Sistemas de medicion directa
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  • Hola, Disculpa Estoy haciendo una tarea Sobre Los Sistemas de medicion lineal y angular Directa/ indirecta...

    pero... al buscar sobre esto me manda directamente a los Instrumentos de medicion, me podrias ayudar?

    te lo agradeceria :)
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    Sistemas de medicion directa Sistemas de medicion directa Document Transcript

    • INTRODUCCIÓN Las señales que se obtienen de las máquinas industriales con unaindicación directa del buen estado de estas. Cuando se piensa en el monitoreo y eldiagnostico de la maquinaria, deben tenerse en cuenta los factores de seguridad,calidad, puntualidad y costo correspondientes a cada parte de la maquinaria. Demanera más específica, los objetivos incluyen: Aumento de la seguridad de la planta al minimizar las probabilidades de que se presenten situaciones peligrosas o catastróficas. Mejoramiento de la calidad del producto al minimizar variaciones de proceso que puedan imputarse al mal funcionamiento de la maquinaria. Maximizar la puntualidad o disponibilidad de la planta al dar servicio las máquinas que lo necesiten y realizar rondas de servicio más eficientes. Reducción de costos de operación de la planta la minimizar los paros imprevistos y al dar un uso mas eficaz a los "recursos de mantenimiento". INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA Los instrumentos de medida directa son aquellos que midendirectamente la altura del líquido en base a una línea de referencia. Losprincipales instrumentos de medida directa son el medidor de sonda, nivel decristal e instrumentos de flotador. La medida o medición diremos que es directa, cuando disponemos de uninstrumento de medida que la obtiene, así si deseamos medir la distancia de un
    • punto (a) a un punto (b), y disponemos del instrumento que nos permite realizar lamedición, esta es directa. La mayoría de los instrumentos básicos de medición lineal o de propósitosgenerales. Están representados por la regla de acero, vernier, o el micrómetro. Las reglas de acero se usan efectivamente como mecanismo de mediciónlineal; para medir una dimensión la regla se alinea con las graduaciones de laescala orientadas en la dirección de medida y la longitud se lee directamente. Lasreglas de acero se pueden encontrar en reglas de profundidad, para medirprofundidades de ranuras, hoyos, etc. También se incorporan a los calibradoresdeslizables, adaptados para operaciones de mediciones lineales, a menudo másprecisos y fáciles de aplicar que una regla de medición. Un tipo especial de reglade acero es el vernier o calibrador. CALIBRADOR VENIER El calibrador vernier fue elaborado para satisfacer la necesidad de uninstrumento de lectura y medición directa que pudiera brindar una medidafácilmente, en una sola operación. El calibrador típico puede tomar 3 tipos demediciones: exteriores, interiores y profundidades, pero algunos además puedenrealizar mediciones de peldaño y ángulos. El vernier consiste en una escala base graduada en milímetros y undispositivo que puede deslizarse sobre la escala base, llamado nonio, que sirvepara aumentar la precisión de la escala base. El vernier es una escala auxiliar o secundaria que se desliza a lo largo deuna escala principal para permitir en ésta lecturas exactas de la mínima división.Una escala vernier esta graduada en un numero n de divisiones iguales en lamisma longitud en que n- l de la escala principal, ambas escalas están marcadasen la misma dirección.
    • También se incorporan a los calibradores deslizables, adaptados paraoperaciones de mediciones lineales, a menudo más precisos y fáciles de aplicarque una regla de medición. Un tipo especial de regla de acero es el vernier ocalibrador. CALIBRADOR O VERNIER (pie de metro). El calibrador es un instrumento de precisión usado para medir pequeñaslongitudes (décimas de milímetros), de diámetros externos, internos yprofundidades, en una sola operación. PROCESO DE MEDICIÓN. El objeto a medir se coloca de tal forma que las puntas de medicióndel instrumento toquen los extremos del objeto. La longitud del objeto es igual a y más una pequeña longituddiferencial, que por ser menor que la división de la escala base no se puededeterminar con exactitud, sin el uso del nonio. Si L es la longitud del cuerpo setiene que: Como x es menor que y, se encontrara una división en el nonio quecoincida (o esté muy cerca de) con una división de la escala base.
