02 Calibre_Dani

Tema 2
Instrumentos de medida para magnitudes lineales
Flexómetro.
El metro flexible o flexómetro es un instrumento de medida constituido por una delgada
cinta metálica flexible, dividida en centímetros y milímetros que se enrolla dentro de una
caja de plástico o metal. En el extremo de esta cinta dispone de un tope metálico para
facilitar la medida.
Algunos metros flexibles disponen en el exterior de la carcasa de un sistema de freno
para impedir que la cinta metálica se enrolle automáticamente y poder fijar la medida
facilitando su lectura.
Se suele fabricar con longitudes de entre uno y ocho metros y las divisiones pueden
estar en centímetros y milímetros o en pulgadas y divisiones de pulgada.
Es un instrumento de gran utilidad para todo tipo de trabajos profesionales debido a su
flexibilidad, el poco espacio que ocupa y el poco peso.
Las partes que componen un calibre son:
1. Carcasa exterior
2. Cinta metálica flexible
3. Tope metálico
4. Botón de freno
Cinta métrica.
Es un instrumento de medida que consiste en una cinta flexible
graduada y se puede enrollar, haciendo que el transporte sea
más fácil. También se puede medir líneas y superficies curvas.
La cinta métrica utilizada en medición de distancias se
construye en una delgada lámina de acero, aluminio o de fibra
de vidrio. Las cintas métricas más usadas son las de
10,15,20,25,30,50 y 100 metros, dependiendo del tipo de
material en que está construida una cinta, se obtiene un
precisión determinada que viene indicada por la clase de la cinta, (homologación), clase
I, II, II, las más precisas señalan de clase I, las cintas más utilizadas en general son clase
II (metálicas) o clase III ( fibra de vidrio).
Por lo general están protegidas dentro de un rodete metálico ó de PVC (carcasa
cerrada), las cintas a partir de 30 m se construyen también con soporte abierto por lo
general en forma de cruceta lo que facilita la limpieza y el rebobinado.
Daniel Abalo Costas
Pie de rey universal o calibrador vernier universal.
Es un instrumento utilizado para medir dimensiones de objetos relativamente pequeños,
desde centímetros hasta fracciones de milímetros (1/10 de milímetro, 1/20 de milímetro,
1/50 de milímetro). En la escala de las pulgadas tiene divisiones equivalentes a 1/16 de
pulgada y en su nonio, de 1/128 de pulgada.
Es un instrumento sumamente delicado y debe manipularse con habilidad, cuidado y
delicadeza, con precaución de no rayarlo ni doblarlo.
Componentes.
Consta de una "regla" con una escuadra en un extremo, sobre la cual se desliza otra
destinada a indicar la medida en una escala. Permite apreciar longitudes de 1/10, 1/20 y
1/50 de milímetro utilizando el nonio. Mediante piezas especiales en la parte superior y
en su extremo, permite medir dimensiones internas y profundidades. Posee dos escalas:
la inferior milimétrica y la superior en pulgadas.
1.
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Mordazas para medidas externas.
Mordazas para medidas internas.
Varilla para medida de profundidades.
Escala con divisiones en centímetros y milímetros.
Escala con divisiones en pulgadas y fracciones de pulgada.
Nonio para la lectura de las fracciones de milímetros en que esté dividido.
Nonio para la lectura de las fracciones de pulgada en que esté dividido.
Botón de deslizamiento y freno.
Principio de funcionamiento
El sistema consiste en una regla sobre la que se han grabado una serie de divisiones
según el sistema de unidades empleado y una corredera o carro móvil, con un punto de
medida, que se mueve a lo largo de la regla.
