UNIVERSIDAD AUTONOMA DE SINALOA FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERIA EN PROCESOS INDUSTRIALES
Practica: Usos de instrumentos de medición
Laboratorio de Metrología y Normalización
Profesor: Ing. Juan Carlos Sainz Gómez
Alumno: Uziel Ibrahim Baltazar Barajas
Grupo: 2-1
Culiacán Sinaloa, a 6 de septiembre de 2013. 1
INDICE INTRODUCCION
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CUERPO DEL INFORME
HISTORIA CALIBRADOR PARTES DEL CALIBRADOR
EL PIE DE REY…
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TIPOS DE PIE DE REY EL NONIO PRECAUCIONES AL MEDIR MEDICIÓN DE EXTERIORES MEDICIÓN DE INTERIORES MEDICIÓN DE LA PROFUNDIDAD BLOQUE PATRON GRADOS DE PRECISIÓN Y USOS PRESENTACIÓN Y ACOPLAMIENTO DE BLOQUES PATRÓN PRACTICA
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CONCLUSIONES
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BIBLIOGRAFIA
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INTRODUCCION El calibrador vernier o pie de rey es un instrumento para medidas exactas ya que tiene dos reglas una fija y una móvil. Su diseño está hecho para medir espesores ranuras y profundidades gracias a que está diseñado de una forma especial que sirve para las tres cosas, el calibrador ha ido evolucionando desde unos muy complejos a otros que ya no ay que hacer operaciones matemáticas ya que estos te dan la medida ya transformada. Esta es una breve explicación de cómo sacar las medidas del vernier Si la líneas que se observa en ―0‖ del vernier avanzó sobre la escala principal hasta un poco más de la quinta división
(cada división vale 1mm) esto nos dice que la escala principal de la lectura es de 5mm y una fracción más, si se sabe que se utiliza la cuarta graduación en esta medida y que cada línea es de 0.05mm se hace esta operación 4x0.05=0.2mm y se le suma al 5 y da la cantidad de 5.2mm. Para usar un vernier digital se debe hacer lo siguiente: Prender el vernier con el botón de on/off, escoger la escala en la que qu e se desea medir in/mm para pulgada o milímetro, se tiene que checar que este bien calibrado cerrándolo totalmente y que en la caratula marque cero, se deslizan las tenazas y se ajustan a lo que se va a medir, una vez que se hace esto se checa en la caratula la medida final. De estos dos el más fácil de utilizar es el calibrador digital ya que con el no ay que hacer gran cosa, los dos son exactos pero el digital es aún más exacto que todos los vernier ya que sus escalas cuentas digitales son más exactas que las demás. El vernier estándar es el menos exacto aunque él es más exacto que una regla pero en la clasificación de todos los vernier él es el menos exacto.
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CUERPO DEL INFORME
HISTORIA El primer instrumento de características similares fue encontrado en un naufragio en la isla de Giglio, cerca de la costa italiana, datado en el siglo VI a. C. Aunque considerado raro, fue usado por griegos y romanos. Durante la Dinastía Han (202 a. C. - 220 d. C.), también se utilizó un instrumento similar en China, hecho de bronce, hallado con una inscripción del día, mes y año en que se realizó. Se atribuye al cosmógrafo y matemático portugués Pedro Núñez (1492-1577) — que que inventó el nonio ononius — , el origen del pie de rey. También se ha llamado pie de rey al vernier , porque hay quien atribuye su invento al geómetra Pierre Vernier (1580-1637), aunque lo que verdaderamente inventó fue la regla de cálculo vernier, que ha sido confundida con el nonio inventado por Pedro Núñez. En castellano, se utiliza con frecuencia la voz nonio para definir esa escala. E l c a l i b r e m o d e r n o c o n n o n i o y l e c t u r a d e m i l é s i m a s d e p u l g a d a , f u e i n v e n t a d o p o r e l a m e r i c a n o J os os ep ep h R . B ro ro wn wn en 1851. Fue el primer instrumento práctico para efectuar mediciones de pr e c is i ó n que pudo ser vendido a un precio asequible.
CALIBRADOR VERNIER. El CALIBRADOR o PIE DE REY es el instrumento de medida lineal que más se utiliza en el taller. Por medio del pie de rey se pueden controlar medidas de longitudes externas, internas y de profundidad. La precisión del pie de rey oscila de acuerdo con el precio del mismo pero normalmente es de: 1/10 mm = 0.1 mm Escala decimal 1/20 mm = 0.05 mm Escala vigesimal 1/50 mm = 0.02 mm Escala quincuagésimal Donde el pie de rey con escala quincuagésimal es la más exacta. Sin embargo el pie de rey puede poseer también una escala en unidades inglesas (in).
