Metrologia i assaig

1 CFM Mecanització i Soldadura i Caldereria

Metrologia i assaig

Professora: Anna Subirats Curs: 2024/2025

Què és la metrologia?

És la ciència que estudia els diferents sistemes de mesura i les seves unitats i les seves aplicacions.

¿Què és mesurar?

Operació mitjançant la qual determinem una magnitud física, que comparada amb un patró, obtenim un resultat.

Mesurem amb un instrument calibrat

Normalització de mètode de mesura DIN 2257

¿Per què hem de saber mesurar?

Unitats de mesura en mecànica

Unitats de mesura en mecànica

1 Polzada = 25,4 mm

La polzada és una unitat de mesura anglesa.

¿Què és verificar?

Comprovar si una peça, màquina, eina… compleix les condicions establertes per les quals ha sigut fabricada, mantenint les condicions de garantia.

El peu de rei

És un aparell destinat a la mesura de petites longituds i gruixos, profunditats idiàmetres interiors de peces mecàniques i altres objectes petits.

Insert an awesome video for your presentation

Qualitat de la mesura

25 km Magnitud unitat

Sensibilitat: Capacitat d'un instrument per detectar canvis petits en la magnitud mesurada. Com més sensible sigui, més petites seran les variacions que pot percebre. Resolució: La mínima diferència que un instrument pot distingir en una mesura. És la precisió amb què es poden captar petits canvis en el valor mesurat. Fiabilitat: Capacitat d'un instrument per oferir resultats consistents quan es repeteixen les mesures sota les mateixes condicions. Exactitud: Grau de proximitat entre la mesura obtinguda i el valor real o veritable. Un instrument exacte té un error molt baix.

Diferència entre sensibilitat i resolució

Bona resolució (precisió) Baixa sensibilitat

Diferència entre fiabilitat i exactitud

No és fiable És exacte

No és fiable No és exacte

És fiable No és exacte

És fiable És exacte

Errors de mesura

Error sistemàtic: És aquell error EVITABLE que es produeix alhora de mesurar una peça. Error aleatori: És aquell error que no se sap perquè ha passat.

Errors de mesura - Qui els provoca?

Errors de mesura - Qui els provoca?

Aparells de mesura al taller

Eines i instruments graduats en mm, dècimes, centèsimes, graus... En funció de la magnitut de l’aparell, en distingim tres tipus:

Aparells de mesura lineal

És un instrument dissenyat per mesurar distàncies o dimensions en línies rectes, com la longitud, l'amplada o l'altura d'un objecte.

• Metre, cinta mètrica o flexòmetre
• Calibre, Vernier o Peu de rei
• Sonda o calibre de profunditat
• Gramil o mesurador d’alçada
• Palmer, micròmetre o cargol micromètric
• Esferòmetre

Metre, cinta mètrica o flexòmetre

Està format per una cinta flexible, generalment de metall o plàstic, amb marques regulars en unitats de mesura (metres, centímetres, mil·límetres). La cinta es pot enrotllar i desenrotllar fàcilment, cosa que permet mesurar objectes de diferents mides i formes. És portàtil i s'utilitza principalment en construcció, fusteria, mecànica i tasques domèstiques per obtenir mesures ràpides i precises. És resistent, flexible i pot extendre's fins a diversos metres. Té una resolució d'1 mm.

Calibre, Vernier o Peu de rei

És un instrument de mesura de precisió que s'utilitza per mesurar amb molta exactitud, com ara longituds, diàmetres interns i externs, i profunditats. Està format per una escala fixa i un cursor mòbil (nònius) que permet ajustar-se a l'objecte que es vol mesurar. El peu de rei sol tenir divisions en mil·límetres i fraccions de polzada. La seva resolució pot ser 0,1 mm, 0,05 mm o 0,02 mm. S'utilitza habitualment en mecànica, metal·lúrgia i fusteria.

Calibre, Vernier o Peu de rei

Calibre, Vernier o Peu de rei

Calibre, Vernier o Peu de rei

Hem de medir bé

Calibre, Vernier o Peu de rei

Simulador peu de rei

Simulador peu de rei + test

Exercici 1 peu de rei

Sonda o calibre de profunditat

És un aparell dissenyat per a mesurar profunditats i que té com a base el disseny d’un peu de rei.Té dos parts: regle fix i nònius que ens indica la precisió. S’utilitza més freqüentment una extensió del peu de rei. Si es vol més resolució s’utilitza un micròmetre de profunditat.

