Considere la constante del resorte de la fijación del medidor

La fijación sobre la cual se monta un instrumento de indicación generalmente lleva a preguntas acerca del error de medición tales como “¿qué es la constante del resorte?” y “¿cómo se prueba?”.

La mayoría de fijaciones están hechas de varias partes que las componen y son, en esencia, una variación de la conocida estructura en C. Si el usuario es consciente de los problemas comunes que pueden afectar el uso de la estructura en C y otros diseños de fijación, puede ser fácil detectar y eliminar las posibles fuentes de error.

Todas las sustancias, independiente de su dureza, tienen algún grado de elasticidad. Aunque pueda ser muy pequeña, la elasticidad es una condición real y vital que debe considerarse en un alistamiento para poder medir con precisión. Uno debe aceptar que el arreglo de la estructura se deformará inevitablemente, incluso con la más ligera presión. Esta deflexión se vuelve significativa cuando es suficiente para afectar la calibración.

De hecho, esta deflexión se conoce como Ley de Hooke, ya que fue este físico quien determinó que la cantidad que se estira un resorte varía con la cantidad de fuerza aplicada. Aunque puede no haber resortes en un micrómetro o soporte de banco, en realidad, la estructura del medidor actúa como un resorte.

Hay unas pocas soluciones: incrementar la constante del resorte (rigidez) de la estructura del medidor hasta el punto en el cual la deflexión no sea tan grande que afecte la calibración, reducir la constante del resorte del sistema de indicación hasta que la deflexión no sea significativa, o compensar la deflexión. La deflexión puede compensarse con un grado de confiabilidad aceptable, aunque la eliminación casi total es la alternativa preferible.

El tamaño de la parte a medir también afecta significativamente en si la constante del resorte será un problema grande o pequeño. Las estructuras grandes, diseñadas para acomodar piezas de trabajo más bien grandes, son mucho más susceptibles al error de deflexión de resorte que las estructuras diseñadas para piezas pequeñas.

En el ejemplo de un medidor pasa/no pasa o un soporte de banco, ¿qué es la constante del resorte? La constante del resorte es la relación de carga, que se expresa en libras, respecto a la deflexión que causa, que se expresa en pulgadas. Entre menos sea la deflexión de la estructura del medidor dada una carga dada, mayor será la constante del resorte.  

Generalmente, la constante del resorte de la estructura del medidor debería ser por lo menos 100 veces la del sistema de indicación. Aquí se presenta un ejemplo básico:

• Un peso de 1 libra en el brazo de una estructura en la línea de centros del husillo del indicador flexiona el brazo 0.004 pulgadas, como se nota por el cambio en la lectura del indicador con el trabajo en sitio (vea la ilustración).
• La fuerza aplicada al husillo del indicador mismo causará el mismo cambio en la lectura del indicador, la cual no debería ser mayor a 0.01 libras (alrededor de 1.5 gramos).

¿Cómo se mide la fuerza? La fuerza puede determinarse ubicando una balanza razonablemente precisa bajo el indicador y notando el cambio en la lectura de la balanza a medida que el indicador se mueve para producir un cambio de 0.004 pulgadas en la lectura del indicador.

En términos sencillos, la relación de constantes de resorte entre la estructura del medidor y el sistema de indicación puede calcularse dividiendo la constante del resorte de la estructura del medidor entre la constante del resorte del sistema de indicación. La respuesta, o la relación, debería ser de 100 (o más) para asegurar que la deflexión no será significativa y no afectará la calibración.

Para la mayoría de herramientas manuales y fijaciones de banco más pequeñas, los diseños que han estado en uso durante décadas han demostrado que a menos que haya algún conjunto inusual de circunstancias, la deflexión es una fuente de error potencial muy pequeña.

En este caso, tratar de incrementar un nivel de tolerancia fuera del medidor puede llevarlo al límite en el cual la constante del resorte tendría algún efecto. Sin embargo, con aplicaciones especiales, como partes grandes y postes/brazos largos en las fijaciones, puede ser sensato dar un vistazo a la constante del resorte y a la deflexión como una fuente de error.