INDICE
CONTENIDOS
PAGINA
1.- Temas de seguridad
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2.- Precauciones
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3.- Objetivos
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4.- Introducción
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5.- Terminología.
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6.- Fuentes de Error:
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7.- Tipos de instrumentos de medición. 7.1.- Amperímetro: 7.2.- Voltímetro: 7.3.- Multímetro o tester: 7.4.- Osciloscopio: 7.5.- Calibre (vernier - pie de metro - pie de rey) 7.6.- Micrómetro 7.7.- Reloj comparador / comparador / palpador 7.8.- Multímetro 7.9.- Amperímetro 7.10.- Meghometro
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Autoevaluación
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1.- TEMAS DE SEGURIDAD En los procedimientos de taller siempre es indispensable trabajar en forma segura y utilizando los EPP correspondiente para cada trabajo. Particularmente en este curso nos encontramos con riesgos potenciales, que pueden transformarse en invalidantes o con riesgo de vida, en muchos casos, si no se toman las debidas precauciones indicadas en en cada procedimiento de trabajo
Las siguientes reglas de seguridad pueden evitar accidentes tanto en el taller como en su lugar de trabajo: No participe en juegos o bromas tontas. Muchas heridas dolorosas se deben al descuido o travesuras cuando se está trabajando Si no sabe pregunte, aclare sus dudas No participe en trabajos que no esté debidamente capacitado ni autorizado por su jefatura. El uso de su equipo de protección personal es obligatorio en todo momento dentro de las áreas de trabajo. Informe inmediatamente cualquier incidente que se produzca, incluso el más leve. Una pequeña herida puede producir serias complicaciones si no recibe el tratamiento adecuado. Jamás abandone una máquina funcionando o apunto de detenerse. Quédese junto a ella hasta que se detenga completamente. Realice sus actividades laborales respetando pautas de seguridad establecidas por la empresa.
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2.- PRECAUCIONES
Para especificaciones, testeos y ajustes, referirse al manual del fabricante
Siga todas las normas de seguridad planteadas por el fabricante antes de realizar alguna reparación u operación en el equipo, debemos recordar que estamos propensos a cualquier accidente de tipo leve o fatal por desconocimiento o no seguir las pautas de los fabricantes.
Todos los ajustes y testeos que tenga que realizar, utilice siempre el manual de servicio como fuente de información. Todos los datos técnicos que en este manual se mencionan están sujetos a modificaciones por parte del fabricante. No deje de consultar nunca el manual del fabricante, así se podrá evitar daños personales, o a sus compañeros de trabajo, o simplemente a la máquina.
EVITE LOS ACCIDENTES
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3.- OBJETIVOS. 3.1.- Objetivo general Explicar e identificar los diferentes equipos para mediciones, donde el lector deberá aprender a realizar mediciones Eléctricas y Mecánicas en Cargadores JoyGlobal.
3.2.- Objetivos específicos Aplicación de procedimientos de seguridad Reconocer el vocabulario técnico usado en Metrología. Reconocer e Identificar los diferentes instrumentos de medición.
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4.- INTRODUCCIÓN La historia demuestra que el progreso de los pueblos siempre estuvo relacionado con su avance en las mediciones y que, pese a que a menudo perdemos de vista su importancia, son parte permanente e integrada de nuestro diario vivir. En la metrología, la ciencia de las mediciones, se entrelazan la tradición y el cambio, pues los sistemas de medición reflejan las costumbres de los pueblos y, al mismo tiempo, la búsqueda de nuevos patrones y formas de medir como parte del progreso y la evolución. Con la dinamización del comercio a nivel mundial la metrología adquiere mayor importancia, al enfatizarse su relación con la calidad, la calibración, la acreditación de laboratorios, la trazabilidad y la certificación. La metrología permite el ordenamiento de estas funciones y su operación coherente con el objetivo de mejorar y garantizar la calidad de productos y servicios. Las mediciones precisas son fundamentales para los gobiernos, las empresas y la población, ya que facilitan las transacciones comerciales de productos cuyas cantidades y características son resultado de un contrato entre el cliente (consumidor) y el proveedor (fabricante). De esta manera, se protege al consumidor, se contribuye a preservar el medio ambiente y a usar racionalmente los recursos naturales.
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5.- TERMINOLOGÍA. 5.1.- Metrología Es la ciencia de las mediciones. Deriva del griego “metrón” medida y “logos” lógica. Sus elementos clave son: El establecimiento de estándares de medición que sean internacionalmente aceptados y definidos. El uso de equipo de medición para correlacionar la extensión que los datos del producto y proceso están conforme a especificaciones. La calibración regular de equipos de medición, rastreables a estándares internacionales establecidos.
“La Metrología es la ciencia de la medida”. Las medidas y la metrología son esenciales y prácticamente para todas las facetas del desarrollo del hombre debido a que son utilizadas en actividades que van desde el control de la producción, la medida de la calidad del medio ambiente, la evaluación de la salud, seguridad y los ensayos relativos a la calidad de los materiales, alimentos y otros productos, hasta la garantía de un comercio justo y la protección de los consumidores.
Actualmente, La tendencia mundial de las empresas productivas y de servicios es a unificar criterios, siendo el objetivo principal, que todas trabajen bajo una misma normalización, de modo que todos midan de la misma manera y, por supuesto, hablen el “mismo idioma”. Tomando esto en consideración, se creó el “Vocabulario de Términos Fundamentales y Generales de Metrología”.
En este manual se presenta como ayuda a generalizar esta terminología, presentando algunos de los conceptos más usuales, que deben conocerse.
5.2.- MIC – Medios que informan sobre la calidad Control dimensional
Actividad tecnológica, dedicada a la recogida de información y su posterior procesamiento, teniendo como objetivo la evaluación de la conformidad de los productos industriales con sus especificaciones técnico – dimensionales. Medir
Evaluar con los medios apropiados el cociente que resulta al dividir por la unidad la magnitud de una característica, para asignarle un valor numérico: k = M/[u] Unidad – Convenio de amplio reconocimiento sobre el tamaño de una característica, que por tradición y principalmente por su invariabilidad y repetitividad se impone como referencia en el proceso de medir.
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5.3.-Términos y conceptos asociados a la calibración Patrón
Muestra de magnitud de una característica en relación certificada con el patrón internacional, acreditada para calibrar MIC, según las competencias de la clase de precisión a la cual pertenece. Trazabilidad
Cadena ininterrumpida de calibraciones registradas, que aseguran la conexión entre un MIC y el patrón de la unidad de reconocimiento internacional para la característica a m edir. Calibrar
Registrar y procesar y contrastar la información de salida de un MIC, en varios puntos a lo largo de su escala, con el valor de confianza de un patrón (o combinaciones de patrones) que tiene(n) la trazabilidad certificada, con el fin de evaluar su incertidumbre. Incertidumbre
Banda estrecha, con posición simétrica respeto al valor de salida de un MIC, dentro de la cual la probabilidad (p) de encontrar el valor verdadero de la magnitud medida, es superior al valor limite, que corresponde a la clase de cobertura propuesta. Para k = 2 p > 95 % Deriva
Variación lenta de una característica metrológica de un instrumento de medición. Estabilidad
Aptitud de un instrumento de medición para conservar constante sus características metrológicas. Exactitud
Aptitud de un instrumento de medición para dar respuestas cercanas a un valor verdadero. Indicación (de un instrumento de medición)
Valor de una magnitud proporcionado por un instrumento de medición. Resolución
Expresión cuantitativa de la capacidad de un dispositivo indicador para permitir una distinción significativa entre valores inmediatamente adyacentes de la magnitud indicada. Error
El resultado de una medición menos el valor real del mesurando.
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Resultado de la calibración
Representación gráfica de la relación matemática existente entre los valores indicados por el instrumento o el sistema sometido a la calibración y el valor certificado del patrón de referencia, implicado como mesurando. Ajuste de un instrumento
Acción de mejora que consiste en modificar mediante componentes físicos o mediante programas el resultado de salida de un instrumento, con el fin de compensar la curva de calibración. Así se eliminan los errores sistemáticos.
5.4.- Términos y conceptos asociados a un instrumento Estabilidad
Capacidad de un instrumento de medida de conservar sus características metrológicas en el tiempo. Mantenibilidad
Expresa la probabilidad de que, bajo las condiciones establecidas de uso y mantenimiento, el equipo conserve su capacidad para realizar las funciones requeridas.