Gramil o mesurador d’alçada

És un aparell dissenyat per a mesurar l’alçada.Té dos parts: regle fix i nònius que ens indica la precisió.

Palmer, micròmetre o cargol micromètric

És un instrument de mesura de gran precisió que s'utilitza per mesurar dimensions molt petites, com el gruix o el diàmetre d'objectes. Està format per un cargol de precisió que, en girar-lo, ajusta dues superfícies fins a tocar l'objecte que es vol mesurar. Permet mesurar amb una precisió des de 0,01 mm fins a 0,001 mm. S'utilitza principalment en sectors com la mecànica o la metal·lúrgia per garantir que les peces tinguin les dimensions correctes. Tipus: ► Micròmetre d’exteriors.► Micròmetre d’interiors.► Micròmetre de profunditats.► Micròmetres especial.

Micròmetre d'exteriors

1. Cos: Carcassa amb aïllant tèrmic per evitar errors per dilatació.2. Topall: Marca el punt zero de la mesura, fet de material dur per evitar desgast. 3. Espiga: Part mòbil que determina la lectura, també de material dur.4. Femella de fixació: Bloqueja el moviment de l’espiga.5. Trinquet: Limita la força aplicada durant la mesura.6. Tambor mòbil: Té l’escala mòbil amb 50 divisions.7. Tambor fix: Porta l’escala fixa (0 a 25 mm).

Micròmetre d'exteriors

Com mesurem?

Micròmetre d'exteriors

Micròmetre d'exteriors

Micròmetre d'exteriors

Micròmetre d'interiors

Micròmetre de profunditats

Micròmetre especial

Problema: Calcular l'avanç longitudinal d'un cargol de pas 0.5 mm

Exemple 1: Quant avançarà longitudinalment un cargol de pas 0.5mm si ho fem girar 7 voltes i 215º?

Dades inicials:

• Pas del cargol: 0,5 mm (cada volta completa fa avançar el cargol 0,5 mm en línia recta).
• Nombre de voltes completes: 7.
• Fracció de volta: 215°.

1. Calcular l'avanç per les voltes completes:Si cada volta fa avançar el cargol 0,5 mm i el cargol gira 7 voltes completes, l'avanç només per les voltes completes és:

Problema: Calcular l'avanç longitudinal d'un cargol de pas 0.5 mm

2. Calcular l'avanç per la fracció de volta:El cargol gira 215°, però una volta completa són 360°. Per tant, hem de calcular quina part de la volta representa 215°: Com que cada volta completa fa avançar 0,5 mm, la fracció que hem calculat ens donarà l'avanç corresponent als 215°:

Problema: Calcular l'avanç longitudinal d'un cargol de pas 0.5 mm

3. Calcular l'avanç total:L'avanç total és la suma de l'avanç per les voltes completes més l'avanç per la fracció de volta:

Problema: Calcular l'avanç longitudinal d'un cargol de pas 0.5 mm

Exemple 2: Quant avançarà longitudinalment un cargol de pas 0.5 mm si ho fem girar 3 voltes i 95º?

1. Calcular l'avanç per les voltes completes: 2. Calcular l'avanç per la fracció de volta: 3. Calcular l'avanç total:

Esferòmetre

L’esferòmetre és un instrument de mesura utilitzat per calcular la curvatura i el radi de superfícies esfèriques o còncaves, com lents i miralls. Està format per tres potes de suport i un cargol central que es desplaça verticalment. La seva resolució sol ser de 0,01 mm, permetent mesurar amb gran precisió les diferències d'altura. S'utilitza en òptica, mecànica i enginyeria per verificar la forma exacta de superfícies arrodonides.

Esferòmetre

Esferòmetre

Problema: Calcular el radi d'una esfera

Exemple 1: Volem saber el radi (R) d’una esfera. Utilitzem un esferòmetre i obtenim les següents lectures: l’escala vertical marca 18 mm i la circular 32 i la distància entre potes és de 12 mm.

