímetro digital y las apunto en la tabla
122
Electromecánica
Observaciones:
__________________________________________________
__________________________________________________
__________________________________________________
Docente: ______________
Evaluación: ______________
123
Electromecánica
Nombre: Manejo del Amperímetro y Voltímetro
Propósito: Al finalizar la práctica el alumno empleará correctamente los
multímetros analógicos y digitales, principalmente con la medición de corriente y
tensión eléctrica.
Duración: 2 horas
Materiales
• Resistencias
de
carbón
de
los
siguientes
ohms
18Ω, 82Ω, 180Ω,
820Ω, 18kΩ, 82
kΩ, 1.8 MΩ y 82
MΩ, 5 % de
tolerancia 1 W
• Interruptor
Maquinaria y Equipo
Herramienta
• Multímetro
analógico y digital
124
Electromecánica
Procedimiento
práctica: (+)
• Como es el uso de bata, lentes de protección, zapatos de uso
industrial y guantes de electricista.
2. Medición con el Multímetro Analógico
•
•
•
•
•
•
3.
Antes de hacer cualquier medición, verifique que la aguja indique 0
en la escala de amperaje o voltaje (según sea el caso) de corriente
directa, marcada DC., cuando el interruptor de potencia este en la
posición “OFF” (fuera). Si la aguja está fuera de 0, haga la conexión
necesaria girando el tornillo del ajustador mecánico.
Lleve el interruptor de potencia a la posición “ON” (dentro).
Verifique que la lámpara señalizadora de en servicio este
destellando. Si la lámpara no enciende, se debe reemplazar la
batería. Nota: Si cuando se encienda el multímetro la aguja está
fuera de 0, haga la conexión necesaria girando el tornillo del
ajustador mecánico.
Conecte la terminal de prueba negra en el enchufe marcado COM,
y la terminal de la prueba roja en el enchufe marcado V. Ω. A.
Lleve el interruptor selector de alcances a la posición deseada para
la medición de tensiones de corriente directa. Cuando dude de cual
alcance se debe usar siempre empiece con el alcance más alto,
como protección para el aparato.
Conecte la terminal de prueba negra al lado negativo del circuito
bajo medición y la terminal de prueba roja al lado positivo del
circuito.
Verifique que el interruptor inversor de polaridad este en la posición
marcada “+”, sino es así, llévelo a esa posición. Energice el circuito
bajo prueba. Si la aguja deflexiona a la izquierda del cero, la
polaridad real del circuito es inversa a la que se supuso. En este
caso, desernergice el circuito bajo prueba, lleve el interruptor
inversor de polaridad a la posición marcada “-“, y energice
nuevamente el circuito.
Medición con el Multímetro Digital
125
Electromecánica
•
•
•
•
•
•
•
Conecte la terminal de prueba en el enchufe marcado COM y la
terminal de prueba roja marcado V. Ω. A.
Lleve el interruptor rotatorio a la selección de amperaje o voltaje
(según sea el caso).
Obsérvese que en la pantalla aparezca la indicación DC (Corriente
Directa). Si no es así, presione momentáneamente el interruptor
pulsador de modo AC/DC para que se active el indicador DC en los
LCD.
Conecte las terminales de prueba al dispositivo o circuito bajo
medición.
Operación con AUTO: El valor de la medición aparecerá en la
Operación con alcance manual: Cuando el interruptor pulsador de
modo “Range” (alcance o rango) se presiona una vez, el indicador
“AUTO” en el LCD desaparecerá. Si el valor de la tensión no se
conoce, seleccione el alcance más alto y después redúzcalo hasta
que se obtenga una lectura satisfactoria, esto es con el mayor
número de dígitos posible. En cada cambio del alcance se deben
desconectar las terminales de prueba en el punto bajo medición
Lea el valor de la variable eléctrica a medir en la pantalla.
6. Conectar las resistencias de acuerdo a la tabla 3.2 de la practica Nº 1 y a
los siguientes diagramas:
126
Electromecánica
Figura 3.20 Circuitos Eléctricos
7. Anotar el voltaje y amperaje de cada circuito medidos con el multímetro
analógico en la siguiente tabla
Tabla 3.3 Mediciones con el multímeto analógico
PUNTO
1
2
3
4
5
6
7
8
TENSIÓN ELÉCTRICA
CORRIENTE ELECTRICA
127
Electromecánica
9
20
8. Anotar el voltaje y amperaje de cada circuito medidos con el multímetro
digital en la siguiente tabla
Tabla 3.4 Mediciones con el multímeto digital
PUNTO
1
2
3
4
5
6
7
8
9
20
TENSIÓN ELECTRICA
CORRIENTE ELECTRICA
128
Electromecánica
Amperímetro y Voltímetro
Fecha: _____________________
_____________________
Desarrollo
Sí
No
No
aplica
2. Verificó (y si es necesario calibró) la aguja
del multímetro analógico marcara “0”
3. Llevó el interruptor de potencia a la
posición “ON” y verifico la lámpara
señalizadora.
4. Llevo el interruptor selector de alcances a
la posición deseada de tensión o
intensidad de corriente según sea el caso.
