Ingeniero

O r lan Ro ber . Sin ce 1958

INSTRUMENTOS MECÁNICOS
Características y funcionamiento

Estos indicadores basan su funcionamiento en la conversión
directa, por medios mecánicos, de un determinado efecto físico, en un
movimiento que servirá para indicar valores vinculados con dicho efecto.
Los efectos físicos que comúnmente se miden en el automotor por
medio de indicadores mecánicos, son:Presión
Instrumentos
Indicadores

Depresión
Temperatura
Rotación

El movimiento al cuál se convierten estos efectos físicos es
generalmente de rotación, de modo que con una aguja indicadora,
solidaria a este eje de rotación se pueden medir valores sobre una escala
previamente establecida.
En general son instrumentos de concepción simple, que aplican
pocos principios defuncionamiento y con pocas piezas móviles. Por tal
motivo resultan ser bastantes sólidos y de costo reducido.

1. Indicadores de Presión
Sabemos que todo líquido o gas que se comprime ejerce una fuerza
sobre las paredes del recipiente que lo contiene. La magnitud de esta
fuerza es proporcional a la superficie de las paredes del recipiente, por lo

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que para undeterminado valor de compresión habrá una mayor fuerza al
aumentar la superficie de las paredes. Se establece entonces la unidad de
fuerza específica o fuerza por unidad de superficie, conocida técnicamente como “presión” y expresada por el cociente entre la fuerza ejercida y la
superficie sobre la que se la ejerce:

F (fuerza)
P (presión) =
S (superficie)

Los indicadores basan su funcionamientoen esta expresión
utilizando recipientes de paredes elásticas. De este modo la fuerza que
desarrolla la presión deformará a las paredes produciendo un movimiento
que será proporcional al valor de la presión a medir.

Es indudable que para que el sistema pueda funcionar se necesita
que las paredes regresen a su estado original cuando cesa la presión y no
permanezcan con alguna deformaciónresidual.

Ello se consigue dando configuraciones especiales al recipiente de
modo de lograr que el material empleado trabaje dentro de su zona
elástica.

Dos diseños son comúnmente utilizados en los instrumentos
indicadores mecánicos de uso automotor: el sistema de Diafragma y el
tubo de Bourdon.

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A. Sistema de Diafragma

Consiste básicamente en unrecipiente en donde una de sus caras
es un disco (Fig. 1) con un cierto número de ondulaciones anulares que le
permiten flexionarse y apartarse de su posición original cuando se ejerce
una presión sobre él. Las ondulaciones anulares actúan a modo de resorte
haciendo que el disco, también denominado diafragma, retorne a su
posición de reposo o ejerza una fuerza antagónica de equilibrio a la fuerzade la presión ejercida.

Fig. 1 - Diafragma

El centro del diafragma es el punto de su mayor desplazamiento.
Desde allí se toma el movimiento (Fig. 2), amplificándolo mecánicamente
hasta la aguja indicadora, la que rotará y apuntará a valores de una escala
graduada.
La fuerza ejercida por la presión será proporcional a la superficie del
diafragma tal como se deduce de la fórmula depresión indicada
anteriormente. La resistencia mecánica que el diafragma le ofrece
depende del material con que está construido éste y del resto del sistema
mecánico.

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Fig. 2 - Indicador de Presión a diafragma

Por lo tanto, el desplazamiento del diafragma es principalmente
función de su diámetro y de su material, habiendo casos en donde para
compatibilizar unadecuado desplazamiento sin superar el límite elástico
del material, se recurre al auxilio de un resorte antagónico que contribuirá a
equilibrar la fuerza de la presión.
Los materiales más adecuados para la función del diafragma son las
aleaciones de cobre-berilio y de bronce-fósforo. En algunos casos se utiliza
acero inoxidable pero éste, igual que en el caso anterior, necesita de un...