METROLOGIA

1.1 Concepto:

Es el campo de los conocimientos relativos a las mediciones, e incluye los aspectos teóricos y prácticos, que se relacionan con ellas, cualquiera que sea su nivel de exactitud y en cualquier campo de la ciencia y la tecnología

􀂃 SEGÚN SU AREA DE APLICACIÓN:

a) Metrología dimensional.

b) Metrología de Masas.

c) Metrología de fuerza y presión.

d) Metrología de flujo y volumen.

e) Metrología electromagnética.

f) Metrología de tiempo y frecuencia.

g) Termometría.

h) Metrología física.

- Vibraciones.

- Acústica.

- Óptica

- Radiometría.

i) Metrología de Materiales.

I.1.3

Su objetivo es procurar la uniformidad de las mediciones, tanto en lo concerniente a las transacciones comerciales y de servicios, en los procesos industriales, así como en los trabajos de investigación científica y desarrollo tecnológico.

La Metrología; influye en la sociedad y en casi todas las actividades humanas, con especial énfasis en la ejecución de las tareas industriales (tanto en los aspectos de eficiencia como de calidad), en el comercio, en la seguridad humana, salud pública y en el medio ambiente.

 Las mediciones juegan un importante papel en la vida diaria de las personas. Se encuentran en cualquiera de las actividades, desde la estimación a simple vista de una distancia, hasta un proceso de control o la investigación básica.

La Metrología es probablemente la ciencia más antigua del mundo y el conocimiento sobre su aplicación es una necesidad fundamental en la práctica de todas las profesiones con sustrato científico ya que la medición permite conocer de forma cuantitativa, las propiedades físicas y químicas de los objetos.

Sin la metrología, el mundo sería muy diferente. La metrología es de fundamental importancia en la industria y el comercio, en los trabajos de investigación científica y desarrollo tecnológico, no sólo desde el punto de vista del consumidor, sino también para aquellas personas responsables de los procesos de manufactura.

I.2 Clasificación de la metrología, obteniendo el concepto de cada de ellas

Metrología Legal.- La metrología legal es el área de la metrología que se ocupa de las exigencias legales, técnicas y administrativas, relativas a las unidades de medida, los métodos de medición, los instrumentos de medir y las medidas materializadas.

 Metrología Científica, Metrología Industrial.- El sector Metrología Científica e Industrial cuenta con patrones que permiten ofrecer servicios de calibración de instrumentos y medición de las siguientes magnitudes:

• Masa
• Temperatura
• Presión
• Longitud
• Fuerza
• Volumen
• Humedad
• Densidad
• Torque

I.2

Escala.- conjunto ordenado de marcas, con una numeración asociada, que forma parte de un dispositivo indicador de un instrumento de medición.

Exactitud de medición.- proximidad de concordancia entre el resultado de una medición y un valor verdadero del mensurado.

Unidad de medida.- es una cantidad estandarizada de una determinada magnitud física. En general, una unidad de medida toma su valor a partir de un patrón o de una composición de otras unidades definidas previamente.

Patrón.- es el hecho aislado y conocido que sirve como fundamento para crear una unidad de medida.

Procedimiento de medición.- conjunto de operaciones, descrito específicamente, para realizar mediciones particulares de acuerdo a un método determinado.

Magnitud.- es todo aquello que se puede medir, por ejemplo la temperatura, el tiempo, la longitud, la masa, etc. A cada magnitud corresponde una unidad....por ejemplo la unidad de la magnitud longitud es el metro...Más ejemplos la unidad de la magnitud masa es el gramo...
Otras magnitudes volumen, superficie...etc.

Medición.- es un proceso básico de la ciencia que consiste en comparar un patrón seleccionado con el objeto o fenómeno cuya magnitud física se desea medir para ver cuantas veces el patrón esta contenido en esa magnitud.

Método de medición.- es una secuencia lógica de operaciones, descrita de manera genérica, utilizada en la ejecución de las mediciones.

REPETIBILIDAD (de resultados de mediciones).-Proximidad de concordancia entre los resultados de mediciones sucesivas del mismo mensurando realizadas bajo las misas condiciones de medición

 REPRODUCIBILIDAD (de resultados de mediciones).-proximidad de concordancia entre los resultados de mediciones del mismo mensurando realizadas bajo condiciones variables de medición.

1.3

Importancia de que exista un Sistema Internacional de Unidades. 

