Instrumentación básica en medición (página 2)

Enviado por Paul Tovar

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Puente de Wheatstone.

Las mediciones más precisas de la resistencia se obtienen con un circuito llamado puente de Wheatstone, en honor del físico británico Charles Wheatstone. Este circuito consiste en tres resistencias conocidas y una resistencia desconocida, conectadas entre sí en forma de diamante. Se aplica una corriente continua a través de dos puntos opuestos del diamante y se conecta un galvanómetro a los otros dos puntos. Cuando todas las resistencias se nivelan, las corrientes que fluyen por los dos brazos del circuito se igualan, lo que elimina el flujo de corriente por el galvanómetro. Variando el valor de una de las resistencias conocidas, el puente puede ajustarse a cualquier valor de la resistencia desconocida, que se calcula a partir los valores de las otras resistencias. Se utilizan puentes de este tipo para medir la inductancia y la capacitancia de los componentes de circuitos. Para ello se sustituyen las resistencias por inductancias y capacitancias conocidas. Los puentes de este tipo suelen denominarse puentes de corriente alterna, porque se utilizan fuentes de corriente alterna en lugar de corriente continua. A menudo los puentes se nivelan con un timbre en lugar de un galvanómetro, que cuando el puente no está nivelado, emite un sonido que corresponde a la frecuencia de la fuente de corriente alterna; cuando se ha nivelado no se escucha ningún tono.

Vatímetros.

La potencia consumida por cualquiera de las partes de un circuito se mide con un vatímetro, un instrumento parecido al electrodinamómetro. El vatímetro tiene su bobina fija dispuesta de forma que toda la corriente del circuito la atraviese, mientras que la bobina móvil se conecta en serie con una resistencia grande y sólo deja pasar una parte proporcional del voltaje de la fuente. La inclinación resultante de la bobina móvil depende tanto de la corriente como del voltaje y puede calibrarse directamente en vatios, ya que la potencia es el producto del voltaje y la corriente.

Contadores de servicio.

El medidor de vatios por hora, también llamado contador de servicio, es un dispositivo que mide la energía total consumida en un circuito eléctrico doméstico. Es parecido al vatímetro, pero se diferencia de éste en que la bobina móvil se reemplaza por un rotor. El rotor, controlado por un regulador magnético, gira a una velocidad proporcional a la cantidad de potencia consumida. El eje del rotor está conectado con engranajes a un conjunto de indicadores que registran el consumo total.

Sensibilidad de los instrumentos.

La sensibilidad de un instrumento se determina por la intensidad de corriente necesaria para producir una desviación completa de la aguja indicadora a través de la escala. El grado de sensibilidad se expresa de dos maneras, según se trate de un amperímetro o de un voltímetro.

En el primer caso, la sensibilidad del instrumento se indica por el número de amperios, miliamperios o microamperios que deben fluir por la bobina para producir una desviación completa. Así, un instrumento que tiene una sensibilidad de 1 miliamperio, requiere un miliamperio para producir dicha desviación, etcétera.

En el caso de un voltímetro, la sensibilidad se expresa de acuerdo con el número de ohmios por voltio, es decir, la resistencia del instrumento. Para que un voltímetro sea preciso, debe tomar una corriente insignificante del circuito y esto se obtiene mediante alta resistencia.

Equipos de medición de electrónica

Los equipos de medición de electrónica son el conjunto de equipos que se utilizan para realizar mediciones de dispositivos electrónicos. Pueden servir para crear estímulos, para capturar respuestas, para enrutar la señal, etc.

Tipos de equipos Básicos:

Voltímetro – Miden voltaje.
Óhmetro – Miden resistencia.
Amperímetro – Miden corriente eléctrica.
Multímetro – Miden voltaje, resistencia y corriente eléctrica.
Fuente de alimentación – Genera voltajes
Generador de señales
Generador de pulsos
Osciloscopio
Frecuencímetro
Avanzados
Analizador de redes
Analizador de espectros
Medidores de figura de ruido

Amperímetro.

Un 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.

Analizador de espectro.

Un analizador de espectro es un equipo de medición electrónica que permite visualizar en una pantalla las componentes espectrales de las señales presentes en la entrada, pudiendo ser ésta cualquier tipo de ondas eléctricas, acústicas u ópticas.

