El rango de una máquina de ensayo tiene un piso, y lo fija la resolución

Esta página no da consejos sobre calibración, medición ni elección de equipos, y no da límites de error para ninguna clase, porque la tabla que los contiene está más allá del final de la vista previa que pudimos leer. No surgió de una pregunta en un foro; surge de extraer y contar todos los números de norma que este sitio ha citado, y así descubrimos que el sitio había escrito sobre calibración 51 veces y ninguna sobre la norma de las máquinas de ensayo. Las herramientas de navegador que usamos normalmente siguen sin estar disponibles.

Qué documento, y cuánto de él pudimos leer

La norma es la ISO 7500-1, sobre la calibración y verificación de máquinas de ensayo estático uniaxial, quinta edición de 2018, elaborada por el ISO/TC 164 de ensayos mecánicos de metales, subcomité 1 de ensayos uniaxiales. Es la primera vez que este sitio la usa, y la primera vez que usa algo de ese comité. Los tres artículos anteriores procedían todos del comité de especificación geométrica; este es otro rincón del mismo problema.

La vista previa gratuita abarca las páginas preliminares y el cuerpo hasta el subapartado 6.4.8. Eso importa aquí más que de costumbre, porque la tabla 2, que contiene los errores permitidos para cada clase, está en el subapartado siguiente al final de la vista previa. El texto legible remite a esa tabla repetidamente y no podemos verla. Así que esta página puede decirle que existen clases, cómo se llaman y cómo fijan el fondo de un rango. No puede decirle qué error permite cada clase, y no lo adivina.

Tampoco leímos el apartado sobre la clase de un rango, los requisitos del informe, la regla sobre los intervalos entre verificaciones ni ningún anexo, y no leímos la norma aparte sobre la calibración de los propios instrumentos de medición de fuerza, en la que esta se apoya de principio a fin. No comprobamos si el documento está vigente.

Vale la pena quedarse con un detalle del prólogo. La quinta edición se describe como una revisión menor de la cuarta, y el único cambio indicado es que las definiciones de siete símbolos de una tabla se revisaron editorialmente. Una edición entera, por la redacción de siete definiciones.

Qué es en realidad la verificación

El campo de aplicación la divide en tres partes: una inspección general de la máquina, incluidos los accesorios que aplican la fuerza, una calibración del sistema de medición de fuerza y una confirmación de que la máquina cumple los límites dados para una clase especificada. La tercera es la que produce la palabra del certificado.

El campo de aplicación incluye además una nota que es fácil pasar por alto y difícil de olvidar después. Se trata de calibración estática, y los valores de calibración «no son necesariamente válidos para aplicaciones de ensayo a alta velocidad o dinámicas» (traducción). Una máquina verificada para una clase se verificó en reposo.

El piso, y de dónde viene

Los cuatro multiplicadores son la parte interesante. Un rango no baja hasta donde el indicador puede mostrar; se detiene en la resolución multiplicada por cuatrocientos, doscientos, cien o sesenta y siete, según la clase. Cuanto más fina la clase, mayor el multiplicador, de modo que la mejor máquina renuncia a una parte mayor del fondo de su rango.

Multiplique cada par y los cuatro números casi se reducen a uno. Cuatrocientos por cero coma cinco son doscientos. Doscientos por uno son doscientos. Cien por dos son doscientos. Sesenta y siete por tres son doscientos uno. La regla de fondo es doscientos dividido entre el número de clase, con el último valor redondeado a un entero. Esa aritmética es nuestra; la norma imprime los cuatro valores, no la fórmula.

Es la tercera vez que este sitio divide una columna impresa para ver si respondía a una sola regla. Una vez fue así, otra no, y aquí es una sola regla con un final redondeado. Señalamos la repetición en lugar de presentar el método como nuevo; las páginas anteriores están enlazadas en lugar de repetidas.

Y qué es la resolución en sí

Como el piso se construye sobre la resolución, conviene saber cómo se obtiene. Cuando la lectura fluctúa, la norma dice que la resolución es la mitad del intervalo de fluctuación más un incremento.

Y luego una nota que la limita: esto «solo determina la resolución debida al ruido del sistema» y «no tiene en cuenta los errores de control» (traducción), con las máquinas hidráulicas como ejemplo. El número que fija el piso es una medición de ruido, y la norma lo dice.

