METROLOGÍA DE TALLER

Es la parte de la metrología que se preocupa de la medición en las construcciones mecánicas. En este campo la medición esta abocada a las longitudes, pues con mayor frecuencia se mide en el taller mecánico largos, anchos, diámetros, profundidad etc.

Clasificación General de los instrumentos de medición

Dentro del campo de la Metrología de taller existe una gran variedad de instrumentos empleados en la fabricación de piezas, las cuales tiene forma y usos muy diversos. Entre ellos podemos encontrar:

1.- Instrumentos Graduadosa) Medición Directa

Regla graduada Pie de metro Micrómetros

b) Comparación Indirecta Comparador de amplificación mecánica

c) Medición directa de ángulos Escuadra Universal Goniómetro

2.- Instrumentos de valor fijo Feelers Calibres de Tolerancias Galgas Plantillas

1.- INSTRUMENTOS GRADUADOS

Poseen las siguientes características técnicas:

Rango: magnitud que alcanza un instrumento de medición y comprende desde la dimensión mínima a la dimensión máxima.

Nonio: Reglilla graduada cuya función específica es la subdivisión de la división de la división mínima de la regla fija.

Grado de Precisión: Se define como la dimensión mínima exacta que se puede leer en el instrumento y se calcula mediante la siguiente fórmula

1.A INSTRUMENTOS GRADUADOS DE MEDICIÓN DIRECTA

Se denominan de medición directa porque el valor de la medida se obtiene directamente de los trazos o divisiones de los instrumentos. Regla graduada: Cinta metálica rígida o flexible de acero templado. Generalmente están graduadas en milímetros y pulgadas. Existen en diversas longitudes, siendo la más utilizada la de rango 150 mm (6 pulg)

a) Lectura en milímetros: La graduación en milímetros va de uno en un milímetro, por lo tanto para efectuar la lectura bastará con contar el número de divisiones que existen desde el 0 hasta la coincidencia, dicho número de divisiones se multiplicarán por uno.

b)Lectura en pulgadas: En la graduación en pulgadas, esta puede estar dividida en 8,16,32 y 64 partes respectivamente, por lo tanto para efectuar la lectura en primer lugar se debe saber en cuantas partes está dividida la pulgada con la finalidad de saber el valor de la división mínima. Enseguida debemos ver si la magnitud a medir deja pulgadas enteras atrás, si no deja pulgadas enteras atrás basta con que cuente el número de divisiones que existen desde el 0 hasta la coincidencia, dicho número se multiplicará por el valor de la división mínima. Si la magnitud a medir deja pulgadas enteras atrás, estas se reservarán y se contará el número de divisiones que existen desde la última pulgada entera dejada atrás hasta la coincidencia, dicho número se multiplicará por el valor de

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GP= División mínima de la regla fija N° de divisiones del nonio

la división mínima, este valor se agregará a la pulgada reservada. La fracción resultante debe ser expresada en su mínima expresión.Ejemplos:

PIE DE METRO Es un instrumento graduado de medición directa, es en esencia una regla graduada perfeccionada para aumentar la seguridad y precisión de las mediciones con el realizadas. Para tal efecto está provisto de una reglilla grabada en la corredera la cual permite leer fracciones o decimales de las divisiones mínima de la regla principal.

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Profundimetro

Regla principal

Patas para medir Exteriores.

Patas para medir interiores

Fijador

Nonio

a) Lectura en milímetros :

Primer caso: “La línea cero del nonio coincide con una línea de la regla fija”

Para este caso la lectura se realizará solo en la regla fija.La regla fija del pie de metro en el sistema internacional está graduada de milímetro en milímetro, por lo tanto la división mínima de la regla fija vale un milímetro. Entonces para efectuar la lectura se contará el número de divisiones que existen desde el cero de la regla fija hasta el cero del nonio que es la coincidencia, dicho número se multiplicará por uno.

Segundo caso: : “La línea cero del nonio no coincide con una línea de la regla fija”

Para solucionar este caso en primer lugar se debe calcular el grado de precisión del instrumento de tal manera de conocer el valor de la división mínima del nonio. La lectura se efectuará primero en la regla fija y luego en el nonio.Para efectuar la lectura en este caso contaremos en primer lugar el número de divisiones que existen desde el cero de la regla fija hasta antes del cero del nonio, anotamos este valor (representa los milímetros enteros), luego conociendo el grado de precisión, contamos el número de divisiones que hay desde el 0 del nonio hasta la coincidencia, dicho número lo multiplicamos por el valor del grado de precisión del instrumento, el resultado se agregara a los milímetros enteros anotados.

