Metrología y normalización (página 2)

Enviado por Nabil Paulina Ontiveros M.

Partes: 1, 2

Tipo prandtl: Consta de un recipiente de diámetro
grande y un tubo inclinado con dos marcas conectados
a través de un tubo flexible.

Micro manómetro de aire: Un micro
manómetro 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
manimetría con líquidos.

Manómetro de mcleod: Este es un manómetro 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
más 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 las
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 bimétalicos.
Expansión de líquidos.
Termómetros de líquidos de vidrio.
Termómetros de líquido 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.

MICRÓMETROS 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 3Mm de
diámetro y 10Mm 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, 3Mm, 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 está 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 está 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 paralelaje.

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 éstas. La profundidad del arco va de
100 a 600Mm.

MICROMETRO 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 25Mm (1in) se
tienen 2 opciones. La primera consiste en utilizar una serie de
micrómetros para mediciones de 25 a 50Mm (de 1 a 2in.), 50
a 75Mm (2 a 3in.), etc. La segunda consiste en utilizar un
micrómetro con rango de medición de 25Mm 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 ESTÁNDAR: 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 300Mm o menos cuentan con una barra de profundidades
mientras que carecen de ella los de rango de medición de
600Mm y 1000Mm. 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 curso 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 CARÁTULA 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.

Instrumentos
hidráulicos

Limnímetros de Punta y Gancho con Escala
Vernier – H1-1/2/3

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.

Usos

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.

La medición se realiza usando una escala primaria
fijada al bastidor de montaje y una escala 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 permite fijar
la posición cero.

Limnímetros de Punta y Gancho Digitales –
H1-7/8

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.

Trípodes para Montar Limnímetros –
H1-10/11

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 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 digital (H1-7,
H1-8), y la micro hélice usada en el H32.

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
1metro.

H12-2: Manómetro diferencial de agua presurizada,
escala de 1metro (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 1metro.

H12-4: Manómetro diferencial de agua sobre
mercurio, escala de 500Mm.

H12-5: Manómetro diferencial de queroseno sobre
agua, escala de 500Mm.

Exclusiones

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

Manómetro Electrónico Portátil –
H12-8

Medidor de presión manual,
versátil y portátil, que funciona a pilas, capaz de
medir presiones de aire o agua de 0-2000 mBar (0-1500mm
Hg).

Esta unidad es especialmente apta para el uso en
aplicaciones en las que se han utilizado tradicionalmente
manómetros de mercurio. El uso del mercurio no es deseable
en un entorno de laboratorio
debido a su naturaleza peligrosa.

Manómetro Electrónico Portátil –
H12-9

Medidor de presión manual, versátil y
portátil, que funciona a pilas, capaz de medir presiones
de aire o agua de 0-140mBar (0- 99.99mm Hg).

Esta unidad es especialmente apta para el uso en
aplicaciones en las que se han utilizado tradicionalmente
manómetros de mercurio.

El uso del mercurio no es deseable en un entorno de
laboratorio debido a su naturaleza peligrosa.

Tubos de Pitot – Familia
H30

Una gama de tubos de Pitot para la medición de la
velocidad del
agua en canales abiertos y conductos cerrados.

Los tubos son de acero inoxidable y están
montados en una carcasa con escala.

Se suministran con un casquillo impermeable para su
instalación por debajo del nivel de agua.

Para medir la velocidad, los tubos de Pitot deben
conectarse a un manómetro, tal como el Armfield H12-8 o
H12-9.

Cuando se utiliza con el H12-9, el rango es de 0 –
5,2m/s. Cuando se utiliza con el H12-8, el rango es de 0
-19,8m/s.

Medidor de Turbulencia y Velocidad –
H32

Medición de velocidades desde 0,05 hasta 1,0
m/seg.
Respuesta en tiempo de
menos de 10 milisegundos.
Diámetro de cabezal de micro hélice
5mm.
Velocidad media o instantánea.

Características principales

Un sistema de Micro
hélice diseñado para medir la velocidad y la
turbulencia del agua en canales de flujo, modelos etc. bajo
condiciones de laboratorio.

Los impulsos creados por un impulsor giratorio con 5
álabes son contados y mostrados en una pantalla digital y
un medidor analógico.