Dades inicials:

• Lectura de l’escala vertical: 18 divisions
• Lectura de l’escala circular: 32 divisions
• Distància entre potes (d): 12 mm

Problema: Calcular el radi d'una esfera

Exemple 1: Volem saber el radi (R) d’una esfera. Utilitzem un esferòmetre i obtenim les següents lectures: l’escala vertical marca 18 mm i la circular 32 i la distància entre potes és de 12 mm.

Aparells de mesura angular

És un instrument dissenyat per mesurar angles amb precisió. S'utilitzen per determinar la inclinació o la relació angular entre dues superfícies.

• Escaires
• Falses escaires
• Transportador d'angles
• Goniòmetre

Escaires

És un instrument de mesura i traçat normalment en forma de L que s'utilitza per verificar angles rectes (90°) i marcar línies perpendiculars.

Falses escaires

És un instrument ajustable que s'utilitza per mesurar i traçar angles no rectes. Està formada per dues fulles que es poden fixar a qualsevol inclinació, permetent transferir angles amb precisió.

Transportador d'angles

És un instrument en forma de semicercle o cercle utilitzat per mesurar i traçar angles amb precisió. Està graduat en graus (de 0° a 180° o 360°). Té una presició d'1º.

Goniòmetre

És un instrument utilitzat per mesurar angles amb alta precisió. Consisteix en una escala graduada i un braç mòbil que permet determinar l'angle format entre dues superfícies o objectes. Té una precisió d'entre 0,1° fins a 0,01°.

Goniómetro universal

Goniòmetre

Aparells comparadors

És un instrument que s'utilitza per comparar les dimensions d'una peça amb un patró de referència. S’utilitza per detectar petites diferències en dimensions. Es fa servir en mecànica per verificar toleràncies de fabricació.

• Galgues o plantilles
• Cales o blocs patró
• Rellotge comparador
• Alexòmetre
• Calibre passa - no passa

Galgues o plantilles

Són instruments utilitzats per comprovar si les dimensions o formes d'una peça compleixen amb els valors predefinits. Les galgues es fan servir per mesurar espessors, diàmetres o espais concrets, mentre que les plantilles són patrons que verifiquen formes o perfils de peces. Són útils en processos de control de qualitat per assegurar que les peces fabricades compleixen amb les especificacions requerides.

Cales o blocs patró

Són blocs de precisió amb una espessor coneguda i exacta. S'utilitzen per calibrar i verificar la precisió d'altres instruments de mesura, assegurant que compleixen amb les especificacions.

Rellotge comparador

És un instrument de mesura utilitzat per detectar petites desviacions o diferències en la posició d'una superfície o peça respecte a un valor de referència. Verifica angles, longituds, formes de peçes... Té un indicador de tipus rellotge amb una agulla que es desplaça segons la variació detectada. Forma part d’altres aparells: alexòmetre, duròmetre...

Rellotge comparador

Alexòmetre

És un instrument de mesura utilitzat per determinar el diàmetre interior de forats o cilindres amb alta precisió. S'utilitza principalment per detectar la conicitat i l'ovalicitat dels cilindres, especialment en motors o peces mecàniques. Aquest instrument consta d'un rellotge comparador que registra les desviacions del diàmetre respecte a un valor nominal, permetent mesurar variacions en diverses posicions dins del cilindre

Alexòmetre

Calibre passa - no passa

És un instrument utilitzat en metrologia per comprovar si una peça està dins de les dimensions tolerades. Té dos extrems: el "passa", que verifica la mida màxima acceptable, i el "no passa", que comprova la mida mínima inacceptable. Si el primer entra i el segon no, la peça compleix les especificacions. S'usa principalment en el control de qualitat per mesurar diàmetres i gruixos.

Calibre passa - no passa

Càlcul d'errors

Càlcul d'errors

Càlcul d'errors

Càlcul d'errors

Càlcul d'errors

La desviació típica és una mesura que ens indica quant de disperses estan les dades respecte a la mitjana. En altres paraules, ens diu com de diferents són els valors que hem obtingut en mesurar alguna cosa.Cas pràctic: si mesures el mateix objecte moltes vegades i tots els valors estan molt propers entre ells, la desviació típica serà baixa. Si, en canvi, els valors varien molt entre una mesura i una altra, la desviació típica serà alta. Això ajuda a saber si la teva mesura és més o menys fiable.

Càlcul d'errors

Exemple 1: Calcula la imprecisió (desviació típica), l’error absolut i relatiu de la 3ª mesura si: