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Instrumentos básicos (página 2)




Partes: 1, 2


Dado que todas las formas de la materia presentan una o más características eléctricas es posible tomar mediciones eléctricas de un número ilimitado de fuentes.

MECANISMOS BÁSICOS DE LOS MEDIDORES

Por su propia naturaleza, los valores eléctricos no pueden medirse por observación directa. Por ello se utiliza alguna propiedad de la electricidad para producir una fuerza física susceptible de ser detectada y medida. Por ejemplo, en el galvanómetro, el instrumento de medida inventado hace más tiempo, la fuerza que se produce entre un campo magnético y una bobina inclinada por la que pasa una corriente produce una desviación de la bobina. Dado que la desviación es proporcional a la intensidad de la corriente se utiliza una escala calibrada para medir la corriente eléctrica. La acción electromagnética entre corrientes, la fuerza entre cargas eléctricas y el calentamiento causado por una resistencia conductora son algunos de los métodos utilizados para obtener mediciones eléctricas analógicas.

CALIBRACIÓN DE LOS MEDIDORES

Para garantizar la uniformidad y la precisión de las medidas los medidores eléctricos se calibran conforme a los patrones de medida aceptados para una determinada unidad eléctrica, como el ohmio, el amperio, el voltio o el vatio.

Patrones principales y medidas absolutas

Los patrones principales del ohmio y el amperio de basan en definiciones de estas unidades aceptadas en el ámbito internacional y basadas en la masa, el tamaño del conductor y el tiempo. Las técnicas de medición que utilizan estas unidades básicas son precisas y reproducibles. Por ejemplo, las medidas absolutas de amperios implican la utilización de una especie de balanza que mide la fuerza que se produce entre un conjunto de bobinas fijas y una bobina móvil. Estas mediciones absolutas de intensidad de corriente y diferencia de potencial tienen su aplicación principal en el laboratorio, mientras que en la mayoría de los casos se utilizan medidas relativas.

LA PRECISIÓN Y LA EXACTITUD EN LA MEDICIÓN

La necesidad que ha tenido el ser humano de resolver los problemas que ha enfrentado, descubrir los secretos de la naturaleza y un enorme afán e vivir mejor, lo ha conducido a acrecentar su conocimiento y comprensión de su entrono. De este modo, el ser humano ha tenido acceso a l conocimiento verdadero, que es la ciencia.

Galileo hizo resallar la importancia de la medición en la experimentación para comprobar los hechos y dar validez a los conocimientos adquiridos.

Así también, una de las tareas importantes del científico es la experimentación sistemática mediante la medición y el análisis de resultados para formular conclusiones. La medición permite verificar la veracidad o falsedad de un evento, de tal manera que es una parte importante del desarrollo de la ciencia, pues permite desechar ideas falsas e ir modificando teorías.

La física estudia las propiedades o atributos físicos de la materia, los cuales es preciso medir para poder estudiarlos, además, es una ciencia exacta, ya que por medio de ella se desarrollan teorías y leyes para pronosticar resultados en experimentos o fenómenos semejantes.

ANÁLISIS DE ERROR E INCERTIDUMBRE

Al realizar una medición es muy probable que el resultado no coincida con el valor real de la magnitud, es decir, tal vez haya un error: puede ser un poco mayor o menor que la medida real. Los errores conducen a resultados aparentemente verdaderos, pero no pueden esperar conclusiones provechosas. Un experimento no esta exento de errores por lo que es importante detectar la fuente de error para considerar su magnitud y buscar evitarlos, corregirlos o diminuirlos. Los errores o desviaciones de las mediciones tal vez se deben a los malos hábitos, descuidos o errores cometidos por el observador. También puede tener influencia el medio, falta de calibración y defectos de los aparatos e instrumentos de medición.

La mayor precisión posible de una regla de acero se determina por el tamaño de la menor graduación, que suele ser del orden de 0.01 in o de 0.1mm. Para una mayor posición el mecánico sirve de un calibrador estándar micrométrico. La elección de un instrumento de medición se determina por la precisión requerida y por las condiciones físicas que rodean la medición. Una elección frecuente del mecánico o el maquinista frecuentemente es la regla de acero, esta regla es por lo común bastante precisa cuando se miden longitudes accesibles.

Para la medición de diámetros interiores y exteriores pueden usarse calibradores. El calibrador mismo no puede ser leído directamente por lo que debe acoplársele una regla de acero o un medidor estándar.

PRECISION:

Determinación, exactitud Instrumentos de precisión, los muy minuciosos y de gran exactitud.

SENSIBILIDAD:

La sensibilidad de un instrumento se determina por la intensidad de corriente necesaria para producir una desviación completa de la aguja indicadora a través de la escala. El grado de sensibilidad se expresa de dos maneras, según se trate de un amperímetro o de un voltímetro. En el primer caso, la sensibilidad del instrumento se indica por el número de amperios, miliamperios o microamperios que deben fluir por la bobina para producir una desviación completa. Así, un instrumento que tiene una sensibilidad de 1 miliamperio, requiere un miliamperio para producir dicha desviación, etcétera. En el caso de un voltímetro, la sensibilidad se expresa de acuerdo con el número de ohmios por voltio, es decir, la resistencia del instrumento. Para que un voltímetro sea preciso, debe tomar una corriente insignificante del circuito y esto se obtiene mediante alta resitencia. El número de ohmios por voltio de un voltímetro se obtiene dividiendo la resistencia total del instrumento entre el voltaje máximo que puede medirse. Por ejemplo, un instrumento con una resistencia interna de 300000 ohmios y una escala para un máximo de 300 voltios, tendrá una sensibilidad de 1000 ohmios por voltio. Para trabajo general, los voltímetros deben tener cuando menos 1000 ohmios por voltio.