5.5.- Conceptos asociados a un proceso de medición Repetitividad
Término que define el intervalo de incertidumbre de los resultados de la medición repetitiva de un mismo mesurando, bajo las mismas condiciones. Magnitud
Atributo de un fenómeno, cuerpo o substancia, que es susceptible de ser distinguido cualitativamente y determinado cualitativamente. Reproductibilidad
Término que define el intervalo de incertidumbre de los resultados de la medición repetitiva de un mismo mesurando, bajo condiciones cambiantes. Unidad (de medida)
Magnitud particular, definida y adoptada por convención, con la que se comparan otras magnitudes de la misma naturaleza para expresarlas cuantitativamente con respecto a esta magnitud. Símbolo (de unidad de medida)
Signo convencional que designa una unidad de medida. Valor verdadero (De una magnitud)
Valor consistente con la definición de una magnitud particular dada.
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Valor verdadero Convencional(de una magnitud)
Valor atribuido a una magnitud particular y aceptado, algunas veces por convención, como teniendo una incertidumbre apropiada para un uso dado. Medición
Conjunto de operaciones que tienen por finalidad determinar un valor de una magnitud. Principio de medición
Base científica de una medición. Mensurando
Magnitud sujeta a una medición. Resultado de una medición
Valor atribuido a un mesurando, obtenido por m edición.
6.- FUENTES DE ERROR Al hacer mediciones, las medidas que se obtienen nunca son exactamente iguales, aun cuando se efectué por la misma persona, sobre misma pieza, con el mismo instrumento, el mismo método y el mismo ambiente, en sentido estricto, es imposible hacer una medición totalmente exacta por lo tanto siempre se presentan errores al hacer las mediciones. Los errores pueden ser despreciables o significativos dependiendo de las circunstancias en que se dé la medición.
6.1.- Medida del error En una serie de lecturas sobre una misma dimensión constante: La precisión y la exactitud no son términos intercambiables entre sí y los métodos estadísticos dan específicamente una medida de la precisión y no de la exactitud, ver figura 1 y 2.
Figura 1: Distinción entre precisión y exactitud. Inexactitud o Incertidumbre = valor máximo – valor mínimo 10
Figura 2: Distinción entre precisión e incertidumbre.
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6.2.- Incertidumbre y tolerancia En la figura 3, ¿El producto cumple con las especificaciones?
Figura 3, Relación de la incertidumbre con la tolerancia. En las figuras anteriores de este manual se pueden apreciar las diferencias entre dos conceptos muy relacionados entre sí: la incertidumbre y la precisión. La precisión es un componente muy importante de la incertidumbre. Sin embargo, la incertidumbre incluye otras fuentes de error que permiten afirmar que el valor considerado verdadero esta dentro del intervalo de valores asociado a verificar la trazabilidad del método. Es aquí, por tanto, donde vemos otra diferencia muy importante entre incertidumbre y precisión: Incertidumbre y trazabilidad están muy relacionados entre sí, no así la precisión. Error absoluto = valor leído – valor convencionalmente verdadero correspondiente.
6.3.- Error absoluto Es la diferencia entre el valor de la medida y el valor tomado como exacto. Puede ser positivo o negativo, según si la medida es superior al valor real o inferior (la resta sale positiva o negativa). Tiene unidades, las mismas que las de la medida.
6.4.- Error relativo Es el cociente (la división) entre el error absoluto y el valor exacto. Si se multiplica por 100 se obtiene el tanto por ciento (%) de error. Al igual que el error absoluto puede ser positivo o negativo (según lo sea el error absoluto) porque puede ser por exceso o por defecto. No tiene unidades.
6.5.- Clasificación de errores en cuanto a su origen Atendiendo al origen donde se producen el error, puede hacerse una clasificación general de estos en errores causados por el instrumento de medición (errores humanos) y causados por el medio ambiente en que se hace la medición.
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6.6.- Errores por el instrumento o equipo de medición Las causas de errores atribuibles al instrumento, pueden deberse a defectos de fabricación (dado que es imposible construir aparatos perfectos). Estos pueden ser deformaciones, falta de linealidad, imperfecciones mecánicas, falta de paralelismo. El error instrumental tiene valores máximos permisibles, establecidos en normas o información técnica de fabricantes de instrumentos, y puede determinarse mediante calibración.
6.7.- Errores del operador o por el método de medición Las causas del error aleatorio se deben al operador, falta de agudeza visual, descuido, cansancio, alteraciones emocionales. Para reducir este tipo de errores es necesario adiestrar al operador, otro tipo de error son debidos al método o procedimiento con que se efectúa medición, el principal es falta de un método definido y documentado.
6.8.- Error por el uso de instrumentos no calibrados Los instrumentos no calibrados o cuya fecha de calibración esta vencida, así como instrumentos sospechosos de presentar alguna anormalidad en su funcionamiento no deben utilizarse para realizar mediciones hasta que no sean calibrados y autorizados para su uso. Para efectuar mediciones de gran exactitud es necesario corregir las lecturas obtenidas con un instrumento o equipo de medición, en función del error instrumental determinado mediante calibración.
6.9.- Error por fuerza ejercida al efectuar mediciones (flexión a lo largo de la superficie de referencia) La fuerza ejercida al efectuar mediciones puede provocar deformaciones en pieza por medir, el instrumento o ambos, por lo tanto es un factor importante que debe considerarse para elegir adecuadamente el instrumento de medición para cualquier aplicación particular, ver figura 4.
Figura 4: Error por fuerza ejercida al efectuar mediciones.
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6.10.- Error por instrumento inadecuado Antes realizar cualquier medición es necesario determinar cuál es el instrumento o equipo de medición más adecuado para aplicación de que se trate, además de fuerza de medición es necesario tener presente otros factores tales como: cantidad de piezas por medir.
tipo de medición (externa, interna, altura, profundidad).
tamaño de pieza y exactitud deseada.
Existe una gran variedad de instrumentos y equipos de medición, abarcando desde un simple calibrador vernier hasta avanzada tecnología de las máquinas de medición por coordenadas de control numérico, comparadores ópticos y rugosímetros, cuando se miden las dimensiones de una pieza de trabajo, la exactitud de medida depende del instrumento de medición elegido. Por ejemplo si se ha de medir el diámetro exterior de un producto de hierro fundido, un calibrador vernier sería suficiente; sin embargo, si se va a medir un perno patrón, aunque tenga el mismo diámetro del anterior, ni siquiera un micrómetro de exteriores tendría exactitud suficiente para este tipo de aplicaciones, por lo tanto se debe usar un equipo de mayor exactitud.
6.11.- Error por método de sujeción del instrumento El método de sujeción del instrumento puede causar errores, un indicador de caratula está sujeto a una distancia muy grande del soporte y al hacer medición fuerza ejercida provoca una desviación del brazo. La mayor parte del error se debe a deflexión del brazo, no del soporte para minimizarlo se debe colocar siempre el eje de medición lo más posible al eje del soporte.
6.12.- Error por posición Este error lo provoca la colocación incorrecta de las caras de medición de los instrumentos, con respecto de las piezas por medir.
6.13.- Error por desgaste Los instrumentos de medición como son cualquier otro objeto y son susceptibles de desgaste, natural o provocado por el mal uso. En caso concreto de los instrumentos de medición el desgaste puede provocar una serie de errores durante su utilización, deformaciones de sus partes, juego entre sus ensambles, falta de paralelismo o plenitud entre sus caras de medición.
6.14.- Error por condiciones ambientales Entre las causas de errores se encuentran las condiciones ambientales en las que se hace la medición; entre las principales destacan temperatura, humedad, el polvo y las vibraciones o interferencias (ruido) electromagnéticas extrañas. Humedad: debido a los óxidos que se pueden formar por humedad excesiva en s caras de medición del instrumento o en otras partes o a las expansiones por absorción de humedad en algunos materiales, establece como norma una humedad relativa.
Polvo: los errores debidos a polvo o mugre se observan con mayor frecuencia de lo esperado, algunas veces alcanzan el orden de 3 micrómetros. Para obtener medidas exactas se recomienda usar filtros para el aire que limiten cantidad y el tamaño de s partículas de polvo ambiental.
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Temperatura: en mayor o menor grado, todos los materiales que se componen tanto s piezas por medir como los instrumentos de medición, están sujetos a variaciones longitudinales debido a cambios de temperatura.
6.15.- Error de paralaje Cuando una escala y su línea índice no se encuentran en el mismo plano, es posible cometer un error de lectura debido al paralaje, como es mostrado abajo. Las direcciones de visión (a) y (c) producirán este error, mientras que la lectura correcta es la vista desde la dirección (b), ver figura 5.
Figura 5, Error de paralaje. Este error ocurre debido a posición incorrecta del operador con respecto a escala graduada del instrumento de medición, cual está en un plano diferente, es más común de lo que se cree. El error de paraje es más común de lo que se cree, en una muestra de 50 personas que usan calibradores con vernier dispersión fue de 0.04 mm. Este defecto se corrige mirando perpendicularmente el plano de medición a partir del punto de lectura.
