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Tema 2
Metrología
Metrología: (Metro = Medidas, Logos = Tratado “Es la ciencia que trata de las medidas”) De acuerdo con sus raíces la metrología está relacionada con todas y cada una de las actividades de la humanidad. Y ayuda a todas las ciencias existentes para facilitar su entendimiento, aplicación, evaluación y desarrollo, habiendo estado ligada al hombre desde su aparición sobre la faz de la tierra.
Hoy en día contamos con el Sistema Internacional de Unidades (SI) que es una versión modernizada del sistema métrico establecido por acuerdo internacional, suministra un marco lógico interconectado con todas las mediciones de ciencia, industria y comercio.
Fue adoptado en 1960 por la Conferencia General de Pesas y Medidas, máxima autoridad internacional en metrología.
Oficialmente se abrevia SI y está construido sobre los cimientos que forman siete unidades base, más dos unidades suplementarias.
Todas las demás unidades del SI se derivan desde estas unidades. Los múltiplos y submúltiplos son expresados en un sistema decimal.
NormalizaciNormalizacióón:n: Es el proceso de elaboraciEs el proceso de elaboracióón y aplicacin y aplicacióón de normas; n de normas; ComunicaciComunicacióón (entre productor, consumidor o usuario) basada en n (entre productor, consumidor o usuario) basada en ttéérminos trminos téécnicos, definiciones, scnicos, definiciones, síímbolos, mmbolos, méétodos y procedimientos.todos y procedimientos.
BS Norma Británica
CS Norma Canadiense
DIN Norma Industrial Alemana
JIS Norma Industrial Japonesa
NF Norma Francesa
NOM Norma Oficial Mexicana (obligatorio).
NMX Norma Mexicana (voluntaria).
Normas Nacionales
API Instituto Estadounidense del Petróleo
ASME Sociedad Estadounidense de Ingenieros de Manufactura
ASQC Sociedad Estadounidense para el Control de la Calidad
ASTM Sociedad Estadounidense para Pruebas de Materiales
MIL-STD Norma Militar
IEEE Instituto de Ingenieros Electrónicos y Electricistas
Ejemplos de Normas de asociación
La ASTM lo define como el proceso de formular y aplicar reglas para una aproximación ordenada a una actividad específica para el beneficio y la cooperación de todos los involucrados.
Trazabilidad: Todo equipo de medición debe ser calibrado utilizando patrones trazables a patrones nacionales o internacionales y que sean consistentes con las recomendaciones de la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM). En los casos en donde dichos patrones nacionales o internacionales no existan (por ejemplo, para dureza), la trazabilidad debe ser establecida por otros patrones de medición.
Japón → AIST JCSS
Singapur → PSB SAC
Taiwán → NML CNLA
USA → NIST A2LA
Inglaterra → NPL UKAS
Países Bajos → NMI RvA NKO
Alemania → PTB DKD
Suecia → OFMET SAS
Italia → IMGC SIT
Suiza → SP SWEDAC
Brasil → INMETR RBC
Malacia → SIRIM RBC
Tailandia → NIMT TISI
México → CENAM EMA
Laboratorios de Calibración Acreditados.Patrón internacional: Patrón reconocido por acuerdo internacional, como base internacional para fijar el valor de todos los otros patrones de la magnitud considerada.
Patrón (de medición): Medida materializada, instrumento de medición, material de referencia o sistema destinado a definir, realizar, conservar o reproducir una unidad, o uno o más valores de una cantidad para transmitirlas, por comparación, a otros instrumentos de medición.
Longitud: Metro (m). El metro es la longitud de la trayectoria recorrida por la luz en el vacío, durante un lapso de 1/299792458 de segundo (17 a GGPM-1984).
Ángulo plano: Radián (rad). El radián es el ángulo plano comprendido entre dos radios de un circulo que interceptan, sobre la circunferencia de este circulo, un arco de longitud igual a la del radio (recomendación ISO-R31/1).
Temperatura termodinámica: Kelvin ( K). El Kelvin es la fracción 1/273.16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua (13a. CGPM-1967).
Masa: Kilogramo (kg). El kilogramo es la masa igual a la del prototipo internacional del kilogramo (1a, 3a, CGPM-1829 y 1901).
Fuerza: Newton ( N)
Tiempo: Segundo (s). El segundo es la duración de 9192631770 periodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del átomo de cesio 133(13a CGPM-1967).