En el eje de ordenadas suele presentarse en una escala logarítmica el nivel en dB del contenido espectral de la señal. En el eje de abscisas se representa la frecuencia, en una escala que es función de la separación temporal y el número de muestras capturadas. Se denomina frecuencia central del analizador a la que corresponde con la frecuencia en el punto medio de la pantalla.

A menudo se mide con ellos el espectro de la potencia eléctrica.

En la actualidad está siendo reemplazado por el analizador vectorial de señales.

Tipos.

Hay analizadores analógicos y digitales de espectro:

Un analizador analógico de espectro utiliza un filtro pasa banda de frecuencia variable cuya frecuencia central se afina automáticamente dentro de una gama de fija. También se puede emplear un banco de filtros o un receptr superheterodino donde el oscilador local barre una gama de frecuencias.

Un analizador digital del espectro utiliza la transformada rápida de Fourier (FFT), un proceso matemático que transforma una señal en sus componentes espectrales.

Analizador de redes (electrónica).

Un Analizador de Redes es un instrumento capaz de analizar las propiedades de las redes eléctricas, especialmente aquellas propiedades asociadas con la reflexión y la transmisión de señales eléctricas, conocidas como parámetros de dispersión (Parámetros-S). Los analizadores de redes son más frecuentemente usados en altas frecuencias, que operan entre los rangos de 9 KHz hasta 110 GHz

Este tipo de equipo es ampliamente utilizado en la fabricación de amplificadores de alta potencia y en filtros para señales de radiofrecuencia para obtener la precisión requerida en los parámetros de respuesta a las señales.

Existen también algunos tipos de analizadores de redes especiales que cubren rangos más bajos de frecuencias de hasta 1 Hz. Estos pueden ser usados por ejemplo en el análisis de estabilidad de lazos abiertos o para la medición de audio y componentes ultrasónicos.

Hay dos tipos principales de analizadores de redes:

SNA (Scalar Network Analyzer) – Analizador de redes escalar, mide propiedades de amplitud solamente.

VNA (Vector Network Analyzer) – Analizador de redes vectoriales, mide propiedades de amplitud y fase.

Analizador lógico

Un analizador lógico muestra las señales de un circuito digital que serían demasiado rápidas para ser observadas por el ojo humano. Un analizador lógico captura los datos digitales de un sistema digital que tiene demasiados canales para ser examinados con un osciloscopio. También permiten visualizar los datos obtenidos para así verificar el correcto funcionamiento del sistema digital.

Analizador vectorial de señales.

El analizador vectorial de señales (VSA) es un instrumento de medición de señales electrónicas, que reemplaza el analizador de espectro (SA) como instrumento de medición para diseñadores de que trabajan en estos sistemas.

El VSA es un instrumento poderoso que puede realizar muchas de las tareas de medida y caracterización que realiza el SA, pero además puede realizar muchas más funciones digitales útiles de demodulación.

Contador de frecuencia

Un contador de frecuencia o frecuencímetro es un instrumento electrónico, utilizado para la medida de frecuencias. Dado que la frecuencia se define como el número de eventos de una clase particular ocurridos en un periodo de tiempo, es generalmente sencilla su medida.

La mayoría de los contadores de frecuencia funciona simplemente mediante el uso de un contador que acumula el número de eventos. Después de un periodo predeterminado (por ejemplo, 1 segundo) el valor contado es transferido a un display numérico y el contador es puesto a cero, comenzando a acumular el siguiente periodo de muestra.

El periodo de muestreo se denomina base de tiempo y debe ser calibrado con mucha precisión.

Si el elementó a contar está ya en forma electrónica, todo lo que se requiere es un simple interfaz con el instrumento. En el caso de señales más complejas se puede necesitar algún tipo de acondicionamiento para hacerlas apropiadas para la cuenta.

Multímetro.

Multímetro digital

Un Multímetro, a veces también denominado polímetro o tester, es un instrumento de medida que ofrece la posibilidad de medir distintas magnitudes en el mismo aparato. Las más comunes son las de voltímetro, amperímetro y óhmetro. Es utilizado frecuentemente por personal en toda la gama de electrónica y electricidad.

Osciloscopio.

Un osciloscopio es un instrumento de medición electrónico para la representación gráfica de señales eléctricas que pueden variar en el tiempo. Es muy usado en electrónica de señal, frecuentemente junto a un analizador de espectro.

