MÉTODOS DE CALIBRACIÓN

  Estás en > Matemáticas y Poesía > Tutoriales y Manuales > Métodos

PROCEDIMIENTO DE CALIBRACION PARA MICRÓMETROS DE INTERIORES DE DOS CONTACTOS

 
ALCANCE

El presente procedimiento de calibración es de aplicación a los micrómetros de interiores de dos contactos, destinados a medir diámetros o distancias interiores sobre superficies planas.

Se distinguen dos tipos de micrómetros de interiores: los micrómetros laterales que presentan los contactos de medida desplazados respecto al eje de la cabeza micrométrica, con campos de medida de 25 mm y alcance máximo 100 mm y división de escala de 0,01 mm; y los micrómetros de interiores axiales que poseen los topes de medida según el eje; según este tipo puede ser de campo de medida fijo y con extensiones, consistentes en tubos o varillas acoplables, que permiten con una sola cabeza micrométrica, desplazar su campo de medida de acuerdo con las combinaciones de alargaderas disponibles, así tenemos campos de medida de 25 mm y alcance máximo de 300 y 3000 mm para uno y otro tipo y división de escala de 0,01 mm.
Aplica también a otro tipo de micrómetros de interiores asimilables a éstos, siempre que se realicen las oportunas modificaciones.

PRERREQUISITOS Y PRECAUCIONES

Los equipos patrones a utilizar deberán encontrarse dentro del periodo de validez de calibración. Si no están disponibles los equipos patrón a utilizar se sustituirán por otros de similar incertidumbre.

Los equipos patrones y equipos a calibrar deberán estar en perfecto estado de limpieza, utilizándose, si fuera necesario, algún disolvente no tóxico y que no ataque las partes de plástico de los equipos, tal como alcohol isopropílico, aplicado con algún trapo, pincel, etc.

Después de su limpieza debe realizarse una inspección visual para comprobar el buen estado de los topes de medida y el correcto grabado de los trazos de la escala (en instrumentos no digitales).

Dejar un tiempo de estabilización antes de iniciar la calibración que se realizará en una sala de metrología a una temperatura de 20 ± 2 ºC.
EQUIPOS PATRONES Y ACCESORIOS

Pueden utilizarse para la calibración un juego de bloques patrón longitudinales de grado 1 o superior, o bien, una máquina medidora de una coordenada horizontal, con sus correspondientes accesorios.

Como accesorio de este procedimiento y para cada equipo, se utilizará la Ficha de Instrucciones de Calibración del mismo .
DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO

La calibración se efectúa midiendo sobre el patrón elegido, la distancia interior entre caras paralelas.

Si se componen varios bloques para formar un determinado nominal, la incertidumbre del patrón resultante, se obtiene por suma cuadrática de las incertidumbres de los patrones elementales.

La calibración para los micrómetros con campo de medida fijo se inicia reiterando 10 medidas sobre un patrón, cuyo nominal se establece en aproximadamente el punto medio del campo de medida del micrómetro. De acuerdo con la repetibilidad de estas medidas, se preveen dos tipos de calibraciones:
  • Tipo A: Ocho ó más de las indicaciones, son coincidentes.

  • Tipo B: El número de indicaciones coincidentes es menor a 8.
A continuación se seleccionan otros "q" puntos de calibración, de forma que el campo de medida resulte dividido por los "q+1" puntos de calibración en "q" intervalos aproximadamente iguales. En la calibración tipo A, q es 10 y solo se realiza una medida en cada uno de los 10 puntos de calibración; en la tipo B, q es 4 y se reiteran 10 medidas en cada uno de los 4 nuevos puntos de calibración.

Es conveniente componer los patrones, para que la cifra de sus nominales correspondiente al nivel de división de escala del instrumento, no sea siempre igual.

Las indicaciones del micrómetro, se expresarán siempre con su última cifra, en el nivel de la división de escala del micrómetro. Se irán anotando en las hojas de resultados que figuran en el anexo y se realizarán los cálculos según se indica a continuación.

Para los micrómetros de interiores de dos contactos con extensiones, se indica con una calibración del campo de medida básico en condiciones análogas para los micrómetros con campo de medida fijo; a continuación se mide cada una de las barras o varillas de extensión en la máquina medidora horizontal, reiterando un total de diez medidas, cinco de ellas con la varilla en una posición y las otras cinco invirtiendo su posición sobre la medidora.

Cuando la calibración se realice con una máquina medidora de una coordenada horizontal, para los campos de medida básicos o fijos puede realizarse una calibración inversa, seleccionando un nominal con el micrómetro mesurando y llevando a cabo sobre el mismo la medida de la máquina horizontal. En tal caso en la hoja de datos de la calibración se invierten las anotaciones indicando con el micrómetro; y sobre las lecturas del mesurando se anotan las indicaciones de la máquina medidora.

El tratamiento de los resultados se realiza exactamente igual, según se realice calibración inversa o no.

