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Instrumentos Calibrados (página 2)




Partes: 1, 2, 3


Otro uso importante de las balanzas es para pesar pequeñas cantidades de masa que se utiliza en los laboratorios para hacer pruebas o análisis de determinados materiales. Estas balanzas destacan por su gran precisión.

En los hogares también hay, a menudo, pequeñas balanzas para pesar los alimentos que se van a cocinar según las indicaciones de las recetas culinarias.

Simbolismo: La balanza se ha utilizado desde la antigüedad como símbolo de la justicia y del derecho, dado que representaba la medición a través de la cual se podía dar a cada uno lo que es justo.

Balanza de Densidad

Balanza.

Balanza de Cocina

La Báscula: también llamada en algunos lugares Pesa, juntamente con la romana y la balanza son los tres instrumentos u operadores técnicos que se han diseñado e inventado para el peso de masas. La báscula fue el operador que se inventó para pesar las masas que no se podían pesar en las romanas, bien porque fuesen demasiado pesadas o bien porque no se pudiesen colgar de los ganchos de las romanas. Así que lo característico de las básculas es que tienen una plataforma a ras de suelo, donde resulta fácil colocar la masa que se quiere pesar. El sistema original de funcionamiento estaba basado en un juego de palancas que se activaban al colocar la masa en la plataforma y que luego se equilibraba con el desplazamiento de un pilón a lo largo de una barra graduada donde se leía el peso de la masa.

Esta facilidad para poner masas grandes y pesadas encima de la plataforma es lo que ha hecho posible construir básculas con una capacidad de peso muy grande que son utilizadas para pesar camiones de gran tonelaje.

TIPOS DE BÁSCULAS

Con el tiempo las básculas han evolucionado mucho y hoy día ya funcionan con métodos y sistemas electrónicos dando una lectura rápida y directa del peso de la masa. Actualmente hay varios tipos de básculas que son bastante representativas:

Básculas de baño: Se encuentran en muchos hogares y son un elemento muy útil y rápido para conocer el peso de las personas que habitan en el hogar.

Básculas para pesar personas en farmacias: Son básculas muy sofisticadas que introduciendo una moneda, pesan, miden y calculan el peso ideal que corresponde.

Báscula para pesar mercancías en empresas y almacenes: Son básculas cuya plataforma está a ras de suelo, y permiten pesar de forma rápida y directa las mercancías que maneja una empresa, hay básculas de diferentes capacidades de peso.

Báscula para pesar camiones: Son básculas de gran capacidad de peso que se instalan en la entrada de muchas empresas y en las carreteras para pesar directamente a los camiones que acceden a las empresas o controlarlos en las carreteras por si llevan exceso de carga.

Báscula para pesar graneles: También llamada Bulk Weighing (pesaje en continuo por ciclos) Son básculas intercaladas en cintas transportadoras de materiales a granel. El sistema consta de dos tolvas en línea vertical. La superior tiene por objeto almacenar material mientras se produce el pesado del contenido de la tolva inferior. Una vez efectuado el mismo el granel es liberado a la cinta transportadora y cuando la tolva se vacía se vuelve a llenar con el material acumulado el la tolva superior.

Báscula de dosificación: Son básculas normalmente en forma de tolva suspendida por células de carga. A dicha tolva le llegan unos sinfines cuyos motores están controlados por un visor dosificador que puede realizar una formula con varios componentes.

Báscula para el peso de las personas

Báscula para graneles

Espectrómetro de masas: Es un instrumento que permite analizar con gran precisión la composición de diferentes elementos químicos e isótopos atómicos, separando los núcleos atómicos en función de su relación masa-carga (m/z). Puede utilizarse para identificar los diferentes elementos químicos que forman un compuesto, o para determinar el contenido isotópico de diferentes elementos en un mismo compuesto. Con frecuencia se encuentra como detector de un cromatógrafo de gases, en una técnica híbrida conocida por sus iniciales en inglés, GC-MS.

El espectrómetro de masas mide razones carga/masa de iones, calentando un haz de material del compuesto a analizar hasta vaporizarlo e ionizar los diferentes átomos. El haz de iones produce un patrón específico en el detector, que permite analizar el compuesto. En la industria es altamente utilizado en el análisis elemental de semiconductores, biosensores y cadenas poliméricas complejas.

La espectrometría de masas: Es una técnica experimental que permite la medición de iones derivados de moléculas

Espectrómetro

Componentes de un Espectrómetro

Catarómetro es un instrumento utilizado para la determinación de la composición de una mezcla de gas.

El equipo se compone de dos tubos paralelos que contienen el gas de las bobinas de calefacción. Los gases son examinados comparando el radio de pérdida de calor de las bobinas de calefacción en el gas. Las bobinas son dispuestas dentro de un circuito de puente que tiene resistencia a los cambios debido al desigual enfriamiento que puede ser medido. Un canal contiene normalmente una referencia del gas y la mezcla que se probará se pasa a través del otro canal.

