Ing. Guido Quispe Ampuero

Presentación del tema: "Ing. Guido Quispe Ampuero"— Transcripción de la presentación:

1 Ing. Guido Quispe Ampuero
Metrologia Ing. Guido Quispe Ampuero

2 Antecedentes históricos
Las medidas de longitud se hacían referenciadas a las partes de un hombre, el pie, el brazo, el codo, etc

3 Antecedentes históricos
El progreso de todos los sistemas de medida tuvo que ver con dos factores: El grado de intercambio de productos entre distintos grupos humanos. El desarrollo de los sistemas de escritura y de numeración, y en general, de las distintas ciencias.

4 Antecedentes históricos
La diversidad de medidas en las diferentes naciones fueron una práctica común y conllevaron a dificultades y conflictos. En España la unificación de las medidas la llevaron a cavo los Reyes Católicos, Felipe II y Carlos IV.

5 Instrumento de medición
Las reglas son los instrumentos de medición más populares. En física, química e ingeniería, un instrumento de medición es un aparato que se usa para comparar magnitudes físicas mediante un proceso de medición. Como unidades de medida se utilizan objetos y sucesos previamente establecidos como estándares o patrones y de la medición resulta un número que es la relación entre el objeto de estudio y la unidad de referencia. Los instrumentos de medición son el medio por el que se hace esta conversión.

6 Instrumento de medición
Dos características importantes de un instrumento de medida son la precisión y la sensibilidad. Los físicos utilizan una gran variedad de instrumentos para llevar a cabo sus mediciones. Desde objetos sencillos como reglas y cronómetros hasta microscopios electrónicos y aceleradores de partículas.

7 Unidad de medida Una 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. Las primeras se conocen como unidades básicas o de base (o, no muy correctamente, fundamentales), mientras que las segundas se llaman unidades derivadas.

8 Unidad de medida Un conjunto consistente de unidades de medida en el que ninguna magnitud tenga más de una unidad asociada es denominado sistema de unidades. Todas las unidades denotan cantidades escalares. En el caso de las magnitudes vectoriales, se interpreta que cada uno de los componentes está expresado en la unidad indicada.

9 Patrón de medida. Un patrón de medidas es el hecho aislado y conocido que sirve como fundamento para crear una unidad de medida. Muchas unidades tienen patrones, pero en el sistema métrico sólo las unidades básicas tienen patrones de medidas. Los patrones nunca varían su valor. Aunque han ido evolucionando, porque los anteriores establecidos eran variables y, se establecieron otros diferentes considerados invariables.

10 Patrón de medida. Ejemplo de un patrón de medida sería: "Patrón del segundo: Es la duración de períodos de radiación correspondiente a la transición entre 2 niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de Cesio 133". De todos los patrones del sistema métrico, sólo existe la muestra material de uno, es el kilogramo, conservado en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas. De ese patrón se han hecho varias copias para varios países.

11 Patrón de medida El sistema métrico decimal, es un sistema de unidades basado en el metro (del griego metron, “medida”), en el cual los múltiplos y submúltiplos de una unidad de medida están relacionadas entre sí por múltiplos o submúltiplos de 10. Como unidad de medida de longitud se adoptó el metro, definido como la diezmillonésima parte del cuadrante del meridiano terrestre, cuyo patrón se reprodujo en una barra de platino iridiado.

12 Patrón de medida. Un ejemplo de patrones de medida son: Segundo Metro
Amperio Mol Kilogramo Kelvin Candela (para medir tiempo) (para medir longitud) (para medir corriente o intensidad de corriente) (para medir cantidad de sustancia) (para medir cantidad de masa) (para medir la temperatura) (para medir la cantidad luminosa)

13 Tipos de unidades de medidas.
Unidades de capacidad Unidades de densidad Unidades de energía Unidades de fuerza Unidades de longitud Unidades de masa Unidades de peso específico Unidades de potencia Unidades de presión Unidades de superficie Unidades de temperatura Unidades de tiempo Unidades de velocidad Unidades de viscosidad Unidades de volumen Unidades eléctricas

14 Sistema Internacional de Unidades.
Longitud Masa Tiempo Intensidad eléctrica Temperatura Intensidad luminosa Cantidad de sustancia También establece muchas magnitudes derivadas, que no necesitan de un patrón, por estar compuestas de magnitudes fundamentales. El Sistema Internacional de Unidades es la forma actual del sistema métrico decimal y establece las unidades que deben ser utilizadas internacionalmente. Fue creado por el Comité Internacional de Pesos y Medidas con sede en Francia. En él se establecen 7 magnitudes fundamentales, con los patrones para medirlas:

15 SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES - SI
Desde 1889, las definiciones de las unidades son establecidas por una Organización Internacional llamada Conferencia General de Pesas y Medidas, que cuenta con representantes de la mayoría de los países del mundo. El sistema de unidades definido por esta organización, basado en el Sistema Métrico Decimal, se conoce oficialmente desde 1960 como Sistema Internacional de Unidades - SI

16 SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES - SI
El lenguaje universal de las mediciones es el Sistema Internacional de Unidades - SI El SI sirve ahora como la norma estándar para los cálculos de Ingeniería en la mayor parte del mundo

17 DEFINICIONES Se entiende por Sistema de Unidades el conjunto sistemático y organizado de unidades adoptado por convención. Es un sistema coherente ya que el producto o el cociente de dos o más de sus magnitudes da como resultado la unidad derivada correspondiente.

