SEGUNDA PRÁCTICA: Instrumentos de Medición

TITULO: Instrumentos de Medición: calibrador y tornillo micrométrico

OBJETIVO: Aprender a manejar los instrumentos de medición que se utilizan en el laboratorio y en algunas empresas para la medida de longitudes.

PROBLEMA:

En todos los laboratorios de física se utilizan instrumentos para realizar mediciones. ¿En qué consiste la medición de longitudes?, ¿Qué grado de precisión tienen estos instrumentos? y ¿En qué área se utilizan?

¿En qué consiste la medición de longitudes?

La medición de longitudes consiste en determinar, por comparación, el número de veces que un patrón seleccionado con el objeto o fenómeno cuya magnitud física se desea medir para ver cuántas veces el patrón está contenido en esa magnitud.

¿Qué grado de precisión tienen estos instrumentos?

El Micrómetro ó Tornillo de Palmer es un instrumento de gran precisión, el funcionamiento de este se basa en un tornillo micrométrico que nos sirve para valorar el tamaño de un objeto en el orden de centésimas o de milésimas de milímetro, 0,01mm ó 0,001mm (micra) respectivamente. Este instrumento cuenta con dos extremos que son aproximados mutuamente merced a un tornillo de rosca fina que dispone en su contorno de una escala grabada, la cual puede incluir un nonio. La máxima longitud de medida del micrómetro de exteriores normalmente es de 25mm aunque existen también los de 0 a 30, 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.

El calibrador ó Pie de Rey (Vernier), es un instrumento de precisión usado para medir pequeñas longitudes, medidas de diámetros externos e internos y profundidades, Cuando se toma una medida una marca principal enfrenta algún lugar de la regla graduada. Esto usualmente se produce entre dos valores de la regla graduada. La indicación de la escala vernier se provee para dar una precisión mas exacta a la medida, y no recurrir a la estimación.

¿En qué área se utilizan?

El tornillo micrómetro se utiliza en muchas área ya que es una excelente herramienta para medir con gran exactitud medidas pequeñas, siendo de gran ayuda en las áreas de mantenimiento en las empresas industriales al igual que todos los mecánicos de las diferentes profesiones tales como la automotriz, la industrial y hasta los eléctricos.

La escuadra es una plantilla con forma de triángulo rectángulo isósceles su uso está relacionado mas con el dibujo técnico. Pueden ser de diferentes tamaños. Estrictamente no deberían llevar escala gráfica al no ser herramientas de medición, pero algunos fabricantes las producen con una escala gráfica para usarse como instrumento de medición. Tienen un ángulo de 90º y dos de 45º. Suele emplearse para trazar líneas paralelas y perpendiculares.

MATERIALES:

Calibrador.Tornillo micrométrico.Materiales para medir su espesor: láminas, esferas, cilindros etc.

PROCEDIMIENTO CON CALIBRADOR:

1. Identifique los objetos que usará en la práctica.

Una (1) arandela, cilindro metálico y esfera.

2. Determine y registre cual es la precisión del aparato.

PRECISION DEL TORNILLO MICROMÉTRICO:

P = paso de rosca / No. de divisiones de la escala móvil.

Si en un tornillo micrométrico la escala fija esta graduada en medios milímetros, o sea el paso de la rosca es esa distancia, y la móvil tiene 50 divisiones, la precisión con que se puede medir una longitud será de 1/100 de milímetro.

PRECISION DEL CALIBRADOR:

El vernier o nonio que poseen los calibradores actuales permiten realizar fáciles lecturas hasta 0.05 o 0.02 mm y de 0.001″ o 1/128″ dependiendo del sistema de graduación a utilizar (métrico o inglés).

3. Haga un dibujo de la pieza problema (prisma, lámina, etc.) e indique sobre el dibujo los resultados de las medidas de sus dimensiones (cada medida debe realizarse al menos tres veces y se tomará el valor medio de todas ellas).

PIEZA INSTRUMENTOS DE MEDICIÓNCALIBRADOR TORNILLOMICROMÉTRICO ESCUADRA

Arandela:

Altura o espesor: 1,21 mmDiámetro Exterior: 21,1 mmDiámetro Interior: 7,00 mm

Cilindro

Altura o espesor: 18,8 mmDiámetro Exterior: 3,1 mmDiámetro Interior: N.A.

Esfera

Altura o espesor: No aplicaDiámetro Exterior: 16,00 mmDiámetro Interior: N.A.