El principio de funcionamiento se basa en la conductividad térmica de un gas, que es inversamente proporcional con su peso molecular. Puesto que varios de los componentes de las mezclas de gas tienen masa generalmente diversa es posible estimar las concentraciones relativas. El hidrógeno tiene aproximadamente seis partes de la conductividad del nitrógeno por ejemplo.

Los catarómetros se utilizan médicamente para el análisis del funcionamiento pulmonar y en la cromatografía de gases. Los resultados son más lentos de obtener comparado al del espectrómetro de masa, pero el dispositivo es económico, y tiene buena exactitud cuando de gases se trata, y es solamente la proporción que debe ser determinada.

A continuación se muestra una tabla de los gases más comunes; como se puede notar, el monóxido de carbono tiene una masa atómica casi idéntica al nitrógeno molecular; por lo tanto, es prácticamente imposible distinguirlos con un Catarómetro.

Nombre del gas

Composición química

Masa (g/mol)

Hidrógeno

H2

2,0158

Oxigeno

O2

31.998

Vapor de agua

H2O

17.0069

Nitrógeno

N2

28.014

Dióxido de carbono

CO2

44.009

Monóxido de carbono

CO

28.010

Metano

CH4

16.0426

Detector de Gas Portátil. Detector de Gas.

Calendario: Es una cuenta sistematizada del tiempo para la organización de las actividades humanas. Antiguamente estaba basado en los ciclos lunares. En la actualidad, los diversos calendarios tienen base en el ciclo que describe la Tierra alrededor del Sol y se denominan calendarios solares. El calendario sideral se basa en el movimiento de otros astros diferentes al Sol.

TIPOS DE CALENDARIO

Calendarios de uso generalizado en el mundo

•Calendario chino

•Calendario gregoriano

•Calendario hebreo, relacionado con el Anno Mundi (existe calendario hebreo antiguo y el usado actualmente calendario judío, creado por Hillel Ilin en 258, puesto en uso desde el siglo XI del calendario gregoriano)

•Calendario hindú (denominación común del calendario civil de la India)

•Calendario musulmán

•Calendario persa

Calendarios Festivos o recordatorios

•Calendario Dominicano

Calendarios de antiguas culturas

•Calendario ático

•Calendario azteca (esta denominación se refiere a un conjunto sincronizado de varios calendarios de los diferentes pueblos aztecas, aun es utilizado por algunos de los habitantes del área que ocuparon)

•Calendario egipcio

•Calendario helénico

•Calendario hispánico

•Calendario inca

•Calendario irlandés

•Calendario juliano

•Calendario maya (esta denominación refiere a un conjunto sincronizado de varios calendarios de los diferentes pueblos mayas, aun es utilizado por algunos de sus habitantes)

•Calendario ruso (juliano reformado)

Calendarios experimentales

•Calendario republicano francés (1792 - 1806)

•Calendario revolucionario soviético (1-X-1929 - 1940)

•Calendario sueco (1-III-1700 - "30-II"-1711)

Calendario De Almanaque

Calendario chino

El Cronómetro: es un reloj o una función de reloj que sirve para medir fracciones de tiempo, normalmente cortos y con gran precisión.

Empieza a contar desde 0 cuando se le pulsa un botón y se suele parar con el mismo botón.

Además es muy habitual que se puedan medir dos tiempos con mismo comienzo y distinto final. Para ello se comienza normalmente y el primer tiempo se congela con otro botón, normalmente con el de puesta a 0. Mientras en segundo plano el cronómetro sigue contando hasta que se pulsa el botón de comienzo.

Para mostrar el segundo tiempo o mostrar el tiempo actual que todavía sigue contando, se pulsa el botón de reset o puesta a 0.

Los cronómetros se pueden detener y comenzar con otros métodos que no requieran la pulsación de botones, que pueden tener más margen de error y necesitan a alguien que los accione. Algunos de estos sistemas automáticos son: el corte de un rayo luminoso o la detección de un transceptor. También en los ciclo computadores se usa un cronómetro que no necesita la acción humana, sino que se activa con el movimiento de la rueda.

Son habituales las medidas en centésimas de segundo, como en los relojes de pulsera o incluso milésimas de segundo.

Es ampliamente conocido su empleo en competencias deportivas así como en ciencia y tecnología.

Cronómetro

Cronómetros Digitales

Reloj: Se denomina reloj a un instrumento u operador técnico que permite medir el tiempo. Existen diversos tipos, que se adecuan según el propósito:

·Conocer la hora actual (reloj de pulso, reloj de bolsillo, reloj de salón o pared)

·Medir la duración de un suceso (cronómetro, reloj de arena)

·Señalar las horas por sonidos parecidos a campanadas o pitidos (reloj de péndulo, reloj de pulso con bip a cada hora)

·Activar una alarma en cierta hora específica (reloj despertador)

Los relojes se utilizan desde la antigüedad. A medida que ha ido evolucionando la ciencia y la tecnología de su fabricación, han ido apareciendo nuevos modelos con mayor precisión, mejor prestancia y menor coste de fabricación. Es quizá uno de los instrumentos más populares que existen actualmente y casi todas las personas disponen de uno o varios relojes personales de pulsera. Muchas personas, además de la utilidad que los caracteriza, los ostentan como símbolo de distinción, por lo que hay marcas de relojes muy finas y lujosas.