5. Conectó la terminal de prueba negra en el
enchufe COM y la terminal de prueba roja
en el enchufe marcado V.Ω.A.
6. Formó los 3 circuitos y anotó los valores
de corriente y tensión en la tabla.
7. Conectó la terminal de prueba en el
enchufe marcado COM y la terminal de
prueba roja marcado V.Ω.A.
8. Llevó el interruptor rotatorio a la selección
de intensidad y tensión.
9. Formó los 3 circuitos y anotó los valores
de corriente y tensión en la tabla.
129
Electromecánica
Observaciones:
__________________________________________________
__________________________________________________
__________________________________________________
Docente: ______________
Evaluación: ______________
130
Electromecánica
Nombre: Manejo del Amperímetro de Gancho
Propósito: Al finalizar la práctica el alumno empleará correctamente el
amperímetro de gancho para la medición de corriente eléctrica.
Duración: 2 horas
Materiales
• Motor
eléctrico
trifásico
de
Corriente Alterna
Maquinaria y Equipo
Herramienta
• Multímetro de
gancho
131
Electromecánica
Procedimiento
práctica: (+)
4. Determinar las intensidades y tensiones eléctricas de un motor eléctrico
trifásico y su desequilibrio eléctrico del siguiente modo.
5. Medición con el Amperímetro de Gancho
.
•
Lleve el interruptor rotatorio a la selección de intensidad de
corriente A.
• Abra el gancho de prueba y ponga el cable conductor del circuito
bajo medición.
• Operación con AUTO: El valor de la medición aparecerá en la
• Lea el valor de la variable eléctrica a medir en la pantalla.
6. Para medir el voltaje es necesario poner el multímetro en su opción de
Voltaje de Corriente Alterna.
7. Conectar el amperímetro de gancho en el sistema trifásico eléctrico del
motor en conexión delta o estrella según sea el caso.
A1
V3
A2
V1
V2
Figura 3.21 Medición Eléctrica de un Motor Eléctrico
132
Electromecánica
8. Medir los voltajes y amperajes indicados en la figura 3.11
9. Calcular la media de tensión con la siguiente ecuación:
V1 + V2 + V3
= VMEDIA
3
10. Calcular la desviación máxima entre tensiones
V1 − VMEDIA = VDESVIACIÓN
V2 − VMEDIA = VDESVIACION
V3 − VMEDIA = VDESVIACION
Mayor desviación = VDESVIACION MAYOR
11. Calcular el desequilibrio de tensión
VDESVIACION MAYOR
× 100% =
VMEDIA
%
12. Calcular la potencia aparente eléctrica del motor.
POTENCIA A PARENTE CONSUMIDA POR EL MOTOR = 3 V1A 1 + 3 V2 A 2
12. Elaborar un reporte de la práctica
133
Electromecánica
Amperímetro de Gancho
Fecha: _____________________
_____________________
Desarrollo
Sí
No
No
aplica
2. Llevó el interruptor rotatorio a la selección
de intensidad eléctrica.
3. Abrió el gancho de prueba y puso el
alambre conductor en el circuito bajo
medición.
4. Midió el voltaje y amperaje de acuerdo al
diagrama de la figura 3.21.
5. Calculo la media de tensión
6. Calculo la desviación máxima entre
tensiones.
7. Calculo el desequilibrio de tensión
8. Calculo la potencia eléctrica del motor
eléctrico.
134
Electromecánica
Observaciones:
__________________________________________________
__________________________________________________
__________________________________________________
Docente: ______________
Evaluación: ______________
135
Electromecánica
Nombre: Manejo del Osciloscopio
Propósito: Al finalizar la práctica el alumno empleará correctamente el
osciloscopio.
Duración: 2 horas
•
•
Materiales
Capacitor de 1
μ F,
no
electrolítico
Resistor de carbón
de
1.8
kΩ
nominales, 5% de
tolerancia, 1 W
Maquinaria y Equipo
Herramienta
• Osciloscopio de 2
canales
• Generador de onda
cuadrada
de
frecuencia variable,
capaz
de
suministrar 10 V
pico a pico
136
Electromecánica
Procedimiento
práctica: (+)
2. Formar un circuito como en el mostrado en la figura 3.22.
1
2
0
Figura 3.22 Diagrama eléctrico de prueba con un capacitor
3. Antes de energizar el osciloscopio llevar los controles y ajustes enlistados
enseguida a las posiciones especificadas.
Tabla 3.5 Posiciones Iniciales en el Osciloscopio
Componente
POWER
Interruptor de la alimentación
INTEN
Control de intensidad
FOCUS
Control de Enfoque
AC/GND/DC
Interruptores de acoplamiento
VOLTS/DIV
Selectores del factor de deflexión
VARIABLE
Controles de variable vertical
POSITION
Controles de posición vertical
Posición
OFF
Completamente en sentido contrario a
las manecillas del reloj
Media rotación
DC
20 m V/D
CAL.
Media rotación y el canal 2 activado
137
Electromecánica
VERTICAL MODE
Interruptor vertical de modo
TIME/DIV
Interruptor de Barrido
VARIABLE
Control de variable horizontal
POSITION (X)
Control de posición horizontal
TRIGGER MODE
Interruptor de modo de disparo
TRIGGER SOURCE
Interruptor de Fuente de Disparo
HOLDOFF
Control de tiempo de espera
TRIGGER LEVEL
Control de Nivel de Disparo
CH1
0.5 ms/D
CAL.
