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Instrumentos de medición analógicos y digitales
Introducción
En hombre en su naturaleza, se enfrascó en la comparación de diversas cantidades para
poder transportar, vender, comprar y demás transacciones diarias, que harían la obtención
de materiales en raciones equitativas.
A partir de esto, nace lo que ahora conocemos como instrumentos de medición, que no
es nada más que instrumentos especializados en alguna magnitud específica y así poder
comparar objetos con los requeridos por nuestras necesidades.
En nuestro diario vivir usamos el más famoso instrumento de medición, que es la regla, en
el cual nos ayuda a comparar longitudes que se usarán a futuro, ya sea para trabajos
educativos o construcciones diversas.
Todo lo que nos rodea puede ser medido, sea este muy pequeño (bacterias, virus,
átomos), o muy grande (distancia entre planetas, estrellas, etc.)
Debido a saber cuál es la magnitud y cantidad de ciertos objetos, se desarrollaron estos
instrumentos tomando como referencia un patrón establecido por científicos y estudiosos
del tema, para así poder tener un sistema de unidades al cual recurrir.
En la actualidad, por medio del avance de la tecnología, hemos llegado a desarrollar y a
obtener instrumentos más precisos que los que se tenían desde hace siglos desde su
invención, usando como referencia un patrón visible y que se operaba manualmente, el
cual se los denomina instrumentos de medición analógicos. Y los que ya carecen de
un patrón visible, mas bien contienen sistemas tecnológicos, que sin la ayuda del conteo
del patrón visible, nos muestra la cifra indicada en una pequeña pantalla al medir cierto
objeto, a estos se les denomina instrumentos de medición digitales.
Antecedentes
“Desde la antigüedad medir es una necesidad vital para el hombre. La medida surge
debido a la necesidad de informar a los demás de las actividades de caza y recolección,
como por ejemplo: a que distancia estaba la presa, que tiempo transcurría para la
recolección; hasta donde marcaban los límites de la población. En último lugar surgieron
los sistemas de medidas, en las poblaciones con las actividades del mercado.
Todos los sistemas de medidas de longitud derivaron de las dimensiones del cuerpo
humano (codo, pie...), de sus acciones y de las acciones de los animales. Otros sistemas
como los del tiempo también derivaron del ser humano y más concretamente de los
fenómenos cíclicos que afectaban a la vida del hombre.
Los sistemas de medidas concretos, tales como las de longitud, superficie, tuvieron una
evolución muy distinta. Los de longitud derivaron de las dimensiones que se recorrían. Sin
embargo en las medidas de capacidad hubo un doble sistema según fuera para medir
líquido o sólido, y los nombres de ambos sistemas derivaron de los recipientes en los que
eran contenidos o de sus divisores.”1
1
http://centros4.pntic.mec.es/ies.zurbaran/REPERCUTEC/Actividades/Medidas/Historia_de
_la_medida.htm
“En los intercambios comerciales donde el trueque suponía intercambiar unos productos
por otros, era necesario conocer la cantidad exacta del producto que se pretendía
intercambiar, así comenzaron las mediciones en los productos alimenticios y de objetos
de valor como el oro y la plata.
Así se estima que los comienzos de la balanza se remontan al año 5.000 a.C. En
Mesopotamia y Egipto comienzan a utilizarse en hacia el año 3.000 a.C. siendo sus
valores múltiplos de una unidad común: el peso
de un grano de trigo. Es posible que el uso de
las pesas para la medición fuese posterior al uso
del peso de grano. La ciencia griega, a partir del
año 500 a.C. tuvo necesidad de instrumentos de
precisión para determinar la pureza de metales
preciosos. Desde el siglo VIII, los árabes
mejoraron el diseño de la balanza. En Europa
desde el siglo XII, aprendieron a fabricar
balanzas a través de tratados antiguos y fueron
balanzas más simples las utilizadas en la Alta
Edad Media. Aún es posible encontrar en
mercadillos la balanza "romana" aunque lo más
habitual es que se trate de objeto de decorativos
y las básculas de precisión electrónica son las
que se utilizan en los comercios.
Papiro egipcio del Libro de la Muerte de Ani
Tribunal de Osiris. Tebas 1250 a.C.
En el año 280 a.C. Eratóstenes realizó un cálculo muy aproximado de la circunferencia
terrestre del siguiente modo:
1.- Observó que en el mismo momento del día, en la actual ciudad de Asuán y en
Alejandría, las varas colocadas verticalmente producían en una sombra y en otra no.
¿Cómo era esto posible?
2.- Al estar el sol a una distancia tan enorme, se considera que los rayos son paralelos.
3.- Si no hubiese sombra en ninguna de las dos varas, o fuesen iguales, esto supondría
que la tierra era plana.
4.- Pero como en Asuán no tenía sombra y en Alejandría si, la conclusión es que la
superficie de la tierra era curva. Por tanto a mayor curvatura, mayor longitud de sombra.
5.- Calculó que si las varas se prolongasen hasta el centro de la tierra, formarían un
ángulo de 7º que es la 1/50 parte de 360. Balanza de la Era Romana
6.- Eratóstenes encargo a una persona que midiese con sus
pasos la distancia entre las dos ciudades que aproximadamente era de 800 km.
7.- Por lo tanto multiplicó 800 km x 50 = 40.000 km que es la longitud aproximada de la
circunferencia terrestre.”2
Justificación
2 http://mimosa.pntic.mec.es/mlucas2/softEduca/umedida/la_medicion_en_la_historia.html
Investigar las diversas diferencias, ventajas y desventajas de los instrumentos de
medición analógicos y digitales del sistema internacional, que existen en el mercado y son
de importancia general.
Objetivos
 Objetivos Generales:
1. Determinar las diferencias entre los instrumentos de medición analógicos
y digitales.
2. Obtener las existentes desventajas y ventajas de los instrumentos de
medición analógicos y digitales.
3. Desarrollar y dar a conocer las respectivas recomendaciones de los
instrumentos de medición.
 Objetivos específicos:
1. Ayudar al lector interesado en el tema, a guiarlo en una completa
información sobre los diversos instrumentos de medición y facilitarle el
uso y manejo de alguno en particular.
2. Proporcionar al lector, por medio de la redacción, de una ayuda adecuada
para elegir el instrumento que más le convenga y le sea fácil de
proporcionar.
Aspectos benéficos
Facilitar al lector la información adecuada para que, por medio de esta investigación,
ayudar con un concepto claro de cada uno de los instrumentos de medición existentes y
mostrarle los tipos analógicos y digitales que existen para que así pueda llegar a una
conclusión por él mismo.
Proporcionar los aspectos más sobresalientes de cada uno de los instrumentos
redactados como: magnitud usada, escalas, precisión y clasificarlos de acuerdo a su
magnitud.
Descripción y desarrollo
Definición
“Un instrumento de medición es un aparato que se usa para comparar magnitudes físicas
mediante un proceso de medición. Como unidades de medida se utilizan objetos y
sucesos previamente establecidos como estándares o patrones y de la medición resulta
un número que es la relación entre el objeto de estudio y la unidad de referencia. Los
instrumentos de medición son el medio por el que se hace esta lógica conversión.
Principales Características
Las características importantes de un instrumento de medida son:
 Precisión: es la capacidad de un instrumento de dar el mismo resultado en
mediciones diferentes realizadas en las mismas condiciones.
 Exactitud: es la capacidad de un instrumento de medir un valor cercano al valor de
la magnitud real.
 Apreciación: es la medida más pequeña que es perceptible en un instrumento de
medida.
 Sensibilidad: es la relación de desplazamiento entre el indicador de la medida y la
medida real.
Tipos
Se utilizan una gran variedad de instrumentos para llevar a cabo mediciones de las
diferentes magnitudes físicas que existen. Desde objetos sencillos como reglas y
cronómetros hasta los microscopios electrónicos y aceleradores de partículas.
A continuación se indican algunos instrumentos de medición existentes en función de la
magnitud que miden.” 3
1. Para medir masa:
 Balanza
“La balanza es un instrumento que sirve para medir la masa de un objeto.
Es una palanca de primer género de brazos iguales que, mediante el establecimiento de
una situación de equilibrio entre los pesos de dos cuerpos, permite medir masas.
Para realizar las mediciones se utilizan patrones de masa cuyo grado de exactitud
depende de la precisión del instrumento. Al igual que en una romana, pero a diferencia de
una báscula o un dinamómetro, los resultados de las mediciones no varían con la
magnitud de la gravedad.
El rango de medida y precisión de una balanza puede variar desde varios kilogramos (con
precisión de gramos), en balanzas industriales y comerciales; hasta unos gramos (con
precisión de miligramos) en balanzas de laboratorio.
“Las balanzas se utilizan para pesar los alimentos que se venden a granel, al peso: carne,
pescado, frutas, etc. Con igual finalidad puede utilizarse en los hogares para pesar los
alimentos que componen una receta. También se emplean en los laboratorios para pesar
pequeñas cantidades de masa de reactivos para realizar análisis químicos o biológicos.
3 http://es.wikipedia.org/wiki/Instrumento_de_medici%C3%B3n
Estas balanzas destacan por su gran precisión. Muchas aplicaciones han quedado
obsoletas debido a la aparición de las básculas electrónicas.”4
Balanza analógica
Balanza digital
“La balanza digital es un instrumento de medición se caracteriza por dos rasgos
fundamentales: su gran rango de pesaje y su capacidad para obtener el peso con una
precisión asombrosa.
En cuanto a su constitución, la conforman un plato cuya función es la del pesado, que
además es extraíble, con lo cual la limpieza del aparato en su totalidad podrá ser
ejecutada sin demasiadas dificultades. Los equipamientos más comunes poseen,
asimismo, una función destinada al cómputo de piezas.
En lo que respecta a la energía, el suministro energético que va a recibir será de 240 V.
Esto se produce mediante un mediador que es el adaptador de red de dicho envío de
energía. Sin embargo, también es posible alimentar la balanza digital mediante el uso de
baterías. Debido a esto, casi nunca es necesario mantenerlo en un anclaje establecido o
fijo. Además del plato, también se encuentran otros elementos constitutivos. Entre ellos
están los pies de ajuste y de nivelación que cumplen la función, justamente, de mantener
nivelada la balanza. Una de las ventajas de este modelo digital es su capacidad para
transmitir el resultado del pesaje que se ha efectuado a la memoria de una computadora.
Este modelo de medidor de medición digital es normalmente usado en sectores tales
como la producción, los laboratorios (donde es clave la precisión y velocidad en el
resultado de la medición), el control de entradas y salidas, y también el uso móvil, como
es el caso del servicio técnico externo. Entre las características y opciones que comparten
la mayoría de los medidores móviles podemos destacar su programa de ajuste. Como su
nombre lo indica, la balanza digital, ajusta la precisión mediante esos pesos que, por otro
lado, son opcionales en su empleo. Además de esto, cabe aclararse que los pesos de
ajuste se emplean solamente cuando la recalibración es interna y cuando se busca que
haya un control regular. En cuanto a la función que computa las piezas, lo que hace es
4 http://es.wikipedia.org/wiki/Balanza
determinar el número de piezas de referencia con las que se cuenta, junto con el
momento en el que se produce el cambio del indicador de piezas al indicador de peso.
Otra de las funciones es la del taraje, que cuenta con la opción de ser ejecutada varias
veces en la mitad del rango. En este modelo digital, debido a sus rasgos de avanzada,
también tenemos la iluminación de la pantalla del medidor, que se produce de manera
automática. Dentro de esta opción, encontramos también aquella que nos avisa con un
indicador de estabilidad en la misma pantalla que el instrumento está, justamente,
estabilizado enteramente. Entre las partes constitutivas también está el teclado. Gracias a
éste lo que se puede hacer es seleccionar diferentes unidades de pesado según lo que se
esté queriendo medir o el medio en el que se esté utilizando la balanza digital.
Balanza Digital
También tenemos al plato extraíble que facilita la limpieza, sobre el cual hemos hecho
hincapié anteriormente y que está construido en acero noble. Por supuesto, es posible
también contar con el adaptador de red para el suministro energético de 240 V. Como ya
hemos dicho, este tipo de medidor garantiza una limpieza sencilla, y a esto se le suma el
protector contra cualquier polvo o salpicadura que pueda comprometer la integridad y el
funcionamiento del aparato.
En cuanto a la posibilidad de hacerlo funcionar de por la alimentación con las baterías,
podemos mencionar que también hay un indicador que nos informa acerca del estado de
dicha batería, es decir, nos alerta acerca de cuándo hay que cambiarla y de cuánto falta
para que se produzca esta situación. La balanza digital, cuando es adquirida, tiene
consigo un certificado destinado tanto a aquellas empresas que quieran utilizar a los
operadores electrónicos de medición como a los usuarios particulares. Dicho certificado
tiene un documento de control que detalla todos los valores de medición. Asimismo,
podemos mencionar otro elemento de estos operadores digitales: la impresora, cuya tarea
inherente es la de dejar constancia de los resultados de la medición. La misma se utiliza
generalmente en los laboratorios donde se siempre se busca documentar los resultados
de los análisis y estudios.
Entre los distintos modelos digitales podemos encontrar una gran variedad según el rango
de pesaje, como el caso de las digitales compactas que son ideales cuando no se quiere
extraer el peso de un producto de gran magnitud, razón por la cual su operación es
sencilla.” 5
 Básculas
“La báscula (del francés bascule) es un aparato que sirve para pesar; esto es, para
determinar el peso (básculas con muelle elástico), o la masa de los cuerpos (básculas con
contrapeso).
Normalmente una báscula tiene una plataforma horizontal sobre la que se coloca el objeto
que se quiere pesar. Dado que, a diferencia de una romana, no es necesario colgar el
objeto a medir de ganchos ni platos, resulta más fácil pesar cuerpos grandes y pesados
encima de la plataforma, lo que hizo posible construir básculas con una capacidad de
peso muy grande, como las utilizadas para pesar camiones de gran tonelaje.
Actualmente existen dos tipos de básculas: mecánicas y electrónicas. En el caso de las
básculas mecánicas, las mismas pueden ser por contrapeso o con muelle elástico.
Básculas Mecánicas
Básculas con contrapeso
Actúan por medio de un mecanismo de palancas. Ese mecanismo de palancas transforma
la fuerza correspondiente al peso del objeto a medir en un
momento de fuerzas, que se equilibra mediante el
desplazamiento de un pilón a lo largo de una barra
graduada, donde se lee el peso de la masa. El principio
de funcionamiento de estas básculas es similar al de una
romana o una balanza, comparando masas, mediante una
medición indirecta a través del peso.
Básculas con muelle elástico
Los avances en las técnicas de pesado, han hecho
prácticamente desaparecer las básculas de palanca con
contrapeso, y ahora se usan básculas con muelle elástico,
basadas en la deformación elástica de un resorte que
soporta la acción gravitatoria del peso del objeto a medir, en lugar de realizar una
comparación de masas. Por esta razón, actualmente el nombre báscula se aplica también
a toda una serie de sistemas de pesada basados en la gravedad, del tipo dinamómetro.
Al funcionar por muelle elástico, estas básculas miden la fuerza ejercida por un objeto
sujeto a la fuerza de gravedad, es decir, el peso.