    • Fue inventado en 1631 por Pierre Vernier para interpretar con mayoraproximación las fracciones decimales (de longitudes o ángulos) gracias asubdivisiones lineales o fracciones de arco. Al vernier suele llamársele también"nonio" en honor del científico Portugués Pedro Nunes (1492?1577), quien inventóun sistema de lecturas a base de círculos concéntricos que dividen lacircunferencia en n partes iguales, es decir, 89, 88, 87, etc., con lasque lograba mayor aproximación en las lecturas de ángulos; a ambos dispositivos,suele llamárseles indistintamente "nonio" o "vernier", a pesar de ser tan distintosentre sí. Los calibradores vernier en milímetros tienen 20 divisiones que ocupan 19divisiones de la escala principal graduada cada 1mm, o 25 divisiones que ocupan24 divisiones sobre la escala principal graduada cada 0.5 mm, por lo que danlegibilidad de 0.05 mm y 0.02 mm, respectivamente. TIPOS DE VERNIER. Los vernier se clasifican en dos tipos: el estándar y el largo Vernier.
    • Estándar: Este tipo de vernier es el más comúnmente utilizado, tienen visionesiguales que ocupan la misma longitud que n-1 divisiones sobre la escala principal. Vernier largo: El vernier largo está diseñado para que lasgraduaciones adyacentes sean más fáciles de distinguir. Este vernier tiene 20divisiones que ocupan 39 mm sobre la escala principal. Calibradores grandes y pequeños: Hay calibradores disponibles endiversos tamaños, con rangos de medición de 100 mm a 3 m (4 a 120 pulg). Losque tienen rango de 300mm (12 pulg) o menos son clasificados como pequeños, los de rango mayor comograndes. Vernier Tipo M: Llamado calibrador con barra de profundidades:Tiene un cursor abierto y puntas para medición de interiores. Está graduado con20 divisiones en 39 mm para el tipo con legibilidad de 0.05 mm, o en 50 divisionesen 49 mm para el tipo con legibilidad de 0.02 mm. Están diseñados para facilitar lamedición de peldaño, ya que tienen el borde del cursor al ras con la cabeza delbrazo principal cuando las puntas de medición están completamente cerradas. Vernier Tipo CM: Tiene un cursor abierto, está diseñado en forma talque las puntas de medición de exteriores puedan utilizarse en la medición deinteriores, cuenta con un dispositivo de ajuste para el movimiento fino del cursor.Tienen una mayor resistencia al desgaste y daño. Vernier circular (goniómetro): Es una modificación del vernierlineal, que mide ángulos, se utiliza montado en un teodolito. MICROMETRO.
    • El micrómetro también llamado Tornillo de Palmer, es un instrumento demedición cuyo funcionamiento está basado en el tornillo micrométrico que sirvepara medir con alta precisión del orden de centésimas de milímetros (0,01 mm) yde milésimas de milímetros (0,001mm) (micra)las dimensiones de un objeto. Para ello cuenta con 2 puntas que se aproximan entre sí mediante un tornillo de rosca fina, el cual tiene grabado en su contorno una escala. La escala puede incluir un nonio. La máxima longitud de medida del micrómetro de exteriores es de 25 mm, por lo que es necesario disponer de un micrómetro para cada campo de medidas que se quieran tomar. El vernier y micrómetro son los instrumentos más utilizados en laindustria metalmecánica. APLICACIÓN DEL MICROMETRO. El micrómetro es utilizado en diferentes ramas de la tecnología para realizarmediciones de precisión, pero es en la rama de la mecánica donde es utilizadocon más frecuencia para la medición de piezas de gran precisión. Existenmicrómetros de diferentes tipos según sea la medición que realice.