Las salidas analógicas pueden ser registradas en
un registrador sobre cinta de papel o sistema de
adquisición de datos.

Medidor de Velocidad a Hélice – Familia
H33

Este medidor, que se utiliza para medir y registrar
velocidades puntuales muy bajas en agua y otros fluidos
conductivos, utiliza el cambio de impedancia de un impulsor
giratorio de múltiples álabes para indicar la
velocidad de rotación causada por el flujo del fluido. El
pequeño diámetro del cabezal censor permite
utilizar el medidor en conductos y canales de reducidas
dimensiones, con capacidad de medir velocidades de fluidos muy
bajas, de hasta 25mm/seg.

Características

Medición de velocidades en fluidos conductivos
limpios en el rango de 25 a 1500mm/seg. (Hasta 3000mm/seg. con
una sonda de alta velocidad) operación en espacios
cerrados con limitados efectos intrusivos adecuado para
aplicaciones de laboratorio y de campo están disponibles
sistemas de
batería, totalmente portátiles las señales
pueden ser indicadas en formato analógico o digital, y
enviadas a un registrador sobre cinta de papel o registrador de
datos para su posterior análisis.

Sistemas con Sondas para la Medición de Olas –
Familia H40

Un instrumento sencillo y robusto para la
medición y grabación de olas de agua en modelos
hidráulicos y tanques de buques, que funciona según
el principio de medir la conductividad eléctrica entre dos
alambres paralelos.

fácil de configurar y calibrar
alta precisión dinámica
calibración lineal en un amplio intervalo
.salidas para registradores y grabadores de datos de alta
velocidad
puede ser operado a diferentes frecuencias de
energización para evitar la interacción mutua entre dos o
más sondas muy juntas
Suministrado como sistema completo de trabajo, con
la opción de 1, 2, o 3 canales de
medición.

INSTRUMENTOS
NEUMÁTICOS

COMPARADORES DE AMPLIFICACIÓN
NEUMÁTICA: En estos aparatos la
amplificación esta basada en los cambios de presión
que se producen en una cámara en la que entra un gas a una
velocidad constante al variar las condiciones de salida del gas
por un orificio.

El más conocido es el denominado comparador solex
o micrómetro solex; probablemente es la realización
francesa más notable en el campo de la
amplificación. Este método ha
sido puesto a punto por la Sociedad
Solex, que lo utilizo primeramente para la verificación de
las secciones de inyectores de carburadores; luego fueron puestas
a punto las aplicaciones metrológicas hacia 1931 en
colaboración con la precisión mecánica.

La amplificación puede alcanzar 100 000 en los
aparatos construidos especialmente para los laboratorios de
metrología.

MICRÓMETRO SOLEX: Es un comparador
neumático de baja presión constante de 2 secciones
principales que son:

La fuente de aire: compresor de aire con dispositivo
regulador de aire, filtro y dispositivo de aire.

La sección de medición: Plano de
revisión, escala de comparación, palpadores
intercambiables.

Solo trataremos de las aplicaciones a las medidas de
longitud por comparación. A este efecto, los aparatos
empleados pueden subdividirse en 2 grupos, que
comprenden:

Los aparatos de válvula, los cuales se conectan
al manómetro y en los que el palpador se apoya sobre la
pieza a medir o sobre el patrón de calibrado; la
variación de cota de la pieza arrastra la variación
de la abertura de la válvula, la cual determina el escape
del aire;

El otro grupo
corresponden los aparatos de surtidores, tales como el
esferómetro, en los cuales el escape de aire esta
determinado por la distancia entre el surtidor y la superficie
misma de la pieza.

De ejemplos de la simbología de
instrumentación o simbología de
instrumentos, explique cada uno de ellos por lo menos siete
símbolos.

Aparato para convertir la presión neumática en presión
hidráulica

Manómetro.

Termómetro.

Medidor de flujo.

Voltímetro

Amperímetro

Termometro o Pirómetro

Ohmímetro Ohmetro

Galvanómetro

Watímetro con indicación
e terminales de tensión e intensidad

Funcionamiento y aplicación de
instrumentos de inducción

Función:

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.

Aplicación:

Se utilizan habitualmente para la medida de energía
eléctrica.

Principio
de funcionamiento de los higrómetros y
termómetros.