Media rotación
AUTO
CH1
NORM.
Media Rotación
4. Conectar el cable de alimentación de corriente alterna al conector de
alimentación, después conectar el cable a una toma de corriente apropiada.
5. Energizar el osciloscopio presionando el interruptor de POWER. La lámpara
de energizado debe brillar inmediatamente. Permitir alrededor de 30
segundos al osciloscopio para que se caliente, girar el control de intensidad
INTEN en sentido de las manecillas del reloj hasta que aparezca el trazo en
la pantalla del tubo de rayos catódicos. Se debe ver una línea horizontal a
través de la pantalla. Ajustar la intensidad (brillantez) del trazo de manera que
esta sea fácilmente visible. Es un buen hábito mantener la intensidad
justamente en el punto en el que el trazo sea visible. Un nivel alto de
brillantez puede dañar la pantalla.
6. Girar el control enfoque, FOCUS del osciloscopio, para obtener una imagen
bien definida.
7. Girar el control de posición vertical CH1 POSITION, de tal manera que el
trazo se localice exactamente bajo la línea horizontal del centro de la retícula.
El trazo debe ser paralelo a la línea de rotación del trazo, TRACE
ROTATION, con un destornillador de cruz.
8. Girar el control de la posición, POSITION X, de tal manera que el principio del
trazo empiece en el lado izquierdo de la gratícula.
9. Colocar una de las ondas suministradas para una atenuación de X10.
Enseguida unir el conector BNC al conector marcado CH1 y su punta del
calibrador, PROBE ADJUST. Se visualizará una onda cuadrada, de una
amplitud de dos y media divisiones en la pantalla del tubo de rayos catódicos.
Si las partes superiores e inferiores de las ondas cuadradas exhibidas están
inclinadas o picudas se debe compensar la sonda, igualando la capacitancia
138
Electromecánica
de entrada. Ajustar el corrector compensador de la sonda con un
destornillador pequeño.
10. Colocar el interruptor vertical de modo, VERTICAL MODE, en la posición CH2
y siga el procedimiento dado en el punto 9.
11. Antes de energizar el generador de funciones llevar los controles y ajustes
enlistados enseguida a las posiciones especificadas. Las posiciones de los
controles que no se mencionan específicamente son irrevelantes por el
momento.
Tabla 3.6 Tabla de Posiciones Iniciales para el Generador de Funciones
CONTROL
POWER
Interruptor de la Alimentacióm
FREQ RANGE
Selector de campo de frecuencia
FREQ/STOP FREQ
Control de la salida de frecuencia
MODE
Interruptor de Modo
FUNCTION
Selector de funciones
OUTPUT
DC FOCET
Control de desplazamiento de CD.
ATT (dB)
CONTROL VARIABLE
COUNT
Contador
POSICION
OFF (liberado)
X10
10
CW
Onda Cuadrada
Activado
0
Completamente en sentido contrario a
las manecillas del reloj
INT
Interno
12. En el generador de funciones, conecte el cable de corriente alterna al
conector de alimentación, después conecte el cable a una toma de corriente
alterna apropiada.
13. Energice el generador de funciones, presionando el interruptor POWER. El
exhibidor del contador se iluminará.
14. Por medio del control de salida de frecuencia , ajuste la indicación del
exhibidor a 100 Hz
15. En el osciloscopio, lleve el interruptor vertical de modo, VERTICAL MODE a
la posición DUAL.
16. Lleve la posición de los selectores AC-GND-DC de los canales 1 y 2, a ala
posición GND. Esta pone a tierra las entradas de los amplificadores
verticales, de tal manera que se puede establecer el nivel de referencia a
tierra en la pantalla.
139
Electromecánica
17. Ajuste la perilla del control de posición, POSITION, vertical del canal 1, de tal
manera que el trazo se coloque en la línea horizontal central de la retícula.
18. Considerando que el valor de la tensión pico a pico que se suministrará el
generador de funciones es de 12.00 V y de onda cuadrada, con una
frecuencia de 100 Hz, cambie las posiciones de los selectores CH1
VOLTS/DIV y CH2 VOLTS/DIV a 0.2 V/DIV, y la posición del interruptor de
barrido, TIME/DIV a 2ms/DIV.
19. Conecte la punta de la sonda que está en la salida del canal 1 al punto 1,
mostrado en la figura del circuito, y su clip de tierra al punto 0 de la misma
figura.
20. Lleve la posición del selector AC-GND-DC del canal 1, a la posición DC.
21. Por medio del control variable del generador de funciones, ajuste la tensión
de salida a 12.00 V pico a pico, la cual se puede observar en el canal 1 del
osciloscopio.
22. Por medio de la perilla del control de posición, POSITION, vertical del canal 1,
lleve la parte baja de la onda cuadrada que coincida con la línea punteada de
la retícula que está en la parte baja de la pantalla.
