Micrómetros
El micrómetro, originado en Francia, era un tanto burdo. Laroy S. Starrett (1836 – 1922, fundador de la empresa STARRETT) es el responsable de la mayoría de los perfeccionamientos que hicieron del micrómetro el instrumento de medición moderno que hoy nosotros conocemos.
De hecho, un micrómetro combina el contacto de dos puntas de un calibre con el ajuste de un husillo micrométrico que puede ser leído con alta precisión.
Su funcionamiento se basa en el principio de un husillo micrométricamente mecanizado con un paso de 0,5 mm (o 40 hilos por pulgada) que avanza 0,5 mm (0,025 pulgadas) a cada vuelta completada.
Según la ilustración, los hilos de la tuerca del husillo micrométrico giran dentro de una tuerca fija que está cubierta por un cilindro graduado. En un micrómetro con capacidad de 25 mm (1 pulgada), el cilindro se gradúa longitudinalmente con 50 trazos correspondientes al número de hilos del husillo micrométrico (o 40 trazos en el micrómetro en pulgadas).
Micrómetro de Profundidad
Un micrómetro de profundidad, como su nombre lo indica, fue ideado para medir la profundidad de agujeros, ranuras, espacios, canales de chaveta, etc. Están disponibles con lectura normal y digital.
El instrumento se constituye de una base templada, rectificada y pulida, combinada con una cabeza micrométrica. Los vástagos se introducen a través de un agujero existente en el husillo micrométrico, y se colocan en la posición correcta por medio de una tuerca estriada. El husillo micrométrico es rectificado con alta precisión y tiene un curso de 25 mm (o 1 pulgada). Las varillas son provistas con diferencia de 25 mm (o 1 pulgada) cada una. Cada varilla emerge de la base y avanza de acuerdo al giro del tambor.
La lectura se obtiene exactamente de la misma manera que en un micrómetro externo, excepto por el detalle de que el cilindro tiene la graduación en sentido opuesto. Al obtener la lectura usando una varilla mayor de 0-25 mm (o 0-1 pulgada), es necesario agregar la medida de la longitud de la varilla. Por ejemplo, si la varilla usada es de 25-50 mm (o 1-2 pulgadas), se deben agregar a la lectura obtenida en el cilindro y tambor 25 mm (o 1 pulgada). Si la varilla usada es de 50-75 mm (o 2-3 pulgadas), se deben agregar 50 mm (o 2 pulgadas), y así sucesivamente.
Procedimiento de Uso y Mantenimiento
Antes de usar el micrómetro de profundidad, asegúrese de que la base, la punta de la varilla y la pieza a ser medida estén limpias, y que la varilla esté perfectamente colocada en la cabeza micrométrica. Sujete firmemente la base en oposición a la pieza a ser medida, y gire el tambor hasta que la varilla toque el fondo de la ranura o espacio. Accione la tuerca de la traba y remueva el micrómetro de la pieza medida para hacer la lectura.
Para compensar el desgaste por causa del uso, se puede realizar un ajuste a través de una tuerca ubicada en el tope de cada varilla. Si existe la necesidad de ajustar las varillas, tuerza media vuelta de la tuerca antes de volver a la nueva posición. Verifique entonces con un patrón, como bloques patrón Webber, por ejemplo.
Micrómetros de Interiores
Los micrómetros de interiores son una aplicación del principio del husillo micrométrico en varillas ajustables calibradas. La distancia entre las extremidades o puntas de contacto se modifica girando el tambor de la cabeza micrométrica hasta el límite de su capacidad, normalmente 13 mm (o 1/2 pulgada) o 25 mm (o 1 pulgada). Las grandes distancias se obtienen por medio de las varillas de extensión y de los bujes espaciadores de fijación calibrados apropiados, los cuales en sus varias combinaciones cubren la franja total del instrumento.
Los micrómetros de interiores son un poco más difíciles de usar que los micrómetros externos. Por causa de sus puntas de contacto esféricas, es necesario tener más práctica y precaución para “sentir” el diámetro efectivo a ser medido.
Considerando que una punta de contacto es generalmente mantenida en una posición fija, la otra precisa ser friccionada en diferentes direcciones para tener la seguridad de que el instrumento esté logrando el diámetro real de un agujero o el correcto ancho de una ranura. En lugar de la traba, una banda de fricción aparece en el tambor.
Las varillas calibradas pueden ajustarse individualmente para superar desgastes, y la cabeza micrométrica también es ajustable por causa de un eventual desgaste en su rosca. Un mango estriado también es provisto para facilitar mediciones internas en locales de difícil acceso.
Medición Angular de Precisión
Transportador de Ángulos con Nonio
El transportador de ángulos universal con nonio mide cualquier ángulo en 1/12 grados o 5 minutos. La regla y el visualizador pueden ser girados en conjunto a una posición deseada y fijados a través de una tuerca de fijación ubicada en el visualizador. El dispositivo de ajuste ultrafino permite ajustes muy precisos. La regla puede ser llevada en ambas direcciones y fijada contra el visualizador por el ajuste de una tuerca que tiene funcionamiento independiente de la tuerca de fijación del visualizador.