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Lectura en pulgadas:

Para efectuar la lectura en pulgadas primero debemos visualizar en cuantas partes está dividida la pulgada y que número de divisiones tiene el nonio, esto se debe a que si el pie de metro posee la pulgada dividida en 16 partes y el nonio posee 8 divisiones, la lectura será fraccionaria, dado el caso que la pulgada esté dividida en más partes y el nonio posea un mayor número de divisiones la lectura será en decimales de pulgadas.

Lectura fraccionaria:

Primer caso: “La línea cero del nonio coincide con una línea de la regla fija”

Si la pulgada está dividida en 16 partes, significa que la división mínima de la regla fija vale 1/16”, entonces contaremos el número de divisiones que existen desde el cero de la regla fija hasta la coincidencia, dicho número se multiplicará por el valor de la división mínima de la regla fija. El resultado debe expresarse en la fracción mínima. En el caso que existan pulgadas enteras atrás, estas se reservarán y se empezará a contar desde la última pulgada entera dejada atrás.

Segundo caso: : “La línea cero del nonio no coincide con una línea de la regla fija”

Para solucionar este caso en primer lugar se debe calcular el grado de precisión del instrumento de tal manera de conocer el valor de la división mínima del nonio. La lectura se efectuará primero en la regla fija y luego en el nonio.Si la pulgada está dividida en 16 partes, sabemos que la división mínima vale 1/16” y el nonio posee 8 divisiones, entonces para efectuar la lectura adoptaremos la siguiente técnica apoyándonos en la tabla adjunta:

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Nonio:

1 2 3 4 5 6 7 8 128 128 128 128 128 128 128 128

1 1 3 1 64 32 64 16

2_ 32

4_ 64

8_ 128

Para que esta técnica tenga resultado, primero se debe visualizar que línea del nonio coincide con alguna de la regla fija, de esta manera sabremos si el denominador de la fracción resultante es 128, 64, o 32, luego contamos cuantas divisiones existen desde el cero de la regla fija hasta antes del cero del nonio y las multiplicamos por la fracción que convenga utilizar y cuyo denominador es coincidente con el denominador de la coincidencia. En el caso que existan pulgadas enteras atrás, estas se reservarán y se empezará a contar desde la última pulgada entera dejada atrás.Ejemplo:

Lectura decimal :

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0 4 8

Primer caso: “La línea cero del nonio coincide con una línea de la regla fija”

Si la pulgada está dividida en 40 partes, significa que la división mínima de la regla fija vale 1/40” que en decimales significa 0,025”, entonces contaremos el número de divisiones que existen desde el cero de la regla fija hasta la coincidencia, dicho número se multiplicará por el valor de la división mínima de la regla fija. El resultado debe expresarse en milésimas de pulgada. En el caso que existan pulgadas enteras atrás, estas se reservarán y se empezará a contar desde la última pulgada entera dejada atrás.

Segundo caso: : “La línea cero del nonio no coincide con una línea de la regla fija”

Para solucionar este caso en primer lugar se debe calcular el grado de precisión del instrumento de tal manera de conocer el valor de la división mínima del nonio. La lectura se efectuará primero en la regla fija y luego en el nonio.Si la pulgada está dividida en 40 partes, significa que la división mínima de la regla fija vale 1/40” que en decimales significa 0,025”, entonces contaremos el número de divisiones que existen desde el cero de la regla fija hasta la línea anterior al cero del nonio, dicho número se multiplicará por el valor de la división mínima de la regla fija. En seguida visualizamos que línea del nonio coincide con alguna línea de la regla fija y contamos el número de divisiones que existen desde el cero del nonio hasta la coincidencia, dicho número lo multiplicamos por el valor de la división mínima del nonio el resultado se agregara al obtenido en la regla fija. La medida debe expresarse en milésimas de pulgada. En el caso que existan pulgadas enteras atrás, estas se reservarán y se empezará a contar desde la última pulgada entera dejada atrás.