6.16.- Error de Abbe El principio de Abbe establece que la exactitud máxima es obtenida cuando los ejes de la escala y de medición son comunes. Esto es debido a que cualquier variación en el ángulo relativo (q) de la punta de medición de un instrumento, tal como la de un micrómetro tipo calibrador causa desplazamiento que no es medido sobre la escala del instrumento y esto es un error de Abbe (e=I-L en el diagrama). El error de rectitud del husillo o variación de la fuerza de medición pueden causar que q varié y el error se incrementa conforme lo hace R, ver figura 6.
Figura 6, Error de Abbe.
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7.- TIPOS DE INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN. Los instrumentos de medición son el medio por el que se hace esta conversión o medida. Dos características importantes de un instrumento de medida son la apreciación y la sensibilidad. Apreciación es la mínima cantidad que el instrumento puede medir (sin estimaciones) de una determinada magnitud y unidad, o sea es el intervalo entre dos divisiones sucesivas de su escala. Para medir magnitudes eléctricas: Amperímetro (mide la corriente eléctrica en Amper A) Óhmetro (mide la resistencia eléctrica en ohm Ω) Voltímetro (mide la tensión eléctrica en voltios V) Multímetro (mide todas las anteriores m agnitudes) Wattímetro (mide la potencia eléctrica)
Puente de Wheatstone (resistencia Eléctrica en µΩ)
Osciloscopio Electrómetro (mide la carga) Galvanómetro (mide pequeñas corrientes µA)
7.1.- AMPERÍMETRO Instrumento que mide la intensidad de corriente eléctrica que circula por su interior en amperes A (cuanta corriente hay en el circuito o cuantos electrones circulan por unidad de tiempo). Se debe conectar en serie con la corriente a medir, de lo contrario provoca cortocircuitos por su baja resistencia interna, con los correspondientes daños.
Figura 7.- Amperímetro
7.2.- VOLTÍMETRO Instrumento que mide la tensión eléctrica o voltaje aplicada en sus terminales (cuantos voltios o fuerza electromotriz hay en los puntos del circuito donde se conectan los terminales del instrumento). Por lo tanto debe conectarse en paralelo con la tensión a medir, o sea los terminales del voltímetro deben conectarse a los puntos donde quiere determinarse la tensión.
Figura 8.- Voltímetro
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7.3.- MULTÍMETRO O TESTER Contiene varios instrumentos en uno para medir distintas magnitudes eléctricas, seleccionándolos mediante una perilla. Puede medir voltaje o tensión, resistencia eléctrica, intensidad de corriente (solo mili amperes y en algún caso hasta 10 A en corriente continua), etc. Debe conectarse como el instrumento que se seleccione (amperímetro en serie, voltímetro en paralelo), en el caso de medir resistencia eléctrica debe seleccionarse el óhmetro y realizar la medición con dicha resistencia desconectada de toda fuente eléctrica ya que el óhmetro tiene pilas internas y otra tensión externa aplicada puede dañarlo.
Figura 9.- Tester
7.4.- OSCILOSCOPIO Es un instrumento de medición electrónico para la representación gráfica de señales eléctricas que pueden variar en el tiempo (ondas). Es muy usado en electrónica para la medición y análisis de señales.
Figura 10.- Osciloscopio
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Para medir masa: Balanza Báscula Espectrómetro de masa
Para medir tiempo: Calendario Cronómetro Reloj
Para medir temperatura: Termómetro Termopar Pirómetro
Para medir presión: Barómetro Manómetro
Para medir flujo: Caudalímetro (utilizado para medir caudal de un flujo)
Para medir longitud: Regla y metro Calibre Micrómetro Reloj comparador
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7.5.- CALIBRE (VERNIER - PIE DE METRO - PIE DE REY) Instrumento para medir pequeñas longitudes con apreciación de 0,1 mm en los modelos más comunes con nonio de 10 divisiones, apreciación de 0,02 mm si tiene nonio de 50 divisiones, además de 1/128”en el nonio de pulgadas, por lo tanto su apreciación dependerá de la cantidad de divisiones del nonio: 10 divisiones = 1/10 mm o 0,1 mm 20 divisiones = 1/20 mm o 0,05 mm 50 divisiones = 1/50 mm o 0,02 mm Este instrumento tiene además accesorios para facilitar distintos tipos de medidas de longitud sobre piezas, por ejemplo: medidas exteriores con las patas fija y móvil, medidas en interiores con las puntas fija y móvil, medidas de profundidad en cavidades con la varilla de profundidad
Partes del vernier
Figura 14.- Vernier
1.Mordazas para medidas externas. 2.Mordazas para medidas internas. 3.Coliza para medida de profundidades. 4.Escala con divisiones en centímetros y milímetros. 5.Escala con divisiones en pulgadas y fracciones de pulgada. 6.Nonio para la lectura de las fracciones de milímetros en que esté dividido. 7.Nonio para la lectura de las fracciones de pulgada en que esté dividido. 8.Botón de deslizamiento y freno. Como se mide en un pie de metro: La lectura siempre se realiza sobre la zona a consultar, donde se encuentren el nonio y la regla, observando la cantidad de milímetros enteros a la izquierda del cero del nonio y los decimales contando en el nonio hasta llegar a los trazos coincidentes.
Lectura: 62,8 mm (62 mm a la izquierda del cero y 8 divisiones del nonio) Figura 15.- Lectura con vernier. 19
7.6.- MICRÓMETRO El micrómetro (del griego micros, pequeño, y metros, medición), también llamado Tornillo de Palmer , es un instrumento de medición cuyo funcionamiento está basado en el tornillo micrométrico y que sirve para medir las dimensiones de un objeto con alta precisión, del orden de centésimas de milímetros (0,01 mm) y de milésimas de milímetros (0,001mm). Para ello cuenta con 2 puntas que se aproximan entre sí mediante un tornillo de rosca fina, el cual tiene grabado en su contorno una escala. La escala puede incluir un nonio. La máxima longitud de medida del micrómetro de exteriores es de 25 mm, por lo que es necesario disponer de un micrómetro para cada campo de medidas que se quieran tomar (0-25 mm), (25-50 mm), (50-75 mm), etc. Frecuentemente el micrómetro también incluye una manera de limitar la torsión máxima del tornillo, dado que la rosca muy fina hace difícil notar fuerzas capaces de causar deterioro de la precisión del instrumento.
7.6.1.- Componentes: Micrómetro de exteriores:
Figura 16.- Componentes de un micrómetro de exteriores Micrómetro de interiores:
Figura 17.- Componentes de un micrómetro de interiores.
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El micrómetro usado por un largo período de tiempo, podría experimentar alguna desviación del punto cero; para corregir esto, los micrómetros traen en su estuche un patrón y una llave.
Figura 18.- Patrón y llave para corregir micrómetro
7.6.2.- Modo de uso Precauciones al medir. Verificar la limpieza del micrómetro: El mantenimiento adecuado del micrómetro es esencial, antes de guardarlo, no deje de limpiar las superficies del husillo, yunque, y otras partes, removiendo el sudor, polvo y manchas de aceite, después aplique aceite anticorrosivo.
Figura19.- Limpieza de un micrómetro . No olvide limpiar perfectamente las caras de medición del husillo y el yunque, o no obtendrá mediciones exactas. Para efectuar las mediciones correctamente, es esencial que el objeto a medir se limpie perfectamente del aceite y polvo acumulados.
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Utilice el micrómetro adecuadamente: Para el manejo adecuado del micrómetro, sostenga la mitad del cuerpo en la mano izquierda, y el manguito o trinquete (también conocido como embrague) en la mano derecha, mantenga la mano fuera del borde del yunque.
Figura 20.- Método de sostener el micrómetro.
Método correcto para sujetar el micrómetro con las manos
Algunos cuerpos de los micrómetros están provistos con aisladores de calor, si se usa un cuerpo de éstos, sosténgalo por la parte aislada, y el calor de la mano no afectará al instrumento. El trinquete es para asegurar que se aplica una presión de medición apropiada al objeto que se está midiendo mientras se toma la lectura. Inmediatamente antes de que el husillo entre en contacto con el objeto, gire el trinquete suavemente, con los dedos. Cuando el husillo haya tocado el objeto de tres a cuatro vueltas ligeras al trinquete a una velocidad uniforme (el husillo puede dar 1.5 o 2 vueltas libres). Hecho esto, se ha aplicado una presión adecuada al objeto que se está midiendo.