El visualizador está graduado en 360 grados, siendo 0-90°, 90-0°, 0-90°, 90-0°. Está numerado cada diez grados, y cada cinco grados está indicado por una línea más larga que las demás. La escala del nonio está graduada de tal forma que sus 12 espacios ocupen los 23 espacios del disco. La diferencia entre el ancho de uno de esos 12 espacios del nonio y dos de los 23 espacios del disco es, por lo tanto, 1/12 de un grado o 5 minutos (5′). Cada espacio del nonio es igual a 1/12 de un grado o 5 minutos (5′) menor que 2 espacios del disco.
El nonio está numerado a cada tres espacios. Esos números representan minutos. Cuando la línea del cero del nonio coincide exactamente con una línea graduada del disco, la lectura es exactamente en grados enteros. Si eso no ocurre, busque cuál es la línea del nonio que coincide exactamente con una de las líneas del disco. Esa línea del nonio indica el número de doceavos de grado, o 5 minutos (5′) que deberán sumarse a la lectura de los grados enteros.
Obtención de Lecturas
Para obtener lecturas del transportador, anote el número de grados enteros entre el cero del disco y el cero del nonio. Cuente entonces, en la misma dirección, el número de espacios a partir del cero del nonio, hasta la línea que coincida con una cualquiera del disco. Multiplique ese número por cinco y el resultado será el número de minutos que debe sumarse al número de grados enteros.
Ejemplo: En la ilustración, el cero del nonio está a la izquierda entre el “50” y el “51” en el visualizador, indicando 50° (grados) enteros. Continuando la lectura a la izquierda, la cuarta línea del nonio coincide con la graduación “58” en el visualizador, por lo tanto, 4 x 5 minutos o 20 minutos deben ser sumados al número de grados. La lectura del transportador es por lo tanto, 50 grados y 20 minutos (50° 20′). El transportador universal puede también ser usado como accesorio del calibre de altura.
Goniómetro
El goniómetro consta básicamente de un transportador de ángulos graduado en grados y un nonio (o nonius) que determina la apreciación, junto con otros accesorios para la adaptación a las diferentes circunstancias de la medición.
Bloques Patrón (Gauge Blocks)
- Son los dispositivos de longitud materializada más precisos que existen.
- Los requisitos a cumplir son rigurosos y se basan en su aptitud para ser instrumentos de calibración. Sus requisitos son:
- Exactitud geométrica y dimensional: Deben cumplir con exigencias de longitud, paralelismo y planitud.
- Capacidad de adherencia a otros bloques patrón: Determinada por su acabado superficial.
- Estabilidad dimensional a través del tiempo (que no envejezcan).
- Coeficiente de expansión térmica cercano a los metales comunes: Esto minimiza los errores de medición frente a variaciones de temperatura.
- Resistencia al desgaste y la corrosión.
Cuidados de los Bloques Patrón
- Al terminar su uso, separar y limpiar sus caras, inspeccionarlos y ponerles aceite antioxidante. Cubrirlos con un papel volátil inhibidor de la oxidación y almacenarlos.
- Si el bloque no será usado en un tiempo, este deberá ser almacenado en un cuarto libre de luz solar y humedad. La caja donde serán almacenados debe ser cubierta con una bolsa de vinil.
- Al bloque que no se le use con frecuencia debe quitársele el aceite y comprobar que no existe oxidación tres veces al año.
Mediciones Angulares Avanzadas
Los ángulos se miden usando alguno de los diversos estilos de transportadores. Un transportador simple consta de una hoja que se mueve como pivote en relación con una cabeza semicircular graduada en unidades angulares (por ejemplo, grados o radianes). Para usarlo, la hoja se gira a la posición que corresponde al ángulo de la pieza que se va a medir y este se mide hacia adelante en la escala angular.
Un transportador con bisel tiene dos hojas rectas que funcionan como pivotes, una en relación con la otra. El ensamble de pivote tiene una escala de transportador que permite leer el ángulo formado por las hojas. Cuando está equipado con un vernier, el transportador con bisel puede leer alrededor de cinco minutos; sin un vernier, la resolución es de solo un grado.
Cuando se usa una barra de seno (sine bar), se obtiene una precisión más alta en las mediciones angulares. Una preparación posible consiste en un borde recto plano de acero (la barra de seno) y dos rodillos de precisión separados a una distancia conocida en la barra. El borde recto se alinea con el ángulo de la pieza que se medirá y se usan bloques de calibración u otras mediciones lineales exactas para determinar la altura. El procedimiento se realiza en una placa superficial para obtener resultados más exactos. Esta altura H y longitud L de la barra de seno entre los rodillos se usan para calcular el ángulo A usando la siguiente relación trigonométrica:
$$ \text{sen } A = \frac{H}{L} $$