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PARTES DEL CALIBRADOR
El Pie de Rey o Vernier 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. p rofundidades. Posee Po see dos escalas: la inferior milimétrica y la superior en pulgadas. 1. Mordazas para medidas externas. 2. Mordazas para medidas internas. 3. Varilla 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 d e pulgada en que esté dividido. 8. Botón de deslizamiento y freno. EL PIE DE REY…
Usualmente en el reverso del pie de rey se encuentran impresas algunas tablas útiles en el taller, como la medida del diámetro del agujero para roscar. El nonio representa la característica principal del pie de rey, ya que es el que efectúa medidas con aproximaciones inferiores al milímetro. La graduación señalada en el cuerpo del calibre y entre marcas, representa un milímetro como una regla común.
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TIPOS DE PIE DE REY CALIBRADOR DE BOTÓN: Este calibrador está equipado con un Botón en lugar del tradicional tornillo de freno. Si el botón se oprime, el cursor puede deslizarse a lo largo de la regleta, cuando el botón se suelta, el cursor se detiene automáticamente.
CALIBRADOR DE TORNILLO DE AJUSTE: Este tipo está equipado con un tornillo de ajuste el cual se utiliza para mover el cursor lentamente cuando se usa como un calibrador fijo, este tipo permite el ajuste fácil del cursor.
CALIBRADOR DE CARÁTULA: está equipado con un indicador de carátula en lugar de un nonio para permitir la lectura fácil de la escala.
CALIBRADOR DIGITAL: Este tipo de calibrador está equipado con un display digital para mostrar las medidas, ya sea en mm o en pulgadas con una precisión de milésima de pulgada.
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EL NONIO Es una segunda escala auxiliar que tiene el pie de rey, que permite apreciar una medición con mayor precisión al complementar las divisiones de la regla o escala principal del instrumento de medida.
El nonio o escala vernier toma un fragmento de la regla – que que en el sistema decimal es un múltiplo de diez menos uno: 9, 19, etc. – y y lo divide en un número más de divisiones: 10, 20,...
0
5
1
1
1
2
19/20=0.95 Luego= 1.00-0.95 =0.05 Escala Vigesimal
19/
9
0
5 9/1
1
9/10=0.9 Luego= 1.00-0.90 =0.1 Escala Decimal
Una escala nonio tiene cuatro características que la definen: n: el número de divisiones del nonio A: la apreciación, medida más pequeña que puede representar. k : constante de extensión, que determina la longitud del nonio para una misma apreciación L: su longitud en las mismas unidades de la regla de estas variables solo n y k son independientes y A y L dependen de las primeras del siguiente modo la apreciación es: y la longitud del nonio es: donde k es un número entero mayor o igual que 1, normalmente 1 o 2 cuando se quiere facilitar la lectura.
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PRECAUCIONES PRECAUCIONES AL MEDIR Punto 1: Verifique que el calibrador no esté dañado. Si el calibrador es manejado frecuentemente con rudeza, se inutilizará antes de completar su vida normal de servicio, para mantenerlo siempre útil no deje de tomar las precauciones siguientes: 1. Antes de efectuar las mediciones, limpie de polvo y suciedad las superficies de medición, cursor y regleta, particularmente remueva el polvo de las superficies deslizantes; ya que el polvo puede obstruir a menudo el deslizamiento del cursor. 2. Cerciórese que las superficies de medición de las quijadas y los picos estén libres de dobleces o desportilladuras. 3. Verifique que las superficies deslizantes de la regleta estén libres de daño. 4. Una vez ha sido usado, guardar manteniendo una pequeña abertura de entre las mordazas para evitar deterioro. Para obtener mediciones correctas, verifique la herramienta acomodándola como sigue: 1. Esté seguro de que cuando el cursor está completamente cerrado, el cero de la escala de la regleta y del nonio estén alineados uno con otro, también verifique las superficies de medición de las quijadas y los picos como sigue: Cuando no pasa luz entre las superficies de contacto de las quijadas, el contacto es correcto. El contacto de los picos es mejor cuando una banda uniforme de luz pasa a través de las superficies de medición. •
•
2. Coloque el calibrador hacia arriba sobre una superficie plana, con el medidor de profundidad hacia abajo, empuje el medidor de profundidad, si las graduaciones cero en la regleta y la escala del nonio están desalineados, el medidor de profundidad está anormal. 3. Verifique que el cursor se mueva suavemente pero no holgadamente a lo largo de la regleta.