Figura 21.- Método correcto para sostener el micrómetro con las manos Si acerca la superficie del objeto directamente girando el manguito, el husillo podría aplicar una presión excesiva de medición al objeto y será errónea la medición.
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Figura 22.- Método correcto de medición . Cuando la medición esté completa, despegue el husillo de la superficie del objeto girando el trinquete en dirección opuesta. Como usar el micrómetro del tipo de freno de fricción: Antes de que el husillo encuentre el objeto que se va a medir, gire suavemente y ponga el husillo en contacto con el objeto. Después del contacto gire tres o cuatro vueltas el manguito. Hecho esto, se ha aplicado una presión de medición adecuada al objeto que se está midiendo.
Asegure el contacto correcto entre el micrómetro y el objeto. Es esencial poner el micrómetro en contacto correcto con el objeto a medir. Use el micrómetro en ángulo recto (90º) con las superficies a medir.
Figura 23.- Uso correcto del micrómetro.
Métodos de medición
Cuando se mide un objeto cilíndrico, es una buena práctica tomar la medición dos veces; cuando se mide por segunda vez, gire el objeto 90º. No levante el micrómetro con el objeto sostenido entre el husillo y el yunque.
Figura 24.- No levante un objeto con el micrómetro 23
No gire el manguito hasta el límite de su rotación, no gire el cuerpo mientras sostiene el manguito.
Figura 25.- No gire el cuerpo mientras sostiene el micrómetro
Verifique que el cero esté alineado
Cuando el micrómetro se usa constantemente o de una manera inadecuada, el punto cero del micrómetro puede desalinearse. Si el instrumento sufre una caída o algún golpe fuerte, el paralelismo y la lisura del husillo y el yunque, algunas veces se desajustan y el movimiento del husillo es a normal.
Figura 26.- Husillo defectuoso Paralelismo de las superficies de medición. 1) El husillo debe moverse libremente. 2) El paralelismo y la lisura de las superficies de medición en el yunque deben ser correctas. 3) El punto cero debe estar en posición (si está desalineado siga las instrucciones para corregir el punto cero).
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Figura 27.- Alineación de la graduación en cero
Como corregir el punto cero
Método I Cuando la graduación cero está desalineada. 1) Fije el husillo con el seguro (deje el husillo separado del yunque) 2) Inserte la llave con que viene equipado el micrómetro en el agujero de la escala graduada. 3) Gire la escala graduada para prolongarla y corregir la desviación de la graduación. 4) Verifique la posición cero otra vez, para ver si está en su posición.
Figura 28.- Corrección del punto cero
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Método II Cuando la graduación cero está desalineada dos graduaciones o más. 1) Fije el husillo con el seguro (deje el h usillo separado del yunque) 2) Inserte la llave con que viene equipado el micrómetro en el agujero del trinquete, sostenga el manguito, gírelo del trinquete, sostenga el manguito, gírelo en sentido contrario a las manecillas del reloj.
Figura 29.- Corrección del punto cero 3) Empuje el manguito hacia afuera (hacia el trinquete), y se moverá libremente, relocalice el manguito a la longitud necesaria para corregir el punto cero.
Figura 30.- Corrección del punto cero 4) Atornille toda la rosca del trinquete y apriételo con la llave. 5) Verifique el punto cero otra vez, y si la graduación cero está desalineada, corríjala de acuerdo al método I.
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7.6.3.- Lectura del micrómetro Todos los tornillos micrométricos empleados en el sistema métrico decimal tienen una longitud de 25 mm, con un paso de rosca de 0,5 mm, de modo que girando el tambor una vuelta completa el palpador avanza o retrocede 0,5 mm. El micrómetro tiene una escala longitudinal, línea longitudinal que sirve de fiel, que en su parte superior presenta las divisiones de milímetros enteros y en la inferior las de los medios milímetros, cuando el tambor gira deja ver estas divisiones. En la superficie del tambor tiene grabado en toda su circunferencia 50 divisiones iguales, indicando la fracción de vuelta que ha realizado. Una división equivale a 0,01 mm. Para realizar una lectura, nos fijamos en la escala longitudinal, sabiendo así la medida con una apreciación de 0,5 mm, el exceso sobre esta medida se ve en la escala del tambor con una precisión de 0,01 mm. En la figura 31 se ve un micrómetro donde en la parte superior de la escala longitudinal se ve la división de 5 mm, en la parte inferior de esta escala se aprecia la división del medio milímetro. En la escala del tambor la división 28 coincide con la línea central de la escala longitudinal, luego la medida realizada por el micrómetro es: 5 + 0,5 + 0,28 = 5,78.
Figura 31.- Medición de micrómetro. Una variante de micrómetro un poco más sofisticado, además de las dos escalas anteriores tiene un nonio, en la figura 32, puede verse en detalle las escalas de este modelo, la escala longitudinal presenta las divisiones de los milímetros y de los medios milímetro en el lado inferior de la línea del fiel, la escala del tambor tiene 50 divisiones, y sobre la línea del fiel presenta una escala nonio de 10 divisiones numerada cada dos, la división de referencia del nonio es la línea longitudinal del fiel. En la figura 32, la tercera división del nonio coincide con una división de la escala del tambor, lo que indica que la medida excede en 3/10 de las unidades del tambor. Esto es, en este micrómetro se aprecia: en la escala longitudinal la división de 5 mm, la subdivisión de medio milímetro, en el tambor la línea longitudinal del fiel coincide por defecto con la división 28, y en el nonio su tercera división está alineada con una división del tambor, luego la medida es: 5 + 0,5 + 0,28 + 0,003 = 5,783 El principio de funcionamiento del micrómetro es el tornillo, que realizando un giro más o menos amplio da lugar a un pequeño avance, y las distintas escalas, una regla, un tambor y un nonio, permiten además un alto grado de apreciación, como se puede ver:
Figura 32.- Micrómetro con nonio, indicando 5,783 mm
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7.7.- RELOJ COMPARADOR / PALPADOR 7.7.1.- Reloj comparador
Figura 33: Reloj Comparador. Un reloj comparador es un aparato que transforma el movimiento rectilíneo de los palpadores o puntas de contacto en movimiento circular de las agujas. Se trata de un instrumento de medición que se utiliza en los talleres e industrias para la verificación de piezas y que por sus propios medios no da lectura directa, pero que es útil para comparar las diferencias que existen en la cota de varias piezas que se quieran verificar. La capacidad para detectar la diferencia de medidas es posible gracias a un mecanismo de engranajes y palancas, que van metidos dentro de una caja metálica de forma circular. Dentro de esta caja se desliza un eje, que tiene una punta esférica que hace contacto con la superficie. Este eje, al desplazarse, mueve la aguja del reloj, y hace posible la lectura directa y fácil de las diferencias de medida. La precisión de un reloj comparador puede ser de centésimas de milímetros o incluso de milésimas de milímetros micras, según la escala a la que esté graduado. También se presentan en milésimas de pulgada. El mecanismo consiste en transformar el movimiento lineal de la barra deslizante de contacto en movimiento circular que describe la aguja del reloj. El reloj comparador tiene que ir incorporado a una galga de verificación o a un soporte con pie magnético que permite colocarlo en la zona de la máquina que se desee. Es un instrumento muy útil para la verificación de diferentes tareas de mecanizado, especialmente la excentricidad de ejes de rotación.
7.7.2.- Reloj Palpador Una variante de reloj comparador es el reloj palpador que se utili za en metrología para la comprobación de la planitud, concentricidad, de piezas mecanizadas. El reloj palpador va fijado a un gramil que se desliza sobre un mármol de verificación y con ello se pueden leer las diferencias de planitud que tiene una pieza cuando ha sido mecanizada.