Balanzas digitales o electrónicas
Actualmente las básculas funcionan con métodos y sistemas electrónicos, mostrando en
una pantalla de fácil lectura la masa del objeto que se pesa. Las básculas electrónicas
utilizan sensores conocidos como célula de carga o celda de carga. Las celdas de carga
convencionales consisten en una pieza de metal a la que se adhieren galgas
5 http://www.basculasbalanzas.com/tipos/digital.html
extensométricas. Estas galgas cambian su resistencia eléctrica al traccionarse o
comprimirse cuando se deforma la pieza metálica que soporta el peso del objeto. Por
tanto, miden peso. El metal se calcula para que trabaje en su zona elástica; esto es lo que
define la operatividad de una celda. El ajuste de las resistencias se hace con un puente
de Wheatstone, de modo que al alimentarse con un voltaje entregan una salida de voltaje
proporcional a la fuerza aplicada en el metal (en el orden de milivoltios). Asimismo se
utilizan filtros electrónicos de pasa bajo para disminuir el efecto de las perturbaciones de
alta frecuencia.
Cuando la celda se somete a esfuerzos por encima de su
capacidad, el metal del cuerpo de la celda pasa a una
zona inelástica, adquiriendo deformaciones plásticas o
permanentes y ya no regresa a su estado inicial. Antes
de llegar a la zona plástica, se sale de la zona de
elasticidad lineal, dando lugar a que las deformaciones
no sean proporcionales a la fuerza que soporta la célula
de carga y, en consecuencia, la salida de voltaje no varíe
de manera lineal a la deformación de la pieza metálica y
la célula de carga no funcione correctamente. Para evitar
esto, los fabricantes colocan tornillos ajustables para limitar el movimiento de la
plataforma de la báscula de manera que la celda no se flexione más allá de su rango de
funcionamiento.
Calibración
En estas básculas que miden peso mediante la deformación de un elemento elástico, la
masa indicada es una medida indirecta que resulta de evaluar el esfuerzo correspondiente
al peso del objeto. Tienen que calibrarse periódicamente y cuando son trasladadas,
debido a las variaciones en la intensidad gravitatoria de unos lugares a otros. La
calibración se hace por comparación con pesas patrones que a su vez estén calibradas
con mayor precisión que la correspondiente a la balanza a calibrar según un sistema
internacional de trazabilidad y certificación.”6
 Espectrómetro de masas
“La espectrometría de masas es una técnica de análisis que
permite la medición de moléculas. El espectrómetro de masas
es un artefacto que permite analizar con gran precisión la
composición de diferentes elementos químicos e isótopos
atómicos, separando los núcleos atómicos en función de su
relación carga-masa (z/m). Puede utilizarse para identificar los
diferentes elementos químicos que forman un compuesto, o
para determinar el contenido isotópico de diferentes elementos
en un mismo compuesto. Con frecuencia se encuentra como detector de un cromatógrafo
de gases, en una técnica híbrida conocida por sus iniciales en inglés, GC-MS.
El espectrómetro de masas mide razones carga/masa de iones, calentando un haz de
material del compuesto a analizar hasta vaporizarlo e ionizar los diferentes átomos,el haz
de iones produce un patrón específico en el detector, que permite analizar el compuesto.
6 http://es.wikipedia.org/wiki/B%C3%A1scula
En la industria es altamente utilizada en el análisis elemental de semiconductores,
biosensores y cadenas poliméricas complejas. Drogas, fármacos, productos de síntesis
química, pesticidas, plaguicidas, análisis forense, contaminación medioambiental,
perfumes y todo tipo de analitos que sean susceptibles de pasar a fase vapor e ionizarse
sin descomponerse.”7
Partes de un espectrómetro de masas
2. Para medir tiempo:
 Cronómetro
“El cronómetro es un reloj cuya precisión ha sido
comprobada y certificada por algún instituto o centro de
control de precisión. La palabra cronómetro es un
neologismo de etimología griega: Χρόνος Cronos es el
Titan del tiempo, μετρον -metron es hoy un sufijo que
significa aparato para medir.
Con normalidad se suele confundir el término
cronómetro y cronógrafo; el primero como se ha especificado es todo reloj que ha sido
calificado como tal por algún organismo de observación de la precisión de mecanismos o
calibres. En la actualidad el Control Oficial Suizo de Cronómetros (COSC) es el organismo
que certifica la mayor parte de los cronómetros fabricados. Durante al menos dos
semanas, en diferentes posiciones y temperaturas se prueba el comportamiento y
diferencias obtenidas respecto a los criterios y desviaciones máximas permitidas. Para
mayor información de dichas desviaciones consultar la página oficial del COSC:
www.cosc.ch
Los relojes certificados como cronómetros van acompañados normalmente de un
atestado de cronometría y por una mención en la esfera. Según informa el COSC en su
página web se certifican como cronómetros un millón de relojes al año lo que representa
sólo un 3% del total de la fabricación suiza.
Un cronógrafo es un reloj que, mediante algún mecanismo de complicación, permite la
medición independiente de tiempos. Normalmente, en su versión analógica van provistos
de un pulsador de puesta en marcha y paro así como otro segundo pulsador de puesta a
cero.
7 http://es.wikipedia.org/wiki/Espectr%C3%B3metro_de_masa
Ejemplo de cronómetro de pulsera: Rolex Oyster Perpetual Datejust. Fue el primer reloj de
pulsera con indicación de fecha en una ventanilla abierta sobre la esfera. Ejemplo de reloj
con función de cronógrafo: Omega Speedmaster Professional.
Fue el cronógrafo elegido por la Nasa para acompañar a los astronautas en las misiones
Apolo que culminaron con la llegada del hombre a la luna. Ejemplo de reloj cronómetro
con función de cronógrafo: Breitling Navitimer, primer reloj en incorporar una regla de
cálculo logarítmica para la realización de cálculos relativos a consumos de carburante,
distancias recorridas, multiplicaciones, divisiones, reglas de tres, etc.”8
Cronómetro Rolex Daytona
Los cronómetros y cronógrafos pueden presentarse analógicamente, digitalmente o
ambos; siendo la diferencia, sus manecillas en lugar de la pantalla que indica
directamente la hora entre otras funciones. Ya se presentó medidores analógicos así que
a continuación uno digital.
Cronómetro digital
 Reloj
“Se denomina reloj al instrumento capaz de medir el tiempo natural (días, años, fases
lunares, etc.) en unidades convencionales (horas, minutos o segundos).
8 http://es.wikipedia.org/wiki/Cron%C3%B3metro
Fundamentalmente permite conocer la hora actual, aunque puede tener otras funciones,
como medir la duración de un suceso o activar una señal en cierta hora específica. }
Los relojes se utilizan desde la antigüedad y a medida que ha ido evolucionando la
tecnología de su fabricación han ido apareciendo nuevos modelos con mayor precisión,
mejores prestaciones y presentación y menor coste de fabricación. Es uno de los
instrumentos más populares, ya que prácticamente muchas personas disponen de uno o
varios relojes, principalmente de pulsera, de manera que en muchos hogares puede haber
varios relojes, muchos electrodomésticos los incorporan en forma de relojes digitales y en
cada computadora hay un reloj.
El reloj, además de su función práctica, se ha convertido en un objeto de joyería, símbolo
de distinción y valoración.
La mayor precisión conseguida hasta ahora es la del último reloj atómico desarrollado por
la Oficina Nacional de Normalización (NIST) de los Estados Unidos, el NIST-F1, puesto en
marcha en 1999, es tan exacto que tiene un margen de error de solo un segundo cada 30
millones de años.
Hoy en día existen una gran cantidad de compañías relojeras, fabricantes de relojes
mecánicos, tanto personales como fijos, países como Alemania, Suiza, Japón, China,
Reino Unido, Estados Unidos y Rusia, albergan importantes compañías del sector. En el
formato analógico existe una escala fija y dos agujas que giran a velocidad constante; la
aguja más corta y ancha indica las horas, y tarda doce horas en completar una vuelta
completa, la aguja más delgada y larga, el minutero, indica los minutos y tarda una hora
en completar una vuelta completa a la esfera del reloj. Puede existir una tercera aguja en
el mismo eje o con un eje distinto que señala los segundos y tarda un minuto en dar una
vuelta completa.
En los relojes digitales, hay dos grupos de dos dígitos cada uno, separados por el signo
de dos puntos (:), los dos primeros indican la hora en formato de 24 horas de 0 a 23 o en
formato de 12 horas de 1 a 12; el segundo grupo de dígitos indica los minutos en un rango
de 0 a 59, en algunos casos puede existir un tercer grupo de dos dígitos que indica los
segundos en un rango de 0 a 59 segundos.
Relojes de pulsera
Los relojes de pulsera vienen todos con dos correas ajustables que se colocan en alguna
de las muñecas para su lectura. Son de tipo analógico y digital. Aunque la carátula de la
mayoría de ellos es generalmente redonda, también existen de carátula cuadrada,
hexagonal y hasta pentagonal.
En los relojes analógicos (de variable continua) la hora se indica en la carátula mediante
dos o tres manecillas: una corta para la hora, una larga para los minutos y, opcionalmente,
una tercera manecilla también larga que marca los segundos. En los relojes digitales (de
variable discreta) se lee la hora directamente en números sobre la pantalla. También
existen relojes mixtos, es decir, analógicos y digitales en la misma carátula.
Los relojes calendarios son relojes mecánicos o digitales que marcan el año en vigor, el
mes, el día de la semana, la hora, los minutos e incluso los segundos
Reloj Reloj
Analógico Digital
De pulsera De pulsera
Reloj Atómico
Un reloj atómico es un tipo de reloj que para alimentar su contador utiliza una
frecuencia de resonancia atómica normal. Los primeros relojes atómicos tomaban su
referencia de un máser.1 Las mejores referencias atómicas de frecuencia (o relojes)
modernas se basan en físicas más avanzadas, que involucran átomos fríos y fuentes
atómicas. Las agencias de normas nacionales mantienen una exactitud de 10-9
segundos por día2 y una precisión igual a la frecuencia del transmisor de la radio que
bombea el máser.
Los relojes atómicos mantienen una escala de
tiempo continua y estable, el Tiempo Atómico
Internacional (TAI). Para uso cotidiano se difunde
otra escala cronológica: el Tiempo Universal
Coordinado (UTC). El UTC deriva del TAI, pero se
sincroniza usando segundos de intercalación con el
Tiempo Universal (UT1), el cual se basa en la
transición día–noche según las observaciones
astronómicas.
En el año 1967 los relojes atómicos basados en cesio habían conseguido fiabilidad
suficiente como para que la Oficina Internacional de Pesas y Medidas eligiera la
frecuencia de vibración atómica de los dispositivos creados y perfeccionados por
Essen como nuevo patrón base para la definición de la unidad de tiempo físico. Según
este patrón, un segundo se corresponde con 9.192.731.770 ciclos de la radiación
asociada a la transición hiperfina desde el estado de reposo del isótopo de cesio 133:
(133Cs).
La precisión alcanzada con este tipo de reloj atómico es tan elevada que admite
únicamente un error de un segundo en 30 000 años. El reloj más preciso del mundo se
diseña en el Observatorio de París, donde los actuales relojes atómicos tardarían 52
millones de años para desfasarse un segundo. El nuevo objetivo de la investigación
francesa es aumentar ese plazo a 32 mil millones de años. El estándar actual de los
relojes atómicos en activo permite el atraso de un segundo cada 3 700 millones de
años (NIST).”9
9 http://es.wikipedia.org/wiki/Reloj
3. Para medir longitud:
 Cinta Métrica
“Una cinta métrica o un flexómetro es un instrumento de medida que consiste en una cinta
flexible graduada y se puede enrollar, haciendo que el transporte sea más fácil. También
se pueden medir líneas y superficies curvas.”10
Cinta métrica digital
Este instrumento es muy similar al analógico pero su diferencia es en la lectura ya que
consta de una pantalla en su parte superior que nos indica la longitud de la cinta que se
ha desplegado hasta cierto punto en particular.
Cinta métrica digital láser
Este tipo de instrumento, en vez de usar una cinta métrica
física y visible, usa un láser para la medición. Este láser
parte del instrumento pudiendo medir la distancia que hay
entre el aparato hasta la superficie dada, teniendo un
rango de limitación del alcance del láser.
 Calibre
10 http://es.wikipedia.org/wiki/Cinta_m%C3%A9trica
“El calibre, también denominado calibrador, cartabón de corredera, pie de rey, pie de
metro, forcípula (para medir árboles) o Vernier, es un instrumento utilizado para medir
dimensiones de objetos relativamente pequeños, desde centímetros hasta fracciones de
milímetros (1/10 de milímetro, 1/20 de milímetro, 1/50 de milímetro). En la escala de las
pulgadas tiene divisiones equivalentes a 1/16 de pulgada, y, en su nonio, de 1/128 de
pulgada.
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.”11
Calibre digital
Este tipo de calibre es muy similar al analógico, lo que lo diferencia es su lectura que
está dada por una pantalla. No es tan precisa como el instrumento analógico.
 Micrómetro
11 http://es.wikipedia.org/wiki/Calibre_(instrumento)
“El micrómetro, que también es denominado tornillo de Palmer, calibre Palmer o
simplemente palmer, es un instrumento de medición cuyo nombre deriva
etimológicamente de las palabras griegas μικρο (micros, pequeño) y μετρoν (metron,
medición); su funcionamiento se basa en un tornillo micrométrico que sirve para valorar el
tamaño de un objeto con gran precisión, en un rango del orden de centésimas o de
milésimas de milímetro, 0,01 mm ó 0,001 mm (micra) respectivamente.
Para proceder con la medición posee dos extremos que son aproximados mutuamente
merced a un tornillo de rosca fina que dispone en su contorno de una escala grabada, la
cual puede incorporar un nonio. La longitud máxima mensurable con el micrómetro de
exteriores es de 25 mm normalmente, si bien también los hay de 0 a 30, siendo por tanto
preciso disponer de un aparato para cada rango de tamaños a medir: 0-25 mm, 25-50
mm, 50-75 mm...
Además, suele tener un sistema para limitar la torsión máxima del tornillo, necesario pues
al ser muy fina la rosca no resulta fácil detectar un exceso de fuerza que pudiera ser
causante de una disminución en la precisión.
Micrómetro digital
Micrómetros que emplean tecnología digital para su medición en vez de los patrones
visibles.”12
 Reloj Comparador
12 http://es.wikipedia.org/wiki/Micr%C3%B3metro_(instrumento)
“Un reloj comparador o comparador de cuadrante es un instrumento de medición de
dimensiones que se utiliza para comparar cotas mediante la medición indirecta del
desplazamiento de una punta de contacto esférica cuando el aparato está fijo en un
soporte. Constan de un mecanismo de engranajes o palancas que amplifica el movimiento
del vástago en un movimiento circular de las agujas sobre escalas graduadas circulares
que permiten obtener medidas con una precisión de centésimas o milésimas de milímetro
(micras). Además existen comparadores electrónicos que usan sensores de
desplazamiento angular de los engranajes y representan el valor del desplazamiento del
vástago en un visualizador.
La esfera del reloj que contiene la escala graduada puede girarse de manera que puede
ponerse el cero del cuadrante coincidiendo con la aguja y realizar las siguientes medidas
por comparación. El reloj comparador debe estar fijado a un soporte, cuya base puede ser
magnética o fijada mecánicamente a un bastidor.
Es un instrumento que permite realizar controles dimensionales en la fabricación de
manera rápida y precisa, por lo que es muy utilizado en la inspección de la fabricación de
productos en series grandes.” 13
Reloj comparador digital
Consta del eje de profundidad, y en vez de las manecillas, una pantalla indicadora de
las cifras respectivas.