Las medidas adecuadas son importantes en prácticamente todos los campos, en mayor o menor 'medida', y constantemente estamos inmersos en los sistemas de unidades, desde que compramos un articulo hasta un medicamento confiamos en lo que estamos adquiriendo.

Resumen

Fue iniciada por la Unión Internacional de Física Pura y Aplicada "tendiendo a adoptar para uso internacional un sistema de unidades práctico internacional". Por ello el 9º CPGM decidió definir una lista completa de unidades derivadas. Estas unidades derivadas no habían sido previamente consideradas porque no requerían patrones independientes. También, el CGPM tomó bajo su supervisión la unidad de tiempo, que había sido prerrogativa de los astrónomos.

El trabajo comenzó en el 10ª CGPM en 1954 y fue completado por el 11 CGPM en 1960. Durante este periodo hubo una revisión extensiva y simplificación de la definiciones de unidades métricas, símbolos y terminología. El kelvin y la candela fueron añadidos como unidades base para temperatura termodinámica e intensidad luminosa, y en 1971 el mol fue añadido como una séptima unidad base para cantidad de sustancia.El moderno sistema métrico es conocido como el Sistema Internacional de Unidades, con la abreviatura internacional SI.

Error.- la inexactitud que se acepta como inevitable al comparar una magnitud con su patrón de medida. El error de medición depende de la escala de medida empleada, y tiene un límite. Los errores de medición se clasifican en distintas clases (accidentales, aleatorios, sistemáticos, etc.).

·         Error accidental: Aquellos que se producen debido a un error por causas cualesquiera y que no tienen por qué repetirse. Ejemplo: Leemos en el cronómetro 35 s y escribimos en el cuaderno 36 s.

·         Error sistemático: Se debe a una mala realización de las medidas que se repite siempre. Ejemplos: Se hacen medidas con un aparato que tenga un defecto de fabricación, miramos siempre la probeta desde un ángulo equivocado (error de paralaje)

Por otra parte cuando realizamos una medida nos alejamos siempre algo del valor real de la magnitud. Para determinar la precisión de una medida usamos dos tipos de errores:

·         Error absoluto: Desviación entre el valor medido y el valor real. Tiene las mismas unidades que la magnitud medida.

·         Error relativo: Cociente entre el error absoluto y el valor real. Es a dimensional. Nos da una idea más exacta de la precisión a la hora de comparar dos o más medidas.

·         Error por distorsión: Gran parte de la inexactitud que causa la distorsión de un instrumentó puede evitarse manteniendo en mente la ley de Abbe: la máxima exactitud de medición es obtenida si el eje de medición es el mismo del eje del instrumento.

·         Error de paralaje: Este error ocurre debido a la posición incorrecta del operador con respecto a la escala graduada del instrumento de medición, la cual está en un plano diferente El error de paralaje es más común de lo que se cree. Este defecto se corrige mirando perpendicularmente el plano de medición a partir del punto de lectura.

·         Error de posición: Este error lo provoca la colocación incorrecta de las caras de medición de los instrumentos, con respecto de las piezas por medir.

·         Error por desgaste: Los instrumentos de medición, como cualquier otro objeto, son susceptibles de desgaste, natural o provocado por el mal uso.

·         Error por condiciones ambientales: Entre las causas de errores se encuentran las condiciones ambientales en que se hace la medición; entre las principales destacan la temperatura, la humedad, el polvo y las vibraciones o interferencias (ruido) electromagnéticas extrañas. 

1.5

Definir el término patrón de medición.

Un patrón de medición es una representación física de una unidad de medición. Una unidad se realiza con referencia a un patrón físico arbitrario o a un fenómeno natural que incluye constantes físicas y atómicas. Por ejemplo, la unidad fundamental de masa en el Sistema Internacional (SI) es el kilogramo.

Además de unidades fundamentales y derivadas de medición, hay diferentes tipos de patrones de medición, clasificados por su función y aplicación en las siguientes categorías:

Patrones materializados para mediciones de longitud

Los tipos básicos de patrones son:

·         Patrones a cantos: Bloques patrón, barras de extremos, etc.

·         Patrones a trazos: Reglas a trazos, codificadas, etc.

La calibración de los patrones a cantos, se realiza por interferometría o por comparación mecánica, dependiendo de su grado de calidad.

En el caso de los patrones a trazos, los métodos utilizados suelen ser interferométricos, con ayuda de métodos ópticos para el enrase de los trazos.