Daniel Abalo Costas
Para poder apreciar distintos valores entre dos divisiones consecutivas, se ideó una
segunda escala que se denomina nonio, grabada sobre la corredera y cuyo punto cero
es el fiel de referencia. El nonio es esta segunda escala, no el instrumento de medida o
el tipo de medida a realizar, tanto si es una medición lineal, angular, o de otra naturaleza,
y sea cual fuere la unidad de medida. Esto es, si empleamos una regla para hacer una
medida, solo podemos apreciar hasta la división más pequeña de esta regla; si además
disponemos de una segunda escala, llamada nonio, podemos distinguir valores más
pequeños.
El nonio toma un fragmento de la regla (que en el sistema decimal es un múltiplo de diez
menos uno: 9, 19, etc.) y lo divide en un número más de divisiones: 10, 20,... En la figura
se toman 9 divisiones de la regla y la dividen en diez partes iguales; es el caso más
sencillo, de tal modo que cada una de estas divisiones sea de 0,9 unidades de la regla.
Esto hace que si la división cero del nonio coincide con la división cero de la regla, la
distancia entre la primera división de la regla y la primera del nonio sea de 0,1; que entre
la segunda división de la regla y la segunda del nonio haya una diferencia de 0,2; y así,
sucesivamente, de forma que entre la décima división de la regla y la décima del nonio
haya 1,0 es decir: la décima división del nonio coincide con la novena de la regla, según
se ha dicho en la forma de construcción del nonio. Esto hace que en todos los casos en
los que el punto 0 del nonio coincide con una división de la regla el punto diez del nonio
también lo hace.
Apreciación del nonio
Partiendo de una regla de divisiones iguales y definiendo:
u: unidad de la regla.
Que, salvo que se especifique otro caso, toma el valor uno en la magnitud que mide la
regla.
Una escala nonio tiene dos características fundamentales que la definen:
n: número de divisiones del nonio.
k: constante de extensión, que determina la longitud del nonio para una misma
apreciación.
Donde n y k son números enteros dimensionales, k mayor o igual que 1, normalmente 1
o 2 cuando se quiere facilitar la lectura.
Y podemos ver otras características derivadas de las primeras:
A: apreciación, medida más pequeña que puede representar.
L: longitud del nonio, distancia entre la primera y última división del nonio, medida en la
misma unidad de la regla.
S: separación entre dos divisiones sucesivas del nonio, medido en unidades de la regla.
Daniel Abalo Costas
De estas variables solo n y k son independientes y A, L y S dependen de las primeras del
siguiente modo, la apreciación es:
Por lo tanto, tomando como unidad la división de la regla: u, tenemos que la longitud del
nonio L es un número entero de veces esa unidad, en la posición en la que la primera
división de nonio coincide con una de la regla, la última división también coincide con
otra división de la regla.
La separación S entre dos divisiones sucesivas del nonio es igual a la constante
const
k,
menos la apreciación del nonio A.
Esto es: la separación entre dos divisiones del nonio es k veces la unidades de la
regla u, menos la apreciación del nonio A. Dado que la apreciación solo depende del
número de divisiones del nonio, podemos tener, para una misma apreciación, distintos
valores de S, incrementando en una unidad de la regla, un valor de S dado.
Si dado un nonio que tenga una separación entre sus divisiones:
Podemos tener otro nonio con la misma apreciación incrementando en una unidad la
separación entre las divisiones de ese nonio:
Daniel Abalo Costas
La separación entre las divisiones, del nuevo nonio, sería la que se obtendría
incrementando en uno el valor de k:
Con lo que podemos obtener, para una misma apreciación A, que depende únicamente
del número de divisiones n, distintas separaciones S entre divisiones del nonio y por lo
tanto distintas longitudes L del nonio.
Lectura del nonio
Visto lo anterior, tomando una regla graduada en milímetros, u= 1mm, veamos la lectura
de un nonio con un poco más de rigor, tomaremos como ejemplo uno de cuatro
divisiones y una constante k = 2.
En la figura podemos ver este nonio de cuatro divisiones, la línea del fiel está
est en la línea
cero de la regla, y la última división del nonio coincide con la séptima de la regla.
