KELIBRON Tolerancias y decisión
¿Calibrador o micrómetro? Elegir el instrumento
Elige un instrumento cuyo error sea alrededor de una décima parte de la banda de tolerancia (la regla de 10:1, práctica común de taller; donde es impracticable, se acepta comúnmente 4:1 y algunos talleres 3:1). Un calibrador con error máximo permisible de ±0.02 mm sirve para tolerancias de unos 0.2 mm en adelante; tolerancias más exigentes piden un micrómetro o una galga dedicada. El error del instrumento se toma de su especificación o certificado de calibración.
En esta página
La regla de 10:1
Banda de tolerancia = límite superior − límite inferior. Si el error del instrumento es una parte grande de esa banda, las piezas buenas se rechazan y las malas se aceptan cerca de los límites. Ejemplo: Ø20 0/−0.05 tiene una banda de 0.05 mm; la regla de 10:1 pide unos 0.005 mm, o sea un micrómetro y no un calibrador.
La regla de 10:1 es una convención de trabajo, no una cláusula de la ISO 14253-1 ni de la GUM. La JCGM 106 (7.6.4) la lista junto a otras reglas de razón, como la razón de incertidumbre de prueba (TUR) de 4:1 y la razón de precisión de prueba (TAR), y advierte que a veces estas reglas se definen de forma ambigua o incompleta. En contraste, su índice de capacidad de medición Cm = T / (4u) está definido con precisión, donde T es la banda de tolerancia y u la incertidumbre estándar de la medición; por ejemplo, Cm ≥ 4 significa u ≤ T / 16.
| Banda de tolerancia | Instrumento adecuado |
|---|---|
| ≥ 0.2 mm | Calibrador vernier, de carátula o digital (con error máximo permisible de unos ±0.02 mm; un calibrador de ±0.05 mm solo da 4:1 a 0.2 mm) |
| 0.05–0.2 mm | Micrómetro (el calibrador solo para comprobaciones aproximadas) |
| < 0.05 mm | Micrómetro, reloj comparador, indicador de barrenos |
| Producción por lotes | Galgas límite de tapón y anillo pasa/no pasa, galgas de exteriores |
Para cómo las galgas límite de pasador, anillo y de contacto juzgan un tamaño sin dar lectura, ve la guía en inglés “limit gauges”.
De los ejercicios del laboratorio abajo, el calibrador vernier sobre un disco de aluminio Ø60 ±0.10 tiene una banda de 0.20 mm, dentro de la fila del calibrador de la tabla de arriba. El calibrador digital sobre un pin Ø12 ±0.03 tiene una banda de 0.06 mm, así que una inspección real usaría un micrómetro; en el laboratorio el calibrador está ahí para practicar la técnica y la rutina de aprobado/reprobado.
Calibrador y micrómetro comparados
| Elemento | Calibrador | Micrómetro externo |
|---|---|---|
| Resolución | 0.01–0.02 mm | 0.01 mm (0.001 mm digital) |
| Error máximo permisible | Según la especificación o el certificado de calibración; p. ej., ±0.02 mm en el ejemplo resuelto de la Guía de buenas prácticas de medición núm. 40 del NPL (2014), ±0.05 mm en la tabla JIS que cita para un calibrador de 150 mm con graduación de 0.02 mm | Según la especificación o el certificado de calibración |
| Alcance | Un instrumento 0–150/200/300 mm | 25 mm por instrumento |
| Mide | Exterior, interior, profundidad, escalón | Exterior (existen micrómetros interiores y de profundidad) |
| Principio de Abbe | No se cumple | Se cumple cuando la pieza queda sobre el eje del husillo (la rosca del husillo en línea con la longitud medida) |
La resolución es el paso más pequeño que el instrumento muestra; la precisión se expresa mediante su error máximo permisible o la incertidumbre de medición. No son lo mismo: en el ejemplo JIS de arriba, a un calibrador de 150 mm con graduación de 0.02 mm se le permite un error de hasta ±0.05 mm. La resolución también limita lo que una lectura puede decidir: cuando la banda de tolerancia es menor que dos divisiones del instrumento, el laboratorio KELIBRON no da veredicto y dice que la resolución del instrumento es demasiado gruesa para juzgar esa tolerancia.