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Tipos de Pie de Metro

Existe un gran variedad de pie de metros y cada uno ellos con diversos grado de precisión. Además de otros instrumentos que en términos de lecturas se aplica la mismo sistema.

Pie de metro Universal Se denomina universal porque permite obtener medidas interiores, exteriores, profundidades y peldaños

Pie de metro ajuste fino : Posee un mecanismo que mejora la eficiencia de la medición. Se utiliza para medir longitudes exteriores e interiores.

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Pie de metro con puntas largas : Se utiliza para medir diámetros interiores de agujeros profundos y diámetros exteriores de gran magnitud donde es imposible llegar con los pie de metro universales

Pie de metro con reloj : Permite realizar lecturas más fáciles y con mayor grado de precisión

Medidor de altura: Posee el mismo principio del pie de metro. Permite medir alturas de piezas o la diferencia de altura entre planos a diferentes niveles, también es utilizado como herramienta de trazo.

Profundimetro : Posee el mismo principio del pie de metro. Se utiliza solo para medir profundidades.

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Técnicas de Aplicación :

1. Seleccione el pie de metro que más se ajuste a la pieza a medir2. Elimine cualquier sustancia ajena del instrumento3. Elimine rebabas y rayones de la pieza a medir4. Aplique el instrumento a la pieza en reposo5. Asegurarse que las patas del pie de metro hagan contacto con la pieza a medir6. En medidas exteriores, mida la pieza en una posición tan cercana a la

superficie como sea posible7. En medidas interiores, tome la medida cuando las puntas de medición estén tan

adentro como sea posible8. En profundidades, tome la medida cuando la cara inferior del cuerpo principal

esté en contacto uniforme con la pieza.

Cuidados con el pie de metro :

1. No use el instrumento como rayador2. No golpee las puntas3. Cuando el pie de metro sea almacenado por un largo periodo de tiempo,

lubríquelo antes de guardarlo.4. No exponga el pie de metro al sol5. Almacene el pie de metro en un ambiente libre de humedad6. Almacénelo con las patas separadas por un par de milímetros7. Almacénelo sin fijar el cursor.

Micrómetro : Instrumento graduado de medición directa. Es un dispositivo que mide el desplazamiento husillo, cuando este es movido mediante el giro de un tornillo, lo que convierte el movimiento giratorio del tambor en el movimiento lineal del husillo.

Partes principales de un micrómetro

Micrómetros Exteriores :(en milímetros)

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Tope móvil

Arco

Trinquete

Tambor (nonio)

Cilindro

Freno del Husillo

Tope fijo

Se disponen en rango de 25 en 25 milìmetros, por ejemplo podemos encontrar micrómetros de : 0 –25, 25 – 50, 50 – 75, etc.

Lectura en milímetros:

Primer Caso: La línea cero del nonio coincide con la horizontal

En primer lugar se debe considerar el rango del micrómetro, a fin de considerarlo en la lectura, por ejemplo si el micrómetro parte de cero se empezará a contar de cero, en cambio si el rango es de 25 –50, se empezará a contar de 25 milímetros.En este caso la lectura se efectuará solo en la regla fija.Para efectuar la lectura se considera el rango del micrómetro y se cuenta el número de divisiones que existen desde el inicio del rango hasta la última división visualizada, dicho número se multiplica por el valor de la división mínima.

Segundo Caso: La Línea cero del nonio no coincide con la horizontal

En primer lugar se debe considerar el rango del micrómetro, a fin de considerarlo en la lectura, por ejemplo si el micrómetro parte de cero se empezará a contar de cero, en cambio si el rango es de 25 –50, se empezará a contar de 25 milímetros.Además es necesario calcular el grado de precisión a fin de conocer el valor de la división mínima del nonio.En este caso la lectura se efectuará primero en la regla fija y luego en nonio.Para efectuar la lectura se considera el rango del micrómetro y se cuenta el número de divisiones que existen desde el inicio del rango hasta la última división visualizada, dicho número se multiplica por el valor de la división mínima, luego visualizamos que línea del nonio coincide con la horizontal y contamos el número de divisiones que existen desde el cero del nonio hasta la coincidencia, dicho número se multiplicara por el valor de la división mínima del nonio. El resultado se agregará al obtenido en la regla fija.