Sistema Internacional de Unidades (SI)Sistema Internacional de Unidades (SI)
Longitud (Dimensional)
Masa
Tiempo
Corriente Eléctrica
Temperatura
Cantidad de Sustancia
Intensidad Luminosa
=
=
=
=
=
=
=
Metro m
Kilogramo kg
Segundo s
Ampere A
Kelvin K
Mol o Mole mol
Cancelada cd
Unidades Base
Angulo Plano
Angulo Sólido
=
=
Radián rad
Estereorradián sr
Unidades Suplementarias
La metrología dimensional se encarga de estudiar las técnicas de medición que determinan correctamente las magnitudes lineales y angulares (longitudes y ángulos).
La medición se puede dividir en directa (cuando el valor de la medida se obtiene directamente de los trazos o divisiones de los instrumentos) o indirecta (cuando para obtener el valor de la medida necesitamos compararla con alguna referencia).
Medir: En general se define como la operación de comparar la magnitud deseada con otra de la misma naturaleza que se toma como patrón.
1 metro = 1 m 0.1 m Uso
0.01 m general
1 milímetro = 1 mm = 0.001 m
0.0001 m = 0.1 mm Uso
0.00001 m = 0.01 mm Industrial
1 micrómetro = 1 μm = 0.000001 m = 0.001 mm
1 manómetro = 1 nm = 0.000000001 m = 0.000001 mm = 0.001 μm Uso en laboratorios con patrones primarios NIST, NRLM, BIPM, PTB, CENAM, etc.
Uso en laboratorios 0.0000001 m = 0.0001 mm = 0.1 μm
de calibración 0.00000001 m = 0.00001 mm = 0.01 μm
En metrología dimensional sólo son útiles algunos de los submúltiplos, dado que en los dibujos de ingeniería la unidad comúnmente utilizada es el milímetro.
Subm
últ ip
l os
y su
cam
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i ón
Clasificación de instrumentos y aparatos de medición en Metrología dimensional
MetroRegla graduada
Todo tipo de micrómetrosCabezas micrométricas
Bloques patrónCalibradores de espesores (láminas)Calibradores límite (pasa-no pasa).
Lineal Comparadores mecánicosComparadores ópticos
Comparativa Comparadores neumáticosComparadores electromecácicosMáquina de medición de redondezMedidores de espesor de recubrimiento
Trigonometría Esferas o cilindrosMáquinas de medición por coordenadas
NivelesRelativa Reglas ópticas
Rugosímetros
Todo tipo de calibradores y medidores de alutra con escala vernier
Medida Directa
Medida indirecta
Con trazos o diviciones
Con tornillo micrométrico
Con dimenciónes
fija
Con trazos o divisiones
Con tornillo micrométrico
Tope de trinquete
Tambor
Escalas graduadas
Contratuerca de fijaciónVástago
MóvilTopes de medición
Con dimensiones fijas
Calibrador pasa – no pasa
Con dimensiones fijas
Comparadores
Medición Relativa
Nivel
Medición Relativa
Rugosímetro
Evolución de los instrumentos de medición
Balanza mecánica
Balanza de resorte
Balanza electrónica
Cronómetro analógico mecánico
Cronómetro digital
Cinta métrica para medir distancias
Medidor de distancia ultrasónico
Medidor de distancia láser
Termómetro de mercurio
Termómetro digital
Manómetro mecánico
Manómetro digital
Fotómetro digital
Multímetros
Calibrador Vernier
El calibrador vernier fue elaborado para satisfacer la necesidad de un instrumento de lectura directa que pudiera brindar una medida fácilmente, en una sola operación.
Medición de exteriores
Medición de interiores
Medición de profundidad
Medición de peldaño
Tope de trinquete
Tambor
Escalas graduadas
Contratuerca de fijaciónVástago
MóvilTopes de medición
MicrMicróómetrometro
Errores en la mediciónError: Diferencia algebraica entre el valor leído o transmitido por el instrumento y el valor real de la variable medida.
Al hacer mediciones, las lecturas que se obtienen nunca son exactamente iguales, aun cuando las efectúe la misma persona, sobre la misma pieza, con el mismo instrumento, el mismo método y el mismo ambiente (repetibilidad)
En sentido estricto, es imposible hacer una medición totalmente exacta, por lo tanto, siempre se enfrentarán errores al hacer las mediciones. Los errores pueden ser despreciables o significativos, dependiendo, entre las circunstancias de la aplicación que se le dé a la medición.
Los errores surgen debido a la imperfección de los sentidos, de los medios, de la observación, de las teorías que se aplican, de los instrumentos de medición, de las condiciones ambientales y de otras causas.