Presenta los valores de las señales eléctricas en forma de coordenadas en una pantalla, en la que normalmente el eje X (horizontal) representa tiempos y el eje Y (vertical) representa tensiones. La imagen así obtenida se denomina oscilograma. Suelen incluir otra entrada, llamada "eje Z" que controla la luminosidad del haz, permitiendo resaltar o apagar algunos segmentos de la traza.

Los osciloscopios, clasificados según su funcionamiento interno, pueden ser tanto analógicos como digitales, siendo el resultado mostrado idéntico en cualquiera de los dos casos.

Voltímetro.

Un voltímetro es un instrumento que sirve para medir la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico cerrado pero a la vez abiertos en los polos.

Clasificación.

Podemos clasificar los voltímetros por su funcionamiento mecánico, siendo en todos los casos el mismo instrumento.

Voltímetros electromecánicos.

Estos voltímetros, en esencia, están constituidos por un galvanómetro cuya escala ha sido graduada en voltios. Existen modelos que separan las corrientes continua y alterna de la señal, pudiendo medirlas independientemente.

Voltímetros electrónicos

Añaden un amplificador para proporcionar mayor impedancia de entrada (del orden de los 20 megohmios) y mayor sensibilidad.

Vatímetro.

El vatímetro es un instrumento utilizado en la medición de potencia activa. Un tipo de vatímetro muy difundido es el de tipo electrodinámico, que se basa en la interacción entre corrientes que circulan por bobinas dispuestas convenientemente. Es posible la medición de potencia de señales de cualquier tipo (forma de onda), dado que la deflexión o respuesta del instrumento es proporcional a la potencia activa desarrollada.

En su forma más simple, consta de 2 bobinas de corriente de baja resistencia conectadas en serie entre ellas y con la carga, y una bobina de tensión de alto nivel de resistencia, que admite 2 formas de conexionado. Las bc están fijas, mientras que la bv es móvil, y su desplazamiento es solidario con el elemento indicador (una aguja, p.e.).

Óhmetro.

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.

INSTRUMENTOS MECÁNICOS

APARATOS ÓPTICOS PARA LA MEDICIÓN DE LA RUGOSIDAD:

Se reservan generalmente para uso de los laboratorios y salas de metrología, por la delicadeza de su manejo.

BANCOS PARA MEDIR O MAQUINAS PARA MEDIR LONGITUDES:

Estas maquinas están destinadas fundamentalmente a la medición de longitudes, aun cuando mediante accesorios adecuados pueden algunas de ellas utilizarse también para mediciones angulares.

Bloques patrón:

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

Comparadores:

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

Comparadores de ampliación mecánica:

También conocidos como comparadores de contacto como los tipos más corrientes son los de:

-ampliación por engranes

-ampliación por palanca.

Comparadores de ampliación óptica:

El fundamento del sistema de aplicación utilizada en estos aparatos es el de palanca de reflexión.

Comparadores universales:

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

Medidor de anillos en equilibrio:

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

Manómetro de peso muerto:

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

Manómetro:

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

Micromanómetro:

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

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

Tipo pandit: Consta de un recipiente de diámetro grande y un tubo inclinado con dos marcas conectados a través de un tubo flexible.
Micromanómetro de aire: Un micromanómetro sumamente sencillo, de alta respuesta, usa aire como fluido de trabajo y, por consiguiente evita todos los defectos por capilaridad y de menisco que por lo general se encuentra en la manometría 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 más 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 bimetálicos.
Expansión de líquidos:
Termometros 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 ranura dos, cuñeros, ranuras, etc., el tamaño estándar de la porción de medición es de 3 mm de diámetro y 10 mm de longitud.

Micrómetro de puntas:

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

Micrómetro para ceja de latas:

Este micrómetro esta especialmente diseñado para medir los anchos y alturas de cejas de latas.

Micrómetro indicativo:

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

Micrómetro de exteriores con husillo no giratorio:

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

Micrómetro con doble tambor:

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

Micrómetro tipo discos para espesor de papel:

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

Micrómetro de cuchillas:

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

Micrómetros para espesor de láminas:

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

Micrómetro para dientes de engrane:

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

Micrómetros para dimensiones mayores a 25 mm:

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

Micrómetros de interiores:

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

Tubular

Calibrador

3 puntos de contacto.