23. Ajuste la perilla del control de posición, POSITION, vertical del canal 2 de tal
manera que el trazo se centre con la relación a la onda cuadrada mostrada
en la pantalla del osciloscopio.
24. Conecte la punta de la sonda que está a la salida del canal 2 al punto 2,
mostrado en el circuito y su clip de tierra al punto 0 de la figura 3.11.
25. Lleve la posición del selector AC-GND-DC del canal 2, ala posición DC.
26. Observe la pantalla del osciloscopio y dibuje la figura mostrada.
27. Con el objeto de mejorar la apreciación del comportamiento del capacitor,
cambie la posición del interruptor de barrido a 0.5 ms/DIV. Observe la
pantalla del osciloscopio, dibuje la figura mostrada.
28. Por medio de la perilla de control de posición horizontal mueva las ondas
hacia la derecha, de tal manera que su principio se coloque en el primer
punto que se encuentra localizado a la izquierda del eje vertical central. Tome
el tiempo correspondiente a ese punto como 0.2 divisiones y mida en el eje
vertical la tensión en divisiones. Anote los valores obtenidos en la siguiente
tabla
Tabla 3.7 Divisiones de la Tensión en Función del Tiempo
Tiempo t Divisiones
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.2
1.4
Tensión Divisiones CH2
140
Electromecánica
1.6
1.8
2.0
29. Mueva nuevamente las ondas hacia la izquierda hasta el punto siguiente, con
lo cual se incrementa en 0.2 de división , tome la tensión correspondiente a
este punto en el eje vertical. Anote los valores obtenidos en la siguiente tabla.
Tabla 3.8 Divisiones de la Tensión en Función del Tiempo
Tiempo t Divisiones
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
Tensión Divisiones CH2
30. Repita el paso 29, hasta obtener un tiempo igual con 2 divisiones.
31. Por medio de la perilla del control de posición horizontal, POSITION, mueva
hacia la izquierda la curva mostrada en la pantalla del osciloscopio, hasta que
el punto de descarga del capacitor se encuentre localizado en la parte central
de la pantalla.
32. Por medio de las perillas del control de posición vertical, VERTICAL MODE,
de los canales 1 y 2, lleve la parte alta de las ondas para que coincidan con la
línea horizontal punteada que esta en la parte alta de la pantalla del
osciloscopio.
33. Repita los pasos 28, 29 y 30. Anote los valores obtenidos en la siguiente
tabla.
141
Electromecánica
Tabla 3.9 Divisiones de la Tensión en Función del Tiempo en el Canal 1 y 2
TIEMPO
t
DIVISIONES
TENSIÓN, DIVISIONES
CH2
CH1
142
Electromecánica
Osiciloscopio
Fecha: _____________________
____________________
Desarrollo
Sí
No
No
aplica
2. Formo el circuito como el que se mostró
en la figura 3.22.
3. Antes de energizar el osciloscopio llevó
los controles y ajustes anterior mente
enlistados en el punto 3.
4. Conectó correctamente el cable de
alimentación de corriente alterna
5. Energizo y permitió que se calentara el
osciloscopio.
6. Giro el control INTEN hasta que apareció
un trazo en la pantalla y ajusto la brillantez
de un modo correcto.
7. Obtuvo una imagen bien definida con el
control de FOCUS.
8. Giró el control de posición vertical CH1
POSITION y TRACE como se explicó en
el punto 7.
9. Giró de manera correcta el control de
posición Como se explicó en el punto 8.
10. Colocó una de las sondas suministradas
para una atenuación X10, y enseguida
unió el conector BNC al conector marcado
CH1 y su punta del calibrador.
11. Coloco el interruptor vertical en la posición
143
Electromecánica
CH2 y repitió el procedimiento dado en el
punto 9.
12. Llevo los controles y ajustes especificadas
en el generador de funciones.
13. Energizó de manera correcta el generador
de funciones
14. Ajusto a 100 Hz el generador de funciones
15. Llevó el interruptor VERTICAL MODE, a la
posición DUAL, en el osciloscopio
16. Llevó a la posición AC-GND-DC de los
canales 1 y 2 a la posición GND.
17. Ajusto de manera correcta la perilla de
control de posición vertical del canal 1
18. Cambió la posición de los selectores CH1
y CH2 a 0.2V/DIV y el barrido a 2ms/DIV
19. Conecto la punta de la sonda del canal 1
al punto 1 y su clip a tierra al punto 0
20. Llevó la posición del selector AC-GND-DC
del canal 1, ala posición DC.
21. Ajusto el generador de funciones a la
tensión de salida a 20.00 V pico a pico.
22. Por medio de la perilla del control de
posición vertical llevó a la parte baja de la
onda cuadrada para que coincida con la
línea punteada de la retícula que está en
la parte baja de la pantalla.
23. Ajusto la perilla de control de posición del
canal 2 de tal manera que el trazo se
centre con la relación de la onda cuadrada
mostrada en la pantalla del osciloscopio
24. Conectó la punta de la sonda que está a
la salida del canal 2 de tal manera que el
trazo se centre con la relación a la onda
cuadrada mostrada en la pantalla del
osicloscopio.
25. Conectó la punta de la sonda que está a
144
Electromecánica
la salida del canal 2 al punto 2 mostrado
en el circuito y su clip de tierra al punto 0.