4. Para medir temperatura:
 Termómetro
13 http://es.wikipedia.org/wiki/Reloj_comparador
“El termómetro (del griego θερμός (thermos), el cual significa "caliente" y metro, "medir")
es un instrumento de medición de temperatura. Desde su invención ha evolucionado
mucho, principalmente a partir del desarrollo de los termómetros electrónicos digitales.
Inicialmente se fabricaron aprovechando el fenómeno de la dilatación, por lo que se
prefería el uso de materiales con elevado coeficiente de dilatación, de modo que, al
aumentar la temperatura, su estiramiento era fácilmente visible. El metal base que se
utilizaba en este tipo de termómetros ha sido el mercurio, encerrado en un tubo de vidrio
que incorporaba una escala graduada.
Termómetros digitales
Son aquellos que, valiéndose de dispositivos transductores, utilizan luego circuitos
electrónicos para convertir en números las pequeñas variaciones de tensión obtenidas,
mostrando finalmente la temperatura en un visualizador. Una de sus principales ventajas
es que por no utilizar mercurio no contaminan el medio ambiente cuando son
desechados.” 14
5. Para medir presión:
 Barómetro
14 http://es.wikipedia.org/wiki/Term%C3%B3metro
“Un barómetro es un instrumento que mide la presión atmosférica. La presión atmosférica
es el peso por unidad de superficie ejercida por la atmósfera. Uno de los barómetros más
conocidos es el de mercurio.
Los primeros barómetros estaban formados por una columna de líquido encerrada en un
tubo cuya parte superior está cerrada. El peso de la columna de líquido compensa
exactamente el peso de la atmósfera.” 15
Barómetro digital
“Se lo usa comúnmente en la meteorología para analizar las condiciones del clima en el
sitio en el que se desarrolla. Debido a su memoria incluida ayuda a registrar y guardar las
diferentes marcas de presión atmosférica que se hayan realizado. Para captarla utilizan
un pequeño censor de silicio, llamado BAROCAP, que es básicamente un diminuto
aneroide monocristalino sensible a la presión. Dado su estabilidad y rango de vida útil, no
es necesario realizarle tareas de recalibración, cuestión que si ocurre con otro tipo de
barómetro. Pero más allá de esto quedemos destacar algunos de los
elementos que contienen este tipo de instrumentos. Uno muy útil, es que el barómetro
digital posee un monitor LCD, que no solo marca la presión atmosférica y sus variables,
sino que también refleja otras variables climáticas como el estado del tiempo, la
temperatura ambiente, pronostico del tiempo.”16
 Manómetro
15 http://es.wikipedia.org/wiki/Bar%C3%B3metro
16 http://www.nauticayembarcaciones.com/articulos-nauticos/barometro-digital.html
“El manómetro (del gr. μανός, ligero y μέτρον, medida) es un instrumento de medición
para la presión de fluidos contenidos en recipientes cerrados. Se distinguen dos tipos de
manómetros, según se empleen para medir la presión de líquidos o de gases.
Todos los manómetros tienen un elemento que cambia alguna propiedad cuando son
sometidos a la presión, este cambio se manifiesta en una escala o pantalla calibrada
directamente en las unidades de presión correspondientes.”17
Manómetro digital
“Los manómetros digitales son ideales para obtener una medida de presión rápida y
precisa en un punto concreto de una instalación o ensayo. Tienen la particularidad de
unir un sensor de presión y un visualizador LCD de bajo consumo. El resultado final
es un elemento para la medida de presión con pantalla digital.
Los rangos y características son variados, las mismas que en los sensores de presión
convencionales pero con la ventaja de tener la medida in situ. A diferencia de los
manómetros analógicos en estas series digitales no se tienen problemas de rotura de
aguja y errores en la medida por una mala ubicación del lector.”18
6. Para medir ángulos:
 Goniómetro
17 http://www.sabelotodo.org/aparatos/manometros.html
18http://www.sensores-de-medida.es/sensing_sl/SENSORES-Y-TRANSDUCTORES_35/Sensores-
de-presi%C3%B3n_107/Man%C3%B3metros-digitales_115/
“Un goniómetro es un semicírculo o círculo graduado en 180º o 360º, utilizado para medir
o construir ángulos. Este instrumento permite medir ángulos entre dos objetos, tales como
dos puntos de una costa, o un astro -tradicionalmente el Sol- y el horizonte. Con este
instrumento, si el observador conoce la elevación del Sol y la hora del día, puede
determinar con bastante precisión la latitud a la que se encuentra, mediante los cálculos
matemáticos sencillos de efectuar.
También se le puede llamar sextante. Este instrumento, que reemplazó al astrolabio
por tener mayor precisión, ha sido durante varios siglos de gran importancia en la
navegación marítima, hasta que en los últimos decenios del siglo XX se impusieron
sistemas más modernos, sobre todo la determinación de la posición mediante satélites. El
nombre sextante proviene de la escala del instrumento, que abarca un ángulo de 60
grados, o sea, un sexto de un círculo completo.
Goniómetros digitales
Los goniómetros digitales son instrumentos para la medición directa o absoluta de
ángulos, basados en el principio de la regla circular, con un soporte de contacto fijo y
otro móvil, lo que los hace similares a los pies de rey en el terreno de la medida de
longitudes.
Los goniómetros digitales pueden efectuar medidas sobre todo el campo angular C=
360°, alcanzando valores de división de escala de hasta 0,01°.
En cuanto a su exactitud y precisión es necesario calibrar goniómetro digital para
trabajar conforme a un sistema de calidad. Es recomendable que la calibración de
goniómetro digital sea realizada por laboratorios de calibración acreditados por ENAC.
Estos dos parámetros son fundamentales para un buen control de la calidad de los
productos. En el proceso de medición no es tan importante la precisión de la medida
sino la fiabilidad del resultado y que el técnico conozca bien los distintos conceptos
estadísticos y metrológicos.”19
7. Para medir velocidad:
 Velocímetro
“Un velocímetro es un instrumento que mide el valor de la rapidez promedio de un
vehículo. Debido a que el intervalo en el que mide esta rapidez es generalmente muy
pequeña se aproxima mucho a la magnitud es decir la rapidez instantánea.
Los velocímetros tradicionales están controlados por un cable recubierto que es
tensionado por un conjunto de pequeñas ruedas dentadas en el sistema de transmisión.
Sin embargo, los primeros Volkswagen Escarabajo y las motocicletas emplean un cable
torsionado por una rueda del frontal.
La forma más común de un velocímetro depende de la interacción de un pequeño imán
fijado al cable con una pequeña pieza de aluminio con forma de dedal fijada al eje del
indicador. A media que el imán rota cerca del dedal, los cambios en el campo magnético
inducen corriente en el dedal, que produce a su vez un nuevo campo magnético. El efecto
es que el imán arrastra al dedal—así como al indicador—en la dirección de su rotación sin
conexión mecánica entre ellos.
El eje del puntero es impulsado hacia el cero por un pequeño muelle. El par de torsión en
el dedal se incrementa con la velocidad de la rotación del imán (que está controlada por la
transmisión del vehículo). Así que un incremento de la velocidad del coche hace que el
dedal rote y que el indicador gire en el sentido contrario al muelle. Cuando el par de
torsión producido por las corrientes inducidas iguala al del muelle del indicador éste se
19 http://es.wikipedia.org/wiki/Goni%C3%B3metro
detiene apuntando en la dirección adecuada, que corresponde a una cifra en la rueda
indicadora.
El muelle se calibra de forma que una determinada velocidad de revolución del cable
corresponde a una velocidad específica en el velocímetro. Este calibrado debe de
realizarse teniendo en cuenta muchos factores, incluyendo las proporciones de las ruedas
dentadas que controlan al cable flexible, la tasa del diferencial y el diámetro de los
neumáticos. El mecanismo del velocímetro a menudo viene acompañado de un odómetro
y de un pequeño interruptor que envía pulsos a la computadora del vehículo.
Otra forma de velocímetro se basa en la interacción entre un reloj de precisión y un
pulsador mecánico controlado por la transmisión del vehículo. El mecanismo del reloj
impulsa al indicador hacia cero, mientras que el pulsador controlado por el vehículo lo
empuja hacia la indicación máxima. La posición del indicador refleja la relación entre las
salidas de los dos mecanismos.”20
Velocímetro digital
Actualmente se los usa en la mayoría de automóviles y consta de una pantalla LCD
para que muestre las cifras respectivas de las unidades medidas.
 Anemómetro
20 http://es.wikipedia.org/wiki/Veloc%C3%ADmetro
“El anemómetro o anemógrafo es un aparato meteorológico que se usa para la
predicción del clima y, específicamente, para medir la velocidad del viento. Asimismo
es uno de los instrumentos de vuelo básico en el vuelo de aeronaves más pesadas que
el aire.
En meteorología, se usan principalmente los anemómetros de cazoletas o de molinete,
especie de diminuto molino de tres aspas con cazoletas sobre las cuales actúa la
fuerza del viento; el número de vueltas puede ser leído directamente en un contador o
registrado sobre una banda de papel (anemograma), en cuyo caso el aparato se
denomina anemógrafo. Aunque también los hay de tipo electrónicos.
Para medir los cambios repentinos de la velocidad del viento, especialmente en las
turbulencias, se recurre al anemómetro de filamento caliente, que consiste en un hilo
de platino o níquel calentado eléctricamente: la acción del viento tiene por efecto
enfriarlo y hace variar así su resistencia; por consiguiente, la corriente que atraviesa el
hilo es proporcional a la velocidad del viento.”21
Anemómetro digital
21 http://es.wikipedia.org/wiki/Anem%C3%B3metro
Permite la medición rápida y eficaz de la velocidad del viento.
8. Para medir corrientes eléctricas:
 Multímetro
“Un multímetro, también denominado polímetro, o tester, es un instrumento eléctrico
portátil para medir directamente magnitudes eléctricas activas como corrientes y
potenciales (tensiones) o pasivas como resistencias, capacidades y otras. Las
medidas pueden realizarse para corriente continua o alterna y en varios márgenes de
medida cada una. Los hay analógicos y posteriormente se han introducido los digitales
cuya función es la misma (con alguna variante añadida).
Multímetro analógico
1. Las tres posiciones del mando sirven para medir intensidad en corriente continua
(D.C.), de izquierda a derecha, los valores máximos que podemos medir son: 500 μA,
10 mA y 250 mA (μA se lee microamperio y corresponde a 10^{-6}A=0,000001 A y mA
se lee miliamperio y corresponde a 10^{-3} =0,001 A).
2. Vemos 5 posiciones, para medir tensión en corriente continua (D.C.= Direct
Current), correspondientes a 2.5 V, 10 V, 50 V, 250 V y 500 V, en donde V=voltios.
3. Para medir resistencia (x10 Ω y x1k Ω); Ω se lee ohmio. Esto no lo usaremos
apenas, pues observando detalladamente en la escala milimetrada que está debajo
del número 6 (con la que se mide la resistencia), verás que no es lineal, es decir, no
hay la misma distancia entre el 2 y el 3 que entre el 4 y el 5; además, los valores
decrecen hacia la derecha y la escala en lugar de empezar en 0, empieza en (un valor
de resistencia igual a significa que el circuito está abierto). A veces usamos estas
posiciones para ver si un cable está roto y no conduce la corriente.
4. Como en el apartado 2, pero en este caso para medir corriente alterna
(A.C.:=Alternating Current).
5. Sirve para comprobar el estado de carga de pilas de 1.5 V y 9 V.
6. Escala para medir resistencia.
7. Escalas para el resto de mediciones. Desde abajo hacia arriba vemos una de 0 a
10, otra de 0 a 50 y una última de 0 a 250.
Multímetro digital
Para medir con un multímetro digital:
 Midiendo tensiones
Para medir una tensión, colocaremos las bornas en las clavijas, y no tendremos
más que colocar ambas puntas entre los puntos de lectura que queramos medir. Si
lo que queremos es medir voltaje absoluto, colocaremos la borna negra en
cualquier masa (un cable negro de molex o el chasis del ordenador) y la otra borna
en el punto a medir. Si lo que queremos es medir diferencias de voltaje entre dos
puntos, no tendremos más que colocar una borna en cada lugar.
 Midiendo resistencias
El procedimiento para medir una resistencia es bastante similar al de medir
tensiones. Basta con colocar la ruleta en la posición de ohmios y en la escala
apropiada al tamaño de la resistencia que vamos a medir. Si no sabemos cuántos
ohmios tiene la resistencia a medir, empezaremos con colocar la ruleta en la
escala más grande, e iremos reduciendo la escala hasta que encontremos la que
más precisión nos da sin salirnos de rango.
 Midiendo intensidades
El proceso para medir intensidades es algo más complicado, puesto que en lugar
de medirse en paralelo, se mide en serie con el circuito en cuestión. Por esto, para
medir intensidades tendremos que abrir el circuito, es decir, desconectar algún
cable para intercalar el tester en medio, con el propósito de que la intensidad
circule por dentro del tester. Precisamente por esto, hemos comentado antes que
un tester con las bornas puestas para medir intensidades tiene resistencia interna
casi nula, para no provocar cambios en el circuito que queramos medir.
Para medir una intensidad, abriremos el circuito en cualquiera de sus puntos, y
configuraremos el tester adecuadamente (borna roja en clavija de amperios de
más capacidad, 10 A en el caso del tester del ejemplo, borna negra en clavija
común COM).
Una vez tengamos el circuito abierto y el tester bien configurado, procederemos a cerrar
el circuito usando para ello el tester, es decir, colocaremos cada borna del tester en cada
uno de los dos extremos del circuito abierto que tenemos. Con ello se cerrará el circuito y
la intensidad circulará por el interior del multímetro para ser leída.”22
 Osciloscopio
“Un osciloscopio es un instrumento de medición electrónico para la representación gráfica
de señales eléctricas que pueden variar en el tiempo. Es muy usado en electrónica de
señal, frecuentemente junto a un analizador de espectro.
Presenta los valores de las señales eléctricas en forma de coordenadas en una pantalla,
en la que normalmente el eje X (horizontal) representa tiempos y el eje Y (vertical)
representa tensiones. La imagen así obtenida se denomina oscilograma. Suelen incluir
otra entrada, llamada "eje THRASHER" o "Cilindro de Wehnelt" que controla la
luminosidad del haz, permitiendo resaltar o apagar algunos segmentos de la traza.
Los osciloscopios, clasificados según su funcionamiento interno, pueden ser tanto
analógicos como digitales, siendo el resultado mostrado idéntico en cualquiera de los dos
casos, en teoría.
Osciloscopio analógico
22 http://es.wikipedia.org/wiki/Mult%C3%ADmetro
La tensión a medir se aplica a las placas de desviación vertical oscilante de un tubo de
rayos catódicos (utilizando un amplificador con alta impedancia de entrada y ganancia
ajustable) mientras que a las placas de desviación horizontal se aplica una tensión en
diente de sierra (denominada así porque, de forma repetida, crece suavemente y luego
cae de forma brusca). Esta tensión es producida mediante un circuito oscilador apropiado
y su frecuencia puede ajustarse dentro de un amplio rango de valores, lo que permite
adaptarse a la frecuencia de la señal a medir. Esto es lo que se denomina base de
tiempos.
Figura 1.- Representación esquemática de un osciloscopio.