Hidraulicos.-

Limnímetros de punta y gancho con escala vernier H1-1/H1-2/H1-3

Limnímetros de punta y gancho electrónicos H1-7/H1-8

Manómetros de agua abierta H12-1

Manómetros de agua presurizada H12-2

Manómetros de mercurio H12-3/H12-4

Manómetros de queroseno H12-5

Medidores electrónicos de presión H12-8/H12-9

Tubos de Pitot H30

Medidor de turbulencia y velocidad H32

Medidor de velocidad de hélice H33

Sistema de sondas para medición de ondas H40

H1 LIMNÍMETROS DE PUNTA Y GANCHO: A menudo es necesario medir la posición de la superficie del agua en estado estable durante los estudios hidráulicos. Esto se realiza ajustando manualmente una pequeña punta o un pequeño gancho para que toque la superficie del agua, y leyendo el movimiento vertical en una escala o con un vernier (nonio).

Capacidades

Localización de la frontera aire-superficie del agua con alta resolución > Medición de cambios lentos del nivel de agua en canales de flujo y modelos hidráulicos > Medición de la deformación mecánica

LIMNÍMETROS DE PUNTA Y GANCHO CON ESCALA VERNIER (H1-1,H1-2,H1-3) Descripción

Un bastidor de montaje se fija a una estructura apropiada de soporte, y una varilla medidora queda libre para deslizarse hacia arriba y hacia abajo por encima de la superficie del agua. Un gancho o una punta de acero inoxidable, fijado al extremo inferior de la varilla, se utiliza para localizar la superficie del agua.

La medición se realiza usando una escala primaria fijada al bastidor de montaje y una escala nonio fijada a la varilla. Los bordes de las dos escalas están en contacto.

La varilla está fijada en un collar con tornillo que permite un ajuste fino, y puede ser liberada del mismo para efectuar rápidamente cambios grandes de posición. Un tornillo de fijación situado en la escala nonio permite fijar la posición cero.

Características Técnicas

Rangos:

H1-1: 150mm H1-2: 300mm H1-3: 450mm

Resolución: ±0,10mm

Precisión típica: ±0,20mm

Repetibilidad: ±0,10mm

Especificación para pedidos

Un aparato robusto de bajo coste para la medición de la posición de la superficie del agua con precisión de ±0.20mm. Bastidor de montaje en aluminio colado lacado. Varilla de medición y mecanismo de ajuste en latón revestido brillante. Suministrado completo con gancho y punta de acero inoxidable .

Accesorios:

H1-10 Trípode

Dimensiones totales

H1-1 (150mm): Altura: 265mm Anchura: 75mm Profundidad: 50mm H1-2 (300mm): Altura: 415mm Anchura: 75mm Profundidad: 50mm H1-3 (450mm): Altura: 565mm Anchura: 75mm Profundidad: 50mm

Especificación de transporte

H1-1 (150mm): Volumen: 0.01m3 Peso bruto: 1,2kg H1-2 (300mm): Volumen: 0.01m3 Peso bruto: 1,5kg H1-3 (450mm): Volumen: 0.01m3 Peso bruto: 1,7kg

LIMNÍMETROS DE PUNTA Y GANCHO DIGITALES (H1-7,H1-8)

Descripción

Un bastidor de montaje se fija a una estructura apropiada de soporte, y una pletina vertical plana sujeta a la unidad de medición queda libre para deslizarse hacia arriba y hacia abajo por encima de la superficie del agua.

Un gancho o una punta de acero, fijado al extremo inferior de la pletina, se utiliza para localizar la superficie del agua.

La unidad de medición consta de una pantalla electrónica de cristal líquido que indica los movimientos de la pletina. Un mecanismo de liberación rápida permite efectuar rápidamente grandes cambios de posición, y un tornillo de ajuste permite un posicionamiento final preciso.

Un botón reinicia la pantalla a cero en cualquier posición, para poder medir movimientos relativos a un punto de referencia. Este indicador es fácil de usar y minimiza los posibles errores producidos por la lectura de una escala vernier.

Especificación para pedidos

Un indicador de lectura directa que elimina errores de observación debidos a la lectura de escalas y nonios. Puede reiniciarse a cero en cualquier punto del rango de operación para facilitar las comprobaciones relativas. La pantalla de cristal líquido es fácil de leer y tiene una resolución de ±0,01mm. Un botón permite cambiar instantáneamente de milímetros a pulgadas, si se desea. Un mecanismo de liberación rápida permite rápidos cambios de posición.

Características Técnicas

Rangos:

H1-7: 300mm H1-8: 500mm

Resolución: ±0,01mm

Precisión típica: ±0,03mm

Repetibilidad: ±0,01mm

Intervalo de temperaturas de operación: 5°C a 40°C

El indicador recibe alimentación continuamente desde una pequeña pila tipo botón con una vida superior a los 6 meses. (sin interruptor de encendido/apagado para mejorar la fiabilidad)

Nota: La electrónica asociada a este instrumento no está protegida del medio ambiente.

Accesorios

H1-10 Trípode

Dimensiones totales

H1-7 (300mm): Altura: 450mm Anchura: 75mm Profundidad: 40mm H1-8 (500mm): Altura: 650mm Anchura: 75mm Profundidad: 40mm

Especificación de transporte

H1-7 (300mm): Volumen: 0,01m3 Peso bruto: 2kg H1-8 (500mm): Volumen: 0,02m3 Peso bruto: 2,5kg

TRÍPODE (H1-10,H1-11) Descripción

H1-10: este soporte es adecuado para el uso con los Limnímetros de punta y gancho con escala vernier (H1-1, H1-2, H1-3) y los Tubos de Pitot (H30). Es imprescindible para poder utilizar los indicadores cómodamente en modelos físicos.