26. Llevó la posición del selector AC-GND-DC
del canal 2, a la posicón DC.
27. Dibujo la figura mostrada en la pantalla
del osciloscopio.
28. Movió por medio de la perilla horizontal
movió las ondas en el prmer punto que se
encuentra localizado a la izquierda del eje
vertical central.
29. Anotó los valores obtenidos en la tabla 3.7
30. Movió nuevamente las ondas hacia la
izquierda hasta el punto siguiente.
31. Anotó los valores obtenidos en la tabla 3.8
32. Repitió el paso 29, hasta obtener un
tiempo igual con 2 divisiones.
33. Por medio de las perillas VERTICAL
MODE, lleve la parte alta de las ondas
para que coincidan con la línea horizontal
punteda que está en la parte alta de la
pantalla del osciloscopio.
34. Repitió los pasos 28, 29 y 30, y anotó los
valores obtenidos en la tabla 3.9.
35. Limpió el equipo utilizado
36. Limpió el área de trabajo al término de la
práctica
37. Elaboró un reporte de la práctica
145
Electromecánica
Observaciones:
__________________________________________________
__________________________________________________
__________________________________________________
Docente: ______________
Evaluación: ______________
146
Electromecánica
AUTOEVALUACION
1. Mencione los dos tipos principales de multímetros
2. Mencione el principio de funcionamiento de un galvanómetro
3. Mencione 3 ventajas que presenta un mutímetro digital con respecto un
analógico
4. ¿Cuál es la ventaja de utilizar un multímetro de gancho?
147
Electromecánica
5. ¿Cuáles son principalmente las variables que se pueden medir en un
osciloscopio?
6. ¿Cual es el elemento principal del sistema de despliegue?
7. ¿Cuáles son los subsistemas que constituyen a un osciloscopio?
148
Electromecánica
RESPUESTAS A LAS AUTOEVALUACIONES DE CONOCIMIENTOS POR
CAPITULO
CAPITULO 1
1. Metrología es la ciencia que trata de la medidas de los sistemas de unidades
adoptados y los instrumentos usados para efectuarlas e interpretarlas.
2. El error absoluto es la diferencia entre el valor leído y el valor convencionalmente
verdadero.
Error absoluto = valor leído - valor convencion almente verdadero
3. Exteriores, Interiores y Profundidades
4. 0.05 mm
5. Micrómetros para Exteriores, Micrómetros para Interiores, Micrómetros para
Profundidades.
6. 5.5 mm
7. El radián
8. No
9. El propósito general de los comparadores es señalar las diferencias de tamaño
entre el patrón y el trabajo que esta siendo medido por medio de alguna forma de
palpador sobre una escala y con una magnitud que es suficiente para leer con la
exactitud requerida.
10. 20 ºC y 50 % de humedad relativa
11.
•
•
•
•
Si se mencionaron 5 cualesquiera de las siguientes
Evitar dejar los bloques en atmósfera húmeda, ácida o con polvo abrasivo
No utilizar los bloques con las manos sucias o húmedas
Antes de utilizarlas, limpiarlas cuidadosamente con gamuza sin utilizar
disolventes para desengrasarlas, tales como gasolina, etcétera.
Después de limpiarlas debe quedar una ligerísima película lubricante que, como
se ha dicho, facilita la adherencia evitando pegarse.
149
Electromecánica
•
•
•
•
•
•
Limpiar cuidadosamente las piezas a verificar que tendrán en contacto con los
bloques.
No forzar nunca una combinación de galgas al entrar en los alojamientos a
verificar. La cota precisa ha de estimarse por frotamiento suave sin esfuerzo.
Evitar choques, caídas y cualquier otro maltrato.
Las mediciones deben hacerse a una temperatura lo mas próxima posible a la
temperatura de referencia 20 ºC y 50 % de humedad relativa.
Después de su uso limpiar cuidadosamente las galgas con una gamuza, de
manera que no queden huellas de los dedos.
Engrasarlas cuidadosa y perfectamente con un lubricante neutro (Existen en el
mercado grasas especiales para este tipo de uso)
CAPITULO II
1. Cualquier presión superior a la externa o atmosférica provoca que cambie su
figura ovalada a una más circular, esto es, sus lados planos se separan, en tanto
se expande el material en la circunferencia interior del tubo y se contrae en su
circunferencia exterior. Los esfuerzos resultantes en éste tienden a estirar el
extremo libre, con lo que la punta se mueve hacia arriba. El efecto contrario
ocurre en condiciones de vacío, cuando la presión en el tubo es menor que la
externa o atmosférica.
2. Tipo C, Espiral y Helicoidal
3. Se basa en el principio de Pascal y sirve para calibrar manómetros
4.
•
•
•
•
5.
• Flujo Laminar
• Flujo Turbulento: Normal, Irregular y Pulsante
• El flujo turbulento normal es el ideal para hacer mediciones
6. Presión Total y Estática
150
Electromecánica
7. Concéntrica, Excéntrica y Segmental
8. El intervalo del coeficiente c es generalmente de 0.6 a 0.7, y se determina el
valor de c mediante calibración en un laboratorio.