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7.7.3.- Lectura del reloj comparador En la esfera del reloj comparador hay dos manecillas, la de menor tamaño indica los milímetros, y la mayor las centésimas de milímetro, primero miramos la manecilla pequeña y luego la mayor, en de que la aguja este entre dos divisiones tomamos la más próxima, redondeando la medida a la apreciación del instrumento:
Figura 34: Tipos de lecturas. En la figura 34 podemos ver varios relojes, el primero indica 0 mm, en el segundo la lectura será 0,27 mm si bien la medida es algo más escasa (0’263 mm según se indica), la lectura nunca debe de darse con mayor apreciación de la que tenga el instrumento. En el tercer reloj la lectura será de 1,33 mm por la misma razón. El uso mayoritario del reloj comparador es para determinar pequeñas diferencias de m edida, en alienaciones o excentricidad, cuando se emplea para en dimensiones que abarcan varios milímetros, es preciso percatarse, en la aguja pequeña, del milímetro exacto en el que se encuentra la medida, que puede ser más dificultoso que señalar la centésima de milímetro, indicada con la aguja grande, como se puede ver en la figura. El reloj comparador en medidas diferenciales
Figura 35.- Reloj comparador
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El uso del reloj comparador no es para obtener medidas directas, sino que se emplea mayoritariamente para determinar la diferencia de medida, tanto en la inclinación de una superficie o en la excentricidad de un eje o rueda. En este caso se busca un punto de referencia, normalmente el de menor medida y luego se determinan las demás cuotas respecto a esta referencia. En el caso de la pendiente de una superficie, se coloca el reloj comparador, en el soporte correspondiente, y tocando con el palpador se localiza el punto más bajo, que se emplea como referencia, luego deslizando el reloj iremos viendo la variación de medida en los distintos puntos de la superficie. Para comprobar la excentricidad de un eje, lo colocaremos entre puntos o de modo que pueda girar libremente, colocado el reloj en sentido radial respecto del eje a comprobar, el punto de menor radio lo tomaremos de referencia, y haciendo girar el eje obtendremos la variación de radio en toda la periferia de la superficie. 7.7.4.- Uso del comparador digital Existe una enorme variedad de relojes comparadores digitales, básicamente su forma de utilización es similar, solamente que la lectura la arroja en el display.
7.8.- MULTÍMETRO El multímetro es un instrumento de medición que funciona de acuerdo a la fuerza que se produce entre un campo magnético y una bobina de alambre que conduce una corriente eléctrica, este dispositivo eléctrico se conoce como galvanómetro. Un multímetro analógico consiste básicamente en un galvanómetro sobre el cual se coloca una aguja que recorre una escala e indica el valor de las mediciones. El multímetro puede medir voltaje, corriente y resistencia eléctrica, esto depende de la manera como está conectado el galvanómetro dentro del multímetro. Para que el galvanómetro funcione como un instrumento para medir corriente eléctrica (Amperímetro) se debe conectar en paralelo con una resistencia, el valor de la resistencia se escoge de acuerdo al valor máximo que se desea medir. El diagrama eléctrico del amperímetro se muestra en la figura 36.
Figura 36, Se muestra la conexión del galvanómetro para medir corriente. La letra r ind ica la resistencia interna del galvanómetro. Cuando el galvanómetro se conecta en serie con una resistencia funciona como un instrumento que puede medir voltajes (Voltímetro), a diferencia del amperímetro, el valor de la resistencia que se utiliza es grande. En la figura 37 se muestra el diagrama eléctrico de un Voltímetro.
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Figura 37, En esta figura se muestra la conexión del galvanómetro para medir voltaje. Para medir resistencia eléctrica (Óhmetro), se usa un amperímetro conectado en serie con una resistencia y una batería de voltaje conocido. La resistencia que se mide es invers amente proporcional a la deflexión de la aguja del medidor, esto quiere decir que una resistencia cuyo valor es pequeño provoca que la deflexión de la aguja sea grande. El diagrama eléctrico del Óhmetro se muestra en la figura 38.
Figura 38: Diagrama eléctrico de un galvanómetro conectado para medir resistencia eléctrica.
7.8.1.- Cuidados del multímetro. Antes de hacer una medición con el multímetro, debes tener en cuenta las siguientes recomendaciones. a) La escala de medición en el multímetro debe ser más grande que el valor de la medición que se va a hacer. En caso de no conocer el valor de la medición, se debe seleccionar la escala más grande del multímetro y a partir de ella se va reduciendo hasta tener una escala adecuada para hacer la medición. b) Para medir corriente eléctrica se debe conectar el multímetro en serie con el circuito o los elementos del circuito en donde se quiere hacer la medición. c) Para medir voltaje el multímetro se conecta en paralelo con el circuito o los elementos en donde se quiere hacer la medición. d) Para medir la resistencia eléctrica el multímetro también se conecta en paralelo con la resistencia que se va a medir. 31
7.8.2.- Pasos para el uso de un multímetro. 1. Familiarízate con las partes del aparato Inspecciona el multímetro de arriba a abajo:
El dial: Tiene las escalas en varios arcos visibles. La aguja marca los valores de lectura en las escalas. La aguja o indicador: Esta es la fina línea negra a la izquierda del dial que se ve en la imagen. La aguja se mueve hasta el valor medido. Escalas o arcos de medida del dial: Puede tener diferentes colores para cada escala de medida. Estas determinan los rangos de magnitud. En el dial también puede encontrarse una superficie como de espejo entre los arcos de escalas. Esta sirve para ayudar a reducir el error en la lectura alineando el indicador con su reflejo antes de leer la medición. En la imagen, este aparece como una banda ancha gris entre la escala roja y la negra. Un selector o botón giratorio: Este permite cambiar de función (voltaje, resistencia, amperaje) y de escala (x1, x10, etc.) el medidor. Muchas de las funciones tienen diferentes rangos. Es importante tener ambos seleccionados correctamente, de otra forma podría resultar en serios daños para el aparato o para el que lo esté usando. La mayoría de los multímetro tienen el selector parecido al que se muestra en la imagen, pero hay de otras clases. Independientemente del tipo, funcionan de forma similar. Algunos medidores (como el de la foto de arriba) tienen una posición “off” (apagado) mientras que otros tienen un interruptor aparte para apagarlo. Cuando no se use el multímetro ha de estar apagado o se agotarán las baterías Jacks o agujeros conectores en la carcasa para insertar los cables de prueba o sondeo. La mayoría de los tester tienen varios jacks. El de la foto tiene solo dos. Uno suele estar marcado con las letras “COM” o ( -), para común y negativo. El cable negro se conecta en este. Se usará para casi cualquier medición que se tome. El otro jack está marcado como “V” (+) y el símbolo Omega (una herradura con la apertura hacia abajo) para Voltios Y Ohms respectivamente y positivo. Los símbolos + y – representan la polaridad de las pruebas cuando nos preparamos para medir Voltaje en corriente continua (DC). Si los cables se instalan como se sugiere, el rojo será positivo y el negro negativo. Es bueno saber la polaridad cuando el circuito que estamos comprobando no está indicado con + y -, como suele ser el caso. Muchos multímetros tienen jacks adicionales que se usan para pruebas de corriente o de alto voltaje. Es tan importante conectar correctamente los cables a los jacks como posicionar el selector adecuadamente según la prueba que vayamos a realizar (voltios, amperios u ohmios). Todo ha de estar correcto. Consulta el manual del tester si no estás seguro del jack que debes usar. Cables de sonda: El multímetro ha de tener cables de sonda (2). Por lo general, uno es negro y el otro rojo y terminan en punta metálica. Compartimento de la batería y del fusible: Regularmente se encuentra en la parte de atrás, pero a veces está en un costado. Este aloja el fusible (y posiblemente un repuesto), y la batería que aporta la energía para las pruebas de resistencia. El aparato puede tener más de una batería y pueden ser de diferentes tamaños. Un fusible se provee para ayudar a proteger el movimiento del medidor. A veces hay más de un fusible. Un buen fusible se necesita para que funcione correctamente. Las baterías han de estar bien cargadas para poder realizar pruebas de resistencia y continuidad. Ajuste a cero: Este es un pequeño botón o tornillo que generalmente está cerca del dial o en la base y tiene la etiqueta “Ohms Adjust” (ajuste de ohmios), “0 Adj” o algo parecido. Se usa solo para medir
resistencia eléctrica cuando lo que se mide está m uy junto (tocándose uno a otro). Gira el botón despacio para mover el indicador lo más cerca posible a la posición 0 de la escala de Ohmios. Si las baterías del aparato son nuevas, será más fácil de hacer. Si la aguja no quiere llegar a la posición 0 será indicación de que hay que cambiar ya las baterías. 32
2. Uso de la Función Ohm para Medir Resistencia. Multímetro con el selector colocado para "Ohmios". 2.1. Coloca el selector en posición Ohm o Resistencia. Entiende que resistencia y continuidad son opuestas la una a la otra. Cuando el multímetro mide resistencia no puede medir continuidad. Cuando hay poca resistencia hay mayor continuidad y con más resistencia la continuidad es menor. Teniendo esto en mente, cuando medimos resistencia no podemos hacer suposiciones respecto a la continuidad basándonos en la medida de resistencia que obtengamos. Observa el indicador de medida. Si los cables de prueba no están en contacto con nada, la aguja o puntero de un tester analógico no se moverá de la posición de reposo más a la izquierda. Esto representa
una cantidad infinita de resistencia o un “circuito abierto”; aquí sí podemos decir sin equivocarnos que no
habrá continuidad, o paso entre los cables rojo y negro. Inspecciona el dial cuidadosamente para encontrar la escala de Ohmios. Por lo general es la escala de
más arriba y sus valores van del más alto a la izquierda ("∞" o un “8” en posición horizontal para infinito) y
gradualmente baja hasta 0 a la derecha. Esto es opuesto a las otras escalas, las cuales tienen valores menores a la izquierda y aumentan hacia la derecha. 2.2. Conecta el cable de prueba negro al jack marcado como “Common” (común) o con un signo
negativo. 2.3. Conecta el cable de prueba rojo al jack marcado con la Omega (símbolo Ohmio) o letra “R”.