Un trípode fabricado en aleación de aluminio se apoya en tres varillas de acero inoxidable sujetas con tornillos. Las varillas son ajustables y permiten nivelar el soporte.

Para facilitar aún más la nivelación, la placa superior incorpora un nivel de burbuja circular. Una placa portadora montada sobre el trípode sirve de soporte para el medidor. Las varillas de soporte permiten variar la altura del conjunto completo.

H1-11: El H1-11 incluye todas las características del H1-10, pero incluye además accesorios y una placa de fijación que hacen posible usarlo con otros instrumentos, es decir, los limnímetros de punta y gancho digitales (H1-7, H1-8), y la microhélice usada en el H32.

Características Técnicas

Rango: 500mm (nominal) Diámetro de la base: 340mm Altura total: 660mm (sin medidor)

Especificación de transporte

Volumen: 0,15m3 Peso Bruto: 6kg

Información de pedidos

H1-10: Trípode ajustable H1-11: Trípode ajustable con accesorios

"""H12 MANÓMETROS DE LÍQUIDO Y MEDIDORES DE PRESIÓN

MANÓMETROS DE LÍQUIDO (H12-1,H12-2,H12-3,H12-4,H12-5)"""

Una gama de manómetros de laboratorio de propósito general que utilizan el desplazamiento de un líquido para medir la presión diferencial.

Capacidades

instrumentos de bajo precio, fáciles de usar > utilizables para una amplia gama de presiones usando diferentes fluidos de manómetro

Descripción

Una gama de manómetros que miden presiones diferenciales de agua hasta aproximadamente 12,5m H2O. Las escalas están graduadas en intervalos de 1mm.

H12-1: Manómetro diferencial de agua, escala de 1 metro H12-2: Manómetro diferencial de agua presurizada, escala de 1 metro (el espacio de aire por encima de los tubos puede ser presurizado con la bomba suministrada) H12-3: Manómetro diferencial de agua sobre mercurio, escala de 1 metro H12-4: Manómetro diferencial de agua sobre mercurio, escala de 500 mm H12-5: Manómetro diferencial de queroseno sobre agua, escala de 500 mm

Exclusiones

Debido a su naturaleza peligrosa y las severas restricciones sobre su transporte, el mercurio no está incluido en el suministro de Armfield.

Especificación de transporte

Volumen: 0,1m3 Peso bruto: 15kg

Accesorios :H12-6: columna independiente de altura ajustable, para dos manómetros

H12-7: sistema de toma de muestras de presión, auto-sellante y auto-purgante, que permite conectar y desconectar un único manómetro de agua presurizada o mercurio a diferentes puntos en un sistema bombeado. El equipo consta de diez puntos de muestreo de presión auto-sellantes con rosca macho de 1/4 de pulgada BSP para su colocación en el sistema, y cuatro tubos de muestreo de presión auto-purgantes para su conexión a dos manómetros diferenciales. La purga de los tubos de muestreo se realiza con cuatro válvulas de cierre de purga en línea cómodamente montadas en un soporte. El sistema se suministra completo con una cantidad de tubo de plástico traslúcido.

Mecánicos.-

APARATOS ÓPTICOS PARA LA MEDICIÓN DE LA RUGOSIDAD: Se reservan generalmente para uso de los laboratorios y salas de metrología, por la delicadeza de su manejo.

BANCOS PARA MEDIR Ó MAQUINAS PARA MEDIR LONGITUDES: Estas maquinas están destinadas fundamentalmente a la medición de longitudes, aun cuando mediante accesorios adecuados pueden algunas de ellas utilizarse también para mediciones angulares.

BLOQUES PATRÓN: Estas herramientas se usan para efectuar operaciones de calibración, de precisión y para calibrar otras herramientas de medición.

COMPARADORES: Son amplificadores que permiten efectuar la medición de una longitud por comparación, después de ser calibrada.

COMPARADORES DE AMPLIACIÓN MECÁNICA: También conocidos como comparadores de contacto como los tipos más corrientes son los de:

-ampliación por engranes

-ampliación por palanca.

COMPARADORES DE AMPLIACIÓN ÓPTICA: El fundamento del sistema de aplicación utilizada en estos aparatos es el de palanca de reflexión.

COMPARADORES UNIVERSALES: Son aparatos de construcción mas resientes y que, debido a su reducción de tamaño y a la disposición de su palpador, permite mediciones en lugares difíciles e incluso imposible para los comparadores normales.

MEDIDOR DE ANILLOS EN EQUILIBRIO: Es un medidor del momento de torsión radial que utiliza un cuerpo anular hueco para convertir la presión diferencial correspondiente a una diferencial en la presión estática, en la rotación que se trasmite al registrador o indicador.

MANÓMETRO DE PESO MUERTO: Consta de un embolo maquinado con exactitud que se introduce de ajuste apretado, los dos de área de la sección transversal conocida.

MANÓMETRO: El manómetro que más se usa es el de tipo de tubo en U , lleno parcialmente de líquido apropiado. Este tipo de manómetro es uno de los mas usados para medir presiones, fluidos en condiciones de estado estacionario; en general se desprecia los efectos por capilaridad.

MICROMANOMETRO: Sirven como estándares de presión en el intervalo de 0, 005 a 500 ml. De agua.