Higrómetro:

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

Su funcionamiento:

Se basa en las propiedades que tienen algunas sustancias
llamadas sustancias higroscópicas, de absorber la humedad
ambiental, se alargan y tanto más cuanto más
húmedo es el aire.

Generalmente el órgano sensible está
constituido por materiales orgánicos que cambian de
longitud o de volumen al variar
la humedad del ambiente en
que se hallan.

Las primeras sustancias empleadas eran cabellos
(previamente desengrasados), filamentos de cuernos de buey y
tirillas de intestinos. El hilo, fijado por un extremo en el
soporte del instrumento, es enrollado en el tambor que lleva la
aguja y tiene un contrapeso en su extremo libre.

El más empleado, el higrómetro de
cabello;

Se puede construir un higrómetro muy sencillo con
cabello humano. El pelo tiene la cualidad de variar su longitud
según el grado de humedad del aire. Si esta
variación de longitud la utilizamos para que una aguja se
mueva frente a una escala ya tenemos el
higrómetro.

Como se fabrica;

Se enrolla el cabello en una pequeña polea y se
coloca un peso en el otro extremo. Cuando aumenta la humedad los
cabellos se alargan y el peso tira de su extremo libre y hace que
la polea gire.

Alguno 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. A esta temperatura comúnmente se conoce como
"Temperatura de Rocío".

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:
está 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.

El higrómetro químico: es aquel
cuyo funcionamiento se basa en la afinidad que existe entre
el agua y el
ácido sulfúrico. Es un dispositivo en el cual
circula un volumen de aire determinado en contacto con una cierta
cantidad del citado ácido. El aumento de peso que
experimenta la solución de sulfúrico indica la
cantidad de agua presente en el volumen de aire
estudiado.

Termómetro:

Es un instrumento que sirve para medir la temperatura,
basado en el efecto que un cambio de temperatura produce en
algunas propiedades físicas observables y en el hecho de
que dos sistemas a diferentes temperaturas puestos en contacto
térmico tienden a igualar sus temperaturas.

¿Cómo funciona?

Se basa en la dilatación térmica de un
líquido dentro de un capilar de vidrio, es decir, los
cambios de volumen del líquido capilar expresan cambios de
temperatura en el.

Mencione los
diferentes tipos de termómetros que existen y su uso
como instrumentos de medición

Termómetro de vidrio: es el
más común y sirve para tomar la temperatura de las
personas.

Termómetro de resistencia de
platino: Es el termómetro más preciso dentro de
la gama de -259°C a 631°C, y se puede emplear para medir
temperaturas hasta de 1127°C.

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 termo
hidrógrafo.

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.

Termómetros adhesivos
irreversibles: son etiquetas autoadhesivas que
permiten controlar la temperatura alcanzada por un producto de
forma desasistida. Estos indicadores llevan unos puntos de
temperatura que actúan como sensores, cambiando de
color de forma
permanente al alcanzar la temperatura marcada.

Etiquetas de fabricación
especial

BAJA TEMPERATURA

CHILLCHECKER: Dispositivo auto-adhesivo, muy
fácil de pegar en cualquier embalaje gracias a su
pequeño tamaño. Económico y preciso, es
idóneo para controlar temperaturas
críticas durante el transporte y/o
almacenaje de productos
perecederos.

TEMPASURE: Sensor que detecta el descenso de
temperatura para evitar la congelación de
materiales. Siendo un indicador más sofisticado
que usa un mecanismo patentado propio y exclusivo, sigue siendo
un sensor de temperatura auto-adhesivo de fácil
uso.

ELECTRÓNICA

MICRO INDICADORES: Los más pequeños de la
toda la gama, ideales para su uso en componentes
electrónicos diversos cuya superficie disponible es
mínima.

LAVAVAJILLAS INDUSTRIALES. ESTERILIZACIÓN
Y DESINFECCIÓN

TDI: Garantiza, mediante un cambio de
color permanente que el proceso de
lavado ha alcanzado la temperatura correcta.
Aptos para su uso según la normativa vigente en lo que se
refiere a Higiene y Seguridad y por ello está
recomendado como registro válido a
incluir en los manuales
HACCP.