    • Las partes principales que constituyen un micrómetroson las siguientes:1. Cuerpo principal en forma de C (bastidor). Sobre él están montadas todas lasdemás partes.2. Palpador fijo o yunque. Es el tope fijo con el que se hacen las mediciones.3. Palpador móvil o husillol. Es el tope móvil con el que se hacen las mediciones.Sobre éste está la escala graduada en milímetros, correspondientes a la aberturaentre los dos palpadores.4. Tambor graduado. Corresponde a la lectura en submúltiplos de 1/n demilímetros, donde n es el número de divisiones del tambor.5. Escala cilíndrica graduada o escala vernier. Corresponde a la lectura de vernier,para milésimas de milímetros. La escala cilíndrica (vernier) divide cada parte de laescala del tambor en partes iguales.6. Botón de fricción (matraca o trinquete). Dispositivo regulador de presiónconstante entre los palpadores, a fin de asegurar la mejor medición y evitar dañosal instrumento.7. Palanca o tuerca de fijación. Tornillo de acople de las piezas del instrumento.
    • TIPOS DE MICROMETROS.Medición de exterior Medición de exterior Medición de exterior Medición decon contactos con tope en forma de con patas de medidas, profundidad utilizahemisféricos V con contacto en contactos de medida varillas confabricados en metal ángulo prismático para abombados fabricados diferentesduro rectificados y la medición de en metal duro, de longitudes paralapeados, para la herramientas de corte utilización muy similar medir. Lamedición de de 3 y 5. a la de un calibre pie capacidad desuperficies curvas, de rey. medición es de 0espesor de paredes a 300 mm.de tubo, anillos,cojinetes etc. El micrómetro para medidas exteriores es un aparato formado por un eje móvil ( c ) con una parte roscada (e), al extremo de la cual va montado un tambor graduado (f); haciendo girar el tambor graduado se obtiene el movimiento del tornillo micrométrico (e) y por consiguiente el eje móvil (c), que va a apretar la pieza contra el punto plano (b). Sobre la parte fija (d), que está solidaria al   arco (a), va marcada la escala lineal graduada en milímetros o pulgadas. A diferencia del vernier hay un micrómetro para cada sistema de unidades.   El micrómetro para interiores sirve para medir el diámetro del agujero y otras cotas internas superiores a 50 mm. Está formado por una cabeza
    • micrométrica sobre la que pueden ser montados uno o más ejes combinables de prolongamiento.   El micrómetro de profundidad sirve para com probar la medida de la profundidad del agujero, acanaladuras, etc. Se diferencia del micrómetro para medidas externas en que se sustituye el arco por un puente aplicado a la cabeza del micrómetro. LECTURAS DE LOS MICROMETROS. Existen en el mercado micrómetros (palmer) de tres tipos, los delectura grabada directa analógica, los de lectura con reloj analógico y los delectura digital. Lectura analógica Lectura reloj analógico Lectura digital El micrómetro (palmer) está por lo general fabricado en material de acerocromado en mate y esmaltado, el cual le da una calidad especial, también son
    • fabricados en plástico y otros materiales. En las últimas generaciones de calibresinterviene el plástico, sobre todo en los de reloj analógico y digitales. MICROMETROS PARA APLICACIÓN ESPECIAL. Micrómetros para tubo: este tipo de micrómetro esta diseñado paramedir el espesor de la Pare 3 de partes tubulares, tales como cilindros o collares.Existen tres tipos los cuales son:1.- Tope fijo esférico2.- Tope fijo y del husillo esférico3.- Tope flujo tipo cilíndrico
    • MICROMETRO PARA RANURAS: En este micrómetro ambos topes tiene unpequeño diámetro con el objeto de medir pernos ranurados, cuñeros, ranuras, etc.,el tamaño estándar de la porción de medición es de 3 mm de diámetro y 10 mm delongitud. MICROMETRO DE PUNTAS: Estos micrómetros tienen ambos topesen forma de punta. Se utiliza para medir el espesor del alma de brocas, eldiámetro de raíz de roscas externas, ranuras pequeñas y otras porciones difícilesde alcanzar. El ángulo de los puntos puede ser de 15 ,30, 45, o 60 grados . Laspuntas de medición normalmente tiene un radio de curvatura de 0, 3 mm, ya queambas puntas pueden no tocarse ; un bloque patrón se utiliza para ajustar el puntocero. Con el objeto de `proteger las puntas , la fuerza de medición en el trinquetees menor que la del micrómetro estándar de un tornillo, lo que convierte elmovimiento giratorio del tambor en movimiento lineal del husillo. Un pequeñodesplazamiento lineal del husillo corresponde a un significativo desplazamientoangular del tamor; las graduaciones alrededor de la circunferencia del tambor delorden de micras permiten leer un cambio pequeño en la posición del husillo.Cuando el husillo se desplaza una distancia igual al paso de los hilos del tornillo,las graduaciones sobre el tambor marcan una vuelta completa. La lectura del micrómetro debe hacerse utilizando fuerza constanteen la calibración a cero y en las lecturas de mediciones, para lograr esto, la mayorparte de los micrómetros tienen adaptado un dispositivo de fuerza constante(matraca), concéntrico al tambor, que transmite una fuerza regulada constante altambor-husillo. MICROMETRO PARA CEJA DE LATAS: Este micrómetro estaespecialmente diseñado para medir los anchos y alturas de cejas de latas.