Tipo micrométrico: En este tipo de micromanómetros, los efectos de meñisco y por capilaridad se minimizan midiendo los desplazamientos de liquido con tornillos micrométrico dotados con índices ajustables de agua localizados en el centro, o cerca de el, de tubos transparentes grandes unidos en su base para formar una v

  • Tipo prandtl: Consta de un recipiente de diámetro grande y un tubo inclinado con dos marcas conectados a través de un tubo flexible.
  • Micromanometro de aire: Un micromanometro sumamente sencillo, de alta respuesta, usa aire como fluido de trabajo y , por consiguiente evita todos los defectos por capilaridad y de meñisco que por lo general se encuentra en la manimetria con líquidos.
  • Manometro de mcleod: Este es un manometro de mercurio modificado que se utiliza principalmente para medir presiones de vacío desde un ml. Hasta 0, 000 000 1 ml. De Hg. Mide una presión diferencial y, por consiguientes muy sensible.

MICROCALIBRADORES: Se utiliza para las mediciones de mas alta medición en las salas de metrología.

MICROSCOPIO DE MEDICIÓN: Las aplicaciones de estos aparatos son similares a los de las maquinas de medir, pero su campo de medición es mas reducido, empleándose en consecuencia para la medición de piezas relativamente pequeñas, galgas, herramientas, etc.

NIVELES: Las reglas de borde recto y las escuadras se utilizan para inspeccionar superficies planas y ángulos rectos:

Niveles de bolsillo.

Niveles de dos ejes.

Niveles de precisión.

NIVELES DE AIRE O NIVELES DE BURBUJA: Esta formado básicamente por un tubito de vidrio curvado determinado. El tubo esta lleno de un liquido muy fluido (éter o alcohol), dejando una burbuja de 20 a 30 ml. De longitud.

PIRÓMETRO ÓPTICO MONOCROMÁTICO: Es el mas exacto de todos los pirómetros de radiación y se utiliza como estándar de calibración por encima del punto de oro. Sin embargo esta limitado a temperaturas superiores a 700 C. ya que requiere que un operador humano compare visualmente la brillantes.

REGLAS DE ACERO: Es la herramienta de medición más simple y versátil que utiliza el mecánico:

Regla con temple de muelle.

Reglas angostas.

Reglas flexibles.

Reglas de ganchos.

TERMÓMETRO DE CRISTAL DE CUARZO: Este esta basado en la sensibilidad de la frecuencia resonante de un cristal de cuarzo resistente a los cambios de temperatura.

TERMÓMETRO DE EXPANSIÓN:

Expansión de sólidos:

Termómetros de varilla sólida.

Termómetros bimetálicos.

Expansión de líquidos:

Termómetros de líquidos de vidrio.

Termómetros de liquido en metal.

Expansión en gases:

Termómetro de gas.

MICRÓMETRO: Es un dispositivo que mide el desplazamiento del husillo cuando este es movido mediante el giro de un tornillo, lo que convierte al movimiento giratorio del tambor en movimiento lineal del husillo. El desplazamiento de este lo amplifica la rotación del tornillo y el diámetro del tambor.

Las graduaciones de alrededor de la circunferencia del tambor permiten leer un cambio pequeño en la posición del husillo.

MICROMETROS PARA APLICACIÓN ESPECIAL:

Micrómetros para tubo: este tipo de micrómetro esta diseñado para medir el espesor de la pare3d de partes tubulares, tales como cilindros o collares.

Existen tres tipos los cuales son:

1.- Tope fijo esférico

2.- Tope fijo y del husill0o esféricos

3.- Tope flujo tipo cilíndrico

MICRÓMETRO PARA RANURAS: En este micrómetro ambos topes tiene un pequeño diámetro con el objeto de medir pernos ranurados, cuñeros, ranuras, etc., el tamaño estándar de la porción de medición es de 3 mm de diámetro y 10 mm de longitud.

MICRÓMETRO DE PUNTAS: Estos micrómetros tienen ambos topes en forma de punta. Se utiliza para medir el espesor del alma de brocas, el diámetro de raíz de roscas externas, ranuras pequeñas y otras porciones difíciles de alcanzar. El ángulo de los puntos puede ser de 15,30, 45, o 60 grados. Las puntas de medición normalmente tiene un radio de curvatura de 0, 3 mm, ya que ambas puntas pueden no tocarse; un bloque patrón se utiliza para ajustar el punto cero. Con el objeto de proteger las puntas, la fuerza de medición en el trinquete es menor que la del micrómetro estándar de exteriores.

MICRÓMETRO PARA CEJA DE LATAS: Este micrómetro esta especialmente diseñado para medir los anchos y alturas de cejas de latas.

MICRÓMETRO INDICATIVO: Este micrómetro cuenta con un indicador de carátula. El tope del arco `puede moverse una pequeña distancia en dirección axial en su desplazamiento lo muestra el indicador. Este mecanismo permite aplicar una fuerza de medición uniforme a las piezas.

MICRÓMETRO DE EXTERIORES CON HUSILLO NO GIRATORIO: En los micrómetros normales el husillo gira con el tambor cuando este se desplaza en dirección axial. A su vez, en este micrómetro el husillo no gira cuando es desplazado. Debido a que el husillo no giratorio no produce torsión radial sobre las caras de medición, el desgaste de las mismas se reduce notablemente. Este micrómetro es adecuado para medir superficies con recubrimiento, piezas frágiles y características de partes que requieren una posición angular específica de la cara de medición del husillo.

MICRÓMETRO CON DOBLE TAMBOR: Una de las características del tipo no giratorio con doble tambor, es que la superficie graduada del tambor esta al ras con la superficie del cilindro en que están grabadas la línea índice y la escala vernier, lo cual permite lecturas libres de error de paralaje.

MICRÓMETRO TIPO DISCOS PARA ESPESOR DE PAPEL: Este tipo es similar al micrómetro tipo discos de diente de engrane, pero utiliza un husillo no giratorio con el objeto de eliminar torsión sobre la superficie de la pieza, lo que hace adecuado para medir papel o `piezas delgadas.

MICRÓMETRO DE CUCHILLAS: En este tipo los topes son cuchillas por lo que ranuras angostas cuñeros, y otras porciones difíciles de alcanzar pueden medirse.