En la Figura 1 se puede ver una representación esquemática de un osciloscopio con
indicación de las etapas mínimas fundamentales. El funcionamiento es el siguiente:
En el tubo de rayos catódicos el rayo de electrones generado por el cátodo y acelerado
por el ánodo llega a la pantalla, recubierta interiormente de una capa fluorescente que se
ilumina por el impacto de los electrones.
Si se aplica una diferencia de potencial a cualquiera de las dos parejas de placas de
desviación, tiene lugar una desviación del haz de electrones debido al campo eléctrico
creado por la tensión aplicada. De este modo, la tensión en diente de sierra, que se aplica
a las placas de desviación horizontal, hace que el haz se mueva de izquierda a derecha y
durante este tiempo, en ausencia de señal en las placas de desviación vertical, dibuje una
línea recta horizontal en la pantalla y luego vuelva al punto de partida para iniciar un
nuevo barrido. Este retorno no es percibido por el ojo humano debido a la velocidad a que
se realiza y a que, de forma adicional, durante el mismo se produce un apagado (borrado)
parcial o una desviación del rayo.
Si en estas condiciones se aplica a las placas de desviación vertical la señal a medir (a
través del amplificador de ganancia ajustable) el haz, además de moverse de izquierda a
derecha, se moverá hacia arriba o hacia abajo, dependiendo de la polaridad de la señal, y
con mayor o menor amplitud dependiendo de la tensión aplicada.
Al estar los ejes de coordenadas divididos mediante marcas, es posible establecer una
relación entre estas divisiones y el período del diente de sierra en lo que se refiere al eje X
y al voltaje en lo referido al Y. Con ello a cada división horizontal corresponderá un tiempo
concreto, del mismo modo que a cada división vertical corresponderá una tensión
concreta. De esta forma en caso de señales periódicas se puede determinar tanto su
período como su amplitud.
El margen de escalas típico, que varía de microvoltios a unos pocos voltios y de
microsegundos a varios segundos, hace que este instrumento sea muy versátil para el
estudio de una gran variedad de señales.
Limitaciones del osciloscopio analógico
El osciloscopio analógico tiene una serie de limitaciones propias de su funcionamiento:
a. Las señales deben ser periódicas. Para ver una traza estable, la señal debe ser
periódica ya que es la periodicidad de dicha señal la que refresca la traza en la
pantalla. Para solucionar este problema se utilizan señales de sincronismo con la
señal de entrada para disparar el barrido horizontal (trigger level) o se utilizan
osciloscopios con base de tiempo disparada.
b. Las señales muy rápidas reducen el brillo. Cuando se observa parte del período de
la señal, el brillo se reduce debido a la baja persistencia fosfórica de la pantalla.
Esto se soluciona colocando un potencial post-acelerador en el tubo de rayos
catódicos.
c. Las señales lentas no forman una traza. Las señales de frecuencias bajas
producen un barrido muy lento que no permite a la retina integrar la traza. Esto se
solventa con tubos de alta persistencia. También existían cámaras Polaroid
especialmente adaptadas para fotografiar las pantallas de osciloscopios.
Manteniendo la exposición durante un periodo se obtiene una foto de la traza. Otra
forma de solucionar el problema es dando distintas pendientes al diente de sierra
del barrido horizontal. Esto permite que tarde más tiempo en barrer toda la
pantalla, y por ende pueden visualizarse señales de baja frecuencia pero se verá
un punto desplazándose a través de la pantalla debido a que la persistencia
fosfórica no es elevada.
d. Sólo se pueden ver transitorios si éstos son repetitivos; pero puede utilizarse un
osciloscopio con base de tiempo disparada. Este tipo de osciloscopio tiene un
modo de funcionamiento denominado "disparo único". Cuando viene un transitorio
el osciloscopio mostrará este y sólo este, dejando de barrer una vez que la señal
ya fue impresa en la pantalla.
Osciloscopio digital
En la actualidad los osciloscopios analógicos están siendo desplazados en gran medida
por los osciloscopios digitales, entre otras razones por la facilidad de poder transferir las
medidas a una computadora personal o pantalla LCD.
En el osciloscopio digital la señal es previamente digitalizada por un conversor analógico
digital. Al depender la fiabilidad de la visualización de la calidad de este componente, esta
debe ser cuidada al máximo.
Las características y procedimientos señalados para los osciloscopios analógicos son
aplicables a los digitales. Sin embargo, en estos se tienen posibilidades adicionales, tales
como el disparo anticipado (pre-triggering) para la visualización de eventos de corta
duración, o la memorización del oscilograma transfiriendo los datos a un PC. Esto permite
comparar medidas realizadas en el mismo punto de un circuito o elemento. Existen
asimismo equipos que combinan etapas analógicas y digitales.
La principal característica de un osciloscopio digital es la frecuencia de muestreo, la
misma determinara el ancho de banda máximo que puede medir el instrumento, viene
expresada generalmente en MS/s (millones de muestra por segundo).
La mayoría de los osciloscopios digitales en la actualidad están basados en control por
FPGA (del inglés Field Programmable Gate Array), el cual es el elemento controlador del
conversor analógico al digital de alta velocidad del aparato y demás circuitería interna,
como memoria, buffers, entre otros.
Estos osciloscopios añaden prestaciones y facilidades al
usuario imposibles de obtener con circuitería analógica,
como los siguientes:
 Medida automática de valores de pico, máximos y
mínimos de señal. Verdadero valor eficaz.
 Medida de flancos de la señal y otros intervalos.
 Captura de transitorios.
 Cálculos avanzados, como la FFT para calcular el espectro de la señal. también
sirve para medir señales de tensión.”23
9. Para medir volúmenes:
 Pipeta
“La pipeta es un instrumento volumétrico de laboratorio que permite medir la alícuota
de líquido con bastante precisión. Suelen ser de vidrio. Está formada por un tubo
23 http://es.wikipedia.org/wiki/Osciloscopio
transparente que termina en una de sus puntas de forma cónica, y tiene una
graduación (una serie de marcas grabadas) con la que se
indican distintos volúmenes.
Algunas son graduadas o de simple aforo, es decir, se
enrasa una vez en los cero mililitros, y luego se deja
vaciar hasta el volumen que se necesite; en otras, las
denominadas de doble enrase o de doble aforo, se enrasa en la marca o aforo
superior y se deja escurrir el líquido con precaución hasta enrasar en el aforo inferior.
Si bien poseen la desventaja de medir un volumen fijo de líquido, las pipetas de doble
aforo superan en gran medida a las graduadas en que su precisión es mucho mayor,
ya que no se modifica el volumen medido si se les rompe o si se deforma la punta
cónica.
Para realizar las succiones de líquido con mayor precisión, se utiliza, más que nada en
las pipetas de doble aforo, el dispositivo conocido como propipeta.
Según su volumen, las pipetas tienen un límite de error.
Modo de uso
 Se introduce la pipeta (con la punta cónica para abajo) en el recipiente del cual se
desea extraer un volumen determinado de muestra.
 Se coloca la propipeta o una perita en la punta libre y se hace ascender el líquido
por encima del aforo superior.
 Rápidamente se gradúa con la propipeta o se saca la perita colocando el dedo
índice obturando la punta, para evitar que descienda.
 Se disminuye leve y lentamente la presión ejercida por el dedo, hasta que el
líquido comience a descender. Se vuelve a presionar cuando el menisco del
líquido llegó a 0. Si el líquido descendió demasiado, se comienza nuevamente.
 Se traslada la pipeta al recipiente destino.
 Se disminuye nuevamente la presión del dedo hasta llegar a la cantidad de
mililitros necesarios.
 En el caso de las pipetas graduadas, para vaciarla completamente se saca el dedo
completamente y se deja caer; pero no se debe forzar la caída de las últimas
gotas, sino que éstas deben quedar en la punta cónica de la pipeta.
 En la pipeta graduada se pueden medir distintos volúmenes de líquido, ya que
lleva una escala graduada.
 La pipeta aforada posee un único enrase superior, por lo que sólo puede medir un
determinado volumen.”24
24 http://es.wikipedia.org/wiki/Pipeta
 Buretas
“Las buretas son tubos gruesos, cortos, graduados, de diámetro interno uniforme,
dependiendo del volumen, de décimas de mililitro o menos. Su uso principal se da en
volumetrías, debido a la necesidad de medir con precisión volúmenes de líquido variables.
Los dos tipos principales de buretas son:
a. Buretas de Geissler, la llave es de vidrio esmerilado; se debe evitar que el líquido esté
mucho tiempo en contacto con la bureta, pues determinados líquidos llegan a obstruir, e
incluso inmovilizar, este tipo de llaves.
b. Bureta de Mohr, la llave ha sido sustituida por un tubo de goma con una bola de vidrio en
su interior, que actúa como una válvula.
Las llaves están fabricadas con materiales como
el vidrio (que es atacado por bases), y teflón,
inerte, resistente y muy aconsejable para disolver
sustancias orgánicas. En el caso de usar llaves de
vidrio, es recomendable no usar un lubricante para
asegurar un buen cierre, debido a que arruinaría la
sustancia a medir. Un tipo de llave más simple es
la llave Bunsen, que consiste simplemente en
situar una perla de vidrio firmemente sujeta dentro
de un tubo de goma. Al deformar el tubo mediante
una llave, éste deja pasar el líquido.
Otras fuentes de error son las gotas que quedan
adheridas en la parte inferior (error por defecto),
pequeñas burbujas de aire situadas tras la llave
(también error por defecto) y procurar que el
vaciado no sea demasiado rápido, para evitar que
quede líquido adherido al interior de la bureta.
También es muy conveniente proteger la parte
superior para evitar contaminación por polvo.
Al llegar al punto final, si queda una gota colgando del orificio de salida, es conveniente
recogerla tocándola suavemente con el recipiente receptor (usualmente será un matraz),
para evitar errores por defecto. Esto es debido a que una gota son aproximadamente 0,05
ml y en ocasiones en volúmenes pequeños puede suponer un error importante.”25
25 http://es.wikipedia.org/wiki/Bureta
 Probeta
“La probeta es un instrumento volumétrico que consiste en un cilíndro graduado de vidrio
que permite contener líquidos y sirve para medir volúmenes de forma aproximada.
Está formado por un tubo generalmente transparente de unos centímetros de diámetro y
tiene una graduación desde 5 ml hasta el máximo de la probeta, indicando distintos
volúmenes. En la parte inferior está cerrado y posee una base que sirve de apoyo,
mientras que la superior está abierta (permite introducir el líquido a medir) y suele tener
un pico (permite verter el líquido medido). Generalmente miden volúmenes de 25 o 50 ml,
pero existen probetas de distintos tamaños; incluso algunas que pueden medir un
volumen hasta de 2 000 ml.
Puede estar constituido de vidrio (lo más común), o de plástico. En este último
caso puede ser menos preciso; pero posee ciertas ventajas, por ejemplo,
es más difícil romperla, y no es atacada por el ácido fluorhídrico (ácido que no
se puede poner en contacto con el vidrio ya que se corroe, en cuyo caso la
probeta sí lo soporta). Esta adicionalmente se utiliza para las mediciones
del agua y otros líquidos.
Las probetas suelen ser graduadas, es decir, llevan grabada una escala por la
parte exterior que permite medir un determinado volumen, aunque sin
mucha exactitud. Cuando se requiere una mayor precisión se recurre a
otros instrumentos, por ejemplo, la pipeta.” 26
 Matraz aforado
Un matraz aforado se emplea para medir con exactitud un
volumen determinado de líquido. La marca de graduación
rodea todo el cuello de vidrio, por lo cual es fácil determinar
con precisión cuándo el líquido llega hasta la marca. La forma
correcta de medir volúmenes es llevar el líquido hasta que la
parte inferior del menisco sea tangente a la marca. El hecho
de que el cuello del matraz sea estrecho es para aumentar la
exactitud, de esta forma un cambio pequeño en el volumen se
traduce en un aumento considerable de la altura del líquido
del matraz aforado. Existen de vidrio incoloro y en color
ámbar. Los matraces de color ámbar son usados para
preservar soluciones que son lábiles a la luz ambiente.
10. Para medir otras magnitudes:
 Caudalímetro
26 http://es.wikipedia.org/wiki/Probeta_(qu%C3%ADmica)
“Un caudalímetro es un instrumento de medida para la medición de caudal o gasto
volumétrico de un fluido o para la medición del gasto másico. Estos aparatos suelen
colocarse en línea con la tubería que transporta el fluido. También suelen llamarse
medidores de caudal, medidores de flujo o flujómetros.
Existen versiones mecánicas y eléctricas. Un ejemplo de caudalímetro eléctrico lo
podemos encontrar en los calentadores de agua de paso que lo utilizan para determinar el
caudal que está circulando o en las lavadoras para llenar su tanque a diferentes niveles.”27
Caudalímetro digital
Es mucho más preciso y más cómodo de visualizar,
constando una pantalla LCD para la visualización de los
datos obtenidos y diversos botones para la configuración y
manejo de este.
 Dinamómetro
27 http://es.wikipedia.org/wiki/Caudal%C3%ADmetro
“Un dinamómetro es una herramienta que, a partir de los cambios en la elasticidad de un
muelle con una determinada calibración, permite calcular el peso de un cuerpo o realizar
la medición de una fuerza.
Este dispositivo fue inventado por Sir Isaac Newton (1643-1727) a partir de la ley de
Hooke, tomando los límites de medición a través de la capacidad de un resorte para
estirarse.
Con el muelle resguardado dentro de un cilindro, el dinamómetro suele disponer de un par
de ganchos (uno en cada uno de sus puntas). En el cilindro de tipo hueco que se
encuentra alrededor del muelle, por otra parte, aparece la escala con las correspondientes
unidades. Cuando se aplica una fuerza en el gancho que se encuentra del lado exterior, el
cursor de dicho extremo se moviliza sobre la escala y señala el valor.
El dinamómetro puede tener un diseño específico de acuerdo a su aplicación. Este
instrumento puede emplearse para pesar una cosa y conocer su masa. En este caso, el
dinamómetro debe calibrarse cada vez que es cambiado de lugar ante las modificaciones
del vínculo entre la masa y el peso.
Los materiales sometidos a esfuerzos también pueden ser medidos a través de los
dinamómetros para descubrir cuánto se deforman. Incluso en el ámbito de la ortodoncia
pueden emplearse dinamómetros para establecer qué fuerzas se aplican en el
tratamiento.”28
Dinamómetro analógico (normal)
Dinamómetro digital
“A diferencia del analógico, este viene con alguna de las siguientes características:
 Rango: 50, 200, 1000 N
 A indicar en el pedido
 Medido en tracción compresión
28 http://definicion.de/dinamometro/
 Pantalla digital y reversible
 Programación de menú.
 Modo de medición continuo / pico / PC
 Recalibración de cero a un toque
 Precisión: 0,05 N
 Viendo el umbral (límite)
 Elección de la unidad:. Kgf / lbf / N
 Batería integrada con cargador”29
29
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http://www.boustens.com/dinamometros-digitales-sh/
Metodología
La metodología de esta investigación realizada se ha hecho gracias a la recolección de
datos, hecha desde el portal web de diferentes páginas existentes, proveyéndonos así de
importante información para poder sacar conclusiones.
Evaluación de resultados
Hemos expuesto durante todo el documento las características de algunos instrumentos
de medición, sean estos analógicos o digitales. Por un lado tenesmo la forma más
convencional y manual de realizar las mediciones y por el otro tenemos una más
sofisticada y moderna de realizarlo.