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Micrómetros Exteriores en Pulgadas

Se disponen en rangos de 1 en 1 pulgadas por lo tanto podemos encontrar micrómetros de: 0 –1”, 1” – 2”, 2” – 3”, etc

Lectura en pulgadas

Primer Caso : La línea cero del nonio coincide con la horizontal

En primer lugar se debe considerar el rango del micrómetro, a fin de considerarlo en la lectura, por ejemplo si el micrómetro parte de cero se empezará a contar de cero, en cambio si el rango es de 1” – 2”, la pulgada entera se reservará.En este caso la lectura se efectuará solo en la regla fija.En el caso del ejemplo la pulgada de rango está dividida en 40 partes, por lo tanto cada división de la regla fija vale 1/40”, que en decimales significa 0,025”.Entonces para efectuar la lectura se considera el rango del micrómetro y se cuenta el número de divisiones que existen desde 0 de la regla fija hasta la última división visualizada, dicho número se multiplica por el valor de la división mínima.

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Segundo Caso: La línea cero del nonio no coincide con la horizontal

En primer lugar se debe considerar el rango del micrómetro, a fin de considerarlo en la lectura, por ejemplo si el micrómetro parte de cero se empezará a contar de cero, en cambio si el rango es de 1” – 2”, la pulgada entera se reservará.En este caso la lectura se efectuará en la regla fija y el nonio.Es necesario calcular el grado de precisión del instrumento a fin de conocer el valor de cada división del nonio.En el caso del ejemplo la pulgada de rango está dividida en 40 partes, por lo tanto cada división de la regla fija vale 1/40”, que en decimales significa 0,025”.Entonces para efectuar la lectura se considera el rango del micrómetro y se cuenta el número de divisiones que existen desde 0 de la regla fija hasta la última división visualizada, dicho número se multiplica por el valor de la división mínima.Enseguida visualizamos que línea del nonio coincide con la horizontal y contamos el número de divisiones que existen desde el 0 del nonio a la coincidencia, dicho número se multiplicará por el valor de la línea del nonio, el resultado se agregará al obtenido en la regla fija.

Tipos de Micrómetros

Existe una gran variedad de diseños y tamaños. Cada diseño está establecido para un aplicación determinada. Entre los diseños más conocidos tenemos:

Micrómetros exteriores: Existen en distintos rangos y se utilizan para medir longitudes exteriores.

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Micrómetros para espesor de láminas : Posee un arco alargado, que permite medir espesores de láminas en porciones alejadas del borde de esta.

Micrómetros con topes del Arco en V : Posee 60º en la V. Se utiliza para medir diámetros de herramientas de corte como machuelos, fresas, o cualquier tipo de pieza que cuente con un número impar de puntas.

Micrómetro de interior tipo calibrador : Posee dos topes cilíndricos. Se utiliza para medir longitudes internas como diámetros interiores.

Micrómetros de puntas : Topes en punta. Se utiliza para medir almas de brocas, el diámetro de núcleo de roscas, ranuras pequeñas o cualquier geometría que con los topes tradicionales es imposible de alcanzar.

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Micrómetro profundimetro: Existen tipo varilla simple o intercambiable. Se utiliza para medir las profundidades de agujeros, ranuras y escalonamientos.

Micrómetro interior varilla : La varilla son intercambiables cada una posee una longitud definida y son fijadas al cuerpo por medio de un tornillo. Se utiliza para medir longitudes interiores.

Micrómetros con contador mecánico : El contador cuenta 1/50 de una revolución. Permite una lectura centesimal directa del visualizador, también se pueden efectuar lecturas ignorando el visualizador alcanzando un grado de precisión de 0,001 mm producto de un sub nonio.

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Técnicas de Aplicación de los Micrómetros :

1. Seleccione el micrómetro que más se ajuste a la aplicación2. Seleccione el rango y el grado de precisión apropiadas a los requerimientos de

la pieza a medir3. Elimine el polvo que haya sobre el micrómetro, sobre todo los topes4. Limpie la superficie a medir5. Mida la pieza cuando la temperatura se haya estabilizado6. Calibre el instrumento (Ajuste de los ceros)7. Mida con la pieza en reposo8. Aproxime los topes a la superficie de la pieza girando el tambor9. Realice la aproximación final con el giro del trinquete (chicharra)10.Aplique la fuerza constante y adecuada