Asimismo, en los hogares hay varios y diferentes tipos de relojes; muchos electrodomésticos incorporan relojes digitales y en cada computadora hay un reloj. El reloj es un instrumento omnipresente en la vida actual, debido a la importancia que se da al tiempo en las sociedades modernas. Sin embargo, las personas que viven en las comunidades rurales, lejos del ruido de la vida moderna, pueden darse el lujo de omitir el uso de este instrumento debido a que no tienen prisa en su modo de vida. Aun las personas que viven en las grandes ciudades industriales, podrían omitir el uso del reloj cuando ya tienen un esquema de actividades en pleno dominio o bien cuando su vida ya no requiere los tiempos precisos de estar en determinados lugares.

La mayor precisión conseguida hasta ahora es la del último reloj atómico desarrollado por la Oficina Nacional de Normalización (NIST) de los EEUU, el NIST-F1, puesto en marcha en 1999, es del orden de un segundo en 20 millones de años.

TIPOS DE RELOJ

Hay una gran variedad de tipos diferentes de relojes, según sean sus aplicaciones, actualmente los relojes personales son electrónicos, ya sean analógicos o digitales, que funcionan con una pequeña pila eléctrica que mediante impulsos hace girar las agujas de los relojes analógicos o marca los números de los relojes digitales.

·Relojes de pulsera

·Cronómetro

·Relojes de torres y campanarios

·Relojes de salón

·El reloj de bolsillo

Otros tipos de relojes según su forma o empleo:

•Reloj cucú

•Reloj Foliot

•Relojes de sol

•Relojes de misa

•Relojes de arena

•Relojes de agua (Clepsidra)

•Relojes mecánicos

•Relojes de péndulo

•Relojes de bolsillo

•Relojes de pared

•Despertadores

•Minuteros

•Relojes electrónicos

•Relojes de diapasón

•Relojes de cuarzo

•Relojes atómicos

•Relojes digitales

Partes de un Reloj: El reloj con esfera tradicional suele contar con manecillas para la hora, minutero (para los minutos) y segundero (para los segundos). Además, puede contar adicionalmente con despertador y/o calendario

Reloj de Salón

De Números Romanos

Reloj de Pulsera

Reloj Atómico: Se denomina reloj atómico a un reloj cuyo funcionamiento se basa en la frecuencia de una vibración atómica.

Un reloj atómico es un tipo de reloj que utiliza una frecuencia de resonancia atómica normal para alimentar su contador. Los primeros relojes atómicos tomaban su referencia de un Máser. Las mejores referencias atómicas de frecuencia (o relojes) modernas se basan en físicas más avanzadas que involucran átomos fríos y las fuentes atómicas. Las agencias de las normas nacionales mantienen una exactitud de 10-9 segundos por día, y una precisión igual a la frecuencia del transmisor de la radio que bombea el máser. Los relojes atómicos mantienen una escala de tiempo continua y estable, el Tiempo Atómico Internacional (TAI). Para el uso cotidiano, se disemina otra escala de tiempo, el Tiempo Universal Coordinado (UTC). El UTC se deriva del TAI, pero se sincroniza usando segundos de intercalación con el Tiempo Universal (UT1), el cual se basa en el paso del día y la noche según las observaciones astronómicas.

De Hamburgo

Reloj Atómico

La datación radiométrica es el procedimiento tecnico empleado para determinar la edad absoluta de rocas, minerales y restos orgánicos. En los tres casos se analizan las proporciones de un isótopo padre y un isótopo hijo de los que se conoce su semivida o vida mitad. Ejemplos de estos pares de isótopos radiactivos pueden ser el K/Ar, U/Pb, Rb/Sr, Sm/Nd, etc.

La Datación por radiocarbono (básada en la desintegración del isótopo carbono-14) es comúnmente utilizada para datación de restos orgánicos relativamente recientes. El isótopo usado depende de la antigüedad de las rocas o restos que se quieran datar. Por ejemplo, para restos orgánicos de hasta 60.000 años se usa el carbono-14, pero para rocas de millones de años se usan otros isótopos de semivida más larga.

Ecuación de datación

Considerando el decaimiento radiactivo producido en los elementos inestables para convertirse en estables, se tiene una expresión matemática que relacionan los períodos de semidesintegración y el tiempo geológico tal que:

Donde:

t = Edad de la muestra

D = Número de átomos decaídos radiactivamente

P = Número de isótopos en la muestra original

λ = periodo de semidesintegración del isótopo

ln = Logaritmo neperiano

Dentro de los instrumentos de medición de longitudes, la cinta métrica o metro y la regla son los más comunes y los más fáciles de utilizar.

Cinta métrica o flexómetro

El metro, normalmente fabricado de fleje metálico o fibra textil, tiene una escala grabada sobre su superficie, graduada y numerada, en el sistema métrico las divisiones suelen ser centímetros o milímetros. Los flexometros de fleje metálico, enrollables, suelen tener una longitud entre 1 a 10 metros, normalmente, los de material textil, suelen ser de mayor longitud de 10 a 50 m.