DATOS y CÁLCULOS. TRATAMIENTO DE LOS RESULTADOS
  • Para los campos de medida básicos


  • Tipo A (sin ajuste intermedio)
    Se determinan las correcciones de calibración (δXci) y las incertidumbres (con k = 2) correspondientes en cada uno de los 11 puntos de calibración mediante:

      \( \displaystyle \begin{array}{l} \triangle X_{ci} = X_{oj}- X_{ci} \\ \\ \\ I_i = k \sqrt{\left( \frac{I_{oi}}{k_o}\right)^2 + \triangle X_{ci}^2} \end{array} \)

    donde Xci es la indicación del micrómetro al medir el patrón i-esímo de valor Xoi e incertidumbre Ioi.

    A partir de ahí se da como incertidumbre propia del micrómetro (incertidumbre de medida) con K=2 la correspondiente al máximo de las expresiones anteriores. Es decir:

      \(I_{pr} = \max\{I_i\}\)

    que se redondea por exceso al múltiplo inmediato de la división de escala del equipo.

    Tipo B (sin ajuste intermedio)

    Se determinan las correcciones medias de calibración (δXci) en cada uno de los 9 puntos de calibración, mediante:

      \( \triangle \bar{X}_{ci} = X_{oj}- \bar{X}_{ci} \)

    donde Xci es la media aritmética de las indicaciones de reiterar nc medidas sobre el patrón i-ésimo, es decir :

      \( \displaystyle \bar{X}_{ci} = \frac{1}{n_c} \sum_{j=1}^{n_c} X_{cij} \)

    Se estima la varianza de repetibilidad en cada punto de calibración.

      \( \displaystyle S_{ci}^2 = \frac{1}{n_c - 1}\left( \sum_{j=1}^{n_c} X_{cij} - \bar{X}_{ci} \right)^2 \)

    La incertidumbre en cada punto de calibración, (con K=2) para n medidas viene dada por:

      \( \displaystyle I_i = 2 \sqrt{\left( \frac{I_{oi}}{2}\right)^2 +S_{ci}^2\left(\frac{1}{n_c} + \frac{1}{n} \right) + \triangle X_{ci}^2} \)

    La incertidumbre propia del micrómetro es el máximo de las expresiones anteriores. Es decir:

      \( I_{pr}= \max \{I_i\} \)

    que se redondea al múltiplo más próximo al de la división de escala (E) del micrómetro.

    En todo caso, si la expresión que da la incertidumbre es menor que la división de escala del micrómetro, se adopta como I el valor de E.

  • Para las varillas de extensión


  • Se calculan la media de las indicaciones.

      \( \displaystyle \bar{X}_{cj} = \frac{1}{n_c} \sum_{j=1}^{n_c} X_{cjk} \;; j_\max = 10 \)

    siendo Xcjk la indicación j-esima para la varilla de extensión k-ésima, y n el número de veces que se realiza la medida (en nuestro caso nc = 10).

    y las diferencias \(\triangle X_{cj}\), entre la media de las indicaciones Xcj y el nominal de la varilla Xoj.

      \( \triangle X_{cj} = X_{cj}- X_{oj} \)

    La incertidumbre estimada para cada varilla de extensión es:

      \( \displaystyle I_j= \max \sqrt{I_{oj}^2 +\triangle X_{cj}^2 } \)

    Donde: Ioj es la incertidumbre de la medidora.

    La incertidumbre resultante cuando a la cabeza micrométrica se acoplan q extensiones es:

      \( \displaystyle I = \sqrt{I_c^2 + \sum_{j=1}^q I_j^2 } \)

  • Incertidumbre global


  • Puede asignarse una incertidumbre global al micrómetro para cualquier combinación de extensiones, por medio de:

      \( \displaystyle I = \sqrt{I_c^2 + \sum_{j=1}^Q I_j^2 } \)

    Donde:

      Q es el número total de extensiones del juego.

      Ij es la incertidumbre de la extensión q.

    NOTA: Cuando en la utilización habitual del incremento se realice la corrección de sus indicaciones de acuerdo al valor \(\triangle X_{ci}\) y \(\triangle X_{cj}\) este factor no se tendrá en cuenta en la incertidumbre, por lo que Ic e Ij se reducirán según este valor y quedarán ahora:

      \( \displaystyle \begin{array}{c} I_c = \max \sqrt{I_c^2 + S_{ci}\left( \frac{1}{n_c} + 1\right) } \\ \\\\ I_j = \max \sqrt{I_{oj}^2} \end{array} \)

    Este proceder es incomodo, pero útil en aplicaciones en que se requiera precisión.
CRITERIOS DE ACEPTACIÓN

Para obtener la conformidad del equipo se tendrá en cuenta que su incertidumbre de medida cumple lo dicho en el MEU0100 "CRITERIOS METROLOGICOS PARA EFECTUAR UNA MEDIDA".
 



tema escrito por: José Antonio Hervás