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

po d

e ap

l icac

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.