Bloques patrón

Los bloques patrón son patrones materializados de longitud en forma de paralelepípedo rectangular cuyas caras opuestas,  denominadas caras de medida, poseen una calidad superficial tal que tienen la propiedad de adherirse a otras caras de la misma calidad superficial, sean éstas de otros bloques, o de bases de apoyo como las utilizadas en su medición interferométrica.

Bloques patrón escalonado

Este tipo especial de patrones de longitud, consiste en un soporte rígido, en cuyo eje de simetría, o fibra neutra, van localizados una serie de bloques patrón. Estos bloques, de acero, carburo de tungsteno o cerámica, tienen comúnmente longitudes individuales de 10 mm, y separación variable entre caras adyacentes. Las longitudes totales de los soportes van desde los 300 mm, hasta los 1200 mm como máximo.

Barras de extremos

Se trata de cilindros de acero duro y estabilizado, con extremos esféricos, de diámetro igual a la longitud de la barra, o bien de extremos planos, y de longitudes variables. La forma primera es de mejor calidad metrológica. Las del segundo caso suelen utilizarse para la verificación de micrómetros de exteriores.

Patrones de diámetro interior (anillos)

Se trata de patrones materializados, en acero muy duro, estabilizado, compuestos de un hueco cilíndrico perfectamente rectificado y acabado. Este cilindro debe ser lo más perfecto posible, desde el punto de vista geométrico.

Sobre cada patrón viene grabada la cota nominal, delimitándose mediante dos trazos paralelos sobre una de las caras, la zona en la que esta cota es válida, a media altura del cilindro.

Patrones de diámetro exterior (tampones)

Se trata de elementos de control de diámetros interiores. Como prácticamente todos los calibres, se fabrican en metal duro tratado y estabilizado, o en carburo de tungsteno.

Pueden ser:

·         Calibres simples (o normales), portando una única zona calibrada, materializando la cota nominal, o

·         Calibres de límites, utilizados para verificar las cotas máxima y mínima.

Bloques patrón angular

Son similares a los longitudinales, pero en vez de materializar longitudes, materializan ángulos entre sus caras de medida. Valores angulares típicos son: 45º, 30º, 20º, 10º, 3º, 1º, 45’, 30’, 20’, 10’, 3’, 1’, 45”, 30”, 20”, 10”, 3”, 1”.

Al igual que los bloques longitudinales poseen la propiedad de adherencia de sus caras, posibilitando la formación de valores angulares determinados mediante adición de varios de ellos.

1.6

Importancia de la tolerancia.- Las tolerancias son muy importantes en la elaboración, fabricación de cualquier material que es utilizado en la Industria ya que permite tener un mínimo grado de diferenciación, esto permitirá variar un poco a la dimensión especificada ya que al momento de estar en la fabricación existe la posibilidad de que haya variaciones en el material o en los instrumentos ya que en ocasiones las maquinas se calientan demasiado o simplemente exista un desgaste en las herramientas estas son causas de las tolerancias que se producen.

Es muy importante que el patrón sea el totalmente adecuado ya que determinara el tamaño en sus dimensiones. Sin embargo hay varios factores que afectan al resultado de lo que se desea obtener, algunos de los factores pueden ser el calentamiento de la maquina, el desgaste de las herramientas, así como problemas en los materiales, entre otros. as tolerancias se basa en el sistema ISO donde la dimensión especificada antecede a la tolerancia expresada mediante una letra y un número. La tolerancia depende de la dimensión, entre mayor sea la dimensión mayor puede ser la tolerancia. El tipo de ajuste se determina dependiendo de las dimensiones, ya que para piezas que se ensamblan es necesario analizar la interferencia máxima o mínima, esto depende de las dimensiones reales de las piezas que se ensamblan y de las tolerancias. Por ejemplo, para determinar la interferencia mínima solo basta en pensar que éste ocurrirá cuando ambas partes por ensamblar están en condición de material máximo, esto será la diferencia entre las dos. Sin embargo la interferencia máxima su condición de material debe estas dada en mínimo y eso será la diferencia entre las dos.

Conclusiones

En este trabajo se intento ampliar mas dentro del conocimiento el ámbito de la medición así pues se lograron disipar algunas dudas de los métodos y formas correctas de medición.

También cabe constatar que no teníamos conocimiento de varias mediciones que aparentemente conocíamos pero en su forma más común, sin embargo conocimos sus diferentes tipos y aplicaciones de las mediciones.

Así pues logramos entender aun más la importancia que tiene la metrología para la vida debido a que utilizamos la mayoría de estos aparatos para así determinar distancias, voltajes, presiones entre otras muchas y variadas formas de medición.