CAPITULO III
1. Cualquier presión superior a la externa o atmosférica provoca que cambie su
figura ovalada a una más circular, esto es, sus lados planos se separan, en tanto
se expande el material en la circunferencia interior del tubo y se contrae en su
circunferencia exterior. Los esfuerzos resultantes en éste tienden a estirar el
extremo libre, con lo que la punta se mueve hacia arriba. El efecto contrario
ocurre en condiciones de vacío, cuando la presión en el tubo es menor que la
externa o atmosférica.
2. Tipo C, Espiral y Helicoidal
3. Se basa en el principio de Pascal y sirve para calibrar manómetros
4.
•
•
•
•
5.
• Flujo Laminar
• Flujo Turbulento: Normal, Irregular y Pulsante
• El flujo turbulento normal es el ideal para hacer mediciones
6. Presión Total y Estática
7. Concéntrica, Excéntrica y Segmental
8. El intervalo del coeficiente c es generalmente de 0.6 a 0.7, y se determina el
valor de c mediante calibración en un laboratorio.
151
Electromecánica
GLOSARIO
Ajuste: Operación destinada a llevar a un instrumento de medición a un estado de
funcionamiento conveniente para su uso.
Ajuste del Usuario: Ajuste utilizado únicamente los medios de los que dispone el
usuario.
Alcance: Conjunto de valores del mensurado para los cuales se supone que el error de
un instrumento de medición se encuentra entre límites especificados.
Alcance Nominal: Alcance de las indicaciones que se obtienen para una posición dada
de los controles de un instrumento de medición.
Aparato de Medición: Dispositivo destinado a realizar una medición, solo o en
conjunto con otros equipos.
Aparato de Medición Analógico: Aparato de medición en el cual la señal de salida o
indicación, es una función continua del valor de la magnitud medida.
Aparato de Medición Digital: Aparato de medición que proporciona una señal de
salida o indicación en forma numérica.
Aparato Registrador: Aparato de medición que proporciona un registro del indicador.
Calibración: Conjunto de operaciones que establecen, en condiciones especificadas, la
relación entre los valores de las magnitudes indicadas por un instrumento de medición o
un sistema de medición, o los valores representados por una medida materializada o un
material de referencia, y los valores correspondientes de la magnitud realizada por lo
patrones. .
Constante: Coeficiente por el cual la indicación directa de un instrumento de medición
debe ser multiplicada para obtener el valor indicado del mensurado o de una magnitud
que se usa en el cálculo del valor mensurado.
Corriente Eléctrica: Una corriente eléctrica es la carga eléctrica neta que pasa por un
área transversal de un conductor por unidad de tiempo.
Cuadrante: Parte fija o móvil de un dispositivo indicador que porta la o las escalas.
Desviación: Un valor menos su valor de referencia.
División de la Escala: Parte de una escala comprendida entre dos marcas sucesivas
cualquiera.
152
Electromecánica
Graduación: Posicionamiento material de cada marca (eventualmente de ciertas
marcas principales solamente) de un instrumento de medición en función del valor
correspondiente del mensurado.
Error: Resultado de una medición menos un valor verdadero del mensurado.
Error Aleatorio: Resultado de una medición menos la medida de un número infinito de
mediciones del mismo mensurado, efectuadas estas en condiciones de repetibilidad.
Error de Indicación de un Instrumento de Medición: Indicación de un instrumento de
medición menos el valor (convencionalmente) verdadero de una magnitud medida. Para
una medida materializada (como los bloques patrón), la indicación es su valor nominal o
su valor marcado.
Error Sistemático: Medida que resultaría de un número infinito de mediciones del
mismo mensurado, efectuadas bajo condiciones de repetibilidad, menos un valor
verdadero del mensurado.
Error Relativo: Es el error de medición dividido entre un valor verdadero del
mensurado.
Error del Aparato: Este tipo de errores se debe a las imperfecciones de maquinado y
construcción del aparato de medición, ya que es imposible hacer piezas exactamente
iguales a las que se indican en el plano de fabricación, pero si se busca que estas
piezas estén dentro de un rango dimensional permisible.
Error del Operador: Son todos aquellos errores que están en función de la habilidad,
capacitación y experiencia del operador.
Errores por el Medio Ambiente: factores que afecten ya sea el aparato o la pieza
directamente (sobre todo deformándolos), permitiendo una mala medición. Los mas
importantes son: temperatura, humedad y polvo.
Escala: Conjunto ordenado de marcas con toda numeración asociada, formando parte
de un dispositivo indicador de un instrumento de medición.
Escala Lineal: Escala en la cual la longitud y el valor de cada división están
relacionados por medio de un coeficiente de proporcionalidad constante sobre toda la
escala.
Escala no Lineal: Escala en la cual la longitud y el valor de cada división están
relacionados por medio de un coeficiente de proporcionalidad no constante sobre la
escala.
153
Electromecánica
Escala sin Cero: Escala que no incluye el valor cero.
Estabilidad: Aptitud de un instrumento de medición para conservar sus características
metrológicas durante el transcurso del tiempo.
Exactitud de Medición: Proximidad de la concordancia entre el resultado de una
medición y un valor verdadero del mensurado.