La apreciación es un cuarto de la unidad de la regla.
Si la corredera no dispusiese de una escala nonio, no podríamos apreciar medidas
inferiores a las de una
a división de la regla, como ya se menciono antes, en este caso las
cuatro divisiones del nonio nos permiten una apreciación de 0,25.
Podemos ver una progresión de medidas de 0,25, y la coincidencia sucesiva de las
divisiones del nonio con las de la regla.
Daniel Abalo Costas
Cuando la lectura es cero, el fiel coincide con el cero de la regla, podemos ver que la
última división del nonio también coincide con una división de la regla.
Al desplazarse la corredera, el fiel avanza respecto a la división cero de la regla, si la
primera división del nonio coincide con una división de la regla la lectura es 0,25.
Si la corredera de desplaza mas a la derecha y la segunda división de nonio coincide
con una división de la regla, la lectura es 0,5.
Si la tercera división del nonio coincide con una de la regla la lectura es de 0,75.
Cuando la cuarta división del nonio coincide con una división de la regla, también lo hace
el fiel, completando una unidad de la regla.
El ciclo se repite, aumentando la medida, cuando la primera división del nonio vuelve a
coincidir con una división de la regla la lectura será 1,25. Repitiéndose el proceso en
toda la longitud de la regla.
La lectura del valor entero en la regla y la parte decimal en el nonio, con la apreciación
que corresponda a su número de divisiones, da lugar a poder realizar lecturas de
mediciones con mayor precisión que las unidades de la regla, las distintas formas del
nonio o vernier que se pueden construir permite un abanico de instrumentos adaptable a
las distintas necesidades, de una forma ingeniosa, económica y de gran calidad en las
medidas.
Nonio de 10 divisiones
El primer ejemplo visto, con anterioridad, corresponde a 10 divisiones, con n = 10,
tenemos que:
Daniel Abalo Costas
un
n nonio de 19 mm de longitud y 10 divisiones tendría la misma apreciación, en el doble
de longitud, lo que facilita su lectura, al estar sus divisiones mas separadas.
Otro ejemplo de nonio con n= 10 y k= 4 es el de la imagen.
Este caso de nonio en un calibre no es muy usual, siendo su característica más
destacada la facilidad de lectura por la gran distancia entre sus divisiones.
En la imagen se ve un calibre con este nonio, cerrado, con lectura 0 mm.
Daniel Abalo Costas
Nonio de 20 divisiones
Podemos ver otro ejemplo, que junto con el anterior, son los más utilizados en el sistema
decimal. Con un nonio de 19 de longitud y 20 divisiones, con lo que tendríamos:
Las longitudes del nonio de 10 divisiones y k = 2 y 20 divisiones y k = 1 es la misma: 19
mm, como puede verse, pero en este segundo caso las 20 divisiones dan una
apreciación de 0,05. En el caso anterior es de 0,1, por la diferencia en el número de
divisiones.
Para un calibre Pie de Rey es la mayor apreciación, dado que divisiones más pequeñas
no serían apreciables a simple vista, y sería necesario un equipo óptico auxiliar.
Si consideramos la posibilidad con n=20 y k=2, obtendremos una nonio de mayor
longitud con la misma apreciación, así:
En la imagen podemos ver este caso, la apreciación del instrumento es alta: 0,05mm,
pero su lectura a simple vista resulta difícil, en la imagen puede verse en 3,50mm y
difícilmente podemos determinar si la lectura es 3,45mm ó 3,55mm. El límite de la escala
nonio viene determinada por la agudeza de visibilidad humana, que no supera 0,1mm
con ciertas garantías.
Daniel Abalo Costas
Nonio de 50 divisiones
Veamos un nonio de gran apreciación, el de 50 divisiones, sobre una regla en milimetros.
