Calibrador de Alturas

CALIBRADOR DE ALTURAS.

Introducción. El medidor de altura es un dispositivo para medir la altura de piezas o las diferencias de altura entre planos a diferentes niveles; también es utilizado como herramienta de trazo. El medidor de altura, creado por medio de la combinación de una escala principal con una vernier para realizar mediciones rápidas y exactas, cuenta con un solo palpador (trazador) y la superficie sobre la cual descansa (generalmente una mesa de granito), actúa como piano de referenda para realizar las mediciones.

Antecedentes. El primer instrumento de características similares fue encontrado en un naufragio en la isla de Giglio, cerca de la costa italiana, datado en el siglo VI a.C. Aunque considerado raro, fue usado por griegos y romanos. Durante la Dinastía Han (202 a.C. - 220 d.C.), también se utilizó un instrumento similar en China, hecho de bronce, hallado con una inscripción del día, mes y año en que se realizó. Se atribuye al cosmógrafo y matemático portugués Pedro Núñez (1492-1577) –que inventó el nonio o nonius–, el origen del pie de rey. También se ha llamado pie de rey al vernier, porque hay quien atribuye su invento al geómetra Pedro Vernier (1580-1637), aunque lo que verdaderamente inventó fue la regla de cálculo vernier, que ha sido confundida con el nonio inventado por Pedro Núñez. En castellano, se utiliza con frecuencia la voz nonio para definir esa escala. El calibre moderno con nonio y lectura de milésimas de pulgada, fue inventado por el americano Joseph R. Brown en 1851. Fue el primer instrumento práctico para efectuar mediciones de precisión que pudo ser vendido a un precio asequible. El calibrador vernier es uno de los instrumentos mecánicos para medición lineal de exteriores, medición de interiores y de profundidades más ampliamente utilizados. Se creé que la escala vernier fue inventado por un portugués llamado Petrus Nonius. El calibrador vernier actual fue desarrollado después, en 1631 por Pierre Vernier. El vernier o nonio que poseen los calibradores actuales permiten realizar fáciles lecturas hasta 0.05 o 0.02 mm y de 0.001" o 1/128" dependiendo del sistema de graduación a utilizar (métrico o inglés). http://manejodelcalibradorpiederey.blogspot.mx/2011/07/historia-del-calibrador.html

Justificación. El fin de la siguiente investigación es para conocer ampliamente las partes, usos métodos del calibrador de alturas, y finalmente aplicar los conocimientos a la vida real.

Objetivo General. El objetivo de la siguiente investigación es aplicar los conocimientos sobre instrumentos de medición adquiridos en el campo de estudio.

Objetivos específicos.

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Investigar el propósito del uso del calibrador de alturas, conociendo su concepto y los objetos que se pueden medir con éste. Aprenderse las partes del calibrador de alturas con el propósito de crear una habilidad en su manejo manual, en caso de hacer falta un parte, o que esté dañada, dar notificación. Manipular el calibrador de alturas conforme a la teoría explicada, es decir, respetar el modo de uso para evitar fallas en la medición, defectos en el instrumento o golpes en el objeto medido.

Desarrollo. Los medidores de alturas han sido ampliamente utilizados en la industria durante muchos años, el original con escala vernier puede encontrarse en la actualidad con diversas variantes, ya sea utilizando una carátula en vez de la escala vernier, modelo generalmente limitado en la altura máxima, el medidor de alturas con carátula y contador, el medidor de alturas digital electrónico. Los medidores de alturas normalmente se utilizan sobre una superficie plana de referencia hecha de granito, sobre la que se establece el cero de las mediciones realizadas con los medidores de alturas. Para asegurar mediciones exactas las mesas de granito deben tener una planitud adecuada para las tolerancias de las piezas a medir, que debe ser calibrada periódicamente. La forma de graduación dependiendo del sistema métrico o inglés es exactamente igual a los calibradores Vernier, de igual manera, la forma de interpretar los valores de una magnitud en sus escalas depende del desplazamiento del cursor sobre la escala principal A diferencia de los calibradores, los medidores de altura tienen un solo palpador y la superficie (mesa de trazado o base de granito) en la cual descansa la base del instrumento actúa como piano de referencia misma en un calibrador vernier sería el palpador fijo. Los medidores de alturas digitales electrónicos han evolucionado para convertirse en los denominados sistemas de medición vertical que permiten mediciones de diámetros de agujeros con gran facilidad así como la determinación de alturas máximas y mínimas o la diferencia entre ellas, también se pueden realizar con facilidad la medición de anchos de ranuras o salientes, hacer cálculos estadísticos y determinar si los elementos medidos están dentro o fuera de los límites de tamaño especificados. El sistema de medición vertical es capaz de realizar mediciones 2D con gran exactitud. El calibrador de altura tiene una exactitud de 0.001 de pulgada, o su equivalente en cm. Se leen de la misma manera que los calibradores de vernier y están equipados con escalas vernier de 25 o 50 divisiones y con una punta de buril que puede hacer marcas sobre metal.