Exactitud de un Instrumento de Medición: Aptitud de un instrumento de medición de
dar respuestas próximas a un valor verdadero.
Flujo: Es la cantidad en volumen que pasa por una sección transversal en determinado
tiempo.
Incertidumbre: Parámetro asociado al resultado de una medición, que caracteriza la
dispersión de los valores que podrían razonablemente, ser atribuidos al mensurado.
Indicación: valor de una magnitud proporcionada por un instrumento.
Indice: Parte fija o móvil de un dispositivo indicador cuya posición con respecto a las
marcas de la escala permite determinar un valor indicado.
Instrumentos de Medición: Dispositivo destinado a ser utilizado para hacer
mediciones, sólo o asociado a uno o varios dispositivos anexos.
Instrumento de Medición Analógico: Instrumento de indicación analógica cuya señal
de salida o indicación es una función continua del mensurado de la señal de entrada.
Instrumento de Medición con Indicación Digital: Instrumento de medición digital, que
proporciona una señal de salida o una indicación en forma digital.
Instrumento Indicador: Instrumento de medición que muestra una indicación.
Intervalo de Medición: Módulo de la diferencia entre los dos límites de un alcance
nominal.
Longitud de la Escala: Para una escala dada, la longitud de la línea llana
comprendida entre la primera y la última marca de la escala que pasa por el centro de
todas las marcas más cortas de la escala.
Longitud de una División: Distancia entre dos marcas sucesivas de la escala medidas
a lo largo de la misma línea de la longitud de escala.
154
Electromecánica
Magnitud: Atributo de un fenómeno, cuerpo o substancia que es susceptible de ser
diferenciado cualitativamente y determinado cuantitativamente.
Medición: Conjunto de operaciones que tienen por objeto determinar el valor de una
magnitud.
Medida: es la evaluación de una magnitud hecha según su relación con otra magnitud
de la misma especie adoptada como unidad.
Mensurado: Magnitud particular sujeta a medición.
Método de Medición: Secuencia lógica de las operaciones descritas de manera
genérica, utilizada en la ejecución de las mediciones.
Metrología: Es la ciencia de las mediciones. La metrología juega un papel esencial en
la actividad humana de un país. La igualdad en las transacciones de una nación
industrializada necesita de una infraestructura metrológica sólida. Que establezca y
mantenga los patrones de las magnitudes físicas con un grada razonable de exactitud y
confiabilidad de las mediciones. Que estás sean consistentes con mediciones similares
nacional e internacional.
Patrón: Medida materializada, instrumento de medición, material de referencia o
sistema de medición destinado a definir, realizar, conservar o reproducir una unidad o
uno o varios valores de una magnitud para servir de referencia.
Patrón Internacional: Patrón reconocido por un acuerdo internacional para servir
internacionalmente como la base para la asignación de valores a los otros patrones de
la magnitud de interés.
Patrón Primario: Patrón que es designado o ampliamente reconocido, que presenta
las más altas cualidades metrológicas y cuyo valor es establecido sin referirse a otros
patrones de la misma magnitud.
Patrón de Referencia: Patrón, en general, de la mas alta calidad metrológica
disponible en un lugar dado o en una organización dada, de donde derivan las
mediciones que ahí son realizadas.
Patrón Secundario: Patrón cuyo valor es establecido por comparación con un patrón
primario de la misma magnitud.
Patrón de Trabajo: Patrón utilizado comúnmente apara calibrar o controlar medidas
materializadas, de los instrumentos de medición o de los materiales de referencia.
155
Electromecánica
Patrón Viajero: Patrón, algunas veces de construcción especial destinado al transporte
a diferentes lugares.
Presión: Es la energía que tiene determinado fluido por unidad de volumen. Es la
fuerza que tiene un fluido por unidad de área.
Presión Dinámica: Es la energía cinética que tiene determinado fluido por unidad de
volumen. Es la presión que tiene determinado fluido debido a su velocidad.
Presión Estática: Es la energía potencial que tiene determinado fluido por unidad de
volumen. Es la presión que tiene determinado fluido debido a su grado de compresión.
Presión Total: Es la energía total que tiene determinado fluido por unidad de volumen.
Es la suma de la presión estática y la dinámica.
Procedimiento de Medición: Conjunto de operaciones, descrito específicamente, para
realizar mediciones particulares de acuerdo a un método dado.
Radián: Es el ángulo plano comprendido entre dos radios de un círculo y que se
interceptan sobre la circunferencia de este círculo, un arco de longitud igual a la del
radio.
Repetibilidad: Proximidad de la concordancia entre los resultados de las mediciones
sucesivas del mismo mensurado, con las mediciones realizadas aplicando la totalidad
de las mismas condiciones de medida.
Reproducibilidad: Proximidad de la concordancia entre los resultados de las
mediciones del mismo mensurado, con lasa mediciones realizadas haciendo variar las
condiciones de medición.
Resistencia Eléctrica: Es la resistencia que se opone al flujo de electrones de
cualquier material.
Resolución: La mínima diferencia de indicación de un dispositivo indicador, que puede
ser percibida de manera significativa.
Resultado: Valor atribuido a un mensurado, obtenido por medición.