4. Completar la siguiente tabla teniendo en cuenta las unidades de medida, Calcule el volumen de la pieza*:

MedidaPieza

Altura ó Espesor

Diámetro Exterior

Diámetro Interior

Calcular Volumen(*)

Arandela 1,21 mm 21,1 mm 7,00 mm 2841.6 mm3

Cilindro 18,8 mm 3,1 mm NA 183.09 mm3

Esfera NA 16,00 mm NA 2144.66 mm3

PROCEDIMIENTO CON TORNILLO MICROMÉTRICO.

Repita los pasos anteriores con el tornillo micrométrico o de Palmer ahora utilizando la siguiente tabla:

Medidas con Tornillo Micrométrico:

MedidaPieza

Altura óEspesor

DiámetroExterior

Arandela 1.21 21.50Cilindro 18.26 3.16Esfera NA 16.9

INFORME

1. Realice la grafica de cada pieza problema y calcule su volumen con todas sus cifras y unidades. Especifique el procedimiento (forma de calcular) para cada caso.

Arandela

V= TT x r2 x hV= 21.1 mm x 10.55 mm2 x 1.21 mmV= 21.1 mm x 111.3 mm x 1.21 mmV= 2841.6 mm3

Cilindro

V= π x r2 x 18.8 V= (3.141592) x 3.1 x 18.8=V= 183.09 mm3

Esfera

V= 4 TT x r 3 3

V= 4 TT x (8 mm) 3 3

V=4 TT x 512 mm 3 3

V= 2048 TT mm 3 3

V= 2048 (3,14159264) mm 3 3

V= 6433.9817mm 3 3

V=2144.66 mm3

2. Compare las medidas obtenidas con el tornillo micrométrico y el calibrador.

En la práctica realizada conocimos algunas herramientas de medición como lo son el calibrador y el micrométrico. De igual manera aprendimos a manejar dichos instrumentos de medidas de sólidos. También pudimos observar que al realizar las medidas con las herramientas existen diversos factores que afectan e inciden en la precisión alterando la fiabilidad de los resultados, para evitar los diversos errores al tomar las medidas es necesario saber que instrumento debemos utilizar y esto depende del objeto a calcular. Por ejemplo al tomar las medidas de los diferentes objetos en la práctica pudimos darnos cuenta de que obtuvimos medidas ligeramente diferentes que alteraron el volumen de cada objeto de manera significativa.

4. Determine que es exactitud y que precisión.

La exactitud es la capacidad que tiene un instrumento de medir un valor cercano al valor de la magnitud real. Si observando el cuadro con las medidas tomadas nos damos cuenta que el valor de las mediciones es bastante confiable ya que en él se

puede ver que sus diferencias son mínimas. El Tornillo Micrómetro y el calibrador tienen la capacidad de medir con exactitud hasta una centésima de milímetro.

La precisión significa cuan cercanas están las medidas realizadas una de las otras. A mayor precisión, más cercanas son las medidas unas de las otras al repetirlas. Sin embargo, la precisión no implica exactitud. La precisión de un instrumento de medición está asociada a la sensibilidad o menor variación de la magnitud que se pueda detectar con dicho instrumento. Todo instrumento tiene una precisión finita, por lo que, para un instrumento dado, siempre existe una variación mínima de la magnitud que puede detectar.

5. Realice el análisis de sus resultados.

En la práctica realizada conocimos algunas herramientas de medición como lo son el calibrador y el micrométrico. De igual manera aprendimos a manejar dichos instrumentos de medidas de sólidos. También pudimos observar que al realizar las medidas con las herramientas existen diversos factores que afectan e inciden en la precisión alterando la fiabilidad de los resultados, para evitar los diversos errores al tomar las medidas es necesario saber que instrumento debemos utilizar y esto depende del objeto a calcular. Por ejemplo al tomar las medidas de los diferentes objetos en la práctica pudimos darnos cuenta de que obtuvimos medidas ligeramente diferentes que alteraron el volumen de cada objeto de manera significativa.

6. Conclusiones de la práctica.

El vernier y micrómetro son los instrumentos más utilizados en la industria metalmecánica.

La lectura del micrómetro debe hacerse utilizando fuerza constante en la calibración a cero y en las lecturas de mediciones, para lograr esto, la mayor parte de los micrómetros tienen adaptado un dispositivo de fuerza constante (matraca), concéntrico al tambor, que transmite una fuerza regulada constante al tambor-husillo.

El comportamiento de los equipos de medición y ensayos pueden cambiar con pasar del tiempo gracias a la influencia ambiental, es decir, el desgaste natural, la sobrecarga o por un uso inapropiado. La exactitud de la medida dada por un equipo necesita ser comprobado de vez en cuando.