Entre las ventajas que existen entre estos dos tipos, es que los analógicos son de fácil
manejo y son de bajos costos ya que se los fabrica con elementos comunes. Mientras
que en los digitales, tenemos una medición mucho más rápida y en la mayoría de los
casos, con la misma precisión y aún más, que la obtenida con los anteriores.
En las desventajas tenemos que en los analógicos su lectura puede llegar a ser un poco
complicada, tediosa y conlleva tiempo, mientras que con los digitales no sucede estos, ya
que las cifras requeridas son obtenidas rápidamente por un pantalla. En cambio una
desventaja de estos es su precio, llegando a costar mucho más de lo que tenemos con
los analógicos.
A fin de cuentas los dos tipos de instrumentos son usados, requeridos y en la mayoría,
llegan a tener una precisión similar pudiendo así confiar en la tecnología moderna como
en la antigua.

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  • 1. Instrumentos de medición analógicos y digitales Introducción En hombre en su naturaleza, se enfrascó en la comparación de diversas cantidades para poder transportar, vender, comprar y demás transacciones diarias, que harían la obtención de materiales en raciones equitativas. A partir de esto, nace lo que ahora conocemos como instrumentos de medición, que no es nada más que instrumentos especializados en alguna magnitud específica y así poder comparar objetos con los requeridos por nuestras necesidades. En nuestro diario vivir usamos el más famoso instrumento de medición, que es la regla, en el cual nos ayuda a comparar longitudes que se usarán a futuro, ya sea para trabajos educativos o construcciones diversas. Todo lo que nos rodea puede ser medido, sea este muy pequeño (bacterias, virus, átomos), o muy grande (distancia entre planetas, estrellas, etc.) Debido a saber cuál es la magnitud y cantidad de ciertos objetos, se desarrollaron estos instrumentos tomando como referencia un patrón establecido por científicos y estudiosos del tema, para así poder tener un sistema de unidades al cual recurrir. En la actualidad, por medio del avance de la tecnología, hemos llegado a desarrollar y a obtener instrumentos más precisos que los que se tenían desde hace siglos desde su invención, usando como referencia un patrón visible y que se operaba manualmente, el cual se los denomina instrumentos de medición analógicos. Y los que ya carecen de un patrón visible, mas bien contienen sistemas tecnológicos, que sin la ayuda del conteo del patrón visible, nos muestra la cifra indicada en una pequeña pantalla al medir cierto objeto, a estos se les denomina instrumentos de medición digitales. Antecedentes “Desde la antigüedad medir es una necesidad vital para el hombre. La medida surge debido a la necesidad de informar a los demás de las actividades de caza y recolección, como por ejemplo: a que distancia estaba la presa, que tiempo transcurría para la recolección; hasta donde marcaban los límites de la población. En último lugar surgieron los sistemas de medidas, en las poblaciones con las actividades del mercado. Todos los sistemas de medidas de longitud derivaron de las dimensiones del cuerpo humano (codo, pie...), de sus acciones y de las acciones de los animales. Otros sistemas como los del tiempo también derivaron del ser humano y más concretamente de los fenómenos cíclicos que afectaban a la vida del hombre. Los sistemas de medidas concretos, tales como las de longitud, superficie, tuvieron una evolución muy distinta. Los de longitud derivaron de las dimensiones que se recorrían. Sin embargo en las medidas de capacidad hubo un doble sistema según fuera para medir líquido o sólido, y los nombres de ambos sistemas derivaron de los recipientes en los que eran contenidos o de sus divisores.”1 1 http://centros4.pntic.mec.es/ies.zurbaran/REPERCUTEC/Actividades/Medidas/Historia_de _la_medida.htm
  • 2. “En los intercambios comerciales donde el trueque suponía intercambiar unos productos por otros, era necesario conocer la cantidad exacta del producto que se pretendía intercambiar, así comenzaron las mediciones en los productos alimenticios y de objetos de valor como el oro y la plata. Así se estima que los comienzos de la balanza se remontan al año 5.000 a.C. En Mesopotamia y Egipto comienzan a utilizarse en hacia el año 3.000 a.C. siendo sus valores múltiplos de una unidad común: el peso de un grano de trigo. Es posible que el uso de las pesas para la medición fuese posterior al uso del peso de grano. La ciencia griega, a partir del año 500 a.C. tuvo necesidad de instrumentos de precisión para determinar la pureza de metales preciosos. Desde el siglo VIII, los árabes mejoraron el diseño de la balanza. En Europa desde el siglo XII, aprendieron a fabricar balanzas a través de tratados antiguos y fueron balanzas más simples las utilizadas en la Alta Edad Media. Aún es posible encontrar en mercadillos la balanza "romana" aunque lo más habitual es que se trate de objeto de decorativos y las básculas de precisión electrónica son las que se utilizan en los comercios. Papiro egipcio del Libro de la Muerte de Ani Tribunal de Osiris. Tebas 1250 a.C. En el año 280 a.C. Eratóstenes realizó un cálculo muy aproximado de la circunferencia terrestre del siguiente modo: 1.- Observó que en el mismo momento del día, en la actual ciudad de Asuán y en Alejandría, las varas colocadas verticalmente producían en una sombra y en otra no. ¿Cómo era esto posible? 2.- Al estar el sol a una distancia tan enorme, se considera que los rayos son paralelos. 3.- Si no hubiese sombra en ninguna de las dos varas, o fuesen iguales, esto supondría que la tierra era plana. 4.- Pero como en Asuán no tenía sombra y en Alejandría si, la conclusión es que la superficie de la tierra era curva. Por tanto a mayor curvatura, mayor longitud de sombra. 5.- Calculó que si las varas se prolongasen hasta el centro de la tierra, formarían un ángulo de 7º que es la 1/50 parte de 360. Balanza de la Era Romana 6.- Eratóstenes encargo a una persona que midiese con sus pasos la distancia entre las dos ciudades que aproximadamente era de 800 km. 7.- Por lo tanto multiplicó 800 km x 50 = 40.000 km que es la longitud aproximada de la circunferencia terrestre.”2 Justificación 2 http://mimosa.pntic.mec.es/mlucas2/softEduca/umedida/la_medicion_en_la_historia.html
  • 3. Investigar las diversas diferencias, ventajas y desventajas de los instrumentos de medición analógicos y digitales del sistema internacional, que existen en el mercado y son de importancia general. Objetivos  Objetivos Generales: 1. Determinar las diferencias entre los instrumentos de medición analógicos y digitales. 2. Obtener las existentes desventajas y ventajas de los instrumentos de medición analógicos y digitales. 3. Desarrollar y dar a conocer las respectivas recomendaciones de los instrumentos de medición.  Objetivos específicos: 1. Ayudar al lector interesado en el tema, a guiarlo en una completa información sobre los diversos instrumentos de medición y facilitarle el uso y manejo de alguno en particular. 2. Proporcionar al lector, por medio de la redacción, de una ayuda adecuada para elegir el instrumento que más le convenga y le sea fácil de proporcionar. Aspectos benéficos Facilitar al lector la información adecuada para que, por medio de esta investigación, ayudar con un concepto claro de cada uno de los instrumentos de medición existentes y mostrarle los tipos analógicos y digitales que existen para que así pueda llegar a una conclusión por él mismo. Proporcionar los aspectos más sobresalientes de cada uno de los instrumentos redactados como: magnitud usada, escalas, precisión y clasificarlos de acuerdo a su magnitud. Descripción y desarrollo
  • 4. Definición “Un instrumento de medición es un aparato que se usa para comparar magnitudes físicas mediante un proceso de medición. Como unidades de medida se utilizan objetos y sucesos previamente establecidos como estándares o patrones y de la medición resulta un número que es la relación entre el objeto de estudio y la unidad de referencia. Los instrumentos de medición son el medio por el que se hace esta lógica conversión. Principales Características Las características importantes de un instrumento de medida son:  Precisión: es la capacidad de un instrumento de dar el mismo resultado en mediciones diferentes realizadas en las mismas condiciones.  Exactitud: es la capacidad de un instrumento de medir un valor cercano al valor de la magnitud real.  Apreciación: es la medida más pequeña que es perceptible en un instrumento de medida.  Sensibilidad: es la relación de desplazamiento entre el indicador de la medida y la medida real. Tipos Se utilizan una gran variedad de instrumentos para llevar a cabo mediciones de las diferentes magnitudes físicas que existen. Desde objetos sencillos como reglas y cronómetros hasta los microscopios electrónicos y aceleradores de partículas. A continuación se indican algunos instrumentos de medición existentes en función de la magnitud que miden.” 3 1. Para medir masa:  Balanza “La balanza es un instrumento que sirve para medir la masa de un objeto. Es una palanca de primer género de brazos iguales que, mediante el establecimiento de una situación de equilibrio entre los pesos de dos cuerpos, permite medir masas. Para realizar las mediciones se utilizan patrones de masa cuyo grado de exactitud depende de la precisión del instrumento. Al igual que en una romana, pero a diferencia de una báscula o un dinamómetro, los resultados de las mediciones no varían con la magnitud de la gravedad. El rango de medida y precisión de una balanza puede variar desde varios kilogramos (con precisión de gramos), en balanzas industriales y comerciales; hasta unos gramos (con precisión de miligramos) en balanzas de laboratorio. “Las balanzas se utilizan para pesar los alimentos que se venden a granel, al peso: carne, pescado, frutas, etc. Con igual finalidad puede utilizarse en los hogares para pesar los alimentos que componen una receta. También se emplean en los laboratorios para pesar pequeñas cantidades de masa de reactivos para realizar análisis químicos o biológicos. 3 http://es.wikipedia.org/wiki/Instrumento_de_medici%C3%B3n
  • 5. Estas balanzas destacan por su gran precisión. Muchas aplicaciones han quedado obsoletas debido a la aparición de las básculas electrónicas.”4 Balanza analógica Balanza digital “La balanza digital es un instrumento de medición se caracteriza por dos rasgos fundamentales: su gran rango de pesaje y su capacidad para obtener el peso con una precisión asombrosa. En cuanto a su constitución, la conforman un plato cuya función es la del pesado, que además es extraíble, con lo cual la limpieza del aparato en su totalidad podrá ser ejecutada sin demasiadas dificultades. Los equipamientos más comunes poseen, asimismo, una función destinada al cómputo de piezas. En lo que respecta a la energía, el suministro energético que va a recibir será de 240 V. Esto se produce mediante un mediador que es el adaptador de red de dicho envío de energía. Sin embargo, también es posible alimentar la balanza digital mediante el uso de baterías. Debido a esto, casi nunca es necesario mantenerlo en un anclaje establecido o fijo. Además del plato, también se encuentran otros elementos constitutivos. Entre ellos están los pies de ajuste y de nivelación que cumplen la función, justamente, de mantener nivelada la balanza. Una de las ventajas de este modelo digital es su capacidad para transmitir el resultado del pesaje que se ha efectuado a la memoria de una computadora. Este modelo de medidor de medición digital es normalmente usado en sectores tales como la producción, los laboratorios (donde es clave la precisión y velocidad en el resultado de la medición), el control de entradas y salidas, y también el uso móvil, como es el caso del servicio técnico externo. Entre las características y opciones que comparten la mayoría de los medidores móviles podemos destacar su programa de ajuste. Como su nombre lo indica, la balanza digital, ajusta la precisión mediante esos pesos que, por otro lado, son opcionales en su empleo. Además de esto, cabe aclararse que los pesos de ajuste se emplean solamente cuando la recalibración es interna y cuando se busca que haya un control regular. En cuanto a la función que computa las piezas, lo que hace es 4 http://es.wikipedia.org/wiki/Balanza
  • 6. determinar el número de piezas de referencia con las que se cuenta, junto con el momento en el que se produce el cambio del indicador de piezas al indicador de peso. Otra de las funciones es la del taraje, que cuenta con la opción de ser ejecutada varias veces en la mitad del rango. En este modelo digital, debido a sus rasgos de avanzada, también tenemos la iluminación de la pantalla del medidor, que se produce de manera automática. Dentro de esta opción, encontramos también aquella que nos avisa con un indicador de estabilidad en la misma pantalla que el instrumento está, justamente, estabilizado enteramente. Entre las partes constitutivas también está el teclado. Gracias a éste lo que se puede hacer es seleccionar diferentes unidades de pesado según lo que se esté queriendo medir o el medio en el que se esté utilizando la balanza digital. Balanza Digital También tenemos al plato extraíble que facilita la limpieza, sobre el cual hemos hecho hincapié anteriormente y que está construido en acero noble. Por supuesto, es posible también contar con el adaptador de red para el suministro energético de 240 V. Como ya hemos dicho, este tipo de medidor garantiza una limpieza sencilla, y a esto se le suma el protector contra cualquier polvo o salpicadura que pueda comprometer la integridad y el funcionamiento del aparato. En cuanto a la posibilidad de hacerlo funcionar de por la alimentación con las baterías, podemos mencionar que también hay un indicador que nos informa acerca del estado de dicha batería, es decir, nos alerta acerca de cuándo hay que cambiarla y de cuánto falta para que se produzca esta situación. La balanza digital, cuando es adquirida, tiene consigo un certificado destinado tanto a aquellas empresas que quieran utilizar a los operadores electrónicos de medición como a los usuarios particulares. Dicho certificado tiene un documento de control que detalla todos los valores de medición. Asimismo, podemos mencionar otro elemento de estos operadores digitales: la impresora, cuya tarea inherente es la de dejar constancia de los resultados de la medición. La misma se utiliza generalmente en los laboratorios donde se siempre se busca documentar los resultados de los análisis y estudios. Entre los distintos modelos digitales podemos encontrar una gran variedad según el rango de pesaje, como el caso de las digitales compactas que son ideales cuando no se quiere