TEXTILES

TIRAS TEXTILES: Inicialmente diseñadas para
controlar la temperatura durante el proceso de
fusión de entretelas, su uso se ha
extendido a otras aplicaciones en el mundo del
textil. Previene tanto de un sobrecalentamiento que
causaría la aparición de fibras quebradizas, como
de un calentamiento insuficiente, durante el proceso de fusión,
lo que provocaría una posterior unión frágil
tela/entretela.

Termómetros
especiales:

El termómetro de globo, para medir la
temperatura radiante.
El termómetro de bulbo húmedo, para
medir el influjo de la humedad en la sensación
térmica.
El termómetro de máxima y el
termómetro de mínima utilizado en
meteorología.

Termocupla

Una termocupla es un sensor para medir temperatura.
Consiste en dos cables de metales distintos, conectados en un
extremo donde se produce un pequeño voltaje asociado a una
temperatura. Ese voltaje es medido por un termómetro de
termocupla.

Temperatura táctil
Es la medición de la temperatura utilizando el
tacto tocando a la persona, este
método no ofrece ninguna garantía acerca del
nivel exacto de la temperatura, simplemente es una forma de
saber si tiene fiebre para
luego usar un termómetro para la
medición.

Termómetros digitales

Sirven
para medir la fiebre de forma precisa, rápida, segura y
fácil de leer y fácil medición.

Termómetros de oído

Son los más costosos, estos termómetros
miden el calor emitido
en el tímpano y el tejido circundante en el interior del
conducto auditivo por medio de un infrarrojo,

Termómetros de tira
plástica

Es un
dispositivo que se coloca en la frente de los niños y
dan valores de
temperatura poco confiables,

Termómetros de
chupete

Dispositivo que se coloca en los chupones de los
bebés, sus valores también son poco confiables, al
igual que la temperatura táctil y los termómetros
de tira plástica sólo indican si el niño
tiene fiebre.

Medición con fotometría e
interferómetro, principios de
funcionamiento y aplicación

USOS DEL
INTERFERÓMETRO

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 para medir el contorno de la superficie de los espejos de
los telescopios. Los índices de refracción de una
sustancia también pueden medirse con el
interferómetro, y se calculan a partir del desplazamiento
en las franjas de interferencia causado por el retraso del haz.
El principio del interferómetro también se emplea
para medir el diámetro de estrellas grandes relativamente
cercanas, como por ejemplo Betelgeuse. Como los
interferómetros modernos pueden medir ángulos
extremadamente pequeños, se emplean "también en
este caso en estrellas gigantes cercanas" para obtener imágenes
de variaciones del brillo en la superficie de dichas
estrellas.

PRINCIPIOS BÁSICOS DE
OPERACIÓN

En alguna ocasión hemos visto pompas de
jabón. Si las observamos con detenimiento nos damos cuenta
de que muestran diversos colores.

Interferencia de la luz en burbujas de
jabón

A menudo pueden verse franjas coloreadas en la
superficie de las burbujas de jabón. Estas franjas se
deben a la interferencia entre los rayos de luz reflejados en las
dos caras de la delgada película de líquido que
forma la burbuja. En una parte de la burbuja, vista desde un
cierto ángulo, la interferencia puede intensificar ciertas
longitudes de onda, o colores, de la luz reflejada, mientras que
suprime otras longitudes de onda. El color que se ve depende de
las intensidades relativas de las distintas longitudes de onda en
la luz reflejada. En otras zonas, vistas desde otros
ángulos, las longitudes de onda que se refuerzan o se
cancelan son otras. La estructura de las franjas de colores
depende del espesor de la película de líquido en
los distintos puntos.

Otra experiencia que seguramente el lector ha tenido es
la de ver en la calle, después de que ha llovido, el agua
que cayó sobre aceite. Uno
observa que el charco de agua tiene diversos colores.

Estos fenómenos son dos ejemplos de
interferencia de luz, fenómeno que ocurre cuando
dos haces de luz llegan a la misma región del
espacio.

