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CONCEPTOS BÁSICOS DE METROLOGÍA Andres Arias, MGP Contenido Introducción a la metrología Sistema de unidades Procedimiento de medición Calculo del peso del #calibre La metrología es definida como la ciencia de las mediciones. También se puede definir como el arte de medir "bien". por ejemplo en la medición de la presión arterial, la temperatura del cuerpo, los análisis de laboratorios está en contacto diario con nosotros, desde actividades comunes y corrientes; como contar los paso mientras caminamos, hasta aquellas de gran importancia que pueden afectar la vida, la salud y el medio ambiente. La metrología también, ¿Qué es medir? ¿Qué es un instrumento de medición? La necesidad de la medición. El sistema nacional y los Organismos internacionales de Metrología. ¿Qué es medir? Medir es … … contar … comparar una unidad con otra … dar una valoración numérica … asignar un valor a magnitudes físicas como la longitud, el volumen, la temperatura, etc. Ejemplo: Medir el largo de una funda con la regla graduada. Técnicamente medir es… COMPARAR Y VERIFICAR MAGNITUDES. La MEDICION es un proceso básico de la ciencia que consiste en COMPARAR el objeto cuya magnitud física se desea conocer, para ver cuantas veces está contenido en un patrón seleccionado. La VERIFICACION consiste en realizar cualquier acción que establezca que los elementos y procedimientos están conforme con los requisitos especificados, Estas acciones pueden ser: revisar, inspeccionar, ensayar, o comprobar. Importancia de las mediciones Es de gran importancia en la industria en general … pero muy especialmente en la manufactura… ….pues las dimensiones de un producto son características esenciales. la producción de los diversos componentes debe ser dimensionalmente iguales, de tal manera que estos sean intercambiables aun cuando sean fabricados por distintas personas, por distintas máquinas, en distintas empresas e incluso en distintos países. Entre otras razones… Tipos de metrología • Científica • Legal • Industrial Tipo de metrologia Metrología Científica: Se ocupa de los aspectos técnicos y experimentales de la medición, entre ellas: como la investigación y desarrollo de nuevas técnicas de medición. Metrología Legal. Está orientada a proteger a garantizar que lo indicado por el fabricante cumple con los requerimientos reglamentados en el país. Es de carácter obligatorio, básicamente para dar confianza al ciudadano en el uso de los instrumentos relacionados con transacciones comerciales, salud, y medio ambiente. Metrología Industrial: Persigue el aseguramiento de las mediciones, acompañada de buenas prácticas y procedimientos de medición los cuales inciden en la calidad de los bienes y servicios. La Metrología Industrial se divide en: - Dimensional - Masa - Volumen -Temperatura - Presión - Eléctrica Desarrollar y diseminar la exactitud de los patrones nacionales de medición del país, así como la verificación, la calibración y la certificación de los instrumentos de medición Metrología en la RD La Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM): Asume la responsabilidad de aprobar los cambios en las definiciones del Sistema Unidades, bajo la responsabilidad del Comité Internacional de Pesas y Medidas (CIPM). La Organización Internacional de Metrología Legal (OIML): Ha desarrollado una estructura técnica mundial para facilitar la alineación de los requerimientos técnicos y legales, nacionales y regionales, referentes al uso de los equipos e instrumentos de aplicación en la metrología legal. Metrología Mundial Magnitud Atributo de un fenómeno, cuerpo o substancia que puede ser reconocido cualitativamente y determinado cuantitativamente. Ejem. ¿Cuántos borradores caben en el largo del pizarrón? Unidad de medición Magnitud particular definida y adoptada por convención, con la cual otras magnitudes del mismo tipo son comparadas para expresar sus magnitudes relativas a esa magnitud. Ejem. Unidad de longitud: pulgada. El Sistema de unidades - Sistema Internacional o métrico - Sistema americano Unidad de longitud Metro: Es la longitud de la trayectoria recorrida por la luz en el vacío en un lapso de 1/299 792 458 de segundo. Unidad de masa Kilogramo: se define como la masa igual a la del prototipo internacional del kilogramo (primera y tercera conferencia general de pesas y medidas, 1889 y 1901). Unidad de tiempo Segundo: se define como la duración de 9 192 631 770 períodos de la radiación correspondiente a la transición entre los niveles hiperfinos del estado base del átomo de cesio 133. Unidad de temperatura termodinámica Kelvin: es la fracción de 1/273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua. Ejemplos de unidades derivadas Velocidad = m/s Aceleración = m/s^2 Medición: Conjunto de operaciones que tiene por objeto determinar el valor de una magnitud. Método de medición: Secuencia lógica de operaciones descrita de una manera genérica, utilizada en la ejecución de las mediciones. Procedimiento de medición: Conjunto de operaciones, descrito específicamente, para realizar mediciones particulares de acuerdo a un método determinado. Mensurando: Magnitud particular sujeta a medición. Ejem. La longitud de la mesa. Instrumento de medición Dispositivo destinado a ser utilizado para hacer mediciones, solo o en conjunto con otros dispositivos complemetarios. Calibración Conjunto de operaciones que establecen, la relación entre los valores de una magnitud indicados por un instrumento y los valores correspondientes de la magnitud, realizados por los patrones. Patrón de medición Instrumento de medición, destinado a definir, realizar, conservar o reproducir una