Sensibilidad: Cociente del incremento de la respuesta de un instrumento de medición
entre el incremento.
Sensor: Elemento de un instrumento de medición o de cadena de medición que está
directamente afectado por el mensurado.
156
Electromecánica
Sistema Coherente de Unidades: Sistema de unidades de medida en el cual todas las
unidades de medida derivadas son coherentes.
Sistema de Medición: Conjunto completo de instrumentos de medición y otros equipos
ensamblados para ejecutar mediciones específicas.
Símbolo de una Unidad: Símbolo que por convención se le asigna a una medida.
Sistema de Unidades: Conjunto de unidades de base y de unidades derivadas, que se
definen de acuerdo con las reglas determinadas, para un sistema dado de magnitudes.
Sistema Internacional de Unidades (SI): Sistema coherente de unidades adoptado y
recomendado por la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM), el cual está
integrado por unidades de base, unidades suplementarias y unidades derivadas que
forman parte de este sistema de unidades.
Trazabilidad: Propiedad del resultado de una medición o de un patrón, tal que esta
puede ser relacionada con referencias determinadas, generalmente patrones
nacionales o internacionales, por medio de una cadena ininterrumpida de
comparaciones teniendo todas incertidumbres determinadas.
Tensión Eléctrica: voltaje se define como la energía potencial mutua entre dos cargas
por unidad de carga y este tiene unidades de Joule/Coul omb (J C) .
Temperatura: Es el promedio de la energía cinética (debido a su calor) que tienen las
moléculas de determinado cuerpo.
Tiempo de Respuesta: Intervalo de tiempo comprendido entre el momento donde la
señal de entrada experimenta un cambio brusco especificado, y el momento donde la
señal de salida alcanza, dentro de los límites especificados, su valor final estable,
manteniéndose éste.
Unidad: magnitud particular, definida y adoptada por convención, con la cual se
comparan las otras magnitudes de la misma naturaleza para expresar cuantitativamente
su relación con esta magnitud.
Unidad de Base: Unidad de medida de una magnitud de base en un sistema de
magnitudes dado.
Valor: expresión cuantitativa de una magnitud particular, expresada generalmente en la
forma de una unidad de medida multiplicada por un número.
Valor de una División de la Escala: Diferencia entre los valores correspondientes a
dos marcas sucesivas de la escala.
157
Electromecánica
Valor Nominal: valor redondeado o aproximado de una característica del instrumento
de medición que sirve de guía para su uso.
Valor Verdadero: Una cantidad que nunca puede ser conocida. El valor verdadero se
basa sobre una medición, todas las mediciones tienen errores, por lo tanto el valor
verdadero debe tener un valor asociado. Es el valor obtenido si una variable es medida
con un método que esté de acuerdo con la exactitud de un propósito en particular.
9,70 ms ± 5 ms .
Zona Muerta: Intervalo máximo en el interior del cual se puede hacer variar la señal de
entrada en los dos sentidos sin provocar variación de respuesta de un instrumento de
medición.
158
Electromecánica
BIBLIOGRAFÍA
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Carlos González González
Mc Graw Hill, Segunda Edición 1998
Metrologia Dimensional
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Mc Graw Hill, Primera Edición 1999
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FLOWTEC, First Edition 1989
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METROLOGIA-VOCABULARIO DE TERMINOS FUNDAMENTALES Y GENERALES
NMX-Z-055-1997:IMNC
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN-MICROETROS- PARA MEDICION DE EXTERIORES
NMX-CH-99-1993-SCFI
INSTRUMENTOS DE MEDDICION DE INDICACIÓN ANALÓGICA PARA MAGNITUDES ELECTRICAS
–TERMINOS Y DEFINICIONES
NMX-CH-110/1-1993-SCFI
INSTRUMENTOS DE MEDICION – INSTRUMENTOS DE INDICACIÓN DIGITAL PARA MAGNITUDES
ELECTRICAS –TERMINOS Y DEFINICIONES
NMX-CH-131/1-1993-SCFI
INSTRUMENTOS DE MEDICION – INSTRUMENTOS DE INDICACIÓN DIGITAL PARA MAGNITUDES
ELECTRICAS – ESPECIFICACIONES Y METODOS DE PRUEBA
NMX-D-CH-131/2-1994-SCF
INSTRUMENTOS DE MEDICION – TERMOMETROS BIMETALICOS DE CARATULA
NMX-CH-70-1993-SCFI
INSTRUMENTOS DE MEDICION – MANÓMETROS DE PRESION, VACUÓMETROS Y
MANOVACUÓMETROS INDICADORES Y REGISTRADORES CON ELEMENTOS SENSORES
ELÁSTICOS (INSTRUMENTOS ORDINARIOS)
NMX-CH-003-1993
INSTRUMENTOS DE MEDCION – INDICADORES DE CARÁTULA
NMX-CH-36-1994
INSTRUMENTOS DE MEDICION – MANÓMETROS CON ELEMENTO ELÁSTICO – METODO DE
CALIBRACIÓN CON BALANZA DE PESOS MUERTOS
NMX-CH-058-1994
160

Manual teorico practico del curso

Transcripción

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