CARACTERÍSTICAS

Existen diferentes tipos de medidores de altura con diferentes características en base al diseño y a las normas con los que se fabrican: 1) La construcción de los medidores de altura es robusta como consecuencia de que la superficie de granito no está integrado al instrumento, se requiere mantener estabilidad en la perpendicularidad de la escala principal con el plano de referencia. 2) La mayoría de los medidores de altura la escala principal es ajustable, esto facilita la compensación del desgaste del trazador y el ajuste a cero en cualquier punto de referencia.

3) La base y la superficie de medición son templados rectificadas y micro pulidas. 4) En general se puede decir que el acabado de las escalas es de cromo satinado lo cual evita la reflexión de la luz que lastime la vista. El procedimiento para leer las escalas de los medidores de altura es igual al de los calibradores vernier, tanto en la escala métrica como en la escala inglesa.

CLASIFICACIÓN DE LOS DIFERENTES TIPOS DE MEDIDORES DE ALTURA

Existen diversos tipos de medidores de altura, pero solo difieren por sus características de construcción que facilitan o hacen más confiable su utilización, pero sus aplicaciones son las mismas.

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MEDIDOR DE ALTURA CON CARÁTULA

La principal desventaja del medidor de altura con vernier es que la lectura requiere de mucho tiempo y que se inducen errores de paralaje por no leer la escala directamente de frente, el medidor de altura de carátula resuelve este problema.

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MEDIDORES DE ALTURA ELECTRODIGITALES

Existen dos tipos de medidores de altura electro digital, uno de ellos utiliza un codificador rotatorio para detectar el desplazamiento y tiene doble columna, el otro utiliza el detector de desplazamiento tipo capacitancia y cuenta con una sola columna de sección rectangular.

Las características de los medidores de altura electro digitales son: 1) Los valores medidos se muestran en una pantalla de cristal líquido de modo que pueden obtenerse lecturas rápidas y libres de error. 2) Pueden medir y trazar con una legibilidad de 0.001 mm. 3) La auto calibración a cero permite fijar el punto a medir donde se desee, lo cual elimina la necesidad de calcular diferencias de altura. 4) Funciona con baterías para operarlo libremente.

5) Cuenta con la función de mantener datos facilitando ciertas operaciones de medición cuando las mediciones no son fáciles de leer por las posiciones en que se efectúan.

GRADUACIONES NORMALES DE LOS MEDIDORES DE ALTURA CON VERNIER.

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INSTITUTO DE METROLOGÍA MITUTOYO, MÉXICO, pág. 2.  http://www.ecured.cu/index.php/Gramil_de_altura Metrología, Carlos González, Medidor de alturas, pág. 143.

Dibujo.

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Metrología, Carlos González, Medidor de alturas, pág. 144.

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http://www.cecuamaq.com/pdf/Mitutoyo/Calibradores/Calibradores%20Altura.pdf

Partes del calibrador de alturas. 

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Consta de una columna principal, que está graduada en centímetros y milímetros, por la que se desliza el calibre trazador que lleva incorporado un vernier de precisión. La punta del calibre es de metal duro. Este tipo de gramil puede ser intercambiado por un reloj palpador de nivelación, para comprobar el paralelismo u horizontalidad de superficies. Graduación de milímetros o pulgadas. Punta de trazado de metal duro. Lupa para fácil lectura. Ajuste fino. Base de hierro fundido rectificada y pintada

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Tomado del Libro de Educación Laboral de Secundaria Básica.

http://www.cecuamaq.com/pdf/Mitutoyo/Calibradores/Calibradores%20Altura.pdf

Ventajas. a) En algunos casos no requieren de energía de alimentación. b) No requieren gran sofisticación. c)

Presentan con facilidad las variaciones cualitativas de los rápidamente si el valor aumenta o disminuye.

parámetros para visualizar

d) Es sencillo adaptarlos a diferentes tipos de escalas no lineales.

Desventajas. a) Tienen poca resolución, típicamente no proporcionan más de 3 cifras. b) El error de paralaje limita la exactitud a ± 0.5% a plena escala en el mejor de los casos. c)

Las lecturas se presentan a errores graves cuando el instrumento tiene varias escalas.

d) La rapidez de lectura es baja, típicamente 1 lectura/ segundo. e) No pueden emplearse como parte de un sistema de procesamiento de datos de tipo digital. https://todoingenieriaindustrial.wordpress.com/metrologia-y-normalizacion/3-4-diferenciaventajas-y-desventajas-de-instrumentos-analogicos-y-digitales/

Modo de uso. 1.