unidad o uno o más valores de una magnitud para utilizarse como referencia. Tipos de patrones Internacional Nacional Primario Secundario De referencia De trabajo De transferencia Viajero ERRORES EN LA MEDIDA Un error es una diferencia entre un valor medido de una magnitud y un valor de referencia ERROR CALIBRACION PATRON DE MEDIDA Los errores aleatorios son errores que varían (dan otra medida) al realizar un número de mediciones a la misma pieza y en el mismo lado, en condiciones iguales, ya que la temperatura puede influir en este tipo de errores. Las causas más comunes de estos errores de medida son: • La manipulación incorrecta del instrumento • Mal posicionamiento entre pieza / instrumento • Mala interpretación de medida Los errores sistemáticos son errores que se repiten constantemente durante la medición de una pieza, pueden ser constantes (errores de grabación) o variables (errores de dilatación). Las causas más comunes son: • Desviaciones en la calibración o puesta a cero. • Errores de construcción en el instrumento INCERTIDUMBRE EN LA MEDICION • No es posible hacer mediciones absolutamente exactas • Toda medición tiene un margen de DUDA • El valor de este margen de duda es la INCERTIBUMBRE Medir correctamente Es de suma importancia económica para los intercambios comerciales De vital importancia para la dosificación de los medicamentos Está íntimamente ligado a la calidad de los productos en las industrias de procesos y bienes manufacturados. Factores que influyen en tomar correctamente una medida 1. Calibración: Dada por el certificado de calibración. 2. Deriva: Variación de la medidaa lo largo del tiempo. 3. Temperatura: Debida a la influencia de la temperatura. 4. Resolución: Mínima variación perceptible. 5. Inestabilidad: Inestabilidad de la fuente de medida o equipo. 6. Método: Debida al método de medida, posible método de medida indirecta de la magnitud a medir. 7. Repetibilidad: Debida a las medidas realizadas por un mismo instrumento en distintas condiciones. 8. Operador: Debidos a equipos de medida analógicas especialmente, por lo que se aconseja hacer coincidir las medidas con las divisiones de la escala. 9. Reproducibilidad: Debida a las medidas realizadas por distintos instrumentos en distintas condiciones. Instrumentos de medida Cinta Métrica flexible o Metro flexible. Regla graduada. Pie de Rey o Pie de Metro. Micrómetro. Reloj comparador. Gramil. Comparador de carátulas. Tacómetro. Termómetro. Voltímetro. Amperímetro. Estroboscopio Galgas Balanzas Rugosimetros. Durometros. Regla graduada La regla graduada o simplemente la regla, es un instrumento de medición con forma de plancha delgada y rectangular, puede ser rígida, semirrígida o muy flexible, construida de madera, metal y material plástico, entre otros materiales, incluye una escala graduada longitudinal. Regla graduada La regla graduada, por lo tanto, es el instrumento que dispone de una escala de valores para conocer la longitud de algo. Lo habitual es que esta regla se encuentre dividida en pulgadas o centímetros, con cada segmento marcado sobre su superficie: de este modo, al posar la regla graduada sobre algo, podemos saber cuánto mide con solo observar la escala https://definicion.de/escala/ Ejemplo escala Medición Objetos Medición Objetos 1/2 3/4 1/4 Regla Fija 3/8 Medida 1¨ Medida 1 1/2 Pie de Rey ó Calibrador Consta de una regla fija graduada y doblada a escuadra que constituye la parte fija. La escala menor se desliza sobre la primera, constituye la parte móvil u es llamada nonio o corredera, Este instrumento permite medir longitud de objetos no mayores de 6 pulgadas. Cuenta con dos escalas: Una en el sistema inglés Y otra en el sistema internacional (SI) La escala movible e lo que hace a este instrumento distinto de una regla Vernier Nonio A = Apreciación del Nonio A = u / n u = medida mínima de la regla fija n = divisiones del nonio Ejemplo; n = 4, u = 1/16 A= 1/16 x ¼ = 1/64 pulgadas centímetros pulgadas 1 128 “ 0.05mm centímetros 0.05mm 0.001” Escala en pulgadas Escala en pulgadas Escala en pulgadas Una pulgada, 1” 0.100” una décima de pulgada 0.100” cien milésimas de pulgada 0.200” dos décimas de pulgada 0.300” tres décimas de pulgada 0.400” cuatro décimas de pulgada 0.500” cinco décimas de pulgada 0.600” seis décimas de pulgada 0.700” siete décimas de pulgada 0.800” cinco décimas de pulgada 0.900” nueve décimas de pulgada 1.000” una pulgada 0.1 4 = 0.025 Micrómetro Su funcionamiento se basa en un tornillo de rosca fina que dispone en su contorno de una escala grabada, la cual puede incorporar un nonio que sirve para valorar el tamaño de un objeto con gran precisión, en un rango del orden de centésimas o de milésimas de milímetro, 0,01[mm] ó 0,001[mm]. Micrómetro •Micrómetro en pulgada con resolución milésima Pr = 1/40*25 = 0,001” L = 0 + 31/40” + 18*0,001= 0,793” MAGNITUD SI CGS INGLES Longitud m cm pie Masa Kg g Lb Tiempo S s s Área o superficie m2 cm2 pie2 Volumen m3 cm3 pie3 Velocidad m/s cm/s Pie/s Aceleración m/s2 cm/s2 Pie/s2 Fuerza Kg m/s2 = N g cm/s2 = dina lb pie/s2 = poundal Trabajo y Energía Nm = joule dina cm = ergio Poundal pie Presión N/m2 = pascal dina/cm2 = baria Poundal /pie2 potencia Joule/s = watt Ergio/ Poundal pie/s La masa es una magnitud física que mide la cantidad de materia contenida en un cuerpo El calor y la temperatura están relacionadas entre si, pero son conceptos diferentes. El calor es la energía total del movimiento molecular en una sustancia, mientrastemperatura es una medida de la energía molecular media. El calor depende de la velocidad de las partículas, su número, su tamaño y su tipo.
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