2.4. Coloca el selector en la posición R x 100 (si lo tiene) o a la más alta de Ohmios. 2.5. Junta las puntas al final de los cables y mantenlas en contacto. El puntero del medidor debe moverse completamente a la derecha. Localiza el botón de “Ajuste a Cero” y gíralo hasta que la aguja indique “0” (o lo más cercano a 0 que se pueda). Nota que esta posición es la de “corto circuito” o indicación de “cero ohmios” para este rango de
resistencia en este medidor. Acuérdate siempre de ajustar a cero el medidor cada vez que cambies el rango de resistencia.
2.6. Cambia las baterías si es necesario. Si no eres capaz de obtener una lectura de cero ohmios, esto puede significar que las baterías están gastadas y deben reemplazarse. Vuelve a realizar el paso anterior de poner a cero con las baterías nuevas. 2.7. Mida la Resistencia de algo como una bombilla que sepas que funciona bien. Localiza los dos puntos de contacto eléctrico de la bombilla. Estos son la zona roscada de la base y el centro de la parte de debajo de la base. Que un ayudante te sujete la bombilla solo por el cristal. Presiona la punta del cable negro sobre la zona roscada de la base y la punta del rojo sobre el centro de la parte de abajo. Mira la aguja moverse rápidamente de la posición de reposo a la izquierda hacia el cero a la derecha. 3. Uso de la Función Voltios para Medir Voltaje 3.1. Coloca el selector del multímetro en su rango más alto para Voltios en corriente alterna (AC). Muchas veces se desconoce el voltaje del circuito que vamos a medir. Por esta razón, se selecciona el rango más alto posible para que el aparato de medición no se dañe por un voltaje mayor del esperado. Si el tester se colocara para medir un voltaje de 50 y fuéramos a medir un voltaje común de 120 o 240 Voltios, el multímetro se podría dañar irreparablemente. Empezar alto e ir bajando hacia el rango más bajo es más seguro.
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3.2. Conecta el cable de prueba negro en el jack “COM” o con un signo negativo . 3.3. Conecta el cable de prueba rojo en el jack “V” o signo positivo .
3.4. Localiza las escalas de voltaje. Puede haber varias con diferentes valores máximos. El rango escogido en el selector determina qué escala leer. Los valores máximos de las escalas deben coincidir con los distintos rangos del selector. Las escalas de voltaje, al contrario que las de Ohmios, son lineales y exactas en cualquier lugar de principio a fin. Por supuesto, será más fácil leer con mayor precisión 24 voltios en una escala de 50 que en una de 250 voltios, donde podría indicarnos entre 20 y 30 pero no 24 con exactitud.
3.5. Prueba a medir un suministro eléctrico común en una toma de corriente . En Estados Unidos puedes esperar 120 voltios o incluso 240. En otros lugares, 240 ó 380 voltios pueden ser normales. Pon la sonda negra en uno de los agujeros del enchufe. Asegúrate de que hace contacto con la parte metálica de la toma un poco detrás de la parte plástica de la superficie. Inserta la punta de la sonda roja en el otro agujero de la toma de corriente. El medidor deberá indicar un voltaje muy cercano a 120 ó 240 voltios (dependiendo del tipo de instalación eléctrica). Retira las sondas y gira el selector hasta el rango más bajo posible que sea más alto que el voltaje indicado en la lectura anterior (120 ó 240). Introduce las sondas de Nuevo en la toma de corriente tal como se ha descrito antes. El medidor debe indicar entre 110 y 125 voltios como mucho esta vez. El rango escogido es importante para obtener mediciones exactas. Si la aguja indicadora no se mueve, probablemente has escogido DC en lugar de AC. Los modos AC y
DC no son compatibles. Se “debe” escoger el tipo de corriente correcto. Si no se fija correctamente, podrías
pensar que no hay tensión o voltaje, lo que podría ser mortal. Asegúrate de probar ambos modos si la aguja no se mueve. Coloca el selector en modo Voltios AC e inténtalo de nuevo. Cuando sea posible, intenta conectar al menos una sonda de forma que no tengas que sostenerla con la mano mientras tomas la medición. Algunos multímetros traen accesorios que incluyen pinzas o abrazaderas de algún tipo para ayudar a hacer esto. Minimizar tu contacto con los circuitos eléctricos reduce drásticamente las posibilidades de heridas por electrocución.
4. Uso de la Función Amperios para Medir Intensidad 4.1. Determina si el circuito es de corriente continua (DC) o alterna (AC) midiendo el voltaje como se ha explicado antes. 4.2. Fija el selector en el rango más alto de Amperios AC o DC que tenga. Si el circuito a medir es de corriente alterna pero el multímetro solo mide corriente continua (o viceversa), detente. El medidor ha de ser capaz de medir el mismo tipo de corriente (AC o DC) que el del circuito. De otro modo indicará 0. Ten presente que muchos multímetros solo miden corrientes extremadamente pequeñas, en rangos de uA y mA. 1 uA es 0.000001 amperios y 1 mA es 0.001 amperios. Estos valores de intensidad fluyen solo en
los circuitos electrónicos más delicados y son literalmente “miles” (e incluso “millones”) de veces “menores”
que la intensidad que se maneja en casas o automóviles, por lo que un amo de casa no profesional raramente estará interesado en medirlos. Solo como referencia, por una bombilla común de 100W/120V circulan 0.833 Amperios. Esta cantidad de corriente podría fácilmente dañar permanentemente el multímetro.
Un tester “pinza” o amperímetro tipo abrazadera sería ideal para uso doméstico, y no requiere abrir el
circuito para tomar medidas (ve más abajo).
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4.3. Uso de un “tester pinza” o pinza amperimétrica .
Si el medidor se usa para medir corriente a través de una Resistencia de 4700 ohmios en un circuito DC (corriente continua) de 9 voltios, se debe hacer como se indica abajo:
Inserta la sonda negra en el jack “COM” o signo negativo. Inserta la sonda roja en el jack “A”.
Corta el suministro de energía del circuito. Abre la parte del circuito que se va a testear (un borne u otro de la resistencia). Coloca el medidor en
“serie” de modo que el multímetro cierre el circuito o lo complete. Un amperímetro se coloca “en serie” con el
circuito para medir la intensidad de la corriente que fluye por él. No se puede colocar en paralelo como se hace con un voltímetro (de otro modo el medidor probablemente se dañe). La polaridad se debe respetar. La corriente fluye del lado positivo al negativo. Ajusta el rango de corriente en el valor más alto. Suministra energía y ajusta el rango bajándolo paulatinamente para una lectura más precisa de la aguja del dial. No excedas el rango o podrías dañar el medidor. Aplicando la ley de Ohms, deberías obtener una lectura de unos 2 miliamperios. I = V / R = (9 volts)/ ( 4700 Ω) = .00191 amps = 1.91 mA.
4.4. Si estás midiendo la corriente que consume un dispositivo o aparato eléctrico, ten cuidado con algún condensador de filtro o elemento que requiera de afluencia de corriente cuando esté encendido pero se pueda descargar repentinamente al estar apagado. Incluso si la corriente que opera es baja y está dentro de la tolerancia del fusible del multímetro, la descarga puede ser MUCHAS veces mayor que la corriente de funcionamiento (una descarga de un condensador se parece mucho a un cortocircuito). Con toda seguridad el fusible del multímetro se quemará si el aparato que estamos midiendo produce una descarga de ese tipo. En cualquier caso, usa siempre el rango más alto de medición para proteger los fusibles del aparato, o simplemente se cuidadoso. 4.5 Consejos Cuando vayas a comprobar la continuidad en cualquier aparato o circuito, corta la energía. El multímetro tiene su propia fuente de energía en la batería interna. Dejar la electricidad encendida mientras testeas resistencia dañaría el medidor. Si el multímetro deja de funcionar, comprueba el fusible.
4.6.- Advertencias Siempre comprueba el buen funcionamiento del multímetro en una fuente de corriente verificada. Un medidor estropeado indicará 0 voltios independientemente de la tensión real. No querrás que te engañe y meter los dedos ¿verdad? Nunca conectes el medidor a los bornes de una batería o una fuente de voltaje si el selector está colocado para medir intensidad (amperios). Esta es l a forma más fácil de fundir un tester. Respeta la electricidad. Si no sabes algo, pregunta e investiga el asunto.