Se usa empujando o tirando de él llevándolo bien sujeto y con la tablita perfectamente apoyada. En las maderas claras conviene repasar la marca del gramil con lápiz. 2. Asegúrese de que la base esté libre de rebabas que pudieran afectar adversamente la estabilidad del trazado y medición. Si hay una rebaba, remuévala usando una piedra de aceite (cerastone) 3. Mantenga limpios el mecanismo del cursor y la cara de referencia de la escala principal. Polvo acumulado puede causar deslizamiento pobre. 4. Apriete el tornillo de sujeción del cursor para prevenir que el cursor se mueva durante el trazado. 5. El borde del trazador puede moverse hasta 0.01 mm cuando el tornillo de sujeción del cursor es apretado. Verifique el movimiento usando un indicador de carátula de tipo palanca. 6. El paralelismo entre el sujetador del trazador, cara de medición del trazador, y superficie de referencia de la base es 0.01 mm o menos. Evite mover el trazador hacia delante o hacia atrás durante la medición dado que el movimiento puede causar errores. 7. Use la alimentación fina para asegurar ajuste exacto en la posición final 8. Esté consciente del posible error de paralaje en instrumentos con escala vernier y siempre lea las escalas desde la dirección normal. 9. Se ajusta la placa de Vernier sobre la cabeza o parte superior del objeto y se sujeta con la abrazadera. 10. Se busca la primera marca de la placa principal debajo del cero que aparece en la placa de Vernier. Esta es la primera parte del valor de la altura. 11. Se localiza la marca en la placa de Vernier que mejor se alinee con una marca de la placa principal. Esta es la segunda parte del valor de la altura. 12. Se suman las medidas para calcular la altura total de un objeto.  Curso de Instrumentos de medición, Elaborado por Carlos Miño, pág. 10. http://www.monografias.com/trabajos-pdf4/curso-instrumentos-medicion/cursoinstrumentos-medicion.pdf http://www.ehowenespanol.com/instrucciones-medidor-altura-vernier-como_30072/

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Aplicación. Se utilizan principalmente para medir distancias verticales, trazar y medir diferencias de alturas entre planos a diferentes niveles, las aplicaciones se realizan colocando al medidor de alturas un trazador o un indicador de cuadrante con palpador orientable. Los trazadores se utilizan principalmente para marcar, pero también es posible medir distancias entre pianos a diferentes niveles apoyando la pieza a medir sobre la superficie de granito. En el caso de los indicadores de cuadrante con palpador orientable adoptados al medidor de alturas tienen por objeto realizar mediciones comparativas, transportar medidas y medir diferencias de alturas entre pianos. 

http://www.demaquinasyherramientas.com/herramientas-manuales/gramil-tipos-yusos  http://www.monografias.com/trabajos68/tornos/tornos4.shtml

Qué se puede medir con el calibrador de alturas. Para la medición de alturas, también puede ser utilizado para trazado o como soporte de relojes palpadores o comparadores. Se pueden medir diversos objetos como botellas de vidrio, prismas, objetos que son parte de una maquina o de un carro, figuras en forma de campana para el portaherramientas de un torno, figuras de tamaño escala, etc. Las piezas medidas con el calibrador de alturas deben tener una base y superficie plana ya que de nada serviría medir una pieza deformada u ovalada en sus extremos ya que la magnitud medida no sería exacta. Este instrumento es ampliamente utilizado tanto en laboratorios de metrología como en los sectores de fabricación, para medir, trazar, como auxiliar en la verificación de nivelamiento, paralelismo, etc.

Recomendaciones. Al momento de usar el calibrador de alturas para medir algún objeto se deben considerar antes algunos factores; el calibrador de alturas se debe usar solamente si es necesario, porque existen objetos que se deben medir que no requieren del calibrador de alturas ya que se puede usar un vernier o un micrómetro. El calibrador de alturas ocupa un espacio amplio para su manejo y no se debe abusar de su uso con objetos que no tienen relevancia. Se debe tomar en cuenta la capacidad necesaria, el tipo de resolución, la punta necesaria o el dispositivo más apropiado. El buril o marcador debe ser usado con mucha precaución, ya que al trazar el objeto que se está midiendo puede dañarlo, o en caso extremo desgastar el buril si se utiliza mucha fuerza. Se debe tomar en cuenta que el buril solo se usa para hacer una pequeña referencia en la marca. Es importante mantener limpio el área de trabajo al momento de usar el calibrador de alturas, así como el instrumento mismo, ya que su limpieza y orden aseguran un trabajo de medición mejor hecho. Incluso la pieza que se está midiendo debe estar limpia, de preferencia sin abolladuras.