    • MICROMETRO INDICATIVO: Este micrómetro cuenta con unindicador de carátula. El tope del arco puede moverse una pequeña distancia endirección axial en su desplazamiento lo muestra el indicador. Este mecanismopermite aplicar una fuerza de medición uniforme a las piezas. MICROMETRO DE EXTERIORES CON HUSILLO NO GIRATORIO:En los micrómetros normales el husillo gira con el tambor cuando este se desplazaen dirección axial. A su vez, en este micrómetro el husillo no gira cuando esdesplazado. Debido a que el husillo no giratorio no produce torsión radial sobre lascaras de medición, el desgaste de las mismas se reduce notablemente. Estemicrómetro es adecuado para medir superficies con recubrimiento, piezas frágilesy características de partes que requierenuna posición angular específica de la cara de medición del husillo. MICROMETRO CON DOBLE TAMBOR: Una de las característicasdel tipo no giratorio con doble tambor, es que la superficie graduada del tamboresta al ras con la superficie del cilindro en que están grabadas la línea índice y laescala vernier, lo cual permite lecturas libres de error de paralaje. MICROMETRO TIPO DISCOS PARA ESPESOR DE PAPEL: Estetipo es similar al micrómetro tipo discos de diente de engrane, pero utiliza unhusillo no giratorio con el objeto de eliminar torsión sobre la superficie de la pieza,lo que hace adecuado para medir papel o `piezas delgadas.
    • MICROMETRO DE CUCHILLAS: En este tipo los topes son cuchillaspor lo que ranuras angostas cuñeros, y otras porciones difíciles de alcanzarpueden medirse. MICROMETROS PARA ESPESOR DE LÁMINAS: Este tipo demicrómetros tiene un arco alargado capaz de medir espesores de láminas enporciones alejadas del borde de estas. La profundidad del arco va de 100 a 600mm. MICROMETRO PARA DIENTES DE ENGRANE: El engrane es unode los elementos mas importantes de una maquina , por lo que su medición confrecuencia requerida para asegurar las características deseadas de una maquina.Para que los engranes ensamblados funcionen correctamente, sus dientes devénengranar adecuadamente entre ellos sin cambiar su distancia entre los doscentros de rotación. MICROMETROS PARA DIMENSIONES MAYORES A 25 MM: Paramedir dimensiones exteriores mayores a 25 mm ( 1 plg ) se tienen 2 opciones. Laprimera consiste en utilizar una serie de micrómetros para mediciones de 25 a 50mm ( de 1 a 2 plg. ) , 50 a 75 mm ( 2 a 3 plg. ), etc. La segunda consiste en utilizarun micrómetro con rango de medición de 25 mm y arco grande con tope demedición intercambiable. MICROMETROS DE INTERIORES: Al igual que los micrómetros deexteriores los de interiores están diversificados en muchos tipos para aplicacionesespecificas y pueden clasificarse en los siguientes tipos: Tubular calibrador
    • 3 puntos de contacto. CALIBRADOR DE ALTURA O MEDIDOR DE ALTURA. El medidor de altura es un dispositivo para medir la altura de piezas o lasdiferencias de altura entre planos a diferentes niveles. El calibrador de altura también se utiliza como herramienta de trazo, para locual se incluye un buril. El medidor de altura, creado por medio de la combinaciónde una escala principal con un vernier para realizar mediciones rápidas y exactas,cuenta con un solo palpador y la superficie sobre la cual descansa, actúa comoplano de referencia para realizar las mediciones.El calibrador de altura tiene una exactitud de 0.001 de pulgada, o su equivalenteen cm. se leen de la misma manera que los calibradores de vernier y estánequipados con escalas vernier de 25 o 50 divisiones y con una punta de buril quepuede hacer marcas sobre metal.