MICRÓMETROS PARA ESPESOR DE LÁMINAS: Este tipo de micrómetros tiene un arco alargado capaz de medir espesores de láminas en porciones alejadas del borde de estas. La profundidad del arco va de 100 a 600 mm.

MICRÓMETRO PARA DIENTES DE ENGRANE: El engrane es uno de los elementos mas importantes de una maquina, por lo que su medición con frecuencia requerida para asegurar las características deseadas de una maquina. Para que los engranes ensamblados funcionen correctamente, sus dientes devén engranar adecuadamente entre ellos sin cambiar su distancia entre los dos centros de rotación.

MICRÓMETROS PARA DIMENSIONES MAYORES A 25 MM: Para medir dimensiones exteriores mayores a 25 mm ( 1 plg ) se tienen 2 opciones. La primera consiste en utilizar una serie de micrómetros para mediciones de 25 a 50 mm ( de 1 a 2 plg. ) , 50 a 75 mm ( 2 a 3 plg. ), etc. La segunda consiste en utilizar un micrómetro con rango de medición de 25 mm y arco grande con tope de medición intercambiable.

MICRÓMETROS DE INTERIORES: Al igual que los micrómetros de exteriores los de interiores están diversificados en muchos tipos para aplicaciones específicas y pueden clasificarse en los siguientes tipos:

Tubular

calibrador

3 puntos de contacto.

CALIBRADORES: El vernier es una escala auxiliar que se desliza a través de una escala principal para permitir en esta lectura fracciónales exactas de la mínima división.

Para lograr lo anterior una escala vernier esta graduada en un número de divisiones iguales en la misma longitud que n-1 divisiones de las escalas principales; ambas escalas están marcadas en la misma dirección. Una fracción de 1/n de la mínima división de la escala principal puede leerse.

VERNIER ESTANDAR: Este tipo de vernier es el más comúnmente utilizado, tiene n divisiones que ocupan la misma longitud que n-1 divisiones sobre la escala principal.

VERNIER LARGO: Esta diseñado para que las graduaciones adyacentes sean mas fáciles de distinguir.

VERNIER EN PULGADAS: El índice 0 del vernier esta entre la segunda y tercera graduaciones después de la graduación de una pulgada sobre la escala principal. El vernier esta graduado en 8 divisiones que ocupan 7 divisiones sobre la escala principal.

CALIBRADOR VERNIER TIPO M: Llamado calibrador con barras de profundidades este calibrador tiene un cursor abierto y puntas para medición de interiores. Los calibradores con un rango de 300 mm o menos cuentan con una barra de profundidades mientras que carecen de ella los de rango de medición de 600 mm y 1000 mm. Algunos calibradores vernier tipo M están diseñados para facilitar la medición de peldaño, ya que tienen un borde del cursor al ras con la cabeza del brazo principal cuando las puntas de medición están completamente cerradas.

CALIBRADOR VERNIER TIPO CM: Tiene un cursos abierto y esta diseñado en forma tal que las puntas de medición de exteriores pueden utilizarse en la medición de interiores. Este tipo por lo general cuanta con un dispositivo de ajuste opera el movimiento fino del cursor.

CALIBRADORES DE CARATULA CON FUERZA CONSTANTE: En la actualidad se utilizan en gran escala, materiales plásticos para partes maquinadas, los cuales requieren una medición dimensional exacta. Debido a que estos materiales son suaves, pueden deformarse con la fuerza de medición de los calibradores y micrómetros ordinarios, lo que provocaría mediciones inexactas. Los calibradores con carátula con fuerza constante han sido creados para medir materiales fácilmente deformables.

Ejemplos de instrumentación o simbología de instrumentos

En instrumentación y control, se emplea un sistema especial de símbolos con el objeto de transmitir de una forma más fácil y específica la información. Esto es indispensable en el diseño, selección, operación y mantenimiento de los sistemas de control.

Un sistema de símbolos ha sido estandarizado por la ISA (Sociedad de Instrumentistas de América). La siguiente información es de la norma: ANSI/ISA-S5.1-1984(R 1992).

Las necesidades de varios usuarios para sus procesos son diferentes. La norma reconoce estas necesidades, proporcionando métodos de simbolismo alternativos. Se mantienen varios ejemplos agregando la información o simplificando el simbolismo, según se desee.

Los símbolos de equipo en el proceso no son parte de esta norma, pero se incluyen para ilustrar aplicaciones de símbolos de la instrumentación

Símbolos y Números de Instrumentación

 La indicación de los símbolos de varios instrumentos o funciones han sido aplicados en las típicas formas. El uso no implica que la designación o aplicaciones de los instrumentos o funciones estén restringidas en ninguna manera. Donde los símbolos alternativos son mostrados sin una preferencia, la secuencia relativa de los números no implica una preferencia.

 La burbuja puede ser usada para etiquetar símbolos distintivos, tal como aquellos para válvulas de control. En estos casos la línea que esta conectando a la burbuja con el símbolo del instrumento esta dibujado muy cerca de él, pero no llega a tocarlo. En otras situaciones la burbuja sirve para representar las propiedades del instrumento.

Un símbolo distintivo cuya relación con el lazo es simplemente aparentar que un diagrama no necesita ser etiquetado individualmente. Por ejemplo una placa con orificio o una válvula de control que es parte de un sistema más largo no necesita ser mostrado con un número de etiqueta en un diagrama. También, donde hay un elemento primario conectado a otro instrumento en un diagrama, hace uso de un símbolo para representar que el elemento primario en un diagrama puede ser opcional.