La apreciación del instrumento, una división del nonio, equivale a 0,02, cada cinco
divisiones son 0,02 * 5 = 0,1. En el nonio o escala vernier, se puede ver que cada cinco
divisiones están marcadas con un número del 0, para indicar el fiel y comienzo de la
escala, y correlativamente del 1 al 10 indicando las décimas de milímetro.
La segunda fotografía representa en detalle el nonio de la misma imagen, indicando la
lectura: 3,58, con dos trazos rojos, uno indica el 3, el valor de la regla anterior al fiel, y la
otra la cuarta marca después del 5 en el nonio.
Aun tratándose de una fotografía ampliada, el señalar una lectura con más precisión de
3,6 es dificultosa. Es fácil percatarse de las dificultades de este calibre para diferenciar
medidas de esta precisión, y aunque si se fabrican y comercializan calibres de esta
apreciación, en la práctica, resultaría poco útil internar realizar mediciones de más
apreciación que 0,05 mm en un calibre a simple vista.
Según las aplicaciones y las necesidades de medida. Los más utilizados son:
Calibrador Vernier está
estándar ó universal
universal:
rsal:
Diseño básico y plano
Puede medir diámetro exterior, diámetro interior, profundidad y escalones
El pequeño ángulo (14°) de la superficie del vernier proporciona una lectura fácil
Diferentes escalas de lectura con vernier.(sólo en modelos de mm/pulg y pulg)
Tornillo de sujeción sobre el cursor.
Daniel Abalo Costas
Calibre vernier digital:
Pantalla de lectura LCD grande y clara.
El botón CERO/ABS permite poner el cero en la pantalla en cualquier posición a lo
largo de la escala para mediciones de comparación incremental. También permitirá
regresar a las coordenadas absolutas (ABS) y mostrar la posición verdadera desde el
punto de origen (usualmente con la puntas de medición cerradas).
Calibrador Vernier para zurdos:
Diseño básico y plano.
Puede medir diámetro exterior, diámetro interior, profundidad y escalones.
El pequeño ángulo (14°) de la superficie del vernier proporciona una lectura fácil.
Diferentes escalas de lectura con vernier.(sólo en modelos de mm/pulg y pulg).
Tornillo de sujeción sobre el cursor.
Daniel Abalo Costas
Calibrador Vernier con ajuste fino:
Provisto con un dispositivo de ajuste fino para que el cursor avance lentamente.
Puede medir exteriores e interiores, profundidad y escalones.
Calibrador Vernier con freno de muelle:
El cursor se mueve solamente cuando el freno de muelle se presiona.
Daniel Abalo Costas
Calibrador Vernier con Puntas para Exteriores/Interiores digital y normal:
Superficies redondeadas en las puntas de medición ideales para medición con exactitud
de diámetros internos.
Se puede leer directamente las mediciones internas y externas desde las graduaciones
superior e inferior del cursor según modelo.
Disponible con dispositivo de ajuste fino según modelo.
Escalas vernier libres de error de paralelaje para lecturas fáciles y mediciones sin fallo
según modelo.
Con salida de datos para SPC según modelo.
Calibre de reloj.
Nuevo diseño de la carátula para un deslizamiento ultra suave y de alta protección al
impacto.
Recubrimiento de titanio en la superficie de deslizamiento para reforzar la durabilidad
(excepto para el modelo de 0 - 300mm y 0-12pulg). Sin desgaste en pruebas de hasta
10.000 desplazamientos.
Puede medir exteriores e interiores, profundidad, y escalones.
Tornillo de sujeción sobre el cursor.
Modelo especial disponible con puntas de carburo para diámetros exteriores e interiores.
Daniel Abalo Costas
Calibre de tornero:
Material acero inoxidable, grabado en milímetros y pulgadas según la aplicación, con
carro monobloc, puede llevar un tornillo micrométrico de aproximación de medida como
en la imagen, para medidas interiores tenemos los que son a partir de 10 ó 20 mm según
modelo y la capacidad de medida ronda entre los 250mm y los 2500mm, la lectura suele
apreciar 0,02 y la longitud de sus bocas ronda entre los 80mm y 200mm.