Existe una variante de metro textil de entre uno a dos metros de longitud, con divisiones de 0,5 cm. empleado en los trabajos de costura y confección.

La regla

La regla, es una herramienta que presenta una numeración específica, puede ser en pulgadas, centímetros, décimas o milésimas de éstas. Una regla presenta una estructura maciza ya sea larga o angular. Existen diversas clases de reglas, cada una de ellas creadas para las diversas aplicaciones de diferentes clases de trabajos. También sirve para formar figuras geométricas u otras figuras. También sirve para hacer gráficos manuales.

La regla Cinta Métrica.

El calibre: También denominado cartabón de corredera o pie de rey, es un instrumento para medir dimensiones de objetos relativamente pequeños, desde centímetros hasta fracciones de milímetros (1/10 de milímetro, 1/20 de milímetro, 1/50 de milímetro).

En la escala de las pulgadas tiene divisiones equivalentes a 1/16 de pulgada y en su nonio de 1/128 de pulgadas.

El inventor de este instrumento fue el matemático francés Pierre Vernier (1580 (?) - 1637 (?)), y la escala secundaria de un calibre destinada a apreciar fracciones de la unidad menor, se la conoce con el nombre de Vernier en honor a su inventor. En castellano se utiliza con frecuencia la voz nonio para definir esa escala.

Consta de una "regla" con una escuadra en un extremo, sobre la cual desliza otra destinada a indicar la medida en una escala. Permite apreciar longitudes de 1/10, 1/20 y 1/50 de milímetro utilizando el nonio.

Mediante piezas especiales en la parte superior y en su extremo permite medir dimensiones internas y profundidades.

Posee dos escalas: la inferior milimétrica y la superior en pulgadas.

Componentes de un Pie Rey.

1. Mordazas para medidas externas.

2. Mordazas para medidas internas.

3. Coliza para medida de profundidades.

4. Escala con divisiones en centímetros y milímetros.

5. Escala con divisiones en pulgadas y fracciones de pulgada.

6. Nonio para la lectura de las fracciones de milímetros en que esté dividido.

7. Nonio para la lectura de las fracciones de pulgada en que esté dividido.

8. Botón de deslizamiento y freno.

PIE DE REY

El micrómetro: (del griego micros, pequeño, y metros, medición), también llamado Tornillo de Palmer, es un instrumento de medición cuyo funcionamiento está basado en el tornillo micrométrico y que sirve para medir las dimensiones de un objeto con alta precisión, del orden de centésimas de milímetros (0,01 mm) y de milésimas de milímetros (0,001mm) (micra).

Para ello cuenta con 2 puntas que se aproximan entre sí mediante un tornillo de rosca fina, el cual tiene grabado en su contorno una escala. La escala puede incluir un nonio. La máxima longitud de medida del micrómetro de exteriores es de 25 mm, por lo que es necesario disponer de un micrómetro para cada campo de medidas que se quieran tomar (0-25 mm), (25-50 mm), (50-75 mm), etc.

Frecuentemente el micrómetro también incluye una manera de limitar la torsión máxima del tornillo, dado que la rosca muy fina hace difícil notar fuerzas capaces de causar deterioro de la precisión del instrumento.

TIPOS DE MICRÓMETROS

·En los procesos de fabricación mecánica de precisión, especialmente en el campo de rectificados se utilizan varios tipos de micrómetros de acuerdo a las características que tenga la pieza que se está mecanizando.

·Micrómetro de exteriores estándar

·Micrómetro de exteriores con platillo para verificar engranajes

·Micrómetro de exteriores digitales para medidas de mucha precisión

·Micrómetros exteriores de puntas para la medición de roscas

·Micrómetro de interiores para la medición de agujeros

·Micrómetro para medir profundidades (sonda)

·Micrómetro con reloj comparador

·Micrómetro especial para la medición de roscas exteriores

Cuando se trata de medir medidas de mucha precisión y muy poca tolerancia debe hacerse en unas condiciones de humedad y temperatura controlada.

Micrómetros Para exteriores y Digitales

El reloj comparador es un instrumento de medición que se utiliza en los talleres e industrias para la verificación de piezas y que por sus propios medios no da lectura directa, pero es útil para comparar las diferencias que existen en la cota de varias piezas que se quieran verificar. La capacidad para detectar la diferencia de medidas es posible gracias a un mecanismo de engranajes y palancas, que van metidos dentro de una caja metálica de forma circular. Dentro de esta caja se desliza un eje, que tiene una punta esférica que hace contacto con la superficie. Este eje al desplazarse mueve la aguja del reloj, haciendo posible la lectura directa y fácil de las diferencias de medida.

La precisión de un reloj comparador puede ser de centésimas de milímetros o incluso de milésimas de milímetros micras según la escala a la que esté graduado. También se presentan en milésimas de pulgada.

El mecanismo se basa en transformar el movimiento lineal de la barra deslizante de contacto en movimiento circular que describe la aguja del reloj.

·El reloj comparador tiene que ir incorporado a una galga de verificación o a un soporte con pie magnético que permite colocarlo en la zona de la máquina que se desee.