Fuerza de medición en gramos

Rango Trinquete0 -100 mm 400 - 600 gr

100 -300 mm 500 –700 gr300 – 1000 mm 700 – 1000 gr

Cuidado de los Micrómetros

1. No golpee el instrumento2. Limpie los topes antes de guardarlo3. Lubríquelo con vaselina liquida cuando lo almacene por periodos excesivos4. No lo exponga a luz solar directa5. Almacénelo en un lugar libre de humedad y polvo6. Almacénelo con los topes separados 7. Almacénelo sin bloquear el movimiento del tambor

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Instrumento de medición indirecta

Se denomina medición indirecta porque para obtener la medida se requiere compararla con alguna referencia.

Comparador de amplificación mecánica

Es conocido como reloj comparador o comparador de carátula. Se utiliza no tan solo para realizar mediciones, sino que también para controlar paralelismo y concentricidad.Un pequeño desplazamiento del palpador es amplificado mediante un tren de engranaje para mover en forma angular una aguja indicadora, la aguja girará desde una hasta varias docenas de vueltas.

Medición y Lectura :

1. Se coloca el reloj en un soporte adecuado a la longitud que se desea medir2. Se inserta un bloque patrón de longitud conveniente entre la superficie de

referencia del soporte y la punta de contacto del indicador.3. Se ajusta lectura cero, dejando la aguja cuenta vueltas en la mitad del rango y

la aguja del nonio en cero girando el arillo4. Se retira el bloque patrón y se inserta la pieza a medir5. Se efectúa la lectura que representa cuanto mayor o menor es longitud de la

pieza con respecto a la altura del bloque utilizado en la puesta a cero.6. La dirección en que se nueva la aguja indicará si es mayor o menor la

magnitud.

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HusilloPunta de contacto

Vástago

Aguja del nonio

Nonio

Regla principal

AgujaCuenta vueltas

Arillo

Tipos de relojes comparadores

Reloj comparador tipo universal: Permite realizar mediciones de longitudes exteriores

Reloj comparador con palpador perpendicular: Permite realizar mediciones de longitudes exteriores.

Reloj comparador para interiores: Permite realizar mediciones de longitudes interiores

Reloj comparador con palpador orientable: Permite realizar mediciones de longitudes interiores y exteriores.

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Técnicas de aplicación:

1. Seleccione el reloj que más se adecue a su aplicación2. Use la punta de contacto que se ajuste a la aplicación3. Reemplace las puntas de contactos gastadas4. Elimine cualquier sustancia antes de realizar una medición5. Cuando monte el reloj en un soporte, ubíquelo cerca de su columna para este

no haga contrapeso y se caiga.6. Ubíquese frente al reloj para efectuar la lectura7. Ubique la punta de contacto perpendicular a la superficie.

Cuidados para utilizar el comparador:

1. No aplique fuerzas excesivas en la medición2. No golpee el reloj3. Elimine cualquier clase de polvo o suciedad antes de almacenarlo4. Lubrique el husillo y el vástago para cuando el almacenaje sea por un largo

periodo de tiempo.5. No exponga el indicador a la luz solar directa.6. Almacene el reloj en un lugar libre de humedad

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Instrumentos de medición angular

Son instrumentos graduados de medición directa destinados a medir ángulos. Se define como ángulo a la abertura formada por dos rectas que se cruzan.La unidad de medición permitida por el SI es el grado.El grado de precisión de los instrumentos angulares puede se grados, minutos y segundo.

Escuadra universal :La escuadra universal combina un transportador con una regla metálica y dos piezas adicionales denominadas block de centros y escuadra. La escuadra universal se utiliza para el trazado de centros de piezas cilíndricas, medición de alturas, profundidades y verificación de superficies nominalmente a 45º y 90º. Además de la medición de ángulos.

Lectura:

En este instrumento se puede dar un solo caso, ya que no posee nonio y la lectura se realizará solo en la regla fija.El grado de precisión del transportador es un 1º, por lo tanto cada división de la regla fija es un grado, entonces bastará con que cuente el número de divisiones que existen desde el cero del transportador hasta la coincidencia, dicho número multiplíquelo por el valor de la división de la regla fija.

