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Dinamómetro
Se denomina dinamómetro a un instrumento utilizado para medir fuerzas. Fue inventado por Isaac Newton y no debe confundirse con la balanza (instrumento utilizado para medir masas), aunque sí puede compararse a la báscula.
Estos instrumentos consisten generalmente en un muelle contenido en un cilindro de plástico, cartón o metal generalmente, con dos ganchos, uno en cada extremo. Los dinamómetros llevan marcada una escala, en unidades de fuerza, en el cilindro hueco que rodea el muelle. Al colgar pesos o ejercer una fuerza sobre el gancho inferior, el cursor del cilindro inferior se mueve sobre la escala exterior, indicando el valor de la fuerza.
Los muelles que forman los dinamómetros presentan un límite de elástico, de tal modo que si se aplican fuerzas muy grandes y se producen alargamientos excesivos, se puede sobrepasar el límite de elasticidad; en esas condiciones, el muelle experimenta una deformación permanente que conlleva la inutilización del dinamómetro.
Las máquinas de ensayo de materiales sometidos a diferentes esfuerzos incorporan dinamómetros, principalmente cuando los ensayos son de resistencia a la tracción, para medir los esfuerzos de rotura que rompen las probetas de ensayo.
Una forma común de dinamómetro es una balanza de resorte calibrada en newtons, la unidad de fuerza del Sistema Internacional de unidades (SI)y mide tanto fuerzas de tracción como de compresión, empleándose el dinamómetro correspondiente según el caso.
Los dinamómetros de tracción pueden utilizarse para medir la resistencia de los trenes sobre las vías, y los de compresión, para determinar la presión mutua ejercida entre dos cuerpos.
Manómetro
Un manómetro es un aparato de medida que sirve para medir la presión de fluidos contenidos en recipientes cerrados. Existen, básicamente, dos tipos: los de líquidos y los de gases.
Características y tipos de manómetros
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Viscosímetro
Un viscómetro (denominado también viscosímetro) es un instrumento empleado para medir la viscosidad y algunos otros parámetros de flujo de un fluido. Fue Isaac Newton el primero en sugerir una fórmula para medir la viscosidad de los fluidos, postuló que dicha fuerza correspondía al producto del área superficial del líquido por el gradiente de velocidad, además de producto de una coeficiente de viscosidad. En 1884 Poiseuille mejoró la técnica estudiando el movimiento de líquidos en tuberías.
Características de la pipeta capilar
El método ideado por el físico Stokes, consistía en la medida del intervalo de tiempo de paso de un fluido a través de un tubo capilar. Este primigenio aparato de medida fue posteriormente refinado por Cannon, Ubbelohde y otros, no obstante el método maestro es la determinación de la viscosidad del agua mediante una pipeta de cristal. La viscosidad del agua varía con la temperatura, es de unos 0,890 mPa·s a 25 grados Celsius y 1,002 mPa·s a 20 grados Celsius.
Las pipetas de cristal pueden llegar a tener una reproducibilidad de un 0,1% bajo condiciones ideales, lo que significa que puede sumergirse en un baño no diseñado inicialmente para la medida de la viscosidad, con altos contenidos de sólidos, o muy viscosos. No obstante, es imposible emplearlos con precisión en la determinación de la viscosidad de los fluidos no-newtonianos, lo cual es un problema ya que la mayoría de los líquidos interesantes tienden a comportarse como fluidos no-newtonianos. Hay métodos estándares internacionales para realizar medidas con un instrumento capilar, tales como el ASTM D445.
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Tacómetro
Un tacómetro es un dispositivo que mide la velocidad de giro de un eje, normalmente la velocidad de giro de
un motor. Se mide en revoluciones por minuto (RPM)..
Los primeros tacómetros mecánicos se basaron en la medición de la fuerza centrífuga. El inventor se supone que fue el ingeniero alemán Diedrich Uhlhorn, quien lo utilizó para medir la velocidad de las máquinas en 1817. Desde 1840, se utilizó para medir la velocidad de las locomotoras.
Caudalímetro
Caudalímetro volumétrico de agua.
Instrumento empleado para la medición del caudal de un fluido o 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. Entre las mecánicas se encuentran los viejos contadores de agua instalados a la entrada de una vivienda para determinar cuantos metros cúbicos de agua se consumieron. 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.
Tipos de caudalímetros
Caudalímetro visual.
Mecánicos visuales (de área variable) (rotámetros)
Se trata de un cono transparente invertido con una bola plástica en su base. El fluido al circular impulsa la bola hacia arriba, a mayor caudal más sube la bola. La gravedad hace bajar la bola al detenerse el flujo. El cono tiene unas marcas que indican el caudal.
Generalmente empleado para medir gases en lugares donde se requiere conocer el caudal con poca precisión.
Diferencial de presión
Los más comunes. La tubería disminuye su diámetro levemente (por ejemplo, con un plato de orificio) y después regresa a su diámetro original. El fluido obligado a circular por esta reducción disminuye su presión a la salida. La diferencia de presión de antes y después es medida de manera mecánica o electrónica. A mayor diferencia de presión mayor es el caudal.
Existen otras variantes pero todas basadas en la diferencia de la lectura de presión antes y después. Un ejemplo es el se observa en los motores de combustión interna a la entrada del aire del motor. Parámetro que necesitan las computadoras de los automóviles para determinar qué cantidad de aire está entrando al motor para logar una mezcla (aire-combustible) ideal.
El Caudalímetro es un dispositivo autónomo, que permite determinar con exactitud y en tiempo real, el consumo de combustible que tiene un motor diesel, Biodiesel Y Gasolina. Es un sensor de caudal de desplazamiento positivo con dos cámaras independientes, que calcula con precisión, la diferencia de combustible existente entre el combustible que ingresa al motor y el que retorna al tanque, compensado térmicamente.
Alexómetro
El alexómetro es un instrumento portátil para medir diámetros interiores, cuyo sistema de medida es diferencial (por comparación). El instrumento dispone, de uno de sus extremos, de dos puntas de palpación diametralmente opuestas, una fija y otra móvil que se desplaza y transmite este desplazamiento a través de una palanca a 90º al comparador mecánico o electrónico situado en el otro extremo del instrumento, que amplifica la lectura (analógica o digital) de la medida efectuada. El alexómetro suele tener un campo de medida desde unos pocos milímetros hasta varios cientos de milímetros.
Termocupla Una termocupla básicamente es un transductor de temperaturas, es decir un dispositivo que convierte una magnitud física en una señal eléctrica. Está constituida por dos alambres metálicos diferentes que unidos, desarrollan una diferencia de potenciad eléctrica entre sus extremos libres que es aproximadamente proporcional a la diferencia de temperaturas entre estas puntas y la unión. Se suelen fabricar con metales puros o aleaciones (caso más común) y la característica más notable es que son empleadas para medir temperaturas en un rango noblemente grande comparadas con otros termómetros. Valores típicos del rango están entre 70 K y 1700 K, pudiéndose llegar en algunas circunstancias con aleaciones especiales hasta los 2000K Una termocupla, en rigor, mide diferencias de temperaturas y no temperaturas absolutas. Esto hace necesario el uso de una temperatura de referencia, por lo que suele emplearse un baño de agua con hielo (0º C).