  • 7. extraer el peso de un producto de gran magnitud, razón por la cual su operación es sencilla.” 5  Básculas “La báscula (del francés bascule) es un aparato que sirve para pesar; esto es, para determinar el peso (básculas con muelle elástico), o la masa de los cuerpos (básculas con contrapeso). Normalmente una báscula tiene una plataforma horizontal sobre la que se coloca el objeto que se quiere pesar. Dado que, a diferencia de una romana, no es necesario colgar el objeto a medir de ganchos ni platos, resulta más fácil pesar cuerpos grandes y pesados encima de la plataforma, lo que hizo posible construir básculas con una capacidad de peso muy grande, como las utilizadas para pesar camiones de gran tonelaje. Actualmente existen dos tipos de básculas: mecánicas y electrónicas. En el caso de las básculas mecánicas, las mismas pueden ser por contrapeso o con muelle elástico. Básculas Mecánicas Básculas con contrapeso Actúan por medio de un mecanismo de palancas. Ese mecanismo de palancas transforma la fuerza correspondiente al peso del objeto a medir en un momento de fuerzas, que se equilibra mediante el desplazamiento de un pilón a lo largo de una barra graduada, donde se lee el peso de la masa. El principio de funcionamiento de estas básculas es similar al de una romana o una balanza, comparando masas, mediante una medición indirecta a través del peso. Básculas con muelle elástico Los avances en las técnicas de pesado, han hecho prácticamente desaparecer las básculas de palanca con contrapeso, y ahora se usan básculas con muelle elástico, basadas en la deformación elástica de un resorte que soporta la acción gravitatoria del peso del objeto a medir, en lugar de realizar una comparación de masas. Por esta razón, actualmente el nombre báscula se aplica también a toda una serie de sistemas de pesada basados en la gravedad, del tipo dinamómetro. Al funcionar por muelle elástico, estas básculas miden la fuerza ejercida por un objeto sujeto a la fuerza de gravedad, es decir, el peso. Balanzas digitales o electrónicas Actualmente las básculas funcionan con métodos y sistemas electrónicos, mostrando en una pantalla de fácil lectura la masa del objeto que se pesa. Las básculas electrónicas utilizan sensores conocidos como célula de carga o celda de carga. Las celdas de carga convencionales consisten en una pieza de metal a la que se adhieren galgas 5 http://www.basculasbalanzas.com/tipos/digital.html
  • 8. extensométricas. Estas galgas cambian su resistencia eléctrica al traccionarse o comprimirse cuando se deforma la pieza metálica que soporta el peso del objeto. Por tanto, miden peso. El metal se calcula para que trabaje en su zona elástica; esto es lo que define la operatividad de una celda. El ajuste de las resistencias se hace con un puente de Wheatstone, de modo que al alimentarse con un voltaje entregan una salida de voltaje proporcional a la fuerza aplicada en el metal (en el orden de milivoltios). Asimismo se utilizan filtros electrónicos de pasa bajo para disminuir el efecto de las perturbaciones de alta frecuencia. Cuando la celda se somete a esfuerzos por encima de su capacidad, el metal del cuerpo de la celda pasa a una zona inelástica, adquiriendo deformaciones plásticas o permanentes y ya no regresa a su estado inicial. Antes de llegar a la zona plástica, se sale de la zona de elasticidad lineal, dando lugar a que las deformaciones no sean proporcionales a la fuerza que soporta la célula de carga y, en consecuencia, la salida de voltaje no varíe de manera lineal a la deformación de la pieza metálica y la célula de carga no funcione correctamente. Para evitar esto, los fabricantes colocan tornillos ajustables para limitar el movimiento de la plataforma de la báscula de manera que la celda no se flexione más allá de su rango de funcionamiento. Calibración En estas básculas que miden peso mediante la deformación de un elemento elástico, la masa indicada es una medida indirecta que resulta de evaluar el esfuerzo correspondiente al peso del objeto. Tienen que calibrarse periódicamente y cuando son trasladadas, debido a las variaciones en la intensidad gravitatoria de unos lugares a otros. La calibración se hace por comparación con pesas patrones que a su vez estén calibradas con mayor precisión que la correspondiente a la balanza a calibrar según un sistema internacional de trazabilidad y certificación.”6  Espectrómetro de masas “La espectrometría de masas es una técnica de análisis que permite la medición de moléculas. El espectrómetro de masas es un artefacto que permite analizar con gran precisión la composición de diferentes elementos químicos e isótopos atómicos, separando los núcleos atómicos en función de su relación carga-masa (z/m). Puede utilizarse para identificar los diferentes elementos químicos que forman un compuesto, o para determinar el contenido isotópico de diferentes elementos en un mismo compuesto. Con frecuencia se encuentra como detector de un cromatógrafo de gases, en una técnica híbrida conocida por sus iniciales en inglés, GC-MS. El espectrómetro de masas mide razones carga/masa de iones, calentando un haz de material del compuesto a analizar hasta vaporizarlo e ionizar los diferentes átomos,el haz de iones produce un patrón específico en el detector, que permite analizar el compuesto. 6 http://es.wikipedia.org/wiki/B%C3%A1scula
  • 9. En la industria es altamente utilizada en el análisis elemental de semiconductores, biosensores y cadenas poliméricas complejas. Drogas, fármacos, productos de síntesis química, pesticidas, plaguicidas, análisis forense, contaminación medioambiental, perfumes y todo tipo de analitos que sean susceptibles de pasar a fase vapor e ionizarse sin descomponerse.”7 Partes de un espectrómetro de masas 2. Para medir tiempo:  Cronómetro “El cronómetro es un reloj cuya precisión ha sido comprobada y certificada por algún instituto o centro de control de precisión. La palabra cronómetro es un neologismo de etimología griega: Χρόνος Cronos es el Titan del tiempo, μετρον -metron es hoy un sufijo que significa aparato para medir. Con normalidad se suele confundir el término cronómetro y cronógrafo; el primero como se ha especificado es todo reloj que ha sido calificado como tal por algún organismo de observación de la precisión de mecanismos o calibres. En la actualidad el Control Oficial Suizo de Cronómetros (COSC) es el organismo que certifica la mayor parte de los cronómetros fabricados. Durante al menos dos semanas, en diferentes posiciones y temperaturas se prueba el comportamiento y diferencias obtenidas respecto a los criterios y desviaciones máximas permitidas. Para mayor información de dichas desviaciones consultar la página oficial del COSC: www.cosc.ch Los relojes certificados como cronómetros van acompañados normalmente de un atestado de cronometría y por una mención en la esfera. Según informa el COSC en su página web se certifican como cronómetros un millón de relojes al año lo que representa sólo un 3% del total de la fabricación suiza. Un cronógrafo es un reloj que, mediante algún mecanismo de complicación, permite la medición independiente de tiempos. Normalmente, en su versión analógica van provistos de un pulsador de puesta en marcha y paro así como otro segundo pulsador de puesta a cero. 7 http://es.wikipedia.org/wiki/Espectr%C3%B3metro_de_masa
  • 10. Ejemplo de cronómetro de pulsera: Rolex Oyster Perpetual Datejust. Fue el primer reloj de pulsera con indicación de fecha en una ventanilla abierta sobre la esfera. Ejemplo de reloj con función de cronógrafo: Omega Speedmaster Professional. Fue el cronógrafo elegido por la Nasa para acompañar a los astronautas en las misiones Apolo que culminaron con la llegada del hombre a la luna. Ejemplo de reloj cronómetro con función de cronógrafo: Breitling Navitimer, primer reloj en incorporar una regla de cálculo logarítmica para la realización de cálculos relativos a consumos de carburante, distancias recorridas, multiplicaciones, divisiones, reglas de tres, etc.”8 Cronómetro Rolex Daytona Los cronómetros y cronógrafos pueden presentarse analógicamente, digitalmente o ambos; siendo la diferencia, sus manecillas en lugar de la pantalla que indica directamente la hora entre otras funciones. Ya se presentó medidores analógicos así que a continuación uno digital. Cronómetro digital  Reloj “Se denomina reloj al instrumento capaz de medir el tiempo natural (días, años, fases lunares, etc.) en unidades convencionales (horas, minutos o segundos). 8 http://es.wikipedia.org/wiki/Cron%C3%B3metro
  • 11. Fundamentalmente permite conocer la hora actual, aunque puede tener otras funciones, como medir la duración de un suceso o activar una señal en cierta hora específica. } Los relojes se utilizan desde la antigüedad y a medida que ha ido evolucionando la tecnología de su fabricación han ido apareciendo nuevos modelos con mayor precisión, mejores prestaciones y presentación y menor coste de fabricación. Es uno de los instrumentos más populares, ya que prácticamente muchas personas disponen de uno o varios relojes, principalmente de pulsera, de manera que en muchos hogares puede haber varios relojes, muchos electrodomésticos los incorporan en forma de relojes digitales y en cada computadora hay un reloj. El reloj, además de su función práctica, se ha convertido en un objeto de joyería, símbolo de distinción y valoración. La mayor precisión conseguida hasta ahora es la del último reloj atómico desarrollado por la Oficina Nacional de Normalización (NIST) de los Estados Unidos, el NIST-F1, puesto en marcha en 1999, es tan exacto que tiene un margen de error de solo un segundo cada 30 millones de años. Hoy en día existen una gran cantidad de compañías relojeras, fabricantes de relojes mecánicos, tanto personales como fijos, países como Alemania, Suiza, Japón, China, Reino Unido, Estados Unidos y Rusia, albergan importantes compañías del sector. En el formato analógico existe una escala fija y dos agujas que giran a velocidad constante; la aguja más corta y ancha indica las horas, y tarda doce horas en completar una vuelta completa, la aguja más delgada y larga, el minutero, indica los minutos y tarda una hora en completar una vuelta completa a la esfera del reloj. Puede existir una tercera aguja en el mismo eje o con un eje distinto que señala los segundos y tarda un minuto en dar una vuelta completa. En los relojes digitales, hay dos grupos de dos dígitos cada uno, separados por el signo de dos puntos (:), los dos primeros indican la hora en formato de 24 horas de 0 a 23 o en formato de 12 horas de 1 a 12; el segundo grupo de dígitos indica los minutos en un rango de 0 a 59, en algunos casos puede existir un tercer grupo de dos dígitos que indica los segundos en un rango de 0 a 59 segundos. Relojes de pulsera Los relojes de pulsera vienen todos con dos correas ajustables que se colocan en alguna de las muñecas para su lectura. Son de tipo analógico y digital. Aunque la carátula de la mayoría de ellos es generalmente redonda, también existen de carátula cuadrada, hexagonal y hasta pentagonal. En los relojes analógicos (de variable continua) la hora se indica en la carátula mediante dos o tres manecillas: una corta para la hora, una larga para los minutos y, opcionalmente, una tercera manecilla también larga que marca los segundos. En los relojes digitales (de variable discreta) se lee la hora directamente en números sobre la pantalla. También existen relojes mixtos, es decir, analógicos y digitales en la misma carátula. Los relojes calendarios son relojes mecánicos o digitales que marcan el año en vigor, el mes, el día de la semana, la hora, los minutos e incluso los segundos
  • 12. Reloj Reloj Analógico Digital De pulsera De pulsera Reloj Atómico Un reloj atómico es un tipo de reloj que para alimentar su contador utiliza una frecuencia de resonancia atómica normal. Los primeros relojes atómicos tomaban su referencia de un máser.1 Las mejores referencias atómicas de frecuencia (o relojes) modernas se basan en físicas más avanzadas, que involucran átomos fríos y fuentes atómicas. Las agencias de normas nacionales mantienen una exactitud de 10-9 segundos por día2 y una precisión igual a la frecuencia del transmisor de la radio que bombea el máser. Los relojes atómicos mantienen una escala de tiempo continua y estable, el Tiempo Atómico Internacional (TAI). Para uso cotidiano se difunde otra escala cronológica: el Tiempo Universal Coordinado (UTC). El UTC deriva del TAI, pero se sincroniza usando segundos de intercalación con el Tiempo Universal (UT1), el cual se basa en la transición día–noche según las observaciones astronómicas. En el año 1967 los relojes atómicos basados en cesio habían conseguido fiabilidad suficiente como para que la Oficina Internacional de Pesas y Medidas eligiera la frecuencia de vibración atómica de los dispositivos creados y perfeccionados por Essen como nuevo patrón base para la definición de la unidad de tiempo físico. Según este patrón, un segundo se corresponde con 9.192.731.770 ciclos de la radiación asociada a la transición hiperfina desde el estado de reposo del isótopo de cesio 133: (133Cs). La precisión alcanzada con este tipo de reloj atómico es tan elevada que admite únicamente un error de un segundo en 30 000 años. El reloj más preciso del mundo se diseña en el Observatorio de París, donde los actuales relojes atómicos tardarían 52 millones de años para desfasarse un segundo. El nuevo objetivo de la investigación francesa es aumentar ese plazo a 32 mil millones de años. El estándar actual de los relojes atómicos en activo permite el atraso de un segundo cada 3 700 millones de años (NIST).”9 9 http://es.wikipedia.org/wiki/Reloj
  • 13. 3. Para medir longitud:  Cinta Métrica “Una cinta métrica o un flexómetro es un instrumento de medida que consiste en una cinta flexible graduada y se puede enrollar, haciendo que el transporte sea más fácil. También se pueden medir líneas y superficies curvas.”10 Cinta métrica digital Este instrumento es muy similar al analógico pero su diferencia es en la lectura ya que consta de una pantalla en su parte superior que nos indica la longitud de la cinta que se ha desplegado hasta cierto punto en particular. Cinta métrica digital láser Este tipo de instrumento, en vez de usar una cinta métrica física y visible, usa un láser para la medición. Este láser parte del instrumento pudiendo medir la distancia que hay entre el aparato hasta la superficie dada, teniendo un rango de limitación del alcance del láser.  Calibre 10 http://es.wikipedia.org/wiki/Cinta_m%C3%A9trica
  • 14. “El calibre, también denominado calibrador, cartabón de corredera, pie de rey, pie de metro, forcípula (para medir árboles) o Vernier, es un instrumento utilizado para medir dimensiones de objetos relativamente pequeños, desde centímetros hasta fracciones de milímetros (1/10 de milímetro, 1/20 de milímetro, 1/50 de milímetro). En la escala de las pulgadas tiene divisiones equivalentes a 1/16 de pulgada, y, en su nonio, de 1/128 de pulgada. 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.”11 Calibre digital Este tipo de calibre es muy similar al analógico, lo que lo diferencia es su lectura que está dada por una pantalla. No es tan precisa como el instrumento analógico.  Micrómetro 11 http://es.wikipedia.org/wiki/Calibre_(instrumento)