 Los tamaños de las etiquetas de las burbujas y de los símbolos de los misceláneos son los tamaños generalmente recomendados. Los tamaños óptimos pueden variar dependiendo en donde o no es reducido el diagrama y dependiendo el número de caracteres seleccionados apropiadamente acompañados de otros símbolos de otros equipos en un diagrama.

 Las líneas de señales pueden ser dibujadas en un diagrama enteramente o dejando la parte apropiada de un símbolo en cualquier ángulo. La función de los designadores de bloque y los números de las etiquetas podrían ser siempre mostrados con una orientación horizontal. Flechas direccionales podrían ser agregadas a las líneas de las señales cuando se necesite aclarar la dirección del flujo para información. La aplicación de flechas direccionales facilita el entendimiento de un sistema dado.

 Eléctrico, neumático o cualquier otro suministro de energía para un instrumento no se espera que sea mostrado, pero es esencial para el entendimiento de las operaciones de los instrumentos en un lazo de control.

 En general, una línea de una señal representara la interconexión entre dos instrumentos en un diagrama de flujo siempre a través de ellos. Pueden ser conectados físicamente por más de una línea.

 La secuencia en cada uno de los instrumentos o funciones de un lazo están conectados en un diagrama y pueden reflejar el funcionamiento lógico o información acerca del flujo, algunos de estos arreglos no necesariamente corresponderán a la secuencia de la señal de conexión. Un lazo electrónico usando una señal analógica de voltaje requiere de un cableado paralelo, mientras un lazo que usa señales de corriente analógica requiere de series de interconexión. El diagrama en ambos casos podría ser dibujado a través de todo el cableado, para mostrar la interrelación funcional claramente mientras se mantiene la presentación independiente del tipo de instrumentación finalmente instalado.

 El grado de los detalles para ser aplicado a cada documento o sección del mismo esta enteramente en la discreción del usuario de la conexión. Los símbolos y designaciones en esta conexión pueden diseñarse para la aplicación en un hardware o en una función en específico. Los sketches y documentos técnicos usualmente contienen simbolismo simplificado e identificación. Los diagramas de flujo de un proceso usualmente son menos detallados que un diagrama de flujo de ingeniería. Los diagramas de ingeniería pueden mostrar todos los componentes en línea, pero pueden diferir de usuario a usuario en relación a los detalles mostrados. En ningún caso, la consistencia puede ser establecida para una aplicación. Los términos simplificado, conceptual, y detallado aplicado a los diagramas donde se escoge la representación a través de la sección de un uso típico. Cada usuario debe establecer el grado de detalle de los propósitos del documento específico o del documento generado.

Es común en la práctica para los diagramas de flujo de ingeniería omitir los símbolos de interconexión y los componentes de hardware que son realmente necesarios para un sistema de trabajo, particularmente cuando la simbolización eléctrica interconecta sistemas.

Un globo o circulo simboliza a un instrumento aislado o instrumento discreto, pare el caso donde el circulo esta dentro de un cuadrado, simboliza un instrumento que comparte un display o un control. Los hexágonos se usan para designar funciones de computadora. Para terminar el los controles lógicos programables PLC's se simbolizan con un rombo dentro de un cuadrado.

Instrumento Discreto

Display Compartido, Control Compartido

Función de computadora

Control Lógico Programable

 

Descripción de cómo los círculos indican la posición de los instrumentos.

Los símbolos también indican la posición en que están montados los instrumentos. Los símbolos con o sin líneas nos indican esta información. Las líneas son variadas como son: una sola línea, doble línea o líneas punteadas.  

Montado en Tablero

Normalmente accesible al operador

 

Montado en Campo

Ubicación Auxiliar.

Normalmente accesible al operador.

Instrumento Discreto o Aislado

Display compartido, Control compartido.

Función de Computadora

Control Lógico Programable

 

Las líneas punteadas indican que el instrumento esta mondado en la parte posterior del panel el cual no es accesible al operador.

 

Instrumento Discreto

 

Función de Computadora

Control Lógico Programable

Símbolos de Líneas

 La sismología de líneas representa la información única y critica de los diagramas de instrumentación y tuberías. Las líneas indican la forma en que se interconectan los diferentes instrumentos así como las tuberías dentro de un lazo de control.

Las líneas pueden indicar diferentes tipos de señales como son neumáticas, eléctricas, ópticas, señales digitales, ondas de radio etc.

  

 

 

Conexión a proceso, enlace mecánico, o alimentación de instrumentos.

Señal indefinida


ó

E.U. Internacional

Señal Eléctrica

Señal Hidráulica

Señal Neumática

Señal electromagnética o sónica (guiada)

Señal electromagnética o sónica (no guiada)

Señal neumática binaria


ó

Señal eléctrica binaria

Tubo capilar

Enlace de sistema interno (software o enlace de información)

Enlace mecánico

      

Se sugieren las siguientes abreviaturas para representar el tipo de alimentación (o bien de purga de fluidos):

AS Alimentación de aire.

ES Alimentación eléctrica.

GS Alimentación de gas.

HS Alimentación hidráulica.

NS Alimentación de nitrógeno.

SS Alimentación de vapor.

WS Alimentación de agua.

FUNCIONAMIENTO Y APLICACIÓN DE INSTRUMENTOS DE INDUCCIÓN

Los instrumentos de inducción funcionan a partir del campo magnético producido por dos electroimanes sobre un elemento móvil metálico (corrientes de Foucault). La medida es proporcional al producto de las corrientes de cada electroimán y por lo tanto, pueden utilizarse tanto en corriente continua como en corriente alterna. Se utilizan habitualmente para la medida de energía eléctrica.

FUNCIONAMIENTO DEL HIGRÓMETRO Y TERMÓMETRO

Un higrómetro es un instrumento que se usa para la medir el grado de humedad del aire, o un gas determinado, por medio de sensores que perciben e indican su variación.