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Punto 2: Ajuste el calibrador correctamente sobre el objeto que está midiendo. Coloque el objeto sobre el banco y mídalo, sostenga el calibrador en ambas manos, ponga el dedo pulgar sobre el botón y empuje las quijadas del nonio contra el objeto a medir, aplique sólo una fuerza suave.
MEDICIÓN DE EXTERIORES Coloque el objeto tan profundo como sea posible entre las quijadas.
Si la medición se hace al extremo de las quijadas, el cursor podría inclinarse resultando una medición inexacta.
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Sostenga el objeto a escuadra con las quijadas como se indica en (A) y (B), de otra forma, no se obtendrá una medición correcta.
MEDICIÓN DE INTERIORES En esta medición es posible cometer errores a menos que se lleve a cabo. Muy cuidadosamente, introduzca los picos totalmente dentro del objeto que se va a medir, asegurando un contacto adecuado con las superficies de medición y tome la lectura.
Al medir el diámetro interior de un objeto, tome el valor máximo (A-3) al medir el ancho de una ranura tome el valor mínimo (B-3). Es una buena práctica medir en ambas direcciones a-a y b-b en A-3 para asegurar una correcta medición.
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MEDICIÓN DE LA PROFUNDIDAD PROFUNDIDAD En la medición de la profundidad, no permita que el extremo del instrumento se incline, no deje de mantenerlo nivelado. La esquina del objeto es más o menos redonda, por lo tanto, gire el resaque de la barra de profundidad hacia la esquina.
BLOQUE PATRON Los bloques patrón, calas o galgas patrón, bloques patrón longitudinales (BPL) o bloques Johansson -en honor a su inventor- son piezas macizas en forma de paralelepípedo, en las que dos de sus caras paralelas (o caras de medida) presentan un finísimo pulido especular que asegura excepcional paralelismo y plenitud, pudiendo materializar una longitud determinada con elevada precisión. Generalmente se presentan por juegos de un número variable de piezas y gracias al fino acabado de sus caras de medida se pueden adherir entre sí mediante un simple deslizamiento manual, combinándose en la cantidad necesaria para disponer de cualquier valor nominal existente dentro de su campo de utilización, con escalonamientos de hasta 0,5 micras.
De estas características se desprende que los bloques patrón son los dispositivos de longitud materializada más precisa que existe. Desde que aparecieron en el mercado, a comienzos del siglo XX, y hasta la actualidad, su diseño y construcción ha evolucionado constantemente y hoy están sujetos al cumplimiento de la norma internacional ISO 3650. Es por eso que los requisitos que deben cumplir los bloques patrón son rigurosos y se basan en su aptitud para ser instrumentos de calibración. Estos requisitos son:
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* Exactitud geométrica y dimensional: deben cumplir con las exigencias de longitud, paralelismo y planitud. * Capacidad de adherencia a otros bloques patrón: determinada por su acabado superficial. * Estabilidad dimensional a través del tiempo, es decir, no deben ―envejecer‖.
* Coeficiente de expansión térmica cercano a los metales comunes: esto minimiza los errores de medición frente a variaciones de temperatura * Resistencia al desgaste y a la corrosión. Materiales que componen los bloques patrón Los bloques patrón están construidos generalmente en acero, pero también se presentan en otros materiales de mayor dureza y resistencia, como el metal duro y la cerámica, por lo que el empleo de piezas de uno u otro material dependerá del presupuesto y la aplicación. La dureza media del acero usado en bloques patrón es de 64 HRc (escala Rockwell) y presenta gran precisión y estabilidad dimensional, así como bajo coeficiente de expansión térmica. No obstante, las piezas requieren una meticulosa limpieza posterior a su uso y deben cuidarse las condiciones de almacenamiento, a fin de protegerlas de la humedad y la corrosión. Los bloques patrón de metal duro, generalmente carburo de tungsteno o carburo de cromo, presentan el doble de dureza media con respecto a los de acero y por ello son capaces de ofrecer una sólida adherencia y gran resistencia al desgaste. Hasta el momento, los bloques patrón de cerámica son los más resistentes al desgaste y la corrosión, y presentan las mejores propiedades de adherencia y estabilidad. Son piezas de óxido de zirconio con un tratamiento especial para lograr sus características excepcionales, que llegan a una dureza media de 130 HRc. Además, la ventaja que poseen frente a los bloques metálicos es que no se adhiere ningún tipo de impurezas magnéticas, por ejemplo limaduras de hierro o virutas de acero, lo que introduciría errores en las mediciones y dañaría la pieza.