·

Es un instrumento muy útil para la verificación de diferentes tareas de mecanizado, especialmente la excentricidad de ejes de rotación.

Reloj Comparador

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.

Interferómetro

El sextante: Es un instrumento que permite medir ángulos entre dos objetos tales como dos puntos de una costa o un astro -tradicionalmente, el Sol- y el horizonte. Conociendo la elevación del Sol y la hora del día se puede determinar la latitud a la que se encuentra el observador. Esta determinación se efectúa con bastante precisión mediante cálculos matemáticos sencillos de aplicar.

Este instrumento, que reemplazó al astrolabio por tener mayor precisión, ha sido durante varios siglos de gran importancia en la navegación marítima, inclusive en la navegación aérea también, hasta que en los últimos decenios del siglo XX se impusieron sistemas más modernos, sobre todo, la determinación de la posición mediante satélites. El nombre sextante proviene de la escala del instrumento, que abarca un ángulo de 60 grados, o sea, un sexto de un círculo completo.

Forma de operar el sextante

Para determinar el ángulo entre dos puntos, por ejemplo, entre el horizonte y un astro, primero es necesario asegurarse de utilizar los diferentes filtros si el astro que se va a observar es el Sol (muy importante por las graves secuelas oculares que puede generar). Además, es necesario proveerse de un cronómetro muy preciso y bien ajustado al segundo, para poder determinar la hora exacta de la observación y, de ese modo, anotarla para los inmediatos cálculos que se van a realizar.

Para llevar a cabo estas mediciones, el sextante dispone de:

Un espejo móvil, con una aguja (alidada) que señala en la escala (limbo) el ángulo medido.

Un espejo fijo, que en media parte permite ver a través de él.

Una mira telescópica.

Filtros de protección ocular.

Sextantes

Un transportador: Es un instrumento de medición de ángulos en grados que viene en dos presentaciones básicas:

1.- Transportador de 360°, con forma de círculo graduado.

2.- Transportador de 180° con forma de semicírculo graduado. Es más común que el de 360° pero tiene la limitación de que al medir ángulos cóncavos (de más de 180° y menos de 360°), se tiene que hacer un ajuste del instrumento.

En Francia y en Estados Unidos se usa una división de la circunferencia en 400 grados centesimales, por lo que existen en esos países transportadores en los que se observa cada cuarto de círculo o cuadrante una división de 100 grados centesimales.

Para trazar un ángulo en grados, se sitúa el centro del transportador en el vértice del ángulo y se alinea la parte derecha del radio (semirrecta de 0º) con el lado inicial. Enseguida se marca con un lápiz el punto con la medida del ángulo deseada. Finalmente se retira el transportador y se traza con la regla desde el vértice hasta el punto previamente establecido o un poco más largo según se desee el lado terminal del ángulo.

Para medir un ángulo en grados, se alinea el lado inicial del ángulo con el radio derecho del transportador (semirrecta de 0°) y se determina, en sentido contrario al de las manecillas del reloj, la medida que tiene, prolongando en caso de ser necesario los brazos del ángulo por tener mejor visibilidad. Aun cuando pocas personas distinguen la diferencia entre un transportador correctamente graduado y otro que no lo sea, para que el transportador se considere correcto debe iniciar con el cero del lado derecho e ir de 10 en 10 grados en sentido contrario al de las manecillas del reloj. Para trazar ángulos en una hoja de cuaderno, conviene un transportador de 360° del tamaño más pequeño, y para trazar ángulos en el pintarrón, conviene uno de 360° del más grande que haya, pues en el estuche geométrico didáctico de madera, viene en sentido contrario la graduación además de que solo viene en 180°.

Transportador de 180º

Transportador de 360º

+

Transportador de 400 grados centesimales

El termómetro: Es un instrumento u operador técnico que fue inventado y fabricado para poder medir

la temperatura. Desde su invención ha evolucionado mucho, principalmente desde que se empezaron a fabricar los termómetros electrónicos digitales.

Los termómetros iniciales que se fabricaron se basaban en el principio de la dilatación, por lo que se prefiere el uso de materiales con un coeficiente de dilatación alto de modo que, al aumentar la temperatura, la dilatación del material sea fácilmente visible. El metal base que se utilizaba en este tipo de termómetros ha sido el mercurio encerrado en un tubo de cristal que incorporaba una escala graduada.

En el mes de julio de 2007 el Gobierno de España ha decretado la prohibición de fabricar termómetros de mercurio por su efecto contaminante.

El creador del primer termoscopio fue Galileo Galilei; éste podría considerarse el predecesor del termómetro. Consistía en un tubo de vidrio que terminaba con una esfera en su parte superior que se sumergía dentro de un líquido mezcla de alcohol y agua. Al calentar el agua, ésta comenzaba a subir por el tubo. Sanctorius incorporó una graduación numérica al instrumento de Galilei, con lo que surgió el termómetro.

TIPOS DE TERMÓMETROS

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, basado 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

Para medir ciertos parámetros se emplean termómetros modificados, tales como los siguientes:

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.

