Informe-metrologia

Laboratorio de Metrología

USO Y MEDICIONES CON MICROMETRO DE EXTERIORES Prayan Pulido, Jairo Niebles, Daniel Cantillo, Pedro Jiménez Luis Enrique Sogamoso Urieles Universidad Del Atlántico Facultad de Ingeniería Programa de Ingeniería Mecánica RESUMEN El micrómetro también llamado Tornillo de Palmer, es un instrumento de medición cuyo funcionamiento está basado en el tornillo micrométrico que sirve para medir las dimensiones de un objeto con alta precisión. Los micrómetros tienen varias ventajas respecto a otros instrumentos de medida como el vernier y el calibrador: son fáciles de usar y sus lecturas son consistentes. Durante la experiencia de laboratorio, aprendimos a manipular correctamente el tornillo de Palmer, como sujetarlo con las manos, y como utilizar adecuadamente sus escalas; para esto, tomamos un tornillo común y medimos varias veces su diámetro tomando en cuenta las indicaciones que se nos dio el profesor, como la de girar el trinquete dos veces después de ajustar la pieza a medir. Utilizar correctamente aparatos de medición como el micrómetro, es muy importante porque hay que tener en cuenta que medir con una regla no da un resultado preciso y exacto ya que siempre hay que tener presente el índice de incertidumbre, por lo tanto estos instrumentos, aunque no dan una medida perfecta, nos dan una muy aproximada a la real. Palabras Claves: micrómetro, incertidumbre, medida. SUMMARY The micrometer also called screw of Palmer, is a measuring instrument whose operation is based on the micrometer screw used to measure the dimensions of an object with high precision. Micrometers have several advantages over other measuring instruments like vernier caliper and: they are easy to use and their readings are consistent. During the laboratory experiment, we learned to properly handle screw palmer, such as holding hands, and how to properly use their scales, and for this, we take a common screw and measured several times its diameter, taking into account the indications given to us the teacher, such as turning the ratchet twice after adjusting work to be measured. Correctly use measuring devices as micrometers, is very important because we must keep in mind that measure with a ruler does not give a precise and accurate results and that we should always keep in mind the level of uncertainty, so these instruments, although not give a perfect measure, we give a very approximate to the real. Keywords: micrometer,uncertainty,measure.

Laboratorio de Metrología

1. INTRODUCCIÓN

La metrología es la parte de la ciencia que estudia las magnitudes físicas, es decir la mide, peso, longitud, capacidad o lo que sea. Uno de los instrumentos que se utiliza con mayor frecuencia en la industria metalmecánica es el micrómetro. En esta práctica de laboratorio hicimos una serie de medidas con un micrómetro análogo del diámetro exterior de una rosca para comprobar la incertidumbre que la pieza en cuestión. Cada integrante del grupo tomo una seria de medidas bajo las mismas condiciones (temperatura, igual instrumento de medición, etc.) Las fuentes de incertidumbre que se tuvieron en cuenta fueron el mensurado, la división de escala del instrumento de medición, la tolerancia del mismo y la temperatura. 2. DISCUSIÓN TEÓRICA

➢ Historia El primer micrómetro de tornillo fue inventado por William Gascoigne en el siglo XVII, como una mejora del calibrador vernier, y se utilizó en un telescopio para medir distancias angulares entre estrellas. En 1841, el francés Jean Laurent Palmer lo mejoró y lo adaptó para la medición de longitudes de objetos manufacturados. El micrómetro fue introducido al mercado anglosajón en 1867 por la compañía Brown & Sharpe. En 1888 Edward Williams Morley incorporó la escala del nonio, con lo cual se mejoró la exactitud del instrumento. ➢ Componentes Micrómetro de exteriores: ➢ Principio de funcionamiento El micrómetro usa el principio de un tornillo para transformar pequeñas distancias que son demasiado pequeñas para ser medidas directamente, en grandes rotaciones que son lo suficientemente grandes como para leerlas en una escala. La precisión de un micrómetro se deriva de la exactitud del tornillo roscado que está en su interior. Los principios básicos de funcionamiento de un micrómetro son los siguientes:

Laboratorio de Metrología

• La cantidad de rotación de un tornillo de precisión puede ser directa y precisamente relacionada con una cierta cantidad de movimiento axial (y viceversa), a través de la constante conocida como el paso del tornillo. El paso es la distancia que avanza axialmente el tornillo con una vuelta completa de (360 °). • Con un tornillo de paso adecuado y de diámetro mayor, una determinada cantidad de movimiento axial será transformada en el movimiento circular resultante. ➢ Tipos de micrómetros:  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

3.