Calibradores:

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

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

Vernier 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 300 mm o menos cuentan con una barra de profundidades mientras que carecen de ella los de rango de medición de 600 mm y 1000 mm. Algunos calibradores vernier tipo M están diseñados para facilitar la medición de peldaño, ya que tienen un borde del cursor al ras con la cabeza del brazo principal cuando las puntas de medición están completamente cerradas.

Calibrador vernier tipo cm:

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

Calibradores de caratula con fuerza constante:

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

INSTRUMENTOS HIDRÁULICOS

Anamómetros laser:

Permiten medir el valor de las variaciones de interés en forma directa o indirecta del agua.

Anamómetros de hilo caliente:

Los tipos son: ecosondas, de resistividad, de membrana de presión.

Limnimetros:

Sirve para medir los niveles del agua.

Medidores de cantidad:

En esta clase de instrumentos, se mide la cantidad total que fluye en el tiempo dado y se obtiene un gasto promedio dividiendo la cantidad total entre el tiempo. Se usa para medir el flujo tanto de líquidos como de gases.

Tanques de peso o volumen

Medidores de desplazamiento positivo o semipositivo.

Medidores de gasto:

En estos instrumentos se mide el gasto real.

1.- Medidores de obstrucción

De orificio

De tobero

Venturi

Medidores de área variable

2.- Sondas de velocidad:

Sondas de presión estática

Sondas de presión total

3.- Métodos especiales

Medidores del tipo de tubería

Medidores del gasto magnético

Medidores de gasto sónico

Anemómetros de alambre/película caliente

Anemómetro láser

Sondas eléctricas:

Funciona bajo el principio de resistividad para medir las características de las olas (altura y periodos).

Sondas de resistividad:

Sirve para medir molinetes y niveles, para medir velocidades en secciones de control y otras de interés.

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 metro lógicas 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.

La tendencia es preferir el empleo de los aparatos de válvula, pues en los de surtidor el caudal del surtidor de salida esta influido por el estado de superficie de la pieza controlada, lo que no ocurre en los aparatos de válvula. Por otra parte, es precisamente sobre esta propiedad en la que se basa el aparto Nicolau para el control de los estados de superficie.1

PRINCIPIO Y FUNCIONAMIENTO DE LOS HIGRÓMETROS Y TERMÓMETROS

Higrómetro

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

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

Un psicrómetro:

Determina la humedad atmosférica mediante la diferenciación de su temperatura con humedad y su temperatura ordinaria.

El higrómetro de condensación:

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

El higroscopio:

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

El higrómetro de absorción:

Utiliza sustancias químicas higroscópicas, las cuales absorben y exhalan la humedad, según las circunstancias que los rodean.

El higrómetro eléctrico:

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

DIFERENTES TIPOS DE TERMÓMETROS QUE EXISTEN Y SU USO COMO INSTRUMENTO DE MEDICIÓN

Termómetro:

Es un instrumento u operador técnico que fue inventado y fabricado para poder medir la temperatura.

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 termo higrógrafo.

Termómetro de gas:

Pueden ser a presión constante o a volumen constante. Este tipo de termómetros son muy exactos y generalmente son utilizados para la calibración de otros termómetros.

Digitales:

Incorporan un microchip que actúa en un circuito electrónico y es sensible a los cambios de temperatura ofreciendo lectura directa de la misma

El termómetro de globo:

Para medir la temperatura radiante. Consiste en un termómetro de mercurio que tiene el bulbo dentro de una esfera de metal hueca, pintada de negro de humo. La esfera absorbe radiación de los objetos del entorno más calientes que el aire y emite radiación hacia los más fríos, dando como resultado una medición que tiene en cuenta la radiación. Se utiliza para comprobar las condiciones de comodidad de las personas.

El termómetro de bulbo húmedo:

Para medir el influjo de la humedad en la sensación térmica. Junto con un termómetro ordinario forma un psicrómetro, que sirve para medir humedad relativa, tensión de vapor y punto de rocío. Se llama de bulbo húmedo porque de su bulbo o depósito parte una muselina de algodón que lo comunica con un depósito de agua. Este depósito se coloca al lado y más bajo que el bulbo, de forma que por capilaridad está continuamente mojado.