De Vidrio

De Laboratorio

+

Con Sensor Infrarrojos

Un termopar: Es un dispositivo formado por la unión de dos metales distintos que produce un voltaje (efecto Seebeck),que es función de la diferencia de temperatura entre uno de los extremos denominado “punto caliente” o unión caliente o de medida y el otro denominado “punto frío” o unión fría o de referencia.

En Instrumentación industrial, los termopares son ampliamente usados como sensores de temperatura. Son económicos, intercambiables, tienen conectores estándar y son capaces de medir un amplio rango de temperaturas. Su principal limitación es la exactitud ya que los errores del sistema inferiores a un grado centígrado son difíciles de obtener.

El grupo de termopares conectados en serie recibe el nombre de termopila. Tanto los termopares como las termopilas son muy usados en aplicaciones de calefacción a gas

TIPOS DE TERMOPARES

Tipo K (Cromo (Ni-Cr) Chromel / Aluminio (aleación de Ni -Al) Alumel): con una amplia variedad de aplicaciones, está disponible a un bajo costo y en una variedad de sondas. Tienen un rango de temperatura de -200 ºC a +1.372 ºC y una sensibilidad 41µV/°C aprox.

Tipo E (Cromo / Constantán (aleación de Cu-Ni)): No son magnéticos y gracias a su sensibilidad, son ideales para el uso en bajas temperaturas, en el ámbito criogénico. Tienen una sensibilidad de 68 µV/°C.

Tipo J (Hierro / Constantán): debido a su limitado rango, el tipo J es menos popular que el K. Son ideales para usar en viejos equipos que no aceptan el uso de termopares más modernos. El tipo J no puede usarse a temperaturas superiores a 760 ºC ya que una abrupta transformación magnética causa una descalibración permanente. Tienen un rango de -40ºC a +750ºC y una sensibilidad de ~52 µV/°C.

Tipo N (Nicrosil (Ni-Cr-Si / Nisil (Ni-Si)): es adecuado para mediciones de alta temperatura gracias a su elevada estabilidad y resistencia a la oxidación de altas temperaturas, y no necesita del platino utilizado en los tipos B, R y S que son más caros.

Por otro lado, los termopares tipo B, R y S son los más estables, pero debido a su baja sensibilidad (10 µV/°C aprox.) generalmente son usados para medir altas temperaturas (superiores a 300 ºC).

Tipo B (Platino (Pt)-Rodio (Rh)): son adecuados para la medición de altas temperaturas superiores a 1.800 ºC. El tipo B por lo general presentan el mismo resultado a 0 ºC y 42 ºC debido a su curva de temperatura/voltaje.

Tipo R (Platino (Pt)-Rodio (Rh)): adecuados para la medición de temperaturas de hasta 1.300 ºC. Su baja sensibilidad (10 µV/°C) y su elevado precio quitan su atractivo.

Tipo S (Platino / Rodio): ideales para mediciones de altas temperaturas hasta los 1.300 ºC, pero su baja sensibilidad (10 µV/°C) y su elevado precio lo convierten en un instrumento no adecuado para el uso general. Debido a su elevada estabilidad, el tipo S es utilizado para la calibración universal del punto de fusión del oro (1064,43 °C).

Tipo T: es un termopar adecuado para mediciones en el rango de -200 ºC a 0 ºC. El conductor positivo está hecho de cobre y el negativo, de constantán.

Los termopares con una baja sensibilidad, como en el caso de los tipos B, R y S, tienen además una resolución menor. La selección de termopares es importante para asegurarse que cubren el rango de temperaturas a determinar

Termopares Tipo K, J, T

Un pirómetro: También llamado pirómetro óptico, es un dispositivo capaz de medir la temperatura de una sustancia sin necesidad de estar en contacto con ella. El término se suele aplicar a aquellos instrumentos capaces de medir temperaturas superiores a los 600 grados celsius. Una aplicación típica es la medida de la temperatura de metales incandescentes en molinos de acero o fundiciones.

Uno de los pirómetros más comunes es el pirómetro de absorción-emisión, que se utiliza para determinar la temperatura de gases a partir de la medición de la radiación emitida por una fuente de referencia calibrada, antes y después de que esta radiación haya pasado a través del gas y haya sido parcialmente absorbida por éste. Ambas medidas se hacen en el mismo intervalo de las longitudes de onda.

Para medir la temperatura de un metal incandescente, se observa éste a través del pirómetro, y se gira un anillo para ajustar la temperatura de un filamento incandescente proyectado en el campo de visión. Cuando el color del filamento es idéntico al del metal, se puede leer la temperatura en una escala según el ajuste del color del filamento.

Pirómetro

Barómetro: Un barómetro es un instrumento que mide la presión atmosférica. La presión atmosférica es el peso por unidad de superficie ejercida por la atmósfera.

Los barómetros son instrumentos fundamentales para medir el estado de la atmósfera y realizar predicciones meteorológicas. Las altas presiones se corresponden con buen tiempo mientras que las bajas presiones son indicadores de regiones de tormentas y borrascas.