Calibre de profundidades:
El calibre de profundidad es un tipo de calibre especial que sirve para medir
dimensiones de profundidad en piezas pequeñas, que van desde unos pocos
centímetros hasta una fracciones de milímetro.
Es un aparato sumamente delicado y debe usarse con mucha precaución para que las
medidas que se realicen sean correctas.
El calibre de profundidad, al igual que cualquier otro tipo de calibre o pie de rey consta
de una regla con una escuadra en un extremo, sobre la cual se desliza otra regla
destinada a indicar la medida y puede apreciar longitudes de 1/10, 1/20 o 1/50 de
milímetro utilizando el nonio.
Daniel Abalo Costas
Mediante una serie de piezas acopladas a estas reglas, el calibre, nos permite medir
dimensiones interiores, exteriores y profundidades.
Su precisión dependerá de las partes en las que se haya dividido la regla móvil; si se
divide en 10 partes (1/10) cada raya corresponderá a 0,1 milímetro, si son 20 divisiones
(1/20) las que tiene será 0,05 milímetros y si son 50 divisiones (1/50) corresponderá cada
división a 0,02 milímetros.
Material acero inoxidable con tornillo de fijación con capacidad de medida entre 80mm y
500mm según modelo, la base suele tener 3 medidas 50mm , 100mm y 150mm y su
lectura es de 0,05 ó 0,02 también según modelo. Hay modelos que llevan un tornillo de
ajuste fino.
Daniel Abalo Costas
Uso y manejo.
El calibre de profundidad es un instrumento muy utilizado en los
talleres para:
•
•
•
•
En el control de calidad: sirve para verificar profundidades
de agujeros en la fabricación de piezas.
En la producción: Sirve para comprobar profundidades en
las piezas durante su fabricación.
En el mantenimiento: sirve para el reglaje y regulación de
maquinaria, comprobación de piezas, …
Etc.
Con el calibre de profundidad se pueden medir colocando el
soporte de medición sobre el objeto e introducimos en el agujero
a medir la profundidad la regla graduada hasta que llegue al
fondo apretando el botón de deslizamiento. Una vez que se
verifica que está bien apoyado en la superficie de la pieza y la regla ha llegado al fondo
apretamos el tornillo de sujeción y retiramos el calibre para poder realizar la lectura.
Para tomar la medida, debemos fijarnos en la medida de la regla graduada que señala el
cero que se encuentra en el soporte de medición. Si la medida no es exacta, es decir,
que la raya del cero del soporte de medición no coincide con ninguna raya de la regla
graduada, tendremos que fijarnos en la escala pequeña del soporte para ver que marca
coincide con alguna de las marcas de la escala principal. El número que marque será la
medida en décimas de milímetro.
En la imagen podemos ver que la marca del 0 de la regla del soporte de medición no
coincide con la marca del 38 mm por lo que la medida será un poco mayor que 38 mm.
Para saber cuanto mayor es la medida debemos buscar la raya de la escala pequeña
que coincida con la grande y vemos que es la que marca el 6 por lo que la medida será
38,60 mm.
Mantenimiento:
Limpiar el calibre de profundidad correctamente una vez que se ha usado para impedir
que queden virutas en alguna de las piezas del calibre.
Verificar que no presenta golpes.
Cerrar el calibre para verificar que el cero coincide en las dos escalas
Siempre que el calibre no se utilice debe guardarse en su funda.
Daniel Abalo Costas
Calibre digital de profundidad
Este calibre suele ser liviano y fácil de usar en mediciones de profundidad en su rango.
Las informaciones de medición también se pueden transmitir a los Sistemas de
Recolección de Datos para su análisis y documentación impresa.
Legilibilidad
Números claros, fáciles de leer, de tamaño adecuado al instrumento.
Daniel Abalo Costas