    • PRECAUCIONES CUANDO USE EL MEDIDOR DE ALTURA.1. Seleccione el medidor de altura que mejor se ajuste a su aplicación.2. Asegúrese de que el tipo, rango de medición, graduación u otrasespecificaciones. Son apropiadas para la aplicación deseada.3. No aplique fuerza excesiva al medidor de altura.4. Tenga cuidado de no dañar la punta para trazar.5. Elimine cualquier suciedad o polvo antes de usar su medidor.6. Verifique el movimiento del cursor. No debe sentirse suelto o tener juego.7. Corrija cualquier problema que encuentre, ajustando el tornillo de presión y elde fijación. MEDIDOR DE ALTURA CON CARATULA.
    • El medidor incorpora el mecanismo de amplificación del indicador decarátula. Las lecturas se toman sumando las lecturas de la graduación de laescala principal y la de la carátula, la cual indica la fracción de la escala principalcon una aguja, lo que minimiza errores de paralaje y permite mediciones rápidas yexactas. MEDIDOR DE ALTURA CON CARATULA Y CONTADOR. El mecanismo es el mismo que el medidor de altura con carátula. Elmecanismo de amplificación del indicador consiste del piñón, engrane amplificadory del piñón central. El contador indica lecturas de 1mm. y las fracciones las indicala carátula; debido a que hay lecturas en 2 direcciones, podrían ser confusascuando el cursor se mueva hacia arriba o hacia abajo cerca del punto 0. MEDIDOR DE ALTURA ELECTRODIGITALES. Se clasifican en 2 tipos: uno de estos utiliza un codificador rotatoriopara detectar el desplazamiento y tiene doble columna. El otro utiliza el detectorde desplazamiento tipo capacitancia y cuenta con una sola columna de secciónrectangular. El mecanismo de detección de desplazamiento es un codificadorrotatorio que convierte el desplazamiento lineal del cursor en un movimientorotatorio de disco ranurado. El sistema de este medidor este basado en una escalade circuitos integrados de gran precisión.
    • MEDIDOR DE SONDA. El medidor de sonda consiste en una varilla o regla graduada de unalongitud apropiada al depósito y que se introduce en líquido el que debe estarabierto a la atmósfera; (Figura 1.a). La marca dejada por el líquido en la varilla,corresponde al nivel y se lee directamente. Este medidor se utiliza generalmentepara determinar el nivel de gasolina en automóviles. La medición del nivel de ciertos líquidos empleando este instrumento puedepresentar inconvenientes y es muy frecuente que la varilla se acondicione para suuso. Para medir líquidos que se encuentran a presión atmosférica (Figura 1.b)generalmente a la varilla se le añade en su extremo inferior un gancho.