El uso del calibrador de alturas es sencillo con la práctica, pero cuando es usado por un principiante, debe seguir todas las instrucciones y precauciones, debido a que es un instrumento importante, delicado y creado con un fin específico. Se debe tener cuidado en cuanto a las mediciones que manifieste el calibrador de alturas, porque la estructura y principios de tolerancia de un calibrador determinan en su mayoría la calidad del producto. Se debe seleccionar un buen instrumento ya que se pueden reducir los riesgos de medición.

Se debe verificar que el desplazamiento del cursor es suave y sin juegos en toda la capacidad útil. Para evitar el error de paralaje al tomar la lectura se debe posicionar la vista en dirección perpendicular a la escala y al vernier; eso evitará errores considerables de lectura. También se debe evitar dejar el instrumento al borde del mármol, bien como aplicar fuerza excesiva al desplazarlo el instrumento sobre el mármol; eso podrá provocar caída accidental. No se debe exponer directamente a la luz del sol, y se debe conservar en un lugar sin polvo y sin humedad.

Conclusión. La realización de una buena medición usando el calibrador de alturas depende en gran medida del tipo de instrumento utilizado, para esto es necesario previamente analizar de forma apropiada la resolución requerida, el control de la fuerza de medición, la calidad de la superficie plana de referencia y la rigidez de la pieza a medir. Considerar que es una pieza delicada, con superficie plana, sin rugosidad notable y con base plana. Para el buen manejo del calibrador de alturas se pueden utilizar las normas de calibradores de tolerancias geométricas porque tienen muchas ventajas para medir de forma correcta e incluso evitar accidentes. Por otro lado, el uso del calibrador de alturas se puede limitar a solo un tipo de objetos, ya que existen demasiados instrumentos de medición, como el vernier, que se usa para medir piezas pequeñas como tornillos. No es necesario en ocasiones utilizar un instrumento tan grande y que ocupe un gran espacio, pero el uso del calibrador de alturas es sin duda un instrumento bastante usado en la industria.

La investigación de este tema se hizo de manera amplia con el fin de ampliar el conocimiento sobre este instrumento. Al momento de llevar a la práctica el uso del calibrador de alturas se deben aplicar los conocimientos adquiridos. No puede ser muy difícil de usar ya que es muy parecido su mecanismo al de un vernier, y probablemente el calibrador digital sea aún menos complejo y rápido de usar. A pesar de que la teoría no demuestra de forma completa el uso de este instrumento, ayuda como antecedente para evitar errores de medición, accidentes, pérdida de tiempo, dañar el equipo, usarlo de manera incorrecta, etc. Es muy conveniente que en los laboratorios se usen este tipo de instrumentos para la elaboración de análisis de un producto y mejorar su calidad corrigiendo los errores que dicho instrumento pueda demostrar. Ana Karen Martínez Pérez

Bibliografía.                   

Tomado del Libro de Educación Laboral de Secundaria Básica. Metrología y sus aplicaciones, Rodolfo Escamilla Esquivel, Calibrador de alturas, pág. 65 INSTITUTO DE METROLOGÍA MITUTOYO, MÉXICO, pág. 2. Escuela Colombiana de Ingeniería. “Julio Garavito” Laboratorio de Producción, pág. 23. Curso de Instrumentos de medición, Elaborado por Carlos Miño, pág. 10. Metrología y sus aplicaciones, http://es.slideshare.net/JoOrchii/medidores-de-altura?next_slideshow=1 http://www.monografias.com/trabajos-pdf4/curso-instrumentos-medicion/cursoinstrumentos-medicion.pdf http://www.monografias.com/trabajos68/tornos/tornos4.shtml https://todoingenieriaindustrial.wordpress.com/metrologia-y-normalizacion/calibrador-dealtura/ http://html.rincondelvago.com/calibrador.html http://www.demaquinasyherramientas.com/herramientas-manuales/gramil-tipos-y-usos http://www.mimecanicapopular.com/verherr.php?n=701 http://www.cecuamaq.com/pdf/Mitutoyo/Calibradores/Calibradores%20Altura.pdf http://www.ehowenespanol.com/instrucciones-medidor-altura-vernier-como_30072/ https://todoingenieriaindustrial.wordpress.com/metrologia-y-normalizacion/3-4-diferenciaventajas-y-desventajas-de-instrumentos-analogicos-y-digitales/ http://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/21315/Capitulo3.pdf http://www.ecured.cu/index.php/Gramil_de_altura http://manejodelcalibradorpiederey.blogspot.mx/2011/07/historia-del-calibrador.html