PROCEDIMIENTOS.

1. Verificar la limpieza del micrómetro y del objeto a medir. 2. Manejo adecuado del micrómetro, se sostuvo la mitad del cuerpo en la mano izquierda, y el manguito o trinquete (también conocido como embrague) en la mano derecha, y mantener la mano fuera del borde del yunque. 3. Verificar que el cero este alineado. 4. Cada integrante del grupo realizo las mediciones, por turnos, utilizando tanto el micrómetro de milímetros y el de pulgadas. 5. Se ubicaron en la tabla, se obtuvo el promedio y la desviación estándar de las 5 mediciones por cada estudiante del grupo. Para hallar el cálculo de las incertidumbres medidas se llevaron a cabo los siguientes pasos: 1. Expresar en términos matemáticos la dependencia del mensurado. 2. Identificar y aplicamos todas las correcciones significativas. 3. Relacionar todas las fuentes de incertidumbre en forma de análisis. 4. Calcular la incertidumbre típica. 5. Calcular la incertidumbre expandida multiplicando Uc por el factor de cobertura K asociado.

Laboratorio de Metrología

4.

ANÁLISIS Y DISCUSION DE RESULTADOS.

MEDIDA DEL DIAMETRO DEL ARANDELA Instrumento de medición: micrómetro Rango: 0-25mm División de escala (d): Temperatura: 26 °C Temperatura de referencia: 20 °C Serie: S/N 66145053 Marca: Mitutoyo Calculo de la incertidumbre: Medidas del diámetro de una arandela: 13.980mm

13.989mm

13.987mm

13.995mm

14.015mm

Laboratorio de Metrología

Ahora, se identifican las fuentes de incertidumbre, que se presentaron al momento de realizar la experiencia:  Repetitividad  División de escala del micrómetro  Temperatura Repetitividad, que es una incertidumbre tipo A, debido a que para ser evaluada, se requiere de cálculo estadístico. La división de escalas y la temperatura, que se consideran incertidumbres Tipo B, porque al momento de ser evaluadas, no se requiere de cálculos estadísticos. La fórmula para la incertidumbre combinada será: √

Para: La media es:

̅ ̅

Con el cálculo de la media, ahora se puede determinar fácilmente la desviación estándar, y hallar , que es una fuente de incertidumbre que se asocia con una distribución normal.

√

Laboratorio de Metrología

√

̅

̅

̅

√

Se remplaza, y se obtiene:

√ En lo obtenido, se puede observar que no es necesario ajustar dimensionalmente la ecuación, pues se aprecia que la magnitud de entrada, tiene las mismas unidades de la magnitud de salida. Por tanto el coeficiente de sensibilidad, usado como ajuste dimensional, vale 1. ( ) Se halla:

√ .

√ La explicación, anterior acerca del coeficiente de ajuste dimensional, también aplica para esta. Teniendo así, ( ). Se procede a hallar:

√ √

Laboratorio de Metrología

En este caso, se requiere del coeficiente de ajuste dimensional ( , a la magnitud de entrada, (mm).

.la magnitud de salida es distinta

̅

Finalmente, se evalúan las incertidumbres estándar tipo A y tipo B, en la fórmula para hallar incertidumbres combinadas.

√

(

)

√

Y se calcula la incertidumbre expandida, para un factor de cobertura dado, en este caso se tomara un factor de cobertura de 1.96, que arroja un 95% de confiabilidad en los datos obtenidos.

)

lo que pasa es que la formula es d/ tipo de distribución entonces el dijo que triangular entonces por eso raíz de 6 entonces d = 0.001" para pulgadas y d=0.01mm para milímetro el 10 es porque el quiere que lo de mm de en milésima y lo pulga de en diezmilésima

Laboratorio de Metrología

5. CONCLUSIONES Conclusión Se utilizó uno de los instrumentos más precisos al momento de efectuar mediciones, a diferencia de lo que se esperaba no fue nada fácil pero con dedicación y un poco de ayuda se culminó esta práctica con la agradable sensación de saber que se cumplieron con los objetivos trazados al aprender a utilizar adecuadamente este maravilloso invento de la ciencia, el micrómetro.

REFERENCIAS 

E. Coral, guía para experimentos laboratorio mecánica, 2003. M, física elemental, tomo 1. www.stefanelli.eng.br