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Grados de precisión y usos Aún dentro de cada clase de materiales con los que están construidos, los bloques patrón se encuentran disponibles en distintas calidades o grados de precisión (en números o, más antiguamente, en letras), cada grado debidamente clasificado por la norma ISO 3650 y sujeto a las tolerancias estipuladas por la misma.
Presentación y acoplamiento de bloques patrón Como ya se señaló, los bloques patrón se suministran usualmente en juegos presentados en estuches de madera, aunque también pueden adquirirse por unidad. Si bien existen muchos, los juegos más comunes son los de 56 y 112 piezas, que permiten escalonamientos de 1 mm y 0,5 micras respectivamente. En virtud del fino acabado que poseen sus caras de medida, los bloques patrón pueden adherirse por estas caras para formar un acoplamiento capaz de alcanzar la medida que deseamos materializar. Sin embargo, no se trata de agrupar bloques al azar, sino de seguir cuidadosas reglas para lograr la precisión necesaria y proteger los bloques de cualquier daño. Podemos resumir estas reglas en los siguientes pasos: 13
PRACTICA Por el terrible clima que hemos tenido en la ciudad me fue imposible llegar temprano a la práctica pero al llegar me puse al corriente de ello. El profesor inicio la práctica dando a conocer el laboratorio de metrología y comenzó el tema ―USOS DE INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN‖ Nos explicó los tipos de calibradores que existen.
Vernier Caratula Electro digital
Los tipos de mediciones que se pueden hacer.
Exteriores Interiores Profundidades Peldaño Alturas
Después nos enseñó para que fue diseñado el calibrador Vernier (anterior mente explicado en los antecedentes e investigación). Nos enseñó cada parte del calibrador. Anteriormente yo ya había visto un calibrador vernier ya que mi hermano estudia odontología y ellos también interactúan con ellos, pero es un poco diferente al que vimos en clase ya que los de la clase eran de metal y el de mi hermano es de plástico (supongo que es para no dañar el diente, lo supongo ya que no he investigado mucho el uso que ellos le dan). Ya que nos familiarizamos con el instrumento el profesor nos dio varias figuras para su medición.
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PIEZA #1 Exterior
52.62 mm 2.0750 In
Interior 21.64 mm 0.8465 In
Profundidad 5.08 mm 0.2105 In
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PIEZA #2 Interior 40.00 mm 1.5730 In
Exterior 65.65 mm 2.5800 In
Profundidad 25.25 mm 1.0040 In
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PIEZA #3 Exterior 36.30 mm 1.4310 In
Profundidad 19.02 mm 0.7500 In
Interior 9.99 mm 0.3795 In
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Ya que sacamos las medidas de las piezas que el profesor nos proporcionó, nos presentó los bloques patrón. En este caso nos tocó un bloque patrón de valor 0.200 In. Al cual
calculariamos el error de
cada medición, el error sistemático, error aleatorio y el error relativo en la medición del bloque patrón (tomando 10 repeticiones). r epeticiones).
N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
L (In) 0.199 0.201 0.200 0.198 0.200 0.198 0.200 0.198 0.198 0.198
E - 0.001 0.001 0 -0.002 0 -0.002 0 -0.002 -0.002 -0.002
Ea 0 0.002 0.001 -0.001 0.001 -0.001 0.001 -0.001 -0.001 -0.001
Er -0.5 0.5 0 -1 0 -1 0 -1 -1 -1
Promedio: 0.199 Es: -0.001 Repetibilidad: K = 1 … = 0.0011547 K = 2 … = 0.002309401 K = 3 … = 0.003464101
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Y aquí fue donde finalizo nuestra práctica.
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CONCLUSIONES Primeramente conocí el ambiente del laboratorio de metrología. Aprendí el uso que se le da al calibrador pie de rey o vernier, ya que anteriormente mencione que lo conocía pero no sabía bien su uso. Conocí los mencionados bloques patrón que tenía duda como eran, aunque me quede con duda de que material eran ya que el Profesor menciono que están carísimos. Fue una práctica muy interesante y muy importante ya que nos estamos preparando para ser ingenieros algún día y debemos de están consiente de todas las formas de medición que existan para dar un buen servicio cuando estemos en nuestro futuro trabajo.
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BIBLIOGRAFIA
http://es.wikipedia.org/wiki/Calibre_(instrumento) http://es.wikipedia.org/wiki/Nonio http://www.lablaa.org/blaavirtual/ciencias/sena/mecanica/gas-preconversionvehiculos/gaspre8b.htm http://www.scribd.com/doc/23332658/Pie-de-rey
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