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7.9.- AMPERÍMETRO La detección y medición de la corriente ha sido la función de un instrumento de amplia aplicación desde hace más de un siglo: el galvanómetro. Sin embargo, el galvanómetro generalmente admite intensidades máximas bastante débiles. Para permitir la medida de intensidades superiores a las que podrían soportar sin destruirse los devanados y elementos mecánicos del aparato, se agrega una resistencia de muy bajo valor conocida como “shunt” (derivación) dispuesta en paralelo con el devanado, de forma que sólo pase por éste una fracción de la corriente principal. Este acoplamiento galvanómetro + shunt ha dado origen a otro instrumento conocido como amperímetro, que mide específicamente intensidades de corriente eléctrica. Lo que se logra con el amperímetro, entonces, es que la mayor parte de la corriente pase por la resistencia del shunt, pero que la pequeña cantidad que fluye por el medidor siga siendo proporcional a la intensidad total. El amperímetro debe su nombre al amperio (A), que es la unidad de medida que utiliza. Cuando las corrientes eléctricas a medir se encuentran por debajo de 1 amperio estos instrumentos reciben el nombre de mili, micro, nano o pico amperímetros, dependiendo de la magnitud involucrada. El funcionamiento del amperímetro se basa en un principio del electromagnetismo que en su forma más simple nos indica que cualquier corriente eléctrica que atraviesa un hilo conductor produce un campo magnético alrededor del mismo, cuya fuerza depende de la intensidad de la corriente que circula. El amperímetro se instala siempre en serie con el elemento cuya intensidad se desea conocer. Al estar en serie con el circuito eléctrico es necesario, para que su influencia sea mínima, que su caída de tensión interna sea muy pequeña, por lo que su resistencia será también muy pequeña.
7.9.1.- Amperímetros analógicos El fundamento anteriormente expuesto ha sido el origen de los primeros am perímetros analógicos, de amplio uso aún en la actualidad, que miden y presentan el valor de la corriente por medio de una aguja que se ubica en el número o la fracción del valor presentado en un panel de indicación. Dentro de los amperímetros analógicos distinguimos dos grupos que difieren en el mecanismo que provoca el movimiento de la aguja indicadora: 1. Amperímetros electromecánicos 2. Amperímetros térmicos Si bien los amperímetros térmicos han caído prácticamente en desuso, los electromecánicos representan un subgrupo numeroso que incluye varios tipos de amperímetros. 7.9.1.1.- Amperímetros electromecánicos En términos generales, estos dispositivos se basan en la interacción mecánica entre corrientes, entre una corriente y un campo magnético o entre conductores electrificados. Están compuestos esencialmente de un órgano fijo y de un órgano móvil unido a una aguja que indica el valor de la magnitud a medir sobre una escala. El movimiento es de rotación y está originado por una cupla motriz que es función del parámetro a medir. Este movimiento es contrarrestado por un par antagónico y para evitar oscilaciones se dota a la parte móvil de algún dispositivo de amortiguamiento. El valor de la corriente de entrada está dado, por lo tanto, por la lectura del desplazamiento de la aguja sobre una escala graduada. Como todo dispositivo electromecánico, este tipo de amperímetros es voluminoso y está sujeto no sólo al desgaste de sus componentes, sino también al error de lectura. Sin embargo, la lectura es rápida y por lo tanto son útiles como elementos medidores fijos en tableros.
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Entre los amperímetros electromecánicos podemos mencionar los siguientes. a) Amperímetros magnetoeléctricos o de cuadro/bobina móvil Constan de un imán permanente fijo y un cuadro o bobina móvil que gira bajo el efecto de la fuerza de Ampère cuando circula corriente por el mismo. La espiral en el eje del cuadro tiende a impedir la rotación del cuadro. Cuanto mayor sea la corriente que atraviesa el cuadro mayor será el ángulo que éste gira. El cuadro está unido a una aguja cuyo extremo se traslada por una escala. Los instrumentos magnetoeléctricos se distinguen por una gran precisión y tienen una alta sensibilidad, pero funcionan únicamente en circuitos de corriente continua (CC). b) Amperímetros electromagnéticos o de imán móvil Estos instrumentos constan de una aguja unida a un imán alojado en el interior de una bobina. Cuando la corriente circula por esta última, se produce un campo magnético que, dependiendo de su sentido, produce una atracción o repulsión del imán que es proporcional a la intensidad de dicha corriente. c) Amperímetros ferromagnéticos o de hierro móvil Consisten en una bobina fija, en cuyo interior va alojada y soldada una lámina curvada de hierro dulce. La parte móvil es una segunda lámina de hierro dulce, que va unida al eje de acero de la aguja indicadora. Cuando circula corriente por la bobina, ambas láminas de hierro se transforman en imanes por el efecto magnético de la corriente y se repelen mutuamente, obteniéndose una fuerza proporcional a la intensidad de la corriente. La magnitud de la fuerza de repulsión y, por consiguiente la amplitud del movimiento de la aguja, dependen de la cantidad de corriente que circula por la bobina. Estos aparatos tienen la ventaja de servir tanto para corriente continua (CC) como alterna (CA). d) Amperímetros electrodinámicos Constan de dos bobinas, una fija y otra móvil que producen campos magnéticos, cada una de las cuales porta una corriente que es función de la corriente a medir. La reacción entre los campos de la bobina fija y la bobina móvil proporciona el torque deflectante del sistema móvil, que es compensado por resortes espiral que también se emplean para llevar la corriente a la bobina móvil. Se utilizan principalmente con corriente alterna (CA), pero también sirven para corriente continua (CC). La apariencia de todos los amperímetros que hemos visto hasta ahora es similar, como lo muestran las siguientes imágenes, ver figura 39.
Figura 39, Amperímetros electromecánicos.
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Pero existe una simbología impresa en una esquina del visor de cada instrumento que permite diferenciar, por ejemplo, un amperímetro de hierro móvil de uno electrodinámico o uno que funciona para CC de otro que lo hace tanto en CC como CA, etc. 7.9.1.2.- Amperímetros térmicos Estos instrumentos se basan en el principio de que todos los conductores se dilatan cuando se calientan. Esta dilatación es proporcional al calor y, de acuerdo con la le y de Joule, el calor es proporcional al cuadrado de la corriente, independientemente del sentido de la corriente y la naturaleza de esta, por lo que estos amperímetros sirven para corriente alterna o continua. La corriente atraviesa una resistencia, que se calienta a medida que la corriente pasa y está en contacto con un par termoeléctrico, que está conectado a un galvanómetro. Este método indirecto es utilizado fundamentalmente para medir CA de alta frecuencia. La ventaja de los amperímetros térmicos es que no se ven afectados por los campos magnéticos externos. Sin embargo, el elevado consumo necesario para calentar el conductor que experimentará la dilatación por la corriente que circula por el mismo y el elevado costo de estos aparatos hacen que sean poco usados.
7.9.2.- Amperímetros digitales Los adelantos tecnológicos han impuesto en el mercado los instrumentos de medición digital, de gran versatilidad y desempeño. Con los instrumentos digitales se eliminan los errores de lectura, ya que las mediciones se visualizan en una pantalla a través de un número y como las partes mecánicas móviles se han sustituido por circuitos electrónicos, también se minimiza el desgaste. La calidad de un instrumento digital estará sujeta, por tanto, a la calidad de los circuitos empleados. En el caso de los amperímetros digitales, se obtienen mediciones exactas de la intensidad tanto para corriente continua como alterna con escalas seleccionables según el modelo.
Figura 40, Amperímetros digital y térmico. Hoy en día la tecnología digital no solamente ha proporcionado mediciones directas más confiables a través de instrumentos instalados de forma permanente, sino que también ha posibilitado la pronta aceptación de instrumentos portátiles. Dos de los instrumentos portátiles para mediciones eléctricas más difundidos son el multímetro y la pinza amperométrica. Ambos están disponibles en el mercado en sus versiones analógica y digital, aunque esta última es la que se ha impuesto mayormente.