Difracción e interferencia de
la luz

Cuando la luz pasa a través de una rendija cuyo
tamaño es próximo a la longitud de onda de la luz,
ésta se difracta, se produce un cambio en la forma de la
onda. Cuando la luz pasa a través de dos rendijas, las
ondas procedentes
de una rendija interfieren con las ondas que vienen de la otra.
La interferencia constructiva tiene lugar cuando las ondas llegan
en fase, es decir, cuando las crestas (o los valles) de una onda
coinciden con las crestas (o los valles) de la otra onda,
formando una onda con una cresta (o un valle) mayor. La
interferencia destructiva se produce cuando las ondas llegan en
oposición de fase, es decir, cuando la cresta de una onda
coincide con el valle de la otra onda, cancelándose
mutuamente para producir una onda más pequeña o no
producir onda alguna.

Interferencia de fuentes
puntuales

Este diagrama de
interferencias se formó moviendo dos varillas
rítmicamente arriba y abajo en una bandeja de agua. Se
pueden observar efectos similares al meter y sacar del agua dos
dedos u observando a dos patos nadando en un estanque cerca uno
de otro. Las ondas procedentes de una de las fuentes puntuales
(la varilla, el dedo o el pato) interfieren con las que proceden
de la otra fuente. Si dos crestas llegan juntas a un punto, se
superponen para formar una cresta muy alta; si dos valles llegan
juntos, se superponen para formar un valle muy profundo
(interferencia constructiva). Los anillos brillantes y oscuros
son zonas de interferencia constructiva. Si la cresta de una
fuente llega a un punto a la vez que el valle de la otra, se
anulan mutuamente (interferencia destructiva). Las líneas
oscuras radiales son zonas de interferencia
destructiva.

Supóngase que dos ondas como las mostradas en las
figuras 2(a) y 2(b) llegan a una región del espacio. El
efecto neto que producen estas ondas en cada punto es la
combinación de ambas. Esta última afirmación
significa lo siguiente: consideremos el punto P, en el cual la
onda a tiene una amplitud representada por AB, mientras que la
onda b tiene una amplitud dada por CD; notamos
que ambas amplitudes tienen el mismo sentido, es decir, hacia
arriba; por tanto, la amplitud neta en el punto P es la suma de
las amplitudes AB más CD, que da la amplitud AD mostrada
en la figura 8(c). Siguiendo este procedimiento
para cada punto, encontramos que la onda resultante de la
combinación de las ondas a y b es la onda c mostrada en la
figura 8. Se dice que la interferencia de las ondas a y b da
lugar a la onda c.

Figura 2. Dos ondas en fase, (a) y (b), interfieren
constructivamente dando como resultado la onda
(c).

En el caso particular que estamos tratando, nos damos
cuenta de que las ondas que interfieren son tales que cuando una
de ellas tiene un máximo, la otra también lo tiene
(punto Q de la figura 2); mientras que cuando una de ellas
adquiere un mínimo, la otra también lo adquiere Se
dice que las ondas que interfieren están en fase. Vemos
que la onda resultante (c) tiene una amplitud igual a la suma de
las amplitudes de cada una de las ondas que interfieren. Las
ondas, por decirlo así, se refuerzan una a la otra. Este
caso se llama interferencia constructiva.

Puede darse también otra situación en que
las ondas que interfieren sean tales que cuando en un punto
determinado una de ellas tenga una amplitud en un sentido, la
otra tenga una amplitud en el otro sentido, como se muestra en la
figura 3.

Se dice que estas ondas están fuera de fase.
Consideremos el punto P, en el cual la onda a tiene amplitud AB y
la onda b tiene amplitud CD. A diferencia del caso arriba
tratado, ahora los sentidos de
las ondas son opuestos; mientras una tiene amplitud hacia arriba,
la otra tiene amplitud hacia abajo.

Por lo tanto, la amplitud neta ahora es la diferencia
entre AB y CD, que da el valor RL
mostrado en la figura 9 (c). La onda resultante es la c. Notamos
que en este caso la amplitud de la onda resultante es menor que
la que tiene la onda de la figura 2(b).

Por decirlo así, una onda cancela el efecto de la
otra. Hay interferencia destructiva. Si ocurriese el caso en que
las ondas que interfieren tuvieran justamente la misma amplitud,
pero estuvieran absolutamente fuera de fase, entonces la
cancelación sería completa; en este caso las
cantidades AB y CD serían iguales, por lo que su
diferencia RL sería cero.

En consecuencia, el resultado neto es que ¡no hay
onda! La interferencia es ahora completamente destructiva,
esto podemos verlo en la sig. figura (3).