La resolución relativa, es decir, la resolución como porcentaje de la fuerza indicada, debe calcularse en cada punto de calibración, no una sola vez para la máquina. Esa es la forma de todo el documento: una máquina no es exacta; una máquina es exacta a una fuerza.

Las condiciones que acompañan al número

Una cifra de calibración solo tiene sentido con sus circunstancias, y esta norma le añade muchas.

• La calibración se hace a una temperatura ambiente de entre 10 °C y 35 °C, y la temperatura se registra
• El instrumento de medición de fuerza no debe variar más de 2 °C desde el principio hasta el final de una serie
• Inmediatamente antes de calibrar, el instrumento colocado se precarga al menos tres veces entre cero y la fuerza máxima
• La lectura de cero se toma unos 30 segundos después de retirar por completo la fuerza
• En un indicador analógico se comprueba que la aguja oscila libremente alrededor del cero; en uno digital, que un valor bajo cero se muestra con claridad, por ejemplo con un signo negativo

Uno de estos puntos es un elemento de fijación disfrazado. Cuando el instrumento de medición de fuerza se sujeta a la máquina con espárragos roscados, el instrumento debe haberse calibrado del mismo modo, y hay que girarlo 120 grados entre cada serie de mediciones. El montaje de calibración es una unión roscada, y la norma trata su orientación como algo que puede cambiar el resultado.

La fricción es una propiedad que se ensaya

Otros dos apartados merecen conocerse por la misma razón: nombran cosas que suelen considerarse secundarias y las convierten en parte de la verificación.

Los accesorios mecánicos, una aguja de arrastre o un registrador, se revisan en cuanto a su buen funcionamiento y a su «resistencia debida a la fricción» (traducción), con series de mediciones realizadas con ellos conectados y sin ellos. La fricción del indicador es una propiedad medida de la máquina.

Y en las máquinas hidráulicas donde la presión en el actuador es lo que mide la fuerza, hay que verificar el efecto de la posición del pistón, con el pistón en una posición distinta para cada una de las tres series. Si hay dos pistones, se consideran ambos. Dónde está el pistón se trata como algo capaz de mover la lectura.

Qué queda resuelto y qué no

• El límite inferior de un rango es la resolución multiplicada por 400, 200, 100 o 67 para las clases 0,5, 1, 2 y 3, respectivamente
• Según nuestra aritmética, esos cuatro valores son doscientos dividido entre el número de clase, con el último redondeado
• Cuando las lecturas fluctúan, la resolución es la mitad de la fluctuación más un incremento, y una nota dice que esto cubre solo el ruido del sistema y no los errores de control
• La resolución relativa se determina en cada punto de calibración
• La verificación consta de tres cosas: inspección general, calibración del sistema de medición de fuerza y confirmación frente a los límites de una clase
• Los valores de calibración no son necesariamente válidos para ensayos a alta velocidad o dinámicos
• La calibración se realiza entre 10 y 35 grados, con menos de 2 grados de deriva, tras al menos tres precargas
• Si se usa una sujeción con espárragos roscados, el instrumento se gira 120 grados entre series
• Se verifica la fricción en la aguja de arrastre o el registrador, y en las máquinas hidráulicas se varía deliberadamente la posición del pistón
• La quinta edición es una revisión menor cuyo único cambio indicado es la redacción de siete definiciones de símbolos
• No pudimos leer la tabla de errores permitidos, así que aquí no aparece ninguna tolerancia de clase, ni el apartado sobre la clase de un rango, los requisitos del informe, el intervalo de verificación, ningún anexo ni la norma sobre los instrumentos de referencia
• No comprobamos si el documento está vigente, y no se da ningún consejo sobre calibración o medición

El hábito que vale la pena adoptar es preguntar en qué parte de su rango se midió un número. Una máquina no tiene una única exactitud; tiene una exactitud a una fuerza, con un piso debajo fijado por lo fino que resuelve el indicador y por lo buena que la máquina afirma ser. Una carga pequeña leída en una máquina grande es justamente el caso para el que existe el piso.

El subcomité vecino redacta el ensayo de dureza, donde el número que sigue a HV resulta ser una fuerza en kilogramos.