    • NIVEL DE CRISTAL. El nivel de cristal consiste en un tubo de material transparente yrígido con sus extremos conectados a bloques metálicos y cerrados porprensaestopas, que están unidos al tanque, generalmente, mediante tres válvulas,dos de cierre de seguridad en los extremos del tubo, para impedir el escape dellíquido en caso de rotura del cristal, y una de purga. (Figura 2.) Dentro de los medidores de nivel de cristal se encuentran el medidorde nivel de cristal normal y el medidor de nivel de cristal con armadura. El primero,se emplea para presiones de hasta 7 bar (Figura 2.a) y el segundo para presionessuperiores. La determinación del nivel del líquido por este tipo de medidor sepuede realizar por intermedio de un cristal a reflexión o bien por transparencia. Enel primer caso, tal como lo muestra la Figura 2.c, el vidrio en contacto con ellíquido está provisto de ranuras longitudinales que actúan como prismas dereflexión, indicando la zona de líquido con un color oscuro casi negro, y la zonasuperior en contacto con el vapor, de color claro. En la lectura de nivel por transparencia, el líquido está contenidoentre dos placas de vidrio planas y paralelas que permiten ver directamente el
    • nivel de líquido, su color, características o interfase del líquido, al acoplar unalámpara de iluminación al sistema. La principal ventaja de los medidores de nivel de cristal es queofrecen una mayor seguridad en la lectura del nivel del líquido. Sin embargo sonmuy susceptibles a ensuciarse por el líquido que miden, dificultando la lectura delnivel. Además no resisten impactos, altas presiones, ni altas temperaturas
    • INSTRUMENTOS DE FLOTADOR. Estos medidores funcionan a través de una actuador mecánico elque cuenta con un flotador pendiente de un cable, un juego de poleas, y uncontrapeso exterior. Se emplean frecuentemente en el tratamiento de aguas ydesechos. El flotador, que puede estar formado por diversos materiales y tenerformas muy variadas según sea el tipo de fluido, puede estar conectado directa,magnética o hidráulicamente al estanque que contiene el líquido. FLOTADOR DE CONEXIÓN DIRECTA (MODELO DE REGLETA). Este modelo de flotador es, generalmente, una pieza metálica huecade forma circular, con alambres de guía que van de la parte superior a la inferiordel tanque, para limitar su movimiento. Constituye el modelo más antiguo y el más utilizado en tanques dealmacenamiento de gran capacidad como los de fuel-oil y gas-oil. El flotador de conexión directa está unido por una cadena o cintaflexible que desliza en un juego de poleas a un indicador de nivel exterior queseñala sobre una escala graduada. Este indicador está provisto de un contrapesode tal manera que la cinta o cadena se mantenga tensa (Figura 3.a). Una de sus desventajas es que las partes móviles quedan expuestasal fluido y pueden romperse. Además, el tanque no puede estar sometido apresión y es esencial que el flotador se mantenga limpio.
    • FLOTADOR ACOPLADO MAGNÉTICAMENTE. En este caso el movimiento de flotador es transmitido por medio deun acoplamiento magnético. El instrumento consta de un flotador que se deslizaexteriormente a lo largo de un tubo de guía sellado, situado verticalmente en elinterior del tanque (Figura 3.b). Dentro del tubo, una pieza magnética o imán,suspendida por medio de una cinta o cable, sigue al flotador en su movimiento ymediante el cable y un juego de poleas arrastra el índice de un instrumentosituado en la parte superior del tanque. El instrumento puede ser un trasmisorneumático o eléctrico. En tanques pequeños, el flotador puede adaptarse para actuarmagnéticamente sobre un transmisor neumático o eléctrico (Figura 3.c) dispuestoen el exterior del tanque que capta la variable de proceso, nivel, y la transmite adistancia hacia el instrumento indicador, permitiendo así un control de nivel. Unaaplicación típica la constituye el control de nivel de una caldera de pequeñacapacidad de producción de vapor. FLOTADOR ACOPLADO HIDRÁULICAMENTE. El flotador acoplado hidráulicamente (Figura 3.d) actúa en sumovimiento sobre un fuelle de tal modo, que varía la presión de un circuitohidráulico y señala, en el receptor, el nivel correspondiente. Permite distancias detransmisión de hasta 75 metros y puede emplearse en tanques cerrados. Sin
    • embargo, requiere una instalación y calibración complicadas, y posee partesmóviles en el interior del tanque. En general, los instrumentos de flotador tienen una precisión de ± 0.5%. Además son adecuados en la medida de niveles en tanques abiertos ycerrados a presión o al vacío, y son independientes del peso específico dellíquido. Uno de los inconvenientes más frecuentes es que el flotador puedeagarrotarse en el tubo guía por un eventual depósito de los sólidos o cristales queel líquido pueda contener y además, si el tubo guía es muy largo puede dañarseante olas bruscas en la superficie del líquido o ante la caída violenta del líquido enel tanque.