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Trazador

Nivel

Escuadra

Regla metálica

Transportador

Block de centros

Goniómetro :Instrumento graduado de medición directa, que permite la medición y verificación de ángulos. Está compuesto por una circunferencia graduada en grados (regla fija o principal), una regla base y una desplazable que determina la posición conjuntamente con la regla base.La circunferencia graduada está dividida en 4 partes teniendo 2 divisiones con el valor 90º y dos con el valor 0º.La lectura se realizará en grados sexagesimales, es decir el ángulo completo es igual a 360º y cada grado será igual a 60 minutos de ángulo. Entonces la medida se podrá obtener en grados y minutos.

Lectura:

1er Caso: La línea cero del nonio coincide con cualquier línea de la circunferencia graduada o regla fija.Para desarrollar este caso bastará con que cuente el número de divisiones que existen desde el cero de la regla fija ( o desde la división 90 según el ángulo que se está midiendo) hasta el cero del nonio que será la coincidencia, dicho número se multiplicará por el valor de la división mínima de la circunferencia graduada (1º).

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Regla desplazable

Regla base

Circunferencia graduada

Nonio

2do Caso : La línea cero del nonio no coincide con ninguna línea de la regla fija.Para desarrollar este caso en primer lugar se debe calcular el grado de precisión. Si tenemos un goniómetro cuya división mínima en la regla fija es 1º y el nonio posee 12 divisiones el grado de precisión entonces será de 5’.Luego se contarán el número de divisiones que existen desde el cero de la circunferencia graduada (o 90 dependiendo del ángulo que se desea medir) hasta antes del cero del nonio, dicho número se multiplicará por el valor de la división mínima de la circunferencia graduada (1º), de esta manera obtendremos los grados. Enseguida se visualiza que línea del nonio coincide con alguna línea de la circunferencia graduada y se cuenta el número de divisiones que existen desde el cero del nonio hasta la coincidencia dicho número se multiplicará por el valor de la división mínima (5’). Se debe utilizar el nonio que corresponda al sentido del giro.

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Instrumentos de valor fijo

Son instrumentos muy utilizados en producción mecánica, su función es la comprobación directa de longitudes, es decir si estas corresponden a un instrumento de valor fijo y conocido.Su principal ventaja es la rapidez con que podemos controlar la dimensión de una pieza, es por eso que en las producciones en serie se hacen indispensables, no es recomendable es uso de instrumentos móviles, pues una pequeña fuerza que actué sobre las partes móviles hará variar la medida.

Calibres de espesor o feeleers :Están compuestos por hojas muy delgadas de diferentes medidas que permiten verificar aberturas entre dos planos. Los calibres en milímetros van de 0,05 mm a 1 mm , valores que llevan grabados en cada una de las hojas. Si estas hojas las superponemos una sobre otra podemos obtener nuevas mediadas.

Aplicación

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Bloques patrones :

Son instrumentos de valor fijo, cuyas dimensiones son inalterables, se pueden obtener nuevas mediadas superponiéndose unos con otros. Su función principal es el calibrado de instrumentos medición directa e indirecta.

Aplicación :

Calibres de tolerancia

Conocidos también como Calibres “Pasa” o “No Pasa”. Son instrumentos de valor fijo que representan los límites de un margen, dentro del cual debe quedar comprendida la dimensión efectiva o real de la pieza a medir.Cada uno de ellos poseen las dos dimensiones necesarias para el control. Por ejemplo, si tenemos un eje cuyo diámetro es 20 mm, con desviaciones especificadas de +0,020 y tenemos que controlar con un calibre de tolerancia, este en uno de sus extremos tendrá 20,020 mm y en el otro 20 mm. Entonces pasará la pieza por el extremo de 20,000 y no pasará por el extremo de 20,020 mm.Este tipo de instrumento se utiliza fundamentalmente para la fabricación de piezas en series. Existe una gran variedad de diseños, entre ellos podemos nombrar :

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Bloque patrón

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Plantillas Instrumentos de valor fijo que no solo controlan dimensión, sino que también la forma. Existe una gran variedad de plantillas entre ellas podemos nombrar:

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Instrumentos Transmisores

Son instrumentos que transmiten la medida, ya sea desde la pieza a medir a un instrumento o de lo contrario desde el instrumento graduado a la pieza.

Compases :

Son instrumentos transmisores utilizados en el control de piezas obtenidas por proceso de fundición. Existen compases para exteriores, interiores o mixtos.

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