Figura 3. Dos ondas fuera de fase, (a) (b),
interfieren destructivamente dando como resultado la onda
(c).

Si las ondas que interfieren son tales que no
están en fase ni completamente fuera de fase, la
interferencia da lugar a una onda como la mostrada en la figura
3(c). No hay ni reforzamiento ni destrucción completos, se
da una combinación intermedia entre los casos arriba
descritos.

Los efectos de la interferencia tanto constructiva como
destructiva se pueden observar con la luz en un experimento como
el que se describe a continuación:

Consideremos una fuente de luz S (Figura 4) de un solo
color. Esto significa que se tiene una onda de una sola longitud
de onda bien determinada. Se hace incidir la luz que sale de la
fuente sobre una pantalla FG que tiene dos rendijas A y B. Si no
hubiese difracción de los haces de luz en cada una de las
rendijas, entonces en la pantalla LK solamente quedarían
iluminadas las zonas RS y TU. Sin embargo, si la longitud de onda
de la luz incidente es del mismo orden que las dimensiones de las
rendijas, entonces cada una de ellas difracta al haz que pasa por
ellas y en un punto como el Q, que no está dentro de los
haces BUT o ASR, llegan dos ondas, provenientes de cada una de
las rendijas, y estas dos ondas interfieren. Así del otro
lado de la pantalla FG existen dos ondas que
interfieren.

Figura 4. Si la luz se propagara en línea
recta solamente quedarían iluminadas las zonas UT y
SR.

Consideremos ahora lo que ocurre en la pantalla KL. En
un punto de la pantalla como el O (Figura 5) las dos ondas llegan
en fase, por lo que hay interferencia constructiva. En
consecuencia, en el punto O debe verse luz intensa. En un punto
como el P, las ondas llegan completamente fuera de fase, por lo
que hay interferencia destructiva. Por lo tanto, en P no hay luz,
es decir, debe estar oscuro. En otro punto como el Q, las ondas
llegan en fase, por lo que debe haber luz intensa, etc. Esto
significa que en la pantalla KL debemos ver bandas de luz intensa
seguidas de bandas oscuras. Efectivamente esto es lo que ocurre.
En la figura 12 se muestra lo que se observa en la pantalla KL.
En este patrón de interferencia se aprecian bandas de luz
intensa seguidas de bandas completamente oscuras.

Figura 5. Al pasar las ondas por cada rendija se
doblan, debido a la difracción, e interfieren. En el punto
O las ondas llegan en fase; en el punto P llegan fuera de fase;
en el punto Q llegan en fase, etcétera.

Figura 6. Patrón que se forma
en la pantalla KL de la figura 5.

Regresando a los fenómenos mencionados al
principio de este capítulo, solamente queremos mencionar
que tanto en la pompa de jabón como en el charco con
aceite la luz blanca que llega, por ejemplo, la del Sol, se
separa en varios rayos y los así formados interfieren
dando lugar a patrones de interferencia. Ahora bien, dado que el
patrón de interferencia que se forme depende de la
longitud de onda de la luz y en vista de que la luz blanca
está compuesta de muchos colores, es decir, de muchas
longitudes de onda, entonces cada color forma un patrón
característico. Las posiciones de los máximos
iluminados dependen de la longitud de onda; diferentes longitudes
de onda resultan en diferentes posiciones de sus máximos.
Lo que vemos entonces es la combinación de los patrones de
interferencia para diferentes colores. Ya que el patrón de
interferencia que se forme depende de la longitud de onda de la
luz, al ocurrir este fenómeno la luz blanca se separa en
sus componentes. Es por ello que en la pompa y el charco
observamos diversos colores.

Volvamos al caso de la figura 6. Las posiciones en que
se encuentran tanto los puntos iluminados como los oscuros
dependen de varias cantidades: de la distancia AB entre las
rendijas, de la distancia D entre las pantallas FG y KL y de la
longitud de onda de la luz que se usa. En efecto, si se cambia la
posición de la pantalla LK entonces los puntos en que las
ondas están en fase ya no serán los mismos que
cuando la distancia era D; lo mismo pasa para aquellos puntos en
que las ondas están fuera de fase. De manera similar,
cuando se cambia la distancia AB entre las rendijas, la
separación entre las ondas que interfieren cambia y por
consiguiente, los puntos de interferencia tanto constructiva como
destructiva cambian. Asimismo, al variar la longitud de onda de
la luz incidente, también cambia visiblemente el
patrón de interferencia que se forma.

