Dinamómetros digitales y analógicos

Los dinamómetros digitales y analógicos (force gauges) son instrumentos para medir fuerzas de tracción y compresión en una amplia variedad de aplicaciones industriales, de control de calidad e investigación y desarrollo. Cubren rangos de medición desde unos pocos centinewtons (aplicaciones de microfuerza) hasta varios kilonewtons, con exactitudes típicas del 0,1-0,3 % del fondo de escala. Su versatilidad procede de los numerosos accesorios disponibles (ganchos, platos, pinzas, mordazas, mandriles) intercambiables en el cabezal de medición, que permiten adaptar el instrumento a una gran variedad de ensayos. Son insustituibles para controles de calidad rápidos, ensayos ergonómicos, comprobaciones de resistencia mecánica y ensayos preliminares de tracción y compresión.

Tipologías

Los dinamómetros analógicos emplean un muelle calibrado o un sistema de pesos y palanca con esfera mecánica graduada; son robustos, independientes de las pilas y adecuados para un uso intensivo en taller, pero con exactitud limitada (1-3 % F.E.) y funciones reducidas. Los dinamómetros digitales combinan una célula de carga extensométrica con electrónica de amplificación, una pantalla LCD con una resolución habitualmente de 1/10000 del fondo de escala, funciones avanzadas (pico, media, estadísticas, umbrales GO/NOGO, salida de datos USB/Bluetooth, registro de curvas fuerza-tiempo), memoria para cientos de valores y software de PC dedicado. Existen modelos con célula interna y modelos con sensor externo (para aplicaciones especiales, fuerzas elevadas e integraciones a medida).

Características técnicas

Los rangos habituales son 5, 10, 20, 50, 100, 200 y 500 N, y 1, 2, 5 y 10 kN. La exactitud es de ±0,1-0,3 % F.E. en los modelos digitales profesionales. La frecuencia de adquisición alcanza los 1000-5000 Hz en los modelos con registrador interno, lo que permite analizar curvas fuerza-tiempo en ensayos dinámicos. La función de pico (peak hold) registra automáticamente el valor máximo alcanzado, fundamental en los ensayos de rotura y de arranque. Las pantallas orientables facilitan el uso en distintas posiciones. La batería recargable garantiza varias horas de autonomía.

Aplicaciones

Los dinamómetros se aplican en: control de calidad de muelles (comprobación de la constante elástica), ensayos de crimpado sobre terminales eléctricos, medición de las fuerzas de apertura y cierre de tapones y cápsulas, ensayos ergonómicos sobre pulsadores, palancas y manillas, control de la tenacidad de papel y tejidos (con accesorios dedicados), ensayos de tracción sobre cables, hilos y bandas elásticas, control de las fuerzas de extracción de componentes encolados o montados a presión, ensayos preliminares para definir el rango de trabajo de las máquinas universales, mantenimiento predictivo de componentes elastomecánicos y ensayos industriales sobre productos acabados.

Normas de calibración

La calibración de los dinamómetros sigue la ISO 376 (calibración de fuerza para máquinas universales, aplicable también a dinamómetros de gama alta) o los procedimientos propios de los fabricantes. La calibración periódica se realiza en un banco de calibración con masas certificadas o un transductor patrón calibrado según ISO 17025, cada 6-12 meses en función de la intensidad de uso. La linealidad se verifica en 5-10 puntos del rango, con cálculo del error relativo. Los certificados de calibración ISO 17025 son exigidos en las aplicaciones de control de calidad con trazabilidad formal.

Criterios de elección

Para elegir el dinamómetro adecuado se consideran: el rango de fuerza necesario (la célula trabaja mejor entre el 10 % y el 90 % del fondo de escala), la dirección de la fuerza (tracción, compresión o ambas), la exactitud requerida, la frecuencia de adquisición para ensayos dinámicos, las interfaces de salida e integración con software, los accesorios dedicados a la aplicación, la autonomía de la batería y la portabilidad. En los laboratorios que realizan muchos ensayos repetitivos se recomienda emplear el dinamómetro sobre un banco de ensayo manual o motorizado, para garantizar la dirección correcta de aplicación de la carga.