MEDICIÓN CON FOTOMETRÍA E INTERFERÓMETRO PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO Y APLICACIONES

Fotometría.

Es la ciencia que se encarga de la medida de la luz como el brillo percibido por el ojo humano. Los instrumentos empleados para la fotometría se denominan fotómetros.

Es decir, estudia la capacidad que tiene la radiación electromagnética de estimular el sistema visual. Medida de la intensidad luminosa de una fuente de luz, o de la cantidad de flujo luminoso que incide sobre una superficie.

Fotómetro.

Un fotómetro es un instrumento que mide o compara la intensidad luminosa.

Un exposímetro es, en último término, un fotómetro, aunque este término suele reservarse para los instrumentos que indican la intensidad luminosa sin referencia a los valores de exposición correspondientes.

APLICACIONES.

La fotometría es importante en fotografía, astronomía e ingeniería de iluminación y Detección de la Distribución de Tamaño de Micro Partículas.

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.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO.

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

APLICACIONES.

Medición de la longitud de onda de la luz.

Para medir la longitud de onda de un rayo de luz monocromática se utiliza un interferómetro dispuesto de tal forma que un espejo situado en la trayectoria de uno de los haces de luz puede desplazarse una distancia pequeña, que puede medirse con precisión, con lo que es posible modificar la trayectoria óptica del haz.

Medición de distancias.

Cuando se conoce la longitud de onda de la luz empleada, pueden medirse distancas pequeñas en la trayectoria óptica analizando las interferencias producidas.

Medición de índices de refracción.

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

El interferómetro en Astronomía.

Imagen obtenida con un interferómetro de Michelson utilizando luz láser.

En astronomía el principio del interferómetro también se emplea para medir el diámetro de estrellas

Instrumentación Dispositivo para medir cantidades eléctricas o prestaciones de equipos o componentes eléctricos o electrónicos

FUNCIONAMIENTO Y APLICACIÓN DE INSTRUMENTOS POR INDUCCIÓN

Aplicación.

Muchos rodamientos y otras piezas anulares de acero se fijan al eje fuertemente. Especialmente las piezas grandes, pueden ajustarse más fácilmente si se precalientan (rodamientos máximo hasta 120º). El calentamiento por inducción es superior a los métodos tradicionales (hornos calentadores, placas de calentamiento o baños de aceite).

Los métodos de calentamiento por inducción son rápidos y limpios, ideales para montajes en serie. Los dispositivos pueden utilizarse para calentar rodamientos completos, aros de rodamientos de rodillos cilíndricos o de agujas, así como otras piezas anulares de acero, como anillos de laberinto, acoplamientos, ruedas, etc. FAG ofrece 6 tamaños de dispositivos de calentamiento por inducción que cubren una amplia gama de aplicaciones.

Ventajas.

Energéticamente eficientes, limpios y respetuoso con el medioambiente.

Adecuado para rodamientos y para otras piezas anulares de acero.

Funcionamiento seguro.

No requiere aceite.

Calentamiento uniforme y controlado

Funcionamiento simple.

Desmagnetización automática.

Muy eficiente ya que se puede seleccionar el tamaño adecuado para cada aplicación.

Principio básico.

Básicamente, el dispositivo consiste en una bobina con núcleo de acero (bobina primaria) que induce una elevada corriente a bajo voltaje en un circuito secundario cortocircuitado (rodamiento u otras piezas de acero). La pieza a montar se calienta rápidamente mientras que los componentes no metálicos y el propio aparato no se calientan.

Seguridad.

Los dispositivos de calentamiento por inducción de FAG llevan el símbolo de la CE. Los errores durante el funcionamiento se indican con una señal óptica o acústica. Estos errores pueden ocurrir si no se adjunta correctamente el sensor de temperatura, si el sensor o el cable del sensor se dañan, o si el componente a calentar es demasiado pesado para el dispositivo. Cada dispositivo genera un campo magnético. Este campo puede tener un efecto negativo sobre marcapasos, relojes, disquete, tarjetas de crédito y otros elementos de transporte de datos, pudiendo también causar circuitos electrónicos en los diferentes instrumentos. Para evitarlo, recomendamos una distancia de seguridad de 2 metros.

Los dispositivos no deben utilizarse en entornos húmedos o en lugares con riesgos.

Cada aparato incluye unas instrucciones detalladas de uso y unos guantes de seguridad