La relación entre los factores de los que depende
el patrón de interferencia puede usarse de diferentes
maneras, como se describe a continuación.

Una posibilidad es dar el valor de la longitud de onda
de luz incidente así como las características
geométricas tanto de la rendija como la distancia entre
las pantallas. Entonces es posible predecir el patrón de
interferencia que se formará en la pantalla LK.

Otra posibilidad es dar las características
geométricas del arreglo, es decir, la distancia entre las
rendijas y la distancia D entre las pantallas y además dar
el patrón de interferencia que se forma en LK. Dado este
patrón, uno puede medir la distancia que hay entre el
centro de una banda iluminada y el centro de una banda oscura.
Con todos estos valores se puede inferir el valor de la longitud
de onda de la luz incidente. Usado de esta manera, este arreglo
se llama espectroscopio de interferencia. Este aparato sirve para
encontrar los valores de
las longitudes de onda de haces luminosos.

Finalmente, si se da el patrón de interferencia
que se forma en la pantalla LK así como la longitud de
onda de la luz incidente, se pueden inferir las
características geométricas de arreglo. Es decir,
es posible obtener entonces, por ejemplo, el valor de la longitud
de la separación entre las rendijas.

APLICACIONES

La interferometría es ahora una herramienta
indispensable en muchas actividades en las que sea necesario
realizar mediciones. A partir de 1947 se han extendido estas
técnicas a las ondas de radio,
iniciándose así la radio
interferometría astronómica. Hoy en día, por
medio de técnicas interferométricas se pueden
realizar una gran variedad de medidas sumamente precisas, entre
las que podemos mencionar las siguientes:

a) Medida y definición del metro patrón.
El primero que tomó la longitud de onda de la luz como
referencia para especificar longitudes de objetos fue Michelson.
Esto se hace por medio del interferómetro que se muestra
en la figura 19, donde el primer objetivo es
medir la separación entre dos espejos, los que forman un
sistema llamado etalón. La separación entre los
espejos del etalón es un múltiplo entero de medias
longitudes de onda de la luz empleada, a fin de que los haces
reflejados en ambos espejos del etalón estén en
fase. El proceso es bastante laborioso, pues hay necesidad de
usar un gran número de etalones, donde cada uno tiene
aproximadamente el doble de longitud que el anterior. La
razón de este largo proceso es que no es posible contar
las franjas de interferencia que aparecen al ir moviendo uno de
los espejos hasta llegar a la distancia de un metro. La
limitación es la coherencia del haz luminoso, que se
describirá más tarde en la sección de
láseres. Actualmente, con el láser, es
mucho más simple la medición del metro
patrón por interferometría.

En 1960 el metro fue definido como igual a 1650 763.73
longitudes de onda en el vacío, de la luz emitida en una
cierta línea espectral del kriptón-86. Sin embargo,
en lugar de definir el metro y luego medir la velocidad c de la
luz usando esta definición, es posible hacer lo
contrario.

Es decir, se define primero la velocidad c de la luz
como una cierta cantidad de metros recorridos en un segundo, de
donde podemos escribir:

c = d/t

El siguiente paso es definir el metro como la distancia
recorrida por la luz en un tiempo igual a 1 /c. Esto es lo que
actualmente se ha hecho para definir el metro.

Figura 7. Interferómetro de
Michelson con etalón, para medir longitudes

b) Medida de las deformaciones de una superficie.
Frecuentemente, debido a causas muy variadas, una superficie
puede tener deformaciones pequeñísimas que no son
detectables a simple vista. A pesar de su reducida magnitud,
estas deformaciones pueden ser el síntoma de problemas
graves presentes o futuros. Como ejemplo, podemos mencionar una
fractura de un elemento mecánico de un avión o de
una máquina. Otro ejemplo es un calentamiento local
anormal en un circuito impreso o en una pieza mecánica
sujeta a fricción. Finalmente, Otro ejemplo es una
deformación producida por esfuerzos mecánicos que
ponen en peligro la estabilidad del cuerpo que los sufre. Es
aquí donde la interferometría tiene un papel muy
importante, detectando y midiendo estas
pequeñísimas deformaciones de la superficie. Esta
aplicación de las técnicas interferométricas
es especialmente útil y poderoso si se le combina con
técnicas holográficas, como se verá
más adelante, en un proceso llamado interferometría
holográfica. La figura 20 muestra un ejemplo de
deformación local de la superficie de una cubeta de
plástico,
medida con interferometría holográfica.