Leyendo un micrómetro
En la escala fija: milímetros enteros y medios (0.5 mm por vuelta del tambor). En el tambor: 50 divisiones de 0.01 mm. Lectura = escala fija + división del tambor × 0.01 mm. Si hay que estimar un dígito más depende del curso: el NCERT trata el valor mínimo, 0.01 mm, como la longitud más pequeña que mide el instrumento, mientras algunas guías de laboratorio de física de China piden un dígito estimado, hasta 0.001 mm; sigue tu guía (ve cómo leer un micrómetro en la guía en inglés “screw gauge”). Ejemplo: 6.5 mm + 20 divisiones → 6.70 mm; con dígito estimado, 20.3 divisiones → 6.703 mm. Usa la matraca para fuerza constante. Para probarlo, practica la lectura del micrómetro en línea en el laboratorio KELIBRON.
Referencias
- ISO 14253-1:2017 — GPS — Inspection by measurement of workpieces and measuring equipment — Part 1: Decision rules for verifying conformity or nonconformity with specifications · ISO
- ISO 13385-1:2019 — Geometrical product specifications (GPS) — Dimensional measuring equipment — Part 1: Design and metrological characteristics of callipers · ISO
- JCGM 100:2008 — Evaluation of measurement data — Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM) · JCGM / BIPM
- JCGM 106:2012 — Evaluation of measurement data — The role of measurement uncertainty in conformity assessment · JCGM / BIPM
- D. Flack, Callipers and Micrometers, NPL Measurement Good Practice Guide No. 40, Issue 2, 2014 (first issued 2001) · National Physical Laboratory
- JCGM 200:2012 — International vocabulary of metrology — Basic and general concepts and associated terms (VIM, 3rd edition) · JCGM / BIPM
- NCERT, Laboratory Manual Physics Class XI, Experiment 2: Use of screw gauge (pitch, least count, zero error, backlash error) · NCERT
- 南昌大学物理实验中心，《密度的测量》实验讲义（游标卡尺读数；螺旋测微器读数与零点误差修正） · 南昌大学
Cómo se verifican las guías contra estas fuentes: About KELIBRON (en inglés).
Mira cómo se hace
Ver en el laboratorio → Seguir paso a paso →
Se reproduce en el laboratorio a partir de los comandos del propio simulador; la lectura y, si lo hay, el veredicto salen del modelo de medición.
Practica en el laboratorio
Preguntas
¿Por qué es más preciso un micrómetro que un calibrador?
El eje de la rosca de su husillo está en línea con la longitud medida (principio de Abbe), su tornillo tiene un paso fino y la matraca mantiene la fuerza constante. Un calibrador mide fuera del eje de su escala, así que pequeñas inclinaciones de las puntas se convierten en errores de longitud.
¿Qué es la regla de 10:1 en medición?
El instrumento de medición debería ser unas diez veces más preciso que la tolerancia que controla. Es una convención de taller, no una cláusula de norma; donde es impracticable, 4:1 es común (a menudo enunciada como razón de incertidumbre de prueba, TUR, una base distinta de la razón de precisión de la regla de 10:1) y algunos talleres aceptan 3:1, considerando la incertidumbre de medición cerca de los límites. La JCGM 106 advierte que estas reglas de razón a veces se definen de forma ambigua.
Pruébalo tú mismo
Abre el mismo montaje en el laboratorio 3D y toma la lectura tú mismo.
Guías relacionadas
- Lectura de instrumentosCómo leer el micrómetroEl micrómetro externo lee hasta 0.01 mm: el husillo tiene paso de 0.5 mm y el tambor 50 divisiones, así que una división vale 0.5 / 50 = 0.01 mm.
- Lectura de instrumentosTipos de micrómetroTodos los micrómetros funcionan por el principio del tornillo; difieren en qué toca la pieza.
- Métodos de mediciónCómo medir una pieza mecanizadaTrabaja desde el plano, una característica a la vez: cuál es la característica y su tolerancia, qué instrumento tiene error de un décimo de ella, cómo sostener pieza e instrumento, dónde y cuántas veces medir y cómo registrar el resultado.