Este artículo no pertenece a un solo paso de los seis: abarca varios o aparece después del montaje. Las decisiones se explican en el artículo inglés Specifying a screw.

Preguntas frecuentes

¿El rango de una máquina de ensayo llega hasta cero?

No. La norma dice que el límite inferior del rango no debe ser menor que la resolución multiplicada por 400 para la clase 0,5, 200 para la clase 1, 100 para la clase 2 y 67 para la clase 3.

¿Por qué la mejor clase tiene el multiplicador más alto?

La norma da los valores sin explicarlos, y esta página no lo adivina. El efecto es que la clase más fina renuncia a una parte mayor del fondo de su rango.

¿Hay una fórmula detrás de esos cuatro números?

Según nuestra aritmética, cada multiplicador por su número de clase da doscientos, o doscientos uno en el último caso, así que los valores se comportan como doscientos dividido entre la clase, con el último redondeado. La norma imprime los cuatro valores, no una fórmula.

¿Qué error permite cada clase?

Esta página no lo dice. La tabla con los errores permitidos está más allá del final de la vista previa que pudimos leer, así que aquí no aparece ninguna tolerancia de clase.

¿Cómo se determina la resolución?

Cuando la lectura fluctúa, la norma toma como resolución la mitad del intervalo de fluctuación más un incremento. Una nota dice que esto solo determina la resolución debida al ruido del sistema y no tiene en cuenta los errores de control.

¿Un certificado de calibración se aplica a un ensayo rápido?

El campo de aplicación incluye una nota que dice que los valores de calibración no son necesariamente válidos para aplicaciones de ensayo a alta velocidad o dinámicas. El documento trata de la calibración estática.

¿A qué temperatura se calibra?

A una temperatura ambiente de entre 10 y 35 grados Celsius, registrada en el informe, sin que el instrumento de medición de fuerza varíe más de 2 grados desde el principio hasta el final de una serie.

¿Por qué se giraría el instrumento entre mediciones?

Cuando se sujeta con espárragos roscados, la norma exige girarlo 120 grados entre cada serie de mediciones, y exige que el propio instrumento se haya calibrado del mismo modo.

¿Se comprueba la fricción?

Sí. Los accesorios mecánicos, como una aguja de arrastre o un registrador, se verifican en cuanto a su buen funcionamiento y su resistencia debida a la fricción, mediante series de mediciones con ellos conectados y sin ellos.

Referencias

• ISO 7500-1:2018, Metallic materials, calibration and verification of static uniaxial testing machines, part 1, tension and compression testing machines, fifth edition, prepared by ISO/TC 164/SC 1. Free preview of eleven pages, covering the front matter and the body as far as subclause 6.4.8

Se trata de un documento digital y no de un escaneo, así que la extracción de texto es fiable; aun así, cada cita se comprobó palabra por palabra con el archivo. La vista previa termina al final del subapartado 6.4.8, y la tabla 2, que contiene los errores permitidos para cada clase, está en el subapartado siguiente. El texto legible remite a esa tabla repetidamente, así que esta página nombra las clases e informa de cómo fijan el fondo de un rango, pero no da ningún límite de error para ninguna clase, ni lo infiere. No leímos el apartado sobre la clase de un rango de máquina de ensayo, los requisitos del informe, la regla sobre los intervalos entre verificaciones, ningún anexo ni la norma aparte sobre la calibración de instrumentos de medición de fuerza, de la que esta depende de principio a fin. No comprobamos si el documento está vigente o sustituido, porque la página del catálogo rechaza las solicitudes de este sitio. Es la primera vez que este sitio usa esta norma, y la primera vez que usa algo de ese comité técnico. Lo siguiente es aritmética nuestra, no una afirmación de la norma: que cada multiplicador por su número de clase da doscientos, o doscientos uno en el último caso. Este es el tercer artículo en el que este sitio divide una columna impresa para ver si se reducía a una sola regla, lo cual se declara aquí como una repetición y no se ofrece como método, con un enlace a una página anterior. Este artículo no surgió de una pregunta en un foro; surge de extraer y contar todos los números de norma que el sitio había citado. No se da ningún consejo sobre calibración, medición ni elección de equipos, y no se nombra ninguna marca. Las herramientas de navegador que este sitio usa normalmente siguen sin estar disponibles.