Figura 8. Detección
interferométrica de deformaciones.

Figura 9. Interferograma del espejo de
un telescopio.

c) Determinación de la forma exacta de una
superficie. Las superficies ópticas de los instrumentos
modernos de alta precisión tienen que tallarse de tal
manera que no tengan desviaciones de la forma ideal, mayores de
una fracción de la longitud de onda de la luz. Para hacer
el problema todavía más difícil, la
superficie muy frecuentemente no es esférica sino de
cualquier otra forma, a la que de modo general se le denomina
asférica. Esta superficie asférica puede ser, por
ejemplo, un paraboloide o un hiperboloide de revolución, como ocurre en los telescopios
astronómicos, donde además la superficie a tallar
puede ser de varios metros de diámetro. Es fácil
comprender lo difícil que resulta tallar una superficie
tan grande. Sin embargo, el problema principal es medir las
deformaciones de la superficie respecto a su forma ideal. Esto se
hace mediante la interferometría, con técnicas muy
diversas y complicadas que no es posible describir aquí.
La figura 21 muestra el interferograma del espejo principal o
primario de un telescopio. Si la superficie fuera perfectamente
esférica, las franjas de interferencia serían
rectas. La pequeña curvatura de las franjas se debe a que
la superficie es ligeramente elipsoidal en lugar de
esférica, aunque la desviación es apenas alrededor
de media longitud de onda, lo que es aproximadamente tres
diezmilésimas de milímetro.

d) Alineación de objetos sobre una línea
recta perfecta. Es frecuente que aparezca la necesidad de tener
una línea recta de referencia muy precisa en una gran
cantidad de actividades ingenieriles de tipo muy diverso. Por
ejemplo, la bancada o base de un torno de alta
precisión debe ser tanto más recta cuanto
más fino sea el torno. En este problema y muchos otros en
los que se requiera alinear algo con muy alta precisión,
la interferometría es un auxiliar muy
útil.

e) Determinación muy precisa de cambios del
índice de refracción en materiales transparentes.
Los vidrios ópticos, plásticos o cristales que se
usan en las lentes, prismas y demás elementos
ópticos tienen que ser de una alta homogeneidad tanto en
su transparencia como en su índice de refracción.
Esto es especialmente necesario si el instrumento óptico
que los usa es de alta precisión. Esta homogeneidad de los
materiales transparentes se mide con la tolerancia que
sea necesaria por medio de interferometría.

f) Determinación muy precisa de velocidades o de
variaciones en su magnitud. Cuando una fuente luminosa se mueve
respecto al observador, es bien sabido que la longitud de onda de
la luz tiene un cambio aparente, alargándose o
acortándose, según que el objeto luminoso se aleje
del observador o se acerque a él, respectivamente. Este es
el llamado efecto Doppler, que se descubrió primero para
las ondas sonoras y posteriormente para la luz. Por medio de
interferometría se pueden detectar y medir variaciones
sumamente pequeñas en la longitud de onda, lo que permite
detectar movimientos o cambios también muy pequeños
en la velocidad de un objeto. Esta propiedad se
ha usado en muy diversas aplicaciones, entre otras, la medida de
la velocidad del flujo de líquidos o de gases.

g) Medición de ángulos. Los
ángulos, al igual que las distancias, también se
pueden medir con muy alta precisión por medio de
técnicas interferométricas. Por ejemplo, el
paralelismo entre las dos caras de una placa de vidrio de caras
planas y paralelas, o el ángulo recto entre las dos caras
de un prisma se pueden medir con una incertidumbre mucho menor de
un segundo de arco, lo que es totalmente imposible de lograr por
otros métodos.

La lista podría continuarse, pero con estos
ejemplos es suficiente para darnos cuenta de la enorme utilidad de la
interferometría, o sea del uso de las ondas de luz como
unidad de medida.