Calibre (instrumento)

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El calibre, también denominado calibrador, cartabón de corredera o pie de rey, es un instrumento de medición, principalmente de diámetros exteriores, interiores y profundidades, utilizado en el ámbito industrial. El vernier es una escala auxiliar que se desliza a lo largo de una escala principal para permitir en ella lecturas fraccionales exactas de la mínima división. Para lograr lo anterior, una escala vernier está graduada en un número de divisiones iguales en la misma longitud que n-1 divisiones de la escala principal; ambas escalas están marcadas en la misma dirección.[1]

Es un instrumento sumamente delicado y debe manipularse con habilidad, cuidado, delicadeza, con precaución de no rayarlo ni doblarlo (en especial, la colisa de profundidad). Deben evitarse especialmente las limaduras, que pueden alojarse entre sus piezas y provocar daños.

Штангенциркуль.jpg

Historia[editar]

El primer instrumento de características similares fue encontrado en un fragmento en la isla del Giglio, cerca de la costa italiana, datado en el siglo VI a. C. Aunque considerado raro, fue usado por griegos y romanos. Durante la Dinastía Han (202 a. C.-220 d. C.), también se utilizó un instrumento similar en China, hecho de bronce, hallado con una inscripción del día, mes y año en que se realizó.

Se atribuye al cosmógrafo y matemático portugués Pedro Nunes (1492-1577) —que inventó el nonio o nonius— el origen del pie de rey. También se ha llamado pie de rey al vernier, porque hay quien atribuye su invento al geómetra Pierre Vernier (1580-1637), aunque lo que verdaderamente inventó fue la regla de cálculo Vernier, que ha sido confundida con el nonio inventado por Pedro Nunes. En castellano se utiliza con frecuencia la voz nonio para definir esa escala.

Componentes[editar]

Componentes del pie de rey.

Consta de una "regla" con una escuadra en un extremo, sobre la cual se desliza otra destinada a indicar la medida en una escala. Permite apreciar longitudes de 1/10, 1/20 y 1/50 de milímetro utilizando el nonio. Mediante piezas especiales en la parte superior y en su extremo, permite medir dimensiones internas y profundidades. Posee dos escalas: la inferior milimétrica y la superior en pulgadas.

  1. Mordazas para medidas externas.
  2. Mordazas para medidas internas.
  3. Coliza para medida de profundidades.
  4. Escala con divisiones en centímetros y milímetros.
  5. Escala con divisiones en pulgadas y fracciones de pulgada.
  6. Nonio para la lectura de las fracciones de milímetros en que esté dividido.
  7. Nonio para la lectura de las fracciones de pulgada en que esté dividido.
  8. Botón de deslizamiento y freno.

Partes del calibrador pie de rey[editar]

Las partes fundamentales de un calibre, que determinan su funcionamiento, son la regla que sirve de soporte:

Calibre A.svg


Y la corredera o parte móvil que se desliza por la regla:

Calibre B3a.svg


Estas dos partes forman el calibre:

Calibre C3a.svg


En todo momento la medida de exterior, interior y profundidad es la misma, al estar definida por la posición de la corredera sobre la regla, y que permite hacer la lectura de la medida en la escala de la regla y en el nonio.

Calibre D3a.svg


Las tres formas de medida que un calibre de ajustador nos permite hacer: exterior, interior y profundidad. Con un mismo instrumento de medida:

Calibre E3a.svg


Cuando el calibre está cerrado, su indicación es cero:

Calibre E0a.svg


Los calibres se pueden construir con distitos tipos de nonio o vernier, así por ejemplo, con: n= 10, k= 1, que da una apreciación A= 0,1mm, tenemos:

Calibre D0a.svg


Si n=10 y k=2, con una apreciación A= 0,1mm igual que en el caso anterior, tenemos:

Calibre D0b.svg


Otro ejemplo puede ser: n=20, k=1, que da una apreciación A= 0,05mm:

Calibre D0c.svg


Este tipo de calibre suele llamarse calibre de ajustador y es el modelo más común de calibre.

Galería de ejemplos[editar]

En un calibre hay que tener en cuenta el rango de medida, la amplitud que puede medirse y la apreciación, la mínima medida que puede apreciarse, podemos ver, a título de ejemplo, unos calibres para ver estas características. Como referencia tomaremos un rango de medidas de 0 a 100 mm, y la forma de la escala de la regla y el nonio o escala vernier, dan lugar a las distintas configuraciones de calibres pie de rey.

Con un nonio de 10 divisiones tiene una apreciación de 0,1 mm y una longitud de 9 mm, para poder medir hasta 100 mm la escala de la regla tiene que tener una extensión de 109 mm como mínimo:

Calibre Ta101.svg
Calibre Ta101b.svg

Si ese mismo calibre tendría las 10 divisiones en una longitud de 19 mm, tendría la misma apreciación 0,1 mm, en una mayor extensión y necesita una escala de la regle de 119 mm:

Calibre Ta102.svg
Calibre Ta102b.svg

Si las 10 divisiones se reparten en una longitud de 29 mm, la escala de la regla tendrá que tener una longitud de 129 mm para poder medir hasta 100 mm con una apreciación de 0,1 mm:

Calibre Ta103.svg
Calibre Ta103b.svg

Con un nonio o vernier de 20 divisiones la apreciación es de 0,05 mm, si el nonio tiene una longitud de 19 mm, para poder medir hasta los 100 mm la regla tiene que tener una longitud de 119 mm

Calibre Ta201.svg
Calibre Ta201b.svg

Si el nonio de 20 divisiones lo extendemos a 29 mm, conserva la misma apreciación 0,05 mm, y la regla tiene que medir 129 mm para poder medir hasta los 100 mm:

Calibre Ta202.svg
Calibre Ta202b.svg

Un nonio de 40 divisiones dará lugar a una apreciación de 0,025 mm y necesita una longitud de 39 mm, la escala de la regla, para poder medir 100 mm, necesita legra hasta los 139 mm:

Calibre Ta401.svg
Calibre Ta401b.svg

El nonio de 50 divisiones tiene una apreciación de 0,02 mm, con una longitud de 49 mm, la regla tendrá que medir 149 mm para poder medir hasta 100 mm:

Calibre Ta501.svg
Calibre Ta501b.svg

Estas son las configuraciones más comunes de un calibre pie de rey con escala nonio o vernier, normalmente, no se especifica, dado que esta forma de nonio o vernier se considera la normal, peno se suene denominar n-1, dado que la longitud de la escala nonio o vernier es n-1, siendo n el número de divisiones.

