2. QUE ES LA METROLOGÍA DIMENSIONAL? La metrología dimensional incluye la medición de todas aquellas propiedades que se determinen mediante la unidad de longitud, como por ejemplo distancia, posición, diámetro, redondez, planitud, rugosidad, etc. La longitud es una de las siete magnitudes base del Sistema Internacional de Unidades (SI). La metrología dimensional es básica para la producción en serie y la intercambiabilidad de partes. Con tal propósito esta División tiene a su cargo los patrones nacionales de longitud y ángulo plano. La unidad de longitud se disemina mediante la calibración interferométrica de bloques patrón de alto grado de exactitud. Estos, a su vez, calibran otros de menor exactitud, estableciéndose la cadena de trazabilidad que llega hasta las mediciones de los instrumentos de uso industrial común. De esta manera, se les da trazabilidad a partir del patrón nacional a instrumentos y patrones dimensionales de gran importancia industrial, como anillos y tampones patrón, patrones de roscas, galgas de espesores, patrones de forma y posición, artefactos para la calibración de máquinas de medición por coordenadas, mesas de planitud, así como a la verificación de máquinas herramientas entre otros. Metrología Dimensional El calibrador universal
3.
4. Metrología Dimensional El calibrador universal Medidas lineales Medición directa Con trazos o divisiones, metro, cinta de medición, regla graduada, calibradores, medidor de altura con vernier, medidor de profundidad con vernier, con tornillo micrométrico, todo tipo de micrómetros, cabezas micrométricas, dimensión fija, bloques patrón, calibradores de espesor (lainas), calibradores de límite (pasa – no pasa). Medición indirecta Comparativa, comparadores mecánicos, comparadores ópticos, comparadores neumáticos, comparadores electromecánicos, máquina de medición de redondez, medidor de espesor de recubrimiento, trigonometría, esferas o cilindros, máquina de medición por coordenadas, relativa, niveles, reglas ópticas, rugosímetros. Medida directa Con trazos o divisiones, transportador simple, goniómetro, escuadra de combinación, dimensión fija, escuadras, patrones angulares, calibradores cónicos. Medida indirecta Trigonometría, falsas escuadras, regla de senos, mesa de senos, máquina de medición por coordenadas.
5. Metrología Dimensional El calibrador universal INSTRUMENTOS BÁSICOS DE METROLOGÍA DIMENSIONAL Regla de acero Se usan como mecanismo de medición lineal y la longitud se lee directamente. Las reglas de acero pueden estar graduadas en pulgadas o milímetros, e inclusive existen reglas graduadas en ambas unidades, milímetros a un lado y pulgadas al otro. Estas reglas suelen tener un número en sus extremos que índica las divisiones que tiene cada pulgada, usualmente cuartos, octavos, dieciseisavos, treintaidosavos y sesentaicuatroavos. Calibrador universal Es un instrumento de precisión usado para medir pequeñas longitudes (décimas de milímetros), de diámetros externos, internos y profundidades, en una sola operación. Fue elaborado para satisfacer la necesidad de un instrumento de lectura directa que pudiera brindar una medida fácilmente, en un sola operación. El calibrador típico puede tomar 3 tipos de mediciones: exteriores, interiores y profundidades, pero algunos además pueden realizar mediciones de peldaño y ángulos. Forma y partes que lo componen.
6. Metrología Dimensional El calibrador universal Clasificación de Calibradores y Aplicaciones Calibrador escala La graduación en la escala del calibrador vernier se dividen ( n - 1) graduaciones de la escala principal entre n partes iguales de la escala del vernier. Calibrador con indicador de carátula (o cuadrante) En este calibrador se ha sustituido la escala graduada por un indicador de carátula o cuadrante operado por un mecanismo de piñón y cremallera logrando que la resolución sea aún mayor logrando hasta lecturas de 0,01 mm. Se disponen de calibradores desde 100 mm hasta 2 000 mm y excepcionalmente aún más largos. Calibradores digitales Estos calibradores utilizan un sistema de defección de desplazamiento de tipo capacitancia, tienen el mismo tamaño, peso y alcance de medición que los calibradores estándar, son de fácil lectura y operación, los valores son leídos en una pantalla de cristal líquido (LCD), con cinco dígitos y cuentan con una resolución de 0,01 mm, que es fácil de leer y libre de errores de lectura.
7. Metrología Dimensional El calibrador universal La termometría es una rama de la física que se ocupa de los métodos y medios para medir la temperatura. Simultáneamente la termometría es un apartado de la metrología, cuyas misiones consisten en asegurar la unidad de mediciones de la temperatura, establecer las escalas de temperatura, crear patrones, elaborar metodologías de graduación y de la verificación de los medios de medida de la temperatura. La termometría se encarga de la medición de la temperatura de cuerpos o sistemas. Para este fin, se utiliza el termómetro, que es un instrumento que se basa en la propiedad de dilatación de los cuerpos con el calor. TERMOMETRIA
8. Metrología Dimensional El calibrador universal Termómetro , instrumento empleado para medir la temperatura. El termómetro más utilizado es el de mercurio, formado por un capilar de vidrio de diámetro uniforme comunicado por un extremo con una ampolla llena de mercurio. El conjunto está sellado para mantener un vacío parcial en el capilar. Cuando la temperatura aumenta el mercurio se dilata y asciende por el capilar. La temperatura puede leerse en una escala situada junto al capilar. El termómetro de mercurio es muy usado para medir temperaturas ordinarias; también se emplean otros líquidos como alcohol o éter. La invención del termómetro se atribuye a Galileo, aunque el termómetro sellado no apareció hasta 1650. Los modernos termómetros de alcohol y mercurio fueron inventados por el físico alemán Gabriel Fahrenheit, quien también propuso la primera escala de temperaturas ampliamente adoptada, que lleva su nombre. En la escala Fahrenheit, el punto de congelación del agua corresponde a 32 grados (32 ºF) y su punto de ebullición a presión normal es de 212 ºF. Desde entonces se han propuesto diferentes escalas de temperatura; en la escala centígrada, o Celsius, diseñada por el astrónomo sueco Anders Celsius y utilizada en la mayoría de los países, el punto de congelación es 0 grados (0 ºC) y el punto de ebullición es de 100 ºC.
9. Metrología Dimensional El calibrador universal TIPOS DE TERMOMETROS Termómetros de líquido Los termómetros de líquido encerrado en vidrio son, ciertamente, los más familiares: el de mercurio se emplea mucho para tomar la temperatura de las personas, y, para medir la de interiores, suelen emplearse los de alcohol coloreado en tubo de vidrio. Los de mercurio pueden funcionar en la gama que va de -39 °C (punto de congelación del mercurio) a 357 °C (su punto de ebullición), con la ventaja de ser portátiles y permitir una lectura directa. No son, desde luego, muy precisos para fines científicos. El termómetro de alcohol coloreado es también portátil, pero todavía menos preciso; sin embargo, presta servicios cuando más que nada importa su cómodo empleo. Tiene la ventaja de registrar temperaturas desde -112 °C (punto de congelación del etanol, el alcohol empleado en él) hasta 78 °C (su punto de ebullición), cubriendo por lo tanto toda la gama de temperaturas que hallamos normalmente en nuestro entorno.
10. Metrología Dimensional El calibrador universal Termómetros de gas El termómetro de gas de volumen constante es muy exacto, y tiene un margen de aplicación extraordinario: desde -27 °C hasta 1477 °C. Pero es más complicado, por lo que se utiliza más bien como un instrumento normativo para la graduación de otros termómetros. El termómetro de gas a volumen constante se compone de una ampolla con gas -helio, hidrógeno o nitrógeno, según la gama de temperaturas deseada- y un manómetro medidor de la presión. Se pone la ampolla del gas en el ambiente cuya temperatura hay que medir, y se ajusta entonces la columna de mercurio (manómetro) que está en conexión con la ampolla, para darle un volumen fijo al gas de la ampolla. La altura de la columna de mercurio indica la presión del gas. A partir de ella se puede calcular la temperatura.
11. Metrología Dimensional El calibrador universal ESCALAS DE TEMPERATURA Escala Kelvin Existen varias escalas de temperatura diferentes, pero la que se utiliza en física es la escala termodinámica absoluta (o de Kelvin), basada en la cantidad de energía térmica que poseen los cuerpos. Tiene dos puntos fijos, que son valores dados a temperaturas precisas, en las que se producen efectos determinados; unas divisiones existentes entre esos puntos fijos (los grados) señalan los intervalos de la escala. El más bajo es el cero absoluto, temperatura a la que la molécula tiene una energía térmica igual a cero. La unidad de temperatura es el kelvin (K), siendo el cero absoluto 0 K. El punto fijo superior es el punto triple del agua, una temperatura única en la que pueden coexistir en equilibrio hielo, agua líquida y vapor de agua. Se le ha dado el valor de 273,16 K. Escala Celsius La escala Celsius está relacionada con la escala termodinámica (o centígrada), de cómodo empleo porque evita cifras complicadas a las temperaturas normales. En esta escala el punto triple del agua es 0,01 °C. La magnitud de un kelvin es la misma que la del grado de la escala centígrada (o Celsius); el cero absoluto de esta escala es ~ 273,15 °C. Como el cero absoluto no se puede alcanzar en la práctica, hay que determinar otros puntos fijos en la definición de una escala de temperaturas práctica. Además, los termómetros tienen diferentes gamas de temperaturas, en las que se puede emplear eficientemente, siendo necesaria toda una serie de puntos fijos para calibrarlas. La escala práctica internacional de temperaturas tiene 11 puntos fijos principales, y se extiende desde -259,34 °C, punto triple del hidrógeno (temperatura de coexistencia en equilibrio de hidrógeno sólido, líquido y gaseoso) hasta 1064,43 °C, punto de fusión del oro puro. Escala Fahrenheit La escala Fahrenheit se emplea todavía en algunos países, aunque no a nivel científico. En esta escala el punto de congelación del agua está en los 32 °F y el de ebullición en 212 °F. Su unidad de temperatura, el grado Fahrenheit (°F) es igual a 5/9 de un grado Celsius o Kelvin.