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7.9.2.1.- Pinzas amperométricas Este es un tipo de amperímetro (también conocido como amperímetro tenaza o de gancho, por su forma) muy útil porque mide instantáneamente la intensidad de la corriente alterna o continua sin abrir o interrumpir el circuito. La pinza amperométrica es accionada enteramente por el campo magnético creado por la corriente y al no tener arrollamientos eléctricos no puede quemarse. Las tenazas se abren por una moderada presión de un dedo sobre el gatillo y se cierran automáticamente, por lo que requieren solamente una mano. Pueden medir tanto en corriente alterna como continua. De hecho, las pinzas amperométricas también han evolucionado en multímetros, sin embargo, su uso como amperímetro es sumamente amplio en el campo de la electricidad en general, inclusive en la industria automotriz. Los videos que siguen muestran en detalle el uso de una pinza amperométrica, ver figura 41.
Figura 41.- Amperímetro de pinzas o tenazas.
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7.10.- MEGHOMETRO Los Megóhmetros o Meggers son instrumentos que se utilizan para medir las fugas que puede haber en cables eléctricos al administrar una prueba de resistencia al aislamiento. Un megóhmetro envía a través de un cable una cantidad de voltaje con la cual medirá la fuga eléctrica en megohmios (1000 ohmios). Realizar pruebas de rutina en cables desgastados es una forma prudente de garantizar que los circuitos se mantengan a salvo de las fallas eléctricas que puedan causar cortos circuitos o explosiones y, de esta manera, te pongas a salvo de incendios o descargas eléctricas. Saber interpretar correctamente las mediciones de un megóhmetro en una prueba de resistencia del aislamiento de un cable puede ayudarte a identificar los aislantes defectuosos o dañados que pueden causar estos problemas, ver figura 42.
Figura 42. Megóhmetro Digital. En realidad estos aparatos son un tipo especial de óhmetro en el que la batería de baja tensión, de la que normalmente están dotados estos, se sustituye por un generador de alta tensión, de forma que la medida de la resistencia se efectúa con voltajes muy elevados. El megger consta de dos partes principales: un generador de corriente continua de tipo magneto-eléctrico, movido generalmente a mano (manivela) o electrónicamente (Megger electrónico), que suministra la corriente para llevar a cabo la medición, y el mecanismo del instrumento por medio del cual se mide el valor de la resistencia que se busca. Son dos imanes permanentes rectos, colocados paralelamente entre sí. El inducido del generador, junto con sus piezas polares de hierro, está montado entre dos de los polos de los imanes paralelos, y las piezas polares y el núcleo móvil del instrumento se sitúan entre los otros dos polos de los imanes. El inducido del generador se acciona a mano, regularmente, aumentándose su velocidad por medio de engranajes. Para los ensayos de resistencia de aislamiento, la tensión que más se usa es la de 500 voltios, pero con el fin de poder practicar ensayos simultáneos a alta tensión, pueden utilizarse tensiones hasta 2500 voltios, esto de acuerdo al voltaje de operación de la máquina bajo prueba.
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7.10.1.- Cómo interpretar las lecturas del megóhmetro. Aplica una prueba de resistencia de tiempo usando un megóhmetro y haz mediciones sucesivas a intervalos específicos. Realiza una prueba de resistencia de tiempo, la cual no te llevará más de cinco ó 10 minutos. Anota los resultados que te proporcione en 60 segundos y después en intervalos de 30 segundos.
Compara los resultados de cada medición. El método de resistencia de tiempo se basa en la absorción. Un buen aislamiento permite un aumento en la resistencia (ohmios) sobre tiempo, que te muestra el efecto que la carga produce durante un período de tiempo mayor a la capacidad del aislamiento. Un aislante dañado o contaminado enmascarará la absorción al provocar una fuga de corriente, ya que la resistencia se mantiene baja, identidad de un problema potencial.
Si en el megóhmetro lees que la resistencia está bajo 1 (1.000 ohmios) después de los primeros 60 segundos de intervalo, el cable falla y debe ser eliminado. Si en el medidor lees que la resistencia se encuentra entre 1-1.25, el cable se encuentra en condiciones aceptables. Cualquier lectura arriba de 1,25 se considera excelente.
Continúa monitoreando a intervalos de 30 segundos. Si la lectura de resistencia sigue aumentando, el aislamiento del cable está en excelentes condiciones. Si la resistencia se nivela, esto podría ser señal de que el aislamiento esté fallando.
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AUTOEVALUACION. 1. En un Multímetro, marque la alternativa que no corresponda: a. Para medir corriente eléctrica en una resistencia R, el galvanómetro interno debe ir conectado en paralelo a dicha resistencia. b. Para medir tensión eléctrica en una resistencia R, el galvanómetro interno debe ir conectado en serie a dicha resistencia. c. La escala de medición debe ser más grande que el valor de la medición que se va a hacer. d. Para medir la resistencia eléctrica el multímetro se conecta en serie con la resistencia que se va a medir. 2. Marque la alternativa incorrecta: a. Resistencia y continuidad son opuestas la una a la otra b. El multímetro puede medir voltaje, corriente y resistencia eléctrica. c. En un multímetro digital, no importa ajustar la mayor escala de medición antes de iniciar un proceso de medición. d. Para medir la resistencia eléctrica el multímetro se conecta en serie con la resistencia que se va a medir. 3. En un multímetro análogo: a. Al juntar los cables de sondeo, la aguja marcará cero ohmios si las baterías (del multímetro) están descargadas. b. Las escalas determinan los rangos de magnitud. c. Al medir resistencia eléctrica, este lo hará mejor que un megóhmetro, ya que tiene más modalidades. d. Solo mide corriente continua. 4. Marque la alternativa correcta: a. Estabilidad, aptitud de un instrumento de medición para dar respuestas cercanas a un valor verdadero. b. Mantenibilidad, Capacidad de un instrumento de medida de conservar sus características metrológicas en el tiempo. c. Magnitud, atributo de un fenómeno, cuerpo o substancia, que es susceptible de ser distinguido cualitativamente y determinado cualitativamente. d. Medición, define el intervalo de incertidumbre de los resultados de la medición repetitiva de un mismo mesurando, bajo las mismas condiciones. 5. Marque la alternativa incorrecta: a. b. c. d.
La inexactitud es lo mismo que la incertidumbre. La precisión y la exactitud son términos intercambiables. Incertidumbre y precisión son conceptos muy relacionados entre sí. Los errores por instrumentos se deben a una mala fabricación.
6. Para los errores atribuidos al operador en un proceso de medición, marque la alternativa que no corresponda: a. b. c. d.
El operador no influye en algún error que se presente en el proceso de medición. Son causa de falta de agudeza visual, descuido, cansancio, alteraciones emocionales. Son debidos a un mal método o procedimiento con que se efectúa la medición. Ocurren por falta de un método definido y documentado.
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7. ¿Cómo se interpreta un valor de error absoluto negativo?: a. b. c. d.
Que el valor real es mayor al valor medido con el instrumento en cuestión. No puede ser negativo. Que el error relativo es positivo. Existe un exceso por parte del valor medido con respecto al valor real.
8. ¿En qué se diferencian los instrumentos análogos de los digitales? a. b. c. d.
Que los digitales tienen mayor porcentaje de error. Que los análogos solo sirven para medir corrientes y voltajes. Los digitales son más exactos. En que los digitales están hechos con circuitos electrónicos.
9. Marque la alternativa incorrecta: a. Siempre comprobar el buen funcionamiento del multímetro en una fuente de corriente verificada. b. Un medidor estropeado indicará 0 voltios independientemente de la tensión real. c. Conectar las sondas a los bornes de una batería o fuente de voltaje, mientras el selector está colocado para medir corriente, el tester se puede quemar. d. El galvanómetro por sí solo, generalmente admite intensidades máximas bastante fuertes. 10.En los instrumentos digitales: a. Como las partes mecánicas móviles se han sustituido por circuitos electrónicos, existe un mayor desgaste. b. Se eliminan los errores de lectura, ya que las mediciones se visualizan en una pantalla a través de un número. c. La mayoría de estos instrumentos consta de dos bobinas, una fija y otra móvil. d. Será necesario ajustar la escala para no dañar el equipo. 11. El vernier con mayor precisión posee: a. 50 divisiones b. 20 divisiones c. 10 divisiones 12. La medición en un vernier se realiza: a. Observando la cantidad de milímetros enteros a la izquierda del cero del nonio y los decimales contando en el nonio hasta llegar a los trazos coincidentes. b. Observando la cantidad de milímetros enteros a la derecha del cero del nonio y los decimales contando en el nonio hasta llegar a los trazos coincidentes. c. Observando la cantidad de decimales a la izquierda del cero del nonio y los milímetros contando en el nonio hasta llegar a los trazos coincidentes. d. Observando la cantidad de centímetros enteros a la derecha del cero del nonio y los decimales contando en el nonio hasta llegar a los trazos coincidentes. 13. La micra (μm) equivale a: a. b. c. d.
0.01 cm 0.0001 mm 0.001 mm 0.001 cm
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