  • 15. “El micrómetro, que también es denominado tornillo de Palmer, calibre Palmer o simplemente palmer, es un instrumento de medición cuyo nombre deriva etimológicamente de las palabras griegas μικρο (micros, pequeño) y μετρoν (metron, medición); su funcionamiento se basa en un tornillo micrométrico que sirve para valorar el tamaño de un objeto con gran precisión, en un rango del orden de centésimas o de milésimas de milímetro, 0,01 mm ó 0,001 mm (micra) respectivamente. Para proceder con la medición posee dos extremos que son aproximados mutuamente merced a un tornillo de rosca fina que dispone en su contorno de una escala grabada, la cual puede incorporar un nonio. La longitud máxima mensurable con el micrómetro de exteriores es de 25 mm normalmente, si bien también los hay de 0 a 30, siendo por tanto preciso disponer de un aparato para cada rango de tamaños a medir: 0-25 mm, 25-50 mm, 50-75 mm... Además, suele tener un sistema para limitar la torsión máxima del tornillo, necesario pues al ser muy fina la rosca no resulta fácil detectar un exceso de fuerza que pudiera ser causante de una disminución en la precisión. Micrómetro digital Micrómetros que emplean tecnología digital para su medición en vez de los patrones visibles.”12  Reloj Comparador 12 http://es.wikipedia.org/wiki/Micr%C3%B3metro_(instrumento)
  • 16. “Un reloj comparador o comparador de cuadrante es un instrumento de medición de dimensiones que se utiliza para comparar cotas mediante la medición indirecta del desplazamiento de una punta de contacto esférica cuando el aparato está fijo en un soporte. Constan de un mecanismo de engranajes o palancas que amplifica el movimiento del vástago en un movimiento circular de las agujas sobre escalas graduadas circulares que permiten obtener medidas con una precisión de centésimas o milésimas de milímetro (micras). Además existen comparadores electrónicos que usan sensores de desplazamiento angular de los engranajes y representan el valor del desplazamiento del vástago en un visualizador. La esfera del reloj que contiene la escala graduada puede girarse de manera que puede ponerse el cero del cuadrante coincidiendo con la aguja y realizar las siguientes medidas por comparación. El reloj comparador debe estar fijado a un soporte, cuya base puede ser magnética o fijada mecánicamente a un bastidor. Es un instrumento que permite realizar controles dimensionales en la fabricación de manera rápida y precisa, por lo que es muy utilizado en la inspección de la fabricación de productos en series grandes.” 13 Reloj comparador digital Consta del eje de profundidad, y en vez de las manecillas, una pantalla indicadora de las cifras respectivas. 4. Para medir temperatura:  Termómetro 13 http://es.wikipedia.org/wiki/Reloj_comparador
  • 17. “El termómetro (del griego θερμός (thermos), el cual significa "caliente" y metro, "medir") es un instrumento de medición de temperatura. Desde su invención ha evolucionado mucho, principalmente a partir del desarrollo de los termómetros electrónicos digitales. Inicialmente se fabricaron aprovechando el fenómeno de la dilatación, por lo que se prefería el uso de materiales con elevado coeficiente de dilatación, de modo que, al aumentar la temperatura, su estiramiento era fácilmente visible. El metal base que se utilizaba en este tipo de termómetros ha sido el mercurio, encerrado en un tubo de vidrio que incorporaba una escala graduada. Termómetros digitales Son aquellos que, valiéndose de dispositivos transductores, utilizan luego circuitos electrónicos para convertir en números las pequeñas variaciones de tensión obtenidas, mostrando finalmente la temperatura en un visualizador. Una de sus principales ventajas es que por no utilizar mercurio no contaminan el medio ambiente cuando son desechados.” 14 5. Para medir presión:  Barómetro 14 http://es.wikipedia.org/wiki/Term%C3%B3metro
  • 18. “Un barómetro es un instrumento que mide la presión atmosférica. La presión atmosférica es el peso por unidad de superficie ejercida por la atmósfera. Uno de los barómetros más conocidos es el de mercurio. Los primeros barómetros estaban formados por una columna de líquido encerrada en un tubo cuya parte superior está cerrada. El peso de la columna de líquido compensa exactamente el peso de la atmósfera.” 15 Barómetro digital “Se lo usa comúnmente en la meteorología para analizar las condiciones del clima en el sitio en el que se desarrolla. Debido a su memoria incluida ayuda a registrar y guardar las diferentes marcas de presión atmosférica que se hayan realizado. Para captarla utilizan un pequeño censor de silicio, llamado BAROCAP, que es básicamente un diminuto aneroide monocristalino sensible a la presión. Dado su estabilidad y rango de vida útil, no es necesario realizarle tareas de recalibración, cuestión que si ocurre con otro tipo de barómetro. Pero más allá de esto quedemos destacar algunos de los elementos que contienen este tipo de instrumentos. Uno muy útil, es que el barómetro digital posee un monitor LCD, que no solo marca la presión atmosférica y sus variables, sino que también refleja otras variables climáticas como el estado del tiempo, la temperatura ambiente, pronostico del tiempo.”16  Manómetro 15 http://es.wikipedia.org/wiki/Bar%C3%B3metro 16 http://www.nauticayembarcaciones.com/articulos-nauticos/barometro-digital.html
  • 19. “El manómetro (del gr. μανός, ligero y μέτρον, medida) es un instrumento de medición para la presión de fluidos contenidos en recipientes cerrados. Se distinguen dos tipos de manómetros, según se empleen para medir la presión de líquidos o de gases. Todos los manómetros tienen un elemento que cambia alguna propiedad cuando son sometidos a la presión, este cambio se manifiesta en una escala o pantalla calibrada directamente en las unidades de presión correspondientes.”17 Manómetro digital “Los manómetros digitales son ideales para obtener una medida de presión rápida y precisa en un punto concreto de una instalación o ensayo. Tienen la particularidad de unir un sensor de presión y un visualizador LCD de bajo consumo. El resultado final es un elemento para la medida de presión con pantalla digital. Los rangos y características son variados, las mismas que en los sensores de presión convencionales pero con la ventaja de tener la medida in situ. A diferencia de los manómetros analógicos en estas series digitales no se tienen problemas de rotura de aguja y errores en la medida por una mala ubicación del lector.”18 6. Para medir ángulos:  Goniómetro 17 http://www.sabelotodo.org/aparatos/manometros.html 18http://www.sensores-de-medida.es/sensing_sl/SENSORES-Y-TRANSDUCTORES_35/Sensores- de-presi%C3%B3n_107/Man%C3%B3metros-digitales_115/
  • 20. “Un goniómetro es un semicírculo o círculo graduado en 180º o 360º, utilizado para medir o construir ángulos. Este instrumento permite medir ángulos entre dos objetos, tales como dos puntos de una costa, o un astro -tradicionalmente el Sol- y el horizonte. Con este instrumento, si el observador conoce la elevación del Sol y la hora del día, puede determinar con bastante precisión la latitud a la que se encuentra, mediante los cálculos matemáticos sencillos de efectuar. También se le puede llamar sextante. Este instrumento, que reemplazó al astrolabio por tener mayor precisión, ha sido durante varios siglos de gran importancia en la navegación marítima, hasta que en los últimos decenios del siglo XX se impusieron sistemas más modernos, sobre todo la determinación de la posición mediante satélites. El nombre sextante proviene de la escala del instrumento, que abarca un ángulo de 60 grados, o sea, un sexto de un círculo completo. Goniómetros digitales Los goniómetros digitales son instrumentos para la medición directa o absoluta de ángulos, basados en el principio de la regla circular, con un soporte de contacto fijo y otro móvil, lo que los hace similares a los pies de rey en el terreno de la medida de longitudes. Los goniómetros digitales pueden efectuar medidas sobre todo el campo angular C= 360°, alcanzando valores de división de escala de hasta 0,01°.
  • 21. En cuanto a su exactitud y precisión es necesario calibrar goniómetro digital para trabajar conforme a un sistema de calidad. Es recomendable que la calibración de goniómetro digital sea realizada por laboratorios de calibración acreditados por ENAC. Estos dos parámetros son fundamentales para un buen control de la calidad de los productos. En el proceso de medición no es tan importante la precisión de la medida sino la fiabilidad del resultado y que el técnico conozca bien los distintos conceptos estadísticos y metrológicos.”19 7. Para medir velocidad:  Velocímetro “Un velocímetro es un instrumento que mide el valor de la rapidez promedio de un vehículo. Debido a que el intervalo en el que mide esta rapidez es generalmente muy pequeña se aproxima mucho a la magnitud es decir la rapidez instantánea. Los velocímetros tradicionales están controlados por un cable recubierto que es tensionado por un conjunto de pequeñas ruedas dentadas en el sistema de transmisión. Sin embargo, los primeros Volkswagen Escarabajo y las motocicletas emplean un cable torsionado por una rueda del frontal. La forma más común de un velocímetro depende de la interacción de un pequeño imán fijado al cable con una pequeña pieza de aluminio con forma de dedal fijada al eje del indicador. A media que el imán rota cerca del dedal, los cambios en el campo magnético inducen corriente en el dedal, que produce a su vez un nuevo campo magnético. El efecto es que el imán arrastra al dedal—así como al indicador—en la dirección de su rotación sin conexión mecánica entre ellos. El eje del puntero es impulsado hacia el cero por un pequeño muelle. El par de torsión en el dedal se incrementa con la velocidad de la rotación del imán (que está controlada por la transmisión del vehículo). Así que un incremento de la velocidad del coche hace que el dedal rote y que el indicador gire en el sentido contrario al muelle. Cuando el par de torsión producido por las corrientes inducidas iguala al del muelle del indicador éste se 19 http://es.wikipedia.org/wiki/Goni%C3%B3metro
  • 22. detiene apuntando en la dirección adecuada, que corresponde a una cifra en la rueda indicadora. El muelle se calibra de forma que una determinada velocidad de revolución del cable corresponde a una velocidad específica en el velocímetro. Este calibrado debe de realizarse teniendo en cuenta muchos factores, incluyendo las proporciones de las ruedas dentadas que controlan al cable flexible, la tasa del diferencial y el diámetro de los neumáticos. El mecanismo del velocímetro a menudo viene acompañado de un odómetro y de un pequeño interruptor que envía pulsos a la computadora del vehículo. Otra forma de velocímetro se basa en la interacción entre un reloj de precisión y un pulsador mecánico controlado por la transmisión del vehículo. El mecanismo del reloj impulsa al indicador hacia cero, mientras que el pulsador controlado por el vehículo lo empuja hacia la indicación máxima. La posición del indicador refleja la relación entre las salidas de los dos mecanismos.”20 Velocímetro digital Actualmente se los usa en la mayoría de automóviles y consta de una pantalla LCD para que muestre las cifras respectivas de las unidades medidas.  Anemómetro 20 http://es.wikipedia.org/wiki/Veloc%C3%ADmetro
  • 23. “El anemómetro o anemógrafo es un aparato meteorológico que se usa para la predicción del clima y, específicamente, para medir la velocidad del viento. Asimismo es uno de los instrumentos de vuelo básico en el vuelo de aeronaves más pesadas que el aire. En meteorología, se usan principalmente los anemómetros de cazoletas o de molinete, especie de diminuto molino de tres aspas con cazoletas sobre las cuales actúa la fuerza del viento; el número de vueltas puede ser leído directamente en un contador o registrado sobre una banda de papel (anemograma), en cuyo caso el aparato se denomina anemógrafo. Aunque también los hay de tipo electrónicos. Para medir los cambios repentinos de la velocidad del viento, especialmente en las turbulencias, se recurre al anemómetro de filamento caliente, que consiste en un hilo de platino o níquel calentado eléctricamente: la acción del viento tiene por efecto enfriarlo y hace variar así su resistencia; por consiguiente, la corriente que atraviesa el hilo es proporcional a la velocidad del viento.”21 Anemómetro digital 21 http://es.wikipedia.org/wiki/Anem%C3%B3metro
  • 24. Permite la medición rápida y eficaz de la velocidad del viento. 8. Para medir corrientes eléctricas:  Multímetro “Un multímetro, también denominado polímetro, o tester, es un instrumento eléctrico portátil para medir directamente magnitudes eléctricas activas como corrientes y potenciales (tensiones) o pasivas como resistencias, capacidades y otras. Las medidas pueden realizarse para corriente continua o alterna y en varios márgenes de medida cada una. Los hay analógicos y posteriormente se han introducido los digitales cuya función es la misma (con alguna variante añadida). Multímetro analógico 1. Las tres posiciones del mando sirven para medir intensidad en corriente continua (D.C.), de izquierda a derecha, los valores máximos que podemos medir son: 500 μA, 10 mA y 250 mA (μA se lee microamperio y corresponde a 10^{-6}A=0,000001 A y mA se lee miliamperio y corresponde a 10^{-3} =0,001 A). 2. Vemos 5 posiciones, para medir tensión en corriente continua (D.C.= Direct Current), correspondientes a 2.5 V, 10 V, 50 V, 250 V y 500 V, en donde V=voltios. 3. Para medir resistencia (x10 Ω y x1k Ω); Ω se lee ohmio. Esto no lo usaremos apenas, pues observando detalladamente en la escala milimetrada que está debajo del número 6 (con la que se mide la resistencia), verás que no es lineal, es decir, no hay la misma distancia entre el 2 y el 3 que entre el 4 y el 5; además, los valores decrecen hacia la derecha y la escala en lugar de empezar en 0, empieza en (un valor de resistencia igual a significa que el circuito está abierto). A veces usamos estas posiciones para ver si un cable está roto y no conduce la corriente. 4. Como en el apartado 2, pero en este caso para medir corriente alterna (A.C.:=Alternating Current). 5. Sirve para comprobar el estado de carga de pilas de 1.5 V y 9 V. 6. Escala para medir resistencia.
  • 25. 7. Escalas para el resto de mediciones. Desde abajo hacia arriba vemos una de 0 a 10, otra de 0 a 50 y una última de 0 a 250. Multímetro digital Para medir con un multímetro digital:  Midiendo tensiones Para medir una tensión, colocaremos las bornas en las clavijas, y no tendremos más que colocar ambas puntas entre los puntos de lectura que queramos medir. Si lo que queremos es medir voltaje absoluto, colocaremos la borna negra en cualquier masa (un cable negro de molex o el chasis del ordenador) y la otra borna en el punto a medir. Si lo que queremos es medir diferencias de voltaje entre dos puntos, no tendremos más que colocar una borna en cada lugar.  Midiendo resistencias El procedimiento para medir una resistencia es bastante similar al de medir tensiones. Basta con colocar la ruleta en la posición de ohmios y en la escala apropiada al tamaño de la resistencia que vamos a medir. Si no sabemos cuántos ohmios tiene la resistencia a medir, empezaremos con colocar la ruleta en la escala más grande, e iremos reduciendo la escala hasta que encontremos la que más precisión nos da sin salirnos de rango.  Midiendo intensidades El proceso para medir intensidades es algo más complicado, puesto que en lugar de medirse en paralelo, se mide en serie con el circuito en cuestión. Por esto, para medir intensidades tendremos que abrir el circuito, es decir, desconectar algún cable para intercalar el tester en medio, con el propósito de que la intensidad circule por dentro del tester. Precisamente por esto, hemos comentado antes que un tester con las bornas puestas para medir intensidades tiene resistencia interna casi nula, para no provocar cambios en el circuito que queramos medir.
