Gesdocal Proyector de perfiles vertical y horizontal ( 1 de 7 )

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1 Gesdoal Proyetor de perfiles vertial y horizontal ( de 7 ) OBJETO El obeto del presente PROCESO DE CALIBRACIÓN es definir la pauta utilizada en el software CALIBRO para la alibraión de proyetores de perfiles de ee vertial y horizontal, que se deriva de los proesos de alibraión SCI D-05, de forma que permitan obtener resultados trazables y homogéneos. CAMPO DE APLICACIÓN Desde el punto de vista de su alibraión, onviene onsiderar las siguientes araterístias de estos instrumentos: Sistemas de iluminaión. Además del sistema habitual de PROYECCIÓN (episópio), en el que el haz luminoso inide sobre la pieza, proyetando su ontorno en la pantalla, asi todos los proyetores de perfiles suelen disponer, omplementariamente, de otro sistema de REFLEIÓN (diasópio), en el que el haz luminoso inide sobre una ara sufiientemente plana y pulida de la pieza, refleando su imagen en la pantalla. Aunque este segundo sistema de iluminaión es siempre de menor preisión, en aso de disponer de él, obliga a una alibraión diferente a la del sistema de proyeión. Ee de iluminaión. El haz luminoso, al inidir sobre el mesurando, puede haerlo on su ee en posiión vertial (proyetor de ee vertial) o en posiión horizontal (proyetor de ee horizontal). Los PROYECTORES DE EJE VERTICAL, trabaan mediante mesas de sustentaión de la pieza sobre un ristal, a través del ual prosigue su amino el haz luminoso. Se trata entones de instrumentos on ampos de medida pequeños (hasta 0, ó 0,3 metros omo máximo, en ada ee de medida), adeuados a piezas pequeñas y ligeras, siendo en ambio los de mayor preisión; en ellos los dos ees longitudinales de medida se denominan e Y, utilizándose el ee Z para el enfoque. Los PROYECTORES DE EJE HORIZONTAL, poseen mesas de sustentaión más grandes; estas mesas de aero, son robustas, on ranuras y elementos de fiaión para el posiionamiento rígido de los mesurandos. El haz pasa sobre la pieza, ontinuando su amino haia la pantalla y, a vees, para failitar las observaiones del operador sobre la misma, todo el sistema de sustentaión e iluminaión se enuentran situados en un lateral del instrumento. Se trata ahora de proyetores on ampos de medida mayores (hasta 0,5 metros ó más), adeuados a piezas grandes y pesadas, pero on preisiones peores; en ellos, los dos ees longitudinales de medida se denominan y Z, utilizándose el ee Y para enfoque. Esalas de mediión. Por último, los proyetores de perfiles, además de dos ees on esalas de medida longitudinales, suelen tener su pantalla giratoria sobre una terera esala angular. Hay otra serie de araterístias que no iniden en los proesos de alibraión a seguir, omo son el tipo de leturas de las esalas, digital o analógia, la posibilidad de realizar la medida on aptadores óptios (paso luz - sombra) en vez de diretamente por el oo del operador, los transdutores de las esalas de medida, abezas mirométrias meánias, reglas patrón eletrónias, et. Puede deirse que se trata en general de unos instrumentos de medida muy orrientes y versátiles, que permiten realizar fáilmente gran antidad de medidas,

2 Gesdoal Proyetor de perfiles vertial y horizontal ( de 7 ) on preisiones de tipo medio, lo que les hae ser uno de los elementos indispensables en ualquier entro de medida o ontrol. Para ellos se empleará en el presente proeso de alibraión, un fator de inertidumbre (), k=, pudiéndose pasar muy senillamente a ualquier otro valor, si se onsidera oportuno. PROCESOS, RESULTADOS E INCERTIDUMBRES DE CALIBRACIÓN Los proyetores de perfiles poseen diferentes amplifiaiones óptias, desde 5 ó 0 vees hasta 00 ó 00 vees, omo regla general, trabaándose normalmente on valores del orden de 0 ó 5 vees; estas amplifiaiones permiten ver más en detalle los perfiles de las piezas y failitar los enrases sobre ellas. Aunque deforma rigurosa habría de proederse a la alibraión del proyetor para ada una de las amplifiaiones de que se dispone, se admite omo sufiiente realizarla on una sola de ellas ada vez, a ondiión de ir variándola para que, a lo largo del tiempo, se alibre on todas las existentes; naturalmente, en la primera alibraión, de reepión, se realizará la alibraión ompleta, para todas las amplifiaiones posibles. Sistema de proyeión. Esalas de medidas longitudinales. Estas esalas se alibran mediante bloques patrón longitudinales, pudiéndose emplear a este respeto ualquiera de las alidades normalizadas, pues poseen preisiones sufiientes en todo aso. Pueden también emplearse reglas patrón de trazos de vidrio transparente, siempre que la posiión de estos se asegure por lo menos on inertidumbres de un mirómetro. En los proyetores grandes, de esalas superiores a 0,3 metros, pueden presentarse difiultades en la nivelaión y enrase de los bloques mayores, por lo que podrían utilizarse, alternativamente, barras patrón de extremos esférios o bien realizar una alibraión mixta, mediante un bloque pequeño para un punto de la esala, más un láser de medida por desplazamientos para toda la esala. Se analizan por separado las dos posibilidades planteadas. Calibraión on bloques patrón longitudinales, reglas patrón de trazos o barras patrón de extremos esférios. Con independenia del tipo de patrón utilizado, que inluso podrían ombinarse (bloques para los puntos iniiales y barras para los puntos finales de la esala), se realizarán 0 medidas de ada patrón, en 0 puntos, aproximadamente equidistantes, de ada una de las dos esalas longitudinales del instrumento. En esta alibraión no tiene sentido inluir el punto ero, pues ada medida se obtiene por diferenia de dos leturas, pero si es reomendable realizar todas las medidas de alibraión a partir de diho punto ero, aproximadamente; a este respeto, se onsidera sufiiente on que las leturas orrespondientes al ero se enuentren siempre por debao de mm. en estas ondiiones, se onsiderará que el valor obtenido omo diferenia de dos leturas, es una indiaión de medida direta. La metodología se simplifia uando se dispone de letor on posibilidad de puesta a ero arbitraria (lo ual no debe haer olvidar la ondiión impuesta de que el primer enrase o letura, se produza siempre dentro del primer milímetro). Se llamarán:

3 Gesdoal Proyetor de perfiles vertial y horizontal ( 3 de 7 ) i = medida de orden i, en el punto de alibraión ( i= a 0; = a 0). Según que las medidas se realien sobre los ees, Y ó Z, estos valores serán i, Yi, ó Zi, pero para los álulos a realizar en el presente proeso, se trabaará siempre sobre el ee, extendiendo posteriormente los resultados, omo orresponda. N = número de reiteraiones i, en ada punto de alibraión; para el presente proeso, N=0, porque, si se emplease algún tipo de riterio de rehazo de las indiaiones, se repetirán las neesarias para disponer siempre de 0 en ada punto. N = número de puntos de alibraión ; para el presente proeso, N =0. o = valor verdadero del patrón empleado en el punto de alibraión. Uo = inertidumbre, para k=, del patrón empleado en el punto de alibraión. A partir de estas indiaiones de alibraión, se alulan los siguientes parámetros: S = N N = i = N 0 0 i= i= = o N 0 i i x = i 9 = i= i = Valor medio de alibraión, en el punto. = orreión de alibraión, en el punto. S = desviaión típia de alibraión, en el punto. Y on ellos se estableerá la euaión de inertidumbre del ee, para un fator K= y un número de medidas n, mediante la expresión: = x o + + N n I K u K S + = = u S, + n ok Esta expresión solo puede apliarse para valores n=5 omo máximo. En este tipo de instrumentos de preisiones medias, es interesante obtener la denominada inertidumbre propia del ee, mediante el álulo del valor máximo, para n=: I 4 u 44 = x o +, S + max

4 Gesdoal Proyetor de perfiles vertial y horizontal ( 4 de 7 ) Análogamente se obtendría el valor de la inertidumbre propia del otro ee, Iy ó Iz, según el tipo de proyetor alibrado. Si las dos inertidumbres propias longitudinales del instrumento son similares, podría adoptarse un valor únio para el mismo, mediante alguno de los dos riterios siguientes: Proyetores de ee vertial: ( x y) I = I + I I max I I ó = ( x, y) Proyetores de ee horizontal: I = Ix + I ( ) z I max I x I ó = (, ) z Calibraión mediante un bloque patrón longitudinal pequeño y un láser de medida de desplazamientos. En proyetores de perfiles on ampos de medida grandes, puede ser onveniente realizar una alibraión de las esalas longitudinales de medida, mediante un sistema láser, oloando el refletor móvil sobre la propia mesa de sustentaión de las piezas (alibraión de la esala en vaío ); esta alibraión ha de ompletarse, de forma análoga a omo se hae en la alibraión de medidoras de una oordenada horizontal y de tres oordenadas on ampos grandes de medida, mediante la alibraión en un punto, on un bloque longitudinal pequeño, que proporione la repetibilidad del ontato óptio de enrase sobre los perfiles del mesurando, al igual que en las medidoras por oordenadas antes itadas, se obtiene la repetibilidad del ontato meánio. De auerdo on lo anterior, se realizan por una parte un onunto de N = 0 medidas de alibraión, sobre un bloque patrón longitudinal de pequeñas dimensiones (LO 00 mm), de las que se dedue la desviaión típia del ontato óptio: S = N 0 i N = ( ) 9 i i= i= i = medidas de alibraión sobre un bloque pequeño ( i= a 0 ). = valor medio de las medidas de alibraión i. S = desviaión típia de las medidas de alibraión i. Por otra parte, se realiza una alibraión de la esala, mediante un láser de metrología, siendo sufiiente en este aso, on una sola medida de alibraión, en ada uno de los N = 0 puntos, aproximadamente equidistantes de la esala, por tratarse de un instrumento de preisión media. Aunque se reiteren las pasadas de alibraión on el láser a lo largo de la esala, para mayor seguridad, solo se realizarán álulos on el valor de una medida en ada punto (si se haen varias, se onsiderará la media omo letura únia). A partir de todo ello, se obtienen los valores:

5 Gesdoal Proyetor de perfiles vertial y horizontal ( 5 de 7 ) = valores de alibraión on láser, en ada punto de la esala. = orreiones de alibraión en ada punto de la esala (respeto de los valores indiados por el láser). Se establee entones la inertidumbre del ee alibrado del proyetor, despreiando la inertidumbre orrespondiente al sistema láser, omo: 4 0 I = K S + J S N n + =, + + n Esta expresión solo puede apliarse para valores n=5 omo máximo y la inertidumbre propia pasa a ser: I = 44, S + x max Análogamente se obtendría la inertidumbre propia del otro ee. Esala de medida angular. La esala angular de la pantalla se alibra mediante bloques patrón angulares, pudiéndose emplear a este respeto ualquiera de las alidades normalizadas, pues poseen preisiones sufiientes en todo aso. Se onsidera sufiiente realizar una sola medida de alibraión de ada bloque, en puntos, aproximadamente equidistantes a 30º entre sí, omplementada on 0 reiteraiones sobre uno ualquiera de ellos; puede despreiarse la inertidumbre de los patrones, inluso aunque hayan de omponerse por adherenia, alulando la inertidumbre de esta esala, mediante la expresión: I = K S + α α α 4 S 0 N n + = +, + n S = desviaión típia de las 0 reiteraiones en un punto de alibraión. α = orreiones de alibraión en ada punto (pueden obtenerse tanto respeto a los valores verdaderos omo a los nominales, de los bloques angulares). Iα = Inertidumbre, para k= y n medidas, de la mediión de un ángulo en el punto. La anterior expresión sólo puede apliarse para n=5 omo máximo y la inertidumbre angular es:

6 Gesdoal Proyetor de perfiles vertial y horizontal ( 6 de 7 ) I = 44, S + α α max I α = inertidumbre propia, para k= y n= medida, de la mediión de un ángulo en la pantalla del proyetor de perfiles, por proyeión. Sistema de reflexión. Esala de medidas longitudinales. Han de alibrarse mediante reglas patrón de trazos de aero, on las superfiies sufiientemente planas y pulidas para que los trazos puedan observarse nítidamente sobre la pantalla, al reflearse. Se realiza una sola medida de alibraión en ada uno de los 0 puntos, aproximadamente equidistantes dentro del ampo de medida, exepto en uno ualquiera de ellos, en el que se reiterarán hasta 0 valores. A partir de estos datos, se obtiene diretamente la inertidumbre propia de la regla patrón empleada: I u S = 4 x o + 44, + max u o = inertidumbre, para k=, de los trazos de la regla patrón longitudinal. S = desviaión típia de las 0 reiteraiones en un punto de alibraión. = orreiones de alibraión en ada punto (pueden ser respeto a los valores verdaderos o los nominales, según la alidad de la regla patrón utilizada). I x = inertidumbre propia, para k= y n= medida, de la mediión de una longitud, por reflexión. Para el sistema de iluminaión por reflexión, no se admite disminuión de la inertidumbre por repetiión de medidas. Tampoo se admite para este sistema de alibraión on láser, ni aunque el proyetor posea ampos de medida grandes; si no se logra disponer de patrones de trazos sufiientemente largos o no se logra distinguir bien la imagen de los mismos en la pantalla, se reduirá el ampo válido del instrumento por reflexión, que se onsiderará siempre omo un método de medida seundario. Esala de medida angular. La esala angular de la pantalla, mediante iluminaión por reflexión, se alibra on plantillas angulares, de forma ompletamente análoga a la expuesta en el apartado para la alibraión de la esala angular, mediante iluminaión por proyeión, on la únia diferenia de que, para las itadas plantillas, no se despreie su inertidumbre omo patrón, por lo ual la inertidumbre propia de la esala angular, será:

7 Gesdoal Proyetor de perfiles vertial y horizontal ( 7 de 7 ) I = 4 u 44 S α α o +, + max u o = inertidumbre, para k=, de los patrones angulares grabados en la plantilla. S = desviaión típia de las 0 reiteraiones en un punto de alibraión. α = orreiones de alibraión en ada punto (pueden ser respeto a los valores verdaderos de los patrones angulares grabados en la plantilla). I α = inertidumbre propia, para k= y n= medida, de la mediión de un ángulo en la pantalla del proyetor de perfiles, por reflexión. No se admite disminuión de la inertidumbre por repetiión de medidas y se onsidera este método de medida omo seundario. Proedimiento de alibraión de proyetor de perfiles vertial y horizontal is liensed under a Creative Commons Reonoimiento-No omerial-compartir bao la misma lienia 3.0 España Liense. Based on a work at gesdoal.es.

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