Existe otra forma de escala nonio o vernier, no tan usuales, que se denominan n+1, dado que la longitud de la escala nonio o vernier es n+1, siendo n el número de divisiones, podemos ver algunos ejemplos de es tipo.

En los nonios o escalas vernier n+1 el punto de medida es la división de la derecha, indicada con el número 0 y se extiende de derecha a izquierda para buscar la coincidencia que indica la parte decimal, hasta la división 10, que coincide con una división de la regla cuando la lectura en un numeró de milimetros entero, al igual que la división indicada con el número 0.

En este ejemplo tenemos un nonio de 10 divisiones, por lo tanto, da una apreciación de 0,1 mm, en una longitud de 11 mm hacia la izquierda del cero de medida. La escala de la regla necesita 11 divisiones a la izquierda del cero, para poder medir hasta 100 mm la escala de la regla tiene que medir 111 mm, con 11 mm a la izquierda del cero como ya se ha dicho.

Calibre Tb101.svg
Calibre Tb101b.svg

Un nonio de 10 divisiones, con la misma apreciación de 0,1 mm, con una longitud de 21 mm a la izquierda del cero, necesita una regla, para medir hasta 100, de 121 mm, con 21 mm a la izquierda del cero de medida, esta configuración aunque puede parecer extraña, cumple las mismas condiciones que los casos n-1.

Calibre Tb102.svg
Calibre Tb102b.svg

Otro ejemplo de escala nonio o vernier n+1 en un calibre, con 20 divisiones, con una apreciación de 0,05 mm, y una longitud de 21 mm a la izquierda del cero, necesita una regla, para medir hasta 100 mm, de 121 mm, con 21 mm a la izquierda del cero.

Calibre Tb201.svg
Calibre Tb201b.svg

Si estas 20 divisiones la extendemos en 41 mm, tenemos la misma apreciación 0,05 mm, y la regla tendrá que medir 141 mm, para poder medir hasta 100 mm, con 41 mm a la izquierda del cero:

Calibre Tb202.svg
Calibre Tb202b.svg

Una escala n+1 de 40 divisiones tiene una apreciación de 0,025 mm y el nonio o vernier tiene una longitud de 41 mm, y la regla, para poder medir 100 mm, mide 141 mm, y 41 mm a la izquierda del cero de medida:

Calibre Tb401.svg
Calibre Tb401b.svg

Con 50 divisiones, la apreciación es de 0,02 mm y una longitud de 51 mm, la regla necesita una longitud de 151 mm, para poder medir 100 mm, y como en todos los casos n+1 los 51 mm están a la izquierda del cero de medida:

Calibre Tb501.svg
Calibre Tb501b.svg

La escala nonio o vernier tanto si son n-1 o n+1 presentan características similares, la apreciación depende únicamente del número de divisiones, con distinta orientación de esta escala respecto a la regla, las escalas más comunes son las n-1, sobretodo en calibres pie de rey, pero las escalas n+1 no son descartables.

Número de escalas principales en calibradores vernier[1] [editar]

La escala principal está graduada en uno o dos lados, como lo muestra la tabla 1. El calibrador vernier tipo M por lo general tiene graduaciones únicamente en el lado inferior. El tipo CM tiene graduaciones en los lados superior e inferior para medir exteriores e interiores. El tipo M, diseñado para mediciones en milímetros y pulgadas, tiene graduaciones en los lados superior e inferior, una escala está graduada en milímetros y la otra en pulgadas.

Tabla 1. Número de escalas principales en calibradores vernier
Tipo Número de escalas Unidad o tipo de medición
M 1 Pulgadas y milímetros
M 2 Pulgadas y milímetros
CM 2 Medición de exteriores e interiores

Otros tipos[editar]

Pie de rey digital.
Calibre para medir troncos de árboles.
  • Cuando se trata de medir diámetros de agujeros grandes que no alcanza la capacidad del pie de rey normal, se utiliza un pie de rey diferente llamado de tornero, que solo tiene las mordazas de exteriores con un mecanizado especial que permite medir también los agujeros.
  • Cuando se trata de medir profundidades superiores a la capacidad del pie de rey existen unas varillas graduadas de diferente longitud que permiten medir mayor profundidad.
  • Existen modernos calibres con lectura directa digital que son más precisos que los anteriores.

Véase también[editar]

Referencias[editar]

  • Millán Gómez, Simón (2006). Procedimientos de mecanizado. Madrid: Paraninfo. ISBN 84-9732-428-6. 
  • Patxi Aldabaldetrecu (2000). Máquinas y hombres: Guía histórica. Museo de Máquina-Herramienta Elgoibar (Guipúzcoa). ISBN 84-607-0156-5. 
  1. a b González González, Carlos (2002). «7». Metrología. México: Mc Graw Hill. p. 83. 

Enlaces externos[editar]

Simulador de lectura e interpretación de calibre[editar]