  • 26. Para medir una intensidad, abriremos el circuito en cualquiera de sus puntos, y configuraremos el tester adecuadamente (borna roja en clavija de amperios de más capacidad, 10 A en el caso del tester del ejemplo, borna negra en clavija común COM). Una vez tengamos el circuito abierto y el tester bien configurado, procederemos a cerrar el circuito usando para ello el tester, es decir, colocaremos cada borna del tester en cada uno de los dos extremos del circuito abierto que tenemos. Con ello se cerrará el circuito y la intensidad circulará por el interior del multímetro para ser leída.”22  Osciloscopio “Un osciloscopio es un instrumento de medición electrónico para la representación gráfica de señales eléctricas que pueden variar en el tiempo. Es muy usado en electrónica de señal, frecuentemente junto a un analizador de espectro. Presenta los valores de las señales eléctricas en forma de coordenadas en una pantalla, en la que normalmente el eje X (horizontal) representa tiempos y el eje Y (vertical) representa tensiones. La imagen así obtenida se denomina oscilograma. Suelen incluir otra entrada, llamada "eje THRASHER" o "Cilindro de Wehnelt" que controla la luminosidad del haz, permitiendo resaltar o apagar algunos segmentos de la traza. Los osciloscopios, clasificados según su funcionamiento interno, pueden ser tanto analógicos como digitales, siendo el resultado mostrado idéntico en cualquiera de los dos casos, en teoría. Osciloscopio analógico 22 http://es.wikipedia.org/wiki/Mult%C3%ADmetro
  • 27. La tensión a medir se aplica a las placas de desviación vertical oscilante de un tubo de rayos catódicos (utilizando un amplificador con alta impedancia de entrada y ganancia ajustable) mientras que a las placas de desviación horizontal se aplica una tensión en diente de sierra (denominada así porque, de forma repetida, crece suavemente y luego cae de forma brusca). Esta tensión es producida mediante un circuito oscilador apropiado y su frecuencia puede ajustarse dentro de un amplio rango de valores, lo que permite adaptarse a la frecuencia de la señal a medir. Esto es lo que se denomina base de tiempos. Figura 1.- Representación esquemática de un osciloscopio. En la Figura 1 se puede ver una representación esquemática de un osciloscopio con indicación de las etapas mínimas fundamentales. El funcionamiento es el siguiente: En el tubo de rayos catódicos el rayo de electrones generado por el cátodo y acelerado por el ánodo llega a la pantalla, recubierta interiormente de una capa fluorescente que se ilumina por el impacto de los electrones. Si se aplica una diferencia de potencial a cualquiera de las dos parejas de placas de desviación, tiene lugar una desviación del haz de electrones debido al campo eléctrico creado por la tensión aplicada. De este modo, la tensión en diente de sierra, que se aplica a las placas de desviación horizontal, hace que el haz se mueva de izquierda a derecha y durante este tiempo, en ausencia de señal en las placas de desviación vertical, dibuje una línea recta horizontal en la pantalla y luego vuelva al punto de partida para iniciar un nuevo barrido. Este retorno no es percibido por el ojo humano debido a la velocidad a que
  • 28. se realiza y a que, de forma adicional, durante el mismo se produce un apagado (borrado) parcial o una desviación del rayo. Si en estas condiciones se aplica a las placas de desviación vertical la señal a medir (a través del amplificador de ganancia ajustable) el haz, además de moverse de izquierda a derecha, se moverá hacia arriba o hacia abajo, dependiendo de la polaridad de la señal, y con mayor o menor amplitud dependiendo de la tensión aplicada. Al estar los ejes de coordenadas divididos mediante marcas, es posible establecer una relación entre estas divisiones y el período del diente de sierra en lo que se refiere al eje X y al voltaje en lo referido al Y. Con ello a cada división horizontal corresponderá un tiempo concreto, del mismo modo que a cada división vertical corresponderá una tensión concreta. De esta forma en caso de señales periódicas se puede determinar tanto su período como su amplitud. El margen de escalas típico, que varía de microvoltios a unos pocos voltios y de microsegundos a varios segundos, hace que este instrumento sea muy versátil para el estudio de una gran variedad de señales. Limitaciones del osciloscopio analógico El osciloscopio analógico tiene una serie de limitaciones propias de su funcionamiento: a. Las señales deben ser periódicas. Para ver una traza estable, la señal debe ser periódica ya que es la periodicidad de dicha señal la que refresca la traza en la pantalla. Para solucionar este problema se utilizan señales de sincronismo con la señal de entrada para disparar el barrido horizontal (trigger level) o se utilizan osciloscopios con base de tiempo disparada. b. Las señales muy rápidas reducen el brillo. Cuando se observa parte del período de la señal, el brillo se reduce debido a la baja persistencia fosfórica de la pantalla. Esto se soluciona colocando un potencial post-acelerador en el tubo de rayos catódicos. c. Las señales lentas no forman una traza. Las señales de frecuencias bajas producen un barrido muy lento que no permite a la retina integrar la traza. Esto se solventa con tubos de alta persistencia. También existían cámaras Polaroid especialmente adaptadas para fotografiar las pantallas de osciloscopios. Manteniendo la exposición durante un periodo se obtiene una foto de la traza. Otra forma de solucionar el problema es dando distintas pendientes al diente de sierra del barrido horizontal. Esto permite que tarde más tiempo en barrer toda la pantalla, y por ende pueden visualizarse señales de baja frecuencia pero se verá un punto desplazándose a través de la pantalla debido a que la persistencia fosfórica no es elevada. d. Sólo se pueden ver transitorios si éstos son repetitivos; pero puede utilizarse un osciloscopio con base de tiempo disparada. Este tipo de osciloscopio tiene un modo de funcionamiento denominado "disparo único". Cuando viene un transitorio el osciloscopio mostrará este y sólo este, dejando de barrer una vez que la señal ya fue impresa en la pantalla.
  • 29. Osciloscopio digital En la actualidad los osciloscopios analógicos están siendo desplazados en gran medida por los osciloscopios digitales, entre otras razones por la facilidad de poder transferir las medidas a una computadora personal o pantalla LCD. En el osciloscopio digital la señal es previamente digitalizada por un conversor analógico digital. Al depender la fiabilidad de la visualización de la calidad de este componente, esta debe ser cuidada al máximo. Las características y procedimientos señalados para los osciloscopios analógicos son aplicables a los digitales. Sin embargo, en estos se tienen posibilidades adicionales, tales como el disparo anticipado (pre-triggering) para la visualización de eventos de corta duración, o la memorización del oscilograma transfiriendo los datos a un PC. Esto permite comparar medidas realizadas en el mismo punto de un circuito o elemento. Existen asimismo equipos que combinan etapas analógicas y digitales. La principal característica de un osciloscopio digital es la frecuencia de muestreo, la misma determinara el ancho de banda máximo que puede medir el instrumento, viene expresada generalmente en MS/s (millones de muestra por segundo). La mayoría de los osciloscopios digitales en la actualidad están basados en control por FPGA (del inglés Field Programmable Gate Array), el cual es el elemento controlador del conversor analógico al digital de alta velocidad del aparato y demás circuitería interna, como memoria, buffers, entre otros. Estos osciloscopios añaden prestaciones y facilidades al usuario imposibles de obtener con circuitería analógica, como los siguientes:  Medida automática de valores de pico, máximos y mínimos de señal. Verdadero valor eficaz.  Medida de flancos de la señal y otros intervalos.  Captura de transitorios.  Cálculos avanzados, como la FFT para calcular el espectro de la señal. también sirve para medir señales de tensión.”23 9. Para medir volúmenes:  Pipeta “La pipeta es un instrumento volumétrico de laboratorio que permite medir la alícuota de líquido con bastante precisión. Suelen ser de vidrio. Está formada por un tubo 23 http://es.wikipedia.org/wiki/Osciloscopio
  • 30. transparente que termina en una de sus puntas de forma cónica, y tiene una graduación (una serie de marcas grabadas) con la que se indican distintos volúmenes. Algunas son graduadas o de simple aforo, es decir, se enrasa una vez en los cero mililitros, y luego se deja vaciar hasta el volumen que se necesite; en otras, las denominadas de doble enrase o de doble aforo, se enrasa en la marca o aforo superior y se deja escurrir el líquido con precaución hasta enrasar en el aforo inferior. Si bien poseen la desventaja de medir un volumen fijo de líquido, las pipetas de doble aforo superan en gran medida a las graduadas en que su precisión es mucho mayor, ya que no se modifica el volumen medido si se les rompe o si se deforma la punta cónica. Para realizar las succiones de líquido con mayor precisión, se utiliza, más que nada en las pipetas de doble aforo, el dispositivo conocido como propipeta. Según su volumen, las pipetas tienen un límite de error. Modo de uso  Se introduce la pipeta (con la punta cónica para abajo) en el recipiente del cual se desea extraer un volumen determinado de muestra.  Se coloca la propipeta o una perita en la punta libre y se hace ascender el líquido por encima del aforo superior.  Rápidamente se gradúa con la propipeta o se saca la perita colocando el dedo índice obturando la punta, para evitar que descienda.  Se disminuye leve y lentamente la presión ejercida por el dedo, hasta que el líquido comience a descender. Se vuelve a presionar cuando el menisco del líquido llegó a 0. Si el líquido descendió demasiado, se comienza nuevamente.  Se traslada la pipeta al recipiente destino.  Se disminuye nuevamente la presión del dedo hasta llegar a la cantidad de mililitros necesarios.  En el caso de las pipetas graduadas, para vaciarla completamente se saca el dedo completamente y se deja caer; pero no se debe forzar la caída de las últimas gotas, sino que éstas deben quedar en la punta cónica de la pipeta.  En la pipeta graduada se pueden medir distintos volúmenes de líquido, ya que lleva una escala graduada.  La pipeta aforada posee un único enrase superior, por lo que sólo puede medir un determinado volumen.”24 24 http://es.wikipedia.org/wiki/Pipeta
  • 31.  Buretas “Las buretas son tubos gruesos, cortos, graduados, de diámetro interno uniforme, dependiendo del volumen, de décimas de mililitro o menos. Su uso principal se da en volumetrías, debido a la necesidad de medir con precisión volúmenes de líquido variables. Los dos tipos principales de buretas son: a. Buretas de Geissler, la llave es de vidrio esmerilado; se debe evitar que el líquido esté mucho tiempo en contacto con la bureta, pues determinados líquidos llegan a obstruir, e incluso inmovilizar, este tipo de llaves. b. Bureta de Mohr, la llave ha sido sustituida por un tubo de goma con una bola de vidrio en su interior, que actúa como una válvula. Las llaves están fabricadas con materiales como el vidrio (que es atacado por bases), y teflón, inerte, resistente y muy aconsejable para disolver sustancias orgánicas. En el caso de usar llaves de vidrio, es recomendable no usar un lubricante para asegurar un buen cierre, debido a que arruinaría la sustancia a medir. Un tipo de llave más simple es la llave Bunsen, que consiste simplemente en situar una perla de vidrio firmemente sujeta dentro de un tubo de goma. Al deformar el tubo mediante una llave, éste deja pasar el líquido. Otras fuentes de error son las gotas que quedan adheridas en la parte inferior (error por defecto), pequeñas burbujas de aire situadas tras la llave (también error por defecto) y procurar que el vaciado no sea demasiado rápido, para evitar que quede líquido adherido al interior de la bureta. También es muy conveniente proteger la parte superior para evitar contaminación por polvo. Al llegar al punto final, si queda una gota colgando del orificio de salida, es conveniente recogerla tocándola suavemente con el recipiente receptor (usualmente será un matraz), para evitar errores por defecto. Esto es debido a que una gota son aproximadamente 0,05 ml y en ocasiones en volúmenes pequeños puede suponer un error importante.”25 25 http://es.wikipedia.org/wiki/Bureta
  • 32.  Probeta “La probeta es un instrumento volumétrico que consiste en un cilíndro graduado de vidrio que permite contener líquidos y sirve para medir volúmenes de forma aproximada. Está formado por un tubo generalmente transparente de unos centímetros de diámetro y tiene una graduación desde 5 ml hasta el máximo de la probeta, indicando distintos volúmenes. En la parte inferior está cerrado y posee una base que sirve de apoyo, mientras que la superior está abierta (permite introducir el líquido a medir) y suele tener un pico (permite verter el líquido medido). Generalmente miden volúmenes de 25 o 50 ml, pero existen probetas de distintos tamaños; incluso algunas que pueden medir un volumen hasta de 2 000 ml. Puede estar constituido de vidrio (lo más común), o de plástico. En este último caso puede ser menos preciso; pero posee ciertas ventajas, por ejemplo, es más difícil romperla, y no es atacada por el ácido fluorhídrico (ácido que no se puede poner en contacto con el vidrio ya que se corroe, en cuyo caso la probeta sí lo soporta). Esta adicionalmente se utiliza para las mediciones del agua y otros líquidos. Las probetas suelen ser graduadas, es decir, llevan grabada una escala por la parte exterior que permite medir un determinado volumen, aunque sin mucha exactitud. Cuando se requiere una mayor precisión se recurre a otros instrumentos, por ejemplo, la pipeta.” 26  Matraz aforado Un matraz aforado se emplea para medir con exactitud un volumen determinado de líquido. La marca de graduación rodea todo el cuello de vidrio, por lo cual es fácil determinar con precisión cuándo el líquido llega hasta la marca. La forma correcta de medir volúmenes es llevar el líquido hasta que la parte inferior del menisco sea tangente a la marca. El hecho de que el cuello del matraz sea estrecho es para aumentar la exactitud, de esta forma un cambio pequeño en el volumen se traduce en un aumento considerable de la altura del líquido del matraz aforado. Existen de vidrio incoloro y en color ámbar. Los matraces de color ámbar son usados para preservar soluciones que son lábiles a la luz ambiente. 10. Para medir otras magnitudes:  Caudalímetro 26 http://es.wikipedia.org/wiki/Probeta_(qu%C3%ADmica)
  • 33. “Un caudalímetro es un instrumento de medida para la medición de caudal o gasto volumétrico de un fluido o para la medición del gasto másico. Estos aparatos suelen colocarse en línea con la tubería que transporta el fluido. También suelen llamarse medidores de caudal, medidores de flujo o flujómetros. Existen versiones mecánicas y eléctricas. Un ejemplo de caudalímetro eléctrico lo podemos encontrar en los calentadores de agua de paso que lo utilizan para determinar el caudal que está circulando o en las lavadoras para llenar su tanque a diferentes niveles.”27 Caudalímetro digital Es mucho más preciso y más cómodo de visualizar, constando una pantalla LCD para la visualización de los datos obtenidos y diversos botones para la configuración y manejo de este.  Dinamómetro 27 http://es.wikipedia.org/wiki/Caudal%C3%ADmetro
  • 34. “Un dinamómetro es una herramienta que, a partir de los cambios en la elasticidad de un muelle con una determinada calibración, permite calcular el peso de un cuerpo o realizar la medición de una fuerza. Este dispositivo fue inventado por Sir Isaac Newton (1643-1727) a partir de la ley de Hooke, tomando los límites de medición a través de la capacidad de un resorte para estirarse. Con el muelle resguardado dentro de un cilindro, el dinamómetro suele disponer de un par de ganchos (uno en cada uno de sus puntas). En el cilindro de tipo hueco que se encuentra alrededor del muelle, por otra parte, aparece la escala con las correspondientes unidades. Cuando se aplica una fuerza en el gancho que se encuentra del lado exterior, el cursor de dicho extremo se moviliza sobre la escala y señala el valor. El dinamómetro puede tener un diseño específico de acuerdo a su aplicación. Este instrumento puede emplearse para pesar una cosa y conocer su masa. En este caso, el dinamómetro debe calibrarse cada vez que es cambiado de lugar ante las modificaciones del vínculo entre la masa y el peso. Los materiales sometidos a esfuerzos también pueden ser medidos a través de los dinamómetros para descubrir cuánto se deforman. Incluso en el ámbito de la ortodoncia pueden emplearse dinamómetros para establecer qué fuerzas se aplican en el tratamiento.”28 Dinamómetro analógico (normal) Dinamómetro digital “A diferencia del analógico, este viene con alguna de las siguientes características:  Rango: 50, 200, 1000 N  A indicar en el pedido  Medido en tracción compresión 28 http://definicion.de/dinamometro/
  • 35.  Pantalla digital y reversible  Programación de menú.  Modo de medición continuo / pico / PC  Recalibración de cero a un toque  Precisión: 0,05 N  Viendo el umbral (límite)  Elección de la unidad:. Kgf / lbf / N  Batería integrada con cargador”29 29                           http://www.boustens.com/dinamometros-digitales-sh/
  • 36. Metodología La metodología de esta investigación realizada se ha hecho gracias a la recolección de datos, hecha desde el portal web de diferentes páginas existentes, proveyéndonos así de importante información para poder sacar conclusiones. Evaluación de resultados Hemos expuesto durante todo el documento las características de algunos instrumentos de medición, sean estos analógicos o digitales. Por un lado tenesmo la forma más convencional y manual de realizar las mediciones y por el otro tenemos una más sofisticada y moderna de realizarlo. Entre las ventajas que existen entre estos dos tipos, es que los analógicos son de fácil manejo y son de bajos costos ya que se los fabrica con elementos comunes. Mientras que en los digitales, tenemos una medición mucho más rápida y en la mayoría de los casos, con la misma precisión y aún más, que la obtenida con los anteriores. En las desventajas tenemos que en los analógicos su lectura puede llegar a ser un poco complicada, tediosa y conlleva tiempo, mientras que con los digitales no sucede estos, ya que las cifras requeridas son obtenidas rápidamente por un pantalla. En cambio una desventaja de estos es su precio, llegando a costar mucho más de lo que tenemos con los analógicos. A fin de cuentas los dos tipos de instrumentos son usados, requeridos y en la mayoría, llegan a tener una precisión similar pudiendo así confiar en la tecnología moderna como en la antigua.