Los primeros higrómetros estaban constituidos por sensores de tipo mecánico, basados en la respuesta de ciertos elementos sensibles a las variaciones de la humedad atmosférica, como el cabello humano. Existen diversos tipos de higrómetros.

Un psicrómetro determina la humedad atmosférica mediante la diferenciación de su temperatura con humedad y su temperatura ordinaria.

El higrómetro de condensación se emplea para calcular la humedad atmosférica al conseguir determinar la temperatura a la que se empaña una superficie pulida al ir enfriándose artificialmente y de forma paulatina dicha superficie.

El higroscopio utiliza una cuerda de cabellos que se retuerce con mayor o menor grado según la humedad ambiente. El haz de cabellos desplaza una aguja indicadora que determina la proporción de la mayor o menor humedad, sin poder llegar a conocer su porcentaje.

El higrómetro de absorción utiliza sustancias químicas higroscópicas, las cuales absorben y exhalan la humedad, según las circunstancias que los rodean.

El higrómetro eléctrico esta formado por dos electrodos arrollados en espiral entre los cuales se halla un tejido impregnado de cloruro de litio acuoso. Si se aplica a estos electrodos una tensión alterna, el tejido se calienta y se evapora una parte del contenido de agua. A una temperatura definida, se establece un equilibrio entre la evaporación por calentamiento del tejido y la absorción de agua de la humedad ambiente por el cloruro de litio, que es un material muy higroscópico. A partir de estos datos se establece con precisión el grado de humedad.

Termómetro:

El termómetro es un instrumento que se usa para medir la temperatura. Su presentación más común es de vidrio, el cual contiene un tubo interior con mercurio, que se expande o dilata debidos a los cambios de temperatura. Para determinar la temperatura, el termómetro cuenta con una escala debidamente graduada que la relaciona con el volumen que ocupa el mercurio en el tubo. Las presentaciones más modernas son de tipo digital, aunque el mecanismo interno suele ser el mismo.

Este aparato es comúnmente empleado para tomar la temperatura, de una persona. Asimismo, el termómetro, se utiliza de igual manera, para medir la temperatura, en los animales, por parte de los veterinarios. En la actualidad, es la manera más práctica, para saber o conocer, qué temperatura corporal posee una persona.

Situación fundamental, en aquellos casos, donde la persona se encuentra enferma. Ya que las altas temperaturas, no constatadas, pueden llevar a la muerte de neuronas cerebrales, con lo que la persona, puede quedar con serios problemas cognitivos, incluso pudiendo llegar a la muerte cerebral.

Como mencionamos anteriormente, lo que se utiliza, para medir la temperatura, es el mercurio. Y esto se debe, a que el mercurio es una sustancia, que con el calor, no sólo se dilata, sino que cuando llega a la temperatura promedio, permanece estable por bastante tiempo. Y es por lo mismo, que se puede llegar a conocer con certeza, la temperatura de una persona.

Lo que se debe de tener claro, es que el mercurio es un producto altamente tóxico, por lo que un termómetro, debe ser manipulado, sólo por un adulto.

Con respecto, a los principales avances dentro de la historia del termómetro, podemos señalar los siguientes: En 1592, Galileo Galilei, construye el primer termómetro rudimentario. En 1612, Santorre Santorio, da un uso médico al termómetro. En 1714, Daniel Fahrenheit, inventa el termómetro a base de mercurio. Por último, en 1885, Calendar Van Duessen, inventa el sensor de temperatura, con la resistencia de platino.

Con respecto a las temperaturas, la escala más utilizada en el mundo, es la Celsius. Aquella que mide la temperatura en grados centígrados. Ha sido nombrada como tal, en honor a Andrés Celsius.

Con respecto a la temperatura normal, que se debe registrar en un termómetro, en un adulto humano, esta debe ser de 36,5 grados Celsius. Por sobre aquella temperatura, se podrá considerar que se posee fiebre. Ahora, sobre los 40 grados Celsius, se deben de tomar precauciones, ya que pueden llevar a desmayos, convulsiones y perdida progresiva de neuronas.

TIPOS DE TERMÓMETRO

  • Termómetro de vidrio: es un tubo de vidrio sellado que contiene un líquido, generalmente mercurio, Tempoyertizador y platinium alcohol, cuyo volumen cambia con la temperatura de manera uniforme. Este cambio de volumen se visualiza en una escala graduada que por lo general está dada en grados celsius. El termómetro de mercurio fue inventado por Fahrenheit en el año 1714.
  • Termómetro de resistencia: consiste en un alambre de platino cuya resistencia eléctrica cambia cuando cambia la temperatura.
  • Termopar: un termopar es un dispositivo utilizado para medir temperaturas basadas en la fuerza electromotriz que se genera al calentar la soldadura de dos metales distintos.
  • Pirómetro: los pirómetros se utilizan para medir temperaturas elevadas.
  • Termómetro de lámina bimetálica: Formado por dos láminas de metales de coeficientes de dilatación muy distintos y arrollados dejando el coeficiente más alto en el interior. Se utiliza sobre todo como sensor de temperatura en el termohigrógrafo.
  • Termómetro de gas: Pueden ser a presión constante o a volumen constante. Este tipo de termómetros son muy exactos y generalmente son utilizados para la calibración de otros termómetros.
  • Digitales: Incorporan un microchip que actúa en un circuito electrónico y es sensible a los cambios de temperatura ofreciendo lectura directa de la misma.
  • El termómetro de globo.- para medir la temperatura radiante. Consiste en un termómetro de mercurio que tiene el bulbo dentro de una esfera de metal hueca, pintada de negro de humo. La esfera absorbe radiación de los objetos del entorno más calientes que el aire y emite radiación hacia los más fríos, dando como resultado una medición que tiene en cuenta la radiación. Se utiliza para comprobar las condiciones de comodidad de las personas.
  • El termómetro de bulbo húmedo, para medir el influjo de la humedad en la sensación térmica. Junto con un termómetro ordinario forma un psicrómetro, que sirve para medir humedad relativa, tensión de vapor y punto de rocío. Se llama de bulbo húmedo porque de su bulbo o depósito parte una muselina de algodón que lo comunica con un depósito de agua. Este depósito se coloca al lado y más bajo que el bulbo, de forma que por capilaridad está continuamente mojado.
  • El termómetro de máxima y el termómetro de mínima utilizado en meteorología.