Del barómetro se deriva un instrumento llamado barógrafo, que registra las fluctuaciones de la presión atmosférica a lo largo de un periodo de tiempo mediante una técnica muy similar a la utilizada en los sismógrafos.

Los altímetros barométricos utilizados en aviación son esencialmente barómetros con la escala convertida a metros o pies de altitud.

La unidad de medida de la presión atmosférica que suelen marcar los barómetros se llama hectopascal, de abreviación (hPa)

Barómetro.

Manómetro: Un manoscopio o manómetro es un instrumento de medición que sirve para medir la presión de fluidos contenidos en recipientes cerrados. Existen, básicamente, dos tipos: los de líquidos y los metálicos.

Los manómetros de líquidos emplean, por lo general, como líquido manométrico el mercurio, que llena parcialmente un tubo en forma de U. El tubo puede estar abierto por ambas ramas o abierto por una sola. En ambos casos la presión se mide conectando el tubo al recipiente que contiene el fluido por su rama inferior abierta y determinando el desnivel h de la columna de mercurio entre ambas ramas.

Si el manómetro es de tubo abierto es necesario tomar en cuenta la presión atmosférica p0 en la ecuación:

p = p0 ± ρ.g.h

Si es de tubo cerrado, la presión vendrá dada directamente por p = ρ.g.h. Los manómetros de este segundo tipo permiten, por sus características, la medida de presiones elevadas.

En los manómetros metálicos la presión da lugar a deformaciones en una cavidad o tubo metálico, denominado tubo de Bourdon en honor a su inventor. Estas deformaciones se transmiten a través de un sistema mecánico a una aguja que marca directamente la presión sobre una escala graduada.

Manómetro.

TUBO DE PITOT

El tubo de Pitot, inventado por el ingeniero y físico francés Henri Pitot, sirve para calcular la presión total, también llamada presión de estancamiento, presión remanente o presión de remanso (suma de la presión estática y de la presión dinámica).

Tubo de Pitot

Anemómetro: El indicador de velocidad aerodinámica o anemómetro es el instrumento que indica la velocidad relativa del avión con respecto al aire en que se mueve. Normalmente muestra esta velocidad en millas terrestres por hora “m.p.h”, nudos “knots” (1 nudo = i milla marítima por hora), o en ambas unidades.

Este instrumento es uno de los más importantes, quizás el que mas, debido a que en casi todas las operaciones de vuelo el ingrediente común es el parámetro de la velocidad.

En los manuales de operación no hay casi ninguna maniobra que no refleje una velocidad a mantener, a no sobrepasar, recomendada, etc. además de que la mayoría de los números, críticos y no tan críticos, con los que se pilota un avión se refieren a velocidades: velocidad de perdida, de rotación, de mejor ascenso, de planeo, de crucero, de máximo alcance, de nunca exceder, etc.

Principios de la operación:

El anemómetro es en realidad y básicamente un medidor de presión, que transforma la presión diferencial en unidades de velocidad. La diferencia entre la presión total proporcionada por el tubo de pitot (Pe + Pd) y la presión estática (Ps) dada por las tomas estáticas, es la presión dinámica (Pe + Pd + Pe = Pd), que es proporcional a 1/2dv2

Lectura del anemómetro:

La lectura del anemómetro es muy sencilla: una aguja marca directamente la velocidad relativa del avión en la escala del dial. Algunos anemómetros tienen dos escalas una m.p.h y otras en nudos; se puede tomar como referencia una y otra, pero poniendo cuidado para no confundirse de escala. Por ejemplo, si queremos planear 10 nudos y nos equivocamos de escala, planeamos realmente 70 m.p.h., velocidad sensiblemente inferior a la deseada.

Conviene resaltar que el anemómetro mide la velocidad relativa del avión respecto al aire que lo rodea NO respecto al suelo. La velocidad respecto al suelo dependerá del viento en cara o en cola que tenga el avión, y de la velocidad de dicho viento. La velocidad indicada por el anemómetro se relaciona solo indirectamente con la velocidad del avión respecto al suelo.

Hay dos fenómenos que influyen en la medición del anemómetro: la densidad del aire y su velocidad. Una indicación de X nudos puede ser debida a una velocidad alta combinada con una baja densidad del aire, pero también puede ser indicada por una velocidad menor en un aire mas denso. Esto debe ser tenido en cuenta para conocer la velocidad real, pero no en lo referente a las velocidades de maniobra: respecto a estas no es necesario hacer correcciones por densidad a distintas altitudes, el indicador lo hace por nosotros; fiémonos del indicador de velocidad. Las velocidades de maniobra (pérdida, mayor ángulo de ascenso, rotación, etc.) se refieren a velocidades leídas en el anemómetro.

Código de colores:

Arco verde: velocidades de operación normal del avión. El extremo inferior de este arco corresponde a la velocidad de perdida con el avión limpio, peso máximo y sin motor (vs1). El extremo superior marca el límite de la velocidad normal de operación (Vno). En este rango de velocidades el avión no tendrá problemas estructurales en caso de turbulencias moderadas.