MEDICIONES CON FOTOMETRÍA E INTERFERÓMETRO

La fotometría CCD es un mecanismo variantes de la que dispone la fotometría para determinar la magnitud de los diferentes astros (estrellas, planetas, galaxias...).

Aunque comenzó su andadura a mediados de los años 70, tras la aparición del chip CCD, los primeros modelos eran demasiado primitivos y rudimentarios para su uso astronómico; el primer trabajo fotométrico aparecido fue el titulado CCD Surface Photometry of Edge-On Spiral Galaxies (Bulletin of the American Astronomical Society

La fotometría CCD, como su nombre indica, está basada en el uso de un chip como receptor y cuantificador de la luz recibida. Al tratarse de un semiconductor las mediciones obtenidas se facilitan en formato digital (dígitos) y no analógico, como en el caso de la fotometría fotográfica.

En el caso de un chip CCD es preciso utilizar filtros que eviten la desigual sensibilidad a la luz del semiconductor (respuesta espectral), con lo cual se evita falsear el aspecto de los astros a medir.

El uso de filtros fotométricos de ciertos colores, que pertenezcan a cualquier de los sistemas fotométricos definidos , evita el efecto selectivo del chip normalizando las mediciones.

Antes de comenzar a extraer mediciones fotométricas de la imagen tomada, es preciso haberla procesado de bias, campo oscuro y campo plano: con ello podremos afirmar que toda la luz recibida se ha debido únicamente al astro que deseamos medir y no (como ocurriría si no se procesase de este modo) al ruido de lectura de la cámara, rayos cósmicos que hayan incidido por azar, luz espúrea de origen térmico u otros errores desconocidos.

Existen dos tipos de fotometría: de síntesis de apertura y fotometría diferencial; la última es la más utilizada por los aficionados, ya que no requiere complicadas transformaciones ni cálculos que han de tener en cuenta el color de las estrellas de referencia y chequeo, la altura de las estrellas sobre el horizonte local, la masa de aire, etc.

El uso de un chip CCD como elemento digitalizador de la imagen permite que se puedan seguir y estudiar una gran cantidad de estrellas distintas en una misma imagen.

-mediciones con interferómetro.-

El interferómetro es un instrumento que emplea la interferencia de las ondas de luz para medir con gran precisión longitudes de onda de la luz misma.

Hay muchos tipos de interferómetros, en todos ellos se utilizan dos haces de luz que recorren dos trayectorias ópticas distintas, determinadas por un sistema de espejos y placas que, finalmente, convergen para formar un patrón de interferencia.

Aplicaciones:

Para medir la longitud de onda de un rayo de luz monocromática se utiliza un interferómetro dispuesto de tal forma que un espejo situado en la trayectoria de uno de los haces de luz puede desplazarse una distancia pequeña, que puede medirse con precisión, con lo que es posible modificar la trayectoria óptica del haz. Cuando se desplaza el espejo una distancia igual a la mitad de la longitud de onda de la luz, se produce un ciclo completo de cambios en las franjas de interferencia. La longitud de onda se calcula midiendo el número de ciclos que tienen lugar cundo se mueve el espejo una distancia determinada.

MEDICIONES A DISTANCIA.-

Cuando se conoce la longitud de onda de la luz empleada, pueden medirse distancias pequeñas en la trayectoria óptica analizando las interferencias producidas. Esta técnica se emplea, por ejemplo, para medir el contorno de la superficie de los espejos de los telescopios.

MEDICIONES DE INDICE DE REFRACCION.-

Los índices de refracción de una sustancia también pueden medirse con un interferómetro, y se calculan a partir del desplazamiento en las franjas de interferencia causado por el retraso del haz.

BIBLIOGRAFÍA

INSTRUMENTOS BÁSICOS:

"Hombre, Ciencia y Tecnología", Editorial Británica, México, 1990.

"Enciclopedia Barsa", Britanica Publishers, México, 1988.

Física. Tomo III. Raymond a. Serway. Editorial Mc Graw-Hill.

Enciclopedia Virtual Encarta 2000 (Microsoft)

SIMBOLOGÍA:

 

INSTRUMENTO DE INDUCCIÓN:

http://www.mitecnologico.com/Main/InstrumentosDeInduccion

FUNCIONAMIENTO DEL HIGRÓMETRO:

www.astromia.com/glosario/higrometro.htm

TERMÓMETRO:

www.misrespuestas.com/que-es-un-termometro.html

tipos de temometro:

http://es.wikipedia.org/wiki/Term%C3%B3metro_de_vidrio#Tipos_de_term.C3.B3metros

FOTOMETRÍA:

http://es.wikipedia.org/wiki/Fotometr%C3%ADa_CCD

INTERFERÓMETRO:

http://es.wikipedia.org/wiki/Interfer%C3%B3metro

 

 

 

 

Autor:

Juan Fernando Urbina Meza

Omar Alejandro Lucero

Instituto Tecnológico de Chihuahua

"Instrumentos básicos de medición"

Metrología y normalización

Profesor: Pedro Zambrano Borjoquez

8-junio-2008


Partes: 1, 2


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