Arco blanco: velocidades de operación con flaps extendidos, o velocidades a las cuales se pueden extender los flaps sin sufrir daños estructurales. El extremo inferior de este arco corresponde a la velocidad de perdida con los flaps extendidos, peso máximo y sin motor (VsO). El extremo superior indica la velocidad límite de extensión de los flaps (Vfe). Los flaps deben deflectarse únicamente en el rango de velocidades del arco blanco.

Arco amarillo: margen de precaución. A estas velocidades solo se puede volar en el aire no turbulento y aun así no deben realizarse maniobras bruscas que podrían dañar el avión.

Arco rojo: velocidad máxima de vuelo del avión en aire no turbulento (Vne). Esta velocidad no puede ser nunca rebasada por el avión ni siquiera en el aire sin turbulencias podrían producirse daños estructurales.

Caudalímetro: Instrumento empleado para la medición del caudal de un fluido o Gasto másico. Estos aparatos suelen colocarse en línea con la tubería que transporta el fluido. También suelen llamarse medidores de caudal, medidores de flujo o flujómetros.

Existen versiones mecánicas y eléctricas. Entre las mecánicas se encuentran los viejos contadores de agua instalados a la entrada de una vivienda para determinar cuantos metros cúbicos de agua se consumieron. Un ejemplo de caudalímetro eléctrico lo podemos encontrar en los calentadores de agua de paso que lo utilizan para determinar el caudal que está circulando o en las lavadoras para llenar su tanque a diferentes niveles.

TIPOS DE CAUDALÍMETROS

·Mecánicos visuales (de área variable) (rotámetros)

·Mecánico de molino

·Electrónicos de molino

·Electrónicos de turbina

·Diferencial de presión

·Magnéticos

·Vortex

·Desplazamiento positivo

·Ultrasónicos

·Diferencial de temperatura

·Medidor de Coriolis

Ultrasónicos

Magnéticos

Electrómetros: Es un electroscopio dotado de una escala. Los electrómetros, al igual que los electroscopios, han caído en desuso debido al desarrollo de instrumentos electrónicos de precisión.

Uno de los modelos de electrómetro consiste en una caja metálica en la cual se introduce, debidamente aislada por un tapón aislante, una varilla que soporta una lámina de oro muy fina o una aguja de aluminio, apoyada en este caso de tal manera que pueda girar libremente sobre una escala graduada.

Al establecer una diferencia de potencial entre la caja y la varilla con la lámina de oro (o la aguja de aluminio), esta es atraída por la pared del recipiente. La intensidad de la desviación puede servir para medir la diferencia de potencial entre ambas.

Amperímetro: es un instrumento que sirve para medir la intensidad de corriente que está circulando por un circuito eléctrico.

Los amperímetros, en esencia, están constituidos por un galvanómetro cuya escala ha sido graduada en amperios.

El aparato descrito corresponde al diseño original, ya que en la actualidad los amperímetros utilizan un conversor analógico/digital para la medida de la caída de tensión sobre un resistor por el que circula la corriente a medir. La lectura del conversor es leída por un microprocesador que realiza los cálculos para presentar en un display numérico el valor de la corriente circulante.

Los Galvanómetros: Son aparatos que se emplean para indicar el paso de corriente eléctrica por un circuito y para la medida precisa de su intensidad.

Suelen estar basados en los efectos magnéticos o térmicos causados por el paso de la corriente.

En el caso de los magnéticos pueden ser de imánmóvil o de cuadro móvil.

En un galvanómetro de imán móvil la aguja indicadora está asociada a un imán que se encuentra situado en el interior de una bobina por la que circula la corriente que tratamos de medir y que crea un campo magnético que, dependiendo del sentido de la misma, produce una atracción o repulsión del imán proporcional a la intensidad de dicha corriente.

En el galvanómetro de cuadro móvil el efecto es similar, difiriendo únicamente en que en este caso la aguja indicadora está asociada a una pequeña bobina, por la que circula la corriente a medir y que se encuentra en el seno del campo magnético producido por un imán fijo.

En el diagrama de la derecha está representado un galvanómetro de cuadro móvil en el que, en rojo, se aprecia la bobina o cuadro móvil y en verde el resorte que hace que la aguja indicadora vuelva a la posición de reposo una vez que cesa el paso de corriente.

En el caso de los galvanómetros térmicos, lo que se pone de manifiesto es el alargamiento producido al calentarse, por el Efecto Joule, al paso de la corriente, un hilo muy fino arrollado a un cilindro solidario con la aguja indicadora. Lógicamente el mayor o menor alargamiento es proporcional a la intensidad de la corriente.

Un óhmetro u ohmímetro: Es un instrumento para medir la resistencia eléctrica.

El diseño de un óhmetro se compone de una pequeña batería para aplicar un voltaje a la resistencia bajo medida, para luego mediante un galvanómetro medir la corriente que circula a través de la resistencia.

La escala del galvanómetro está calibrada directamente en ohmios, ya que en aplicación de la ley de Ohm, al ser el voltaje de la batería fijo, la intensidad circulante a través del galvanómetro sólo va a depender del valor de la resistencia bajo medida, esto es, a menor resistencia mayor intensidad de corriente y viceversa.


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