18 DEFINICIONES Magnitud: todo aquello que puede ser medido.
Magnitud fundamental: Cada una de las magnitudes que en un sistema, se aceptan por convención como funcionalmente independiente una respecto de otro. Magnitud derivada: Su nombre lo dice, es aquella que se deriva de las fundamentales y están ligadas mediante relaciones matemáticas bien definidas. Magnitud Suplementaria: Lo que se agrega para completar.

19 DEFINICIONES Unidad de Medida: Valor de una magnitud para la cual se admite, por convención, que su valor numérico es igual a uno (1). Se fija la unidad de medida de una magnitud para hacer posible la comparación cuantitativa entre diferentes valores de una misma magnitud.

20 Trabajo LONGITUD (metro - m) MASA ( kilogramo - kg)
TIEMPO (segundo - s) CORRIENTE ELECTRICA (ampere - A) TEMPERATURA TERMODINAMICA (kelvin - K) INTENSIDAD LUMINOSA (candela - cd) CANTIDAD DE MATERIA (mol - mol)

21 Lectura 1 REGLAS GENERALES PARA EL USO DEL SI

22 Metrología La metrología (del griego μετρoν, medida y λoγoς, tratado) es la ciencia de la medida. Tiene por objetivo el estudio de los sistemas de medida en cualquier campo de la ciencia. También tiene como objetivo indirecto que se cumpla con la calidad. La Metrología tiene dos características muy importantes el resultado de la medición y la incertidumbre de medida.

23 Metrología Pie de rey o calibre vernier universal: Se usa para medir con precisión elementos pequeños (tornillos, orificios, pequeños objetos, etc.). La precisión de esta herramienta llega a la décima, a la media décima de milímetro e incluso llega a apreciar centésimas de dos en dos (cuando el nonio está dividido en cincuenta partes iguales). Para medir exteriores se utilizan las dos patas largas, para medir interiores (p.e. diámetros de orificios) las dos patas pequeñas, y para medir profundidades un vástago que va saliendo por la parte trasera, llamado sonda de profundidad. Para efectuar una medición, ajustaremos el calibre al objeto a medir y lo fijaremos. La pata móvil tiene una escala graduada (10, 20 o 50 divisiones, dependiendo de la precisión).

24 Medición de longitudes
Cuando lo que deseas es medir distancias medias, hasta 25m se utiliza la cinta métrica, si lo que deseas es medir distancias cortas, hasta 5 m, se puede utilizar el Flexómetro. Si lo que deseas es medir o trazar líneas de unos pocos centímetros, con una precisión de milímetros, se utilizan la regla. Flexómetro Regla Medida con regla Medida con Flexómetro

25 El calibre Instrumentos de medición e inspección.
En la siguiente lista se muestran algunos instrumentos de medición e inspección: Calibre pie de rey.

26 Medidas con el Pie de Rey
La forma de obtener la medida es la siguiente: 1.- Colocamos la pieza a medir sobre la pinza. 2.- Desplazamos el nonius hasta ajustarse al tamaño de la pieza. 3.- Tomamos la parte entera en milímetros de la medición mirando la situación del 0 del nonius sobre la línea fija, en el ejemplo16mm. 4.- Tomamos la parte decimal de la medición, mirando la línea del nonius que coincide con una división de la regla fija, en el ejemplo 0,40mm. 5.- La medida será 16,40 mm.

27 Tipos de mediciones El Pie de Rey puede hacer tres tipos de mediciones: Exteriores, interiores y profundidades.

28 Pie de Rey

29 ejemplos

30 Ejemplos de mediciones
Medida de exteriores En la figura, el cero del nonius está entre los 68 y 69 mm y la línea del nonius que coincide con la regla es el 9. La medición será: Parte entera, 68 mm. Parte decimal 0,90 mm La medición completa es 68,90 mm.

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32 Ejemplos de mediciones
Medida de interiores En la figura, el cero del nonius está entre los 32 y 33 mm y la línea del nonius que coincide con la regla es el 2. La medición será: Parte entera, 32 mm. Parte decimal 0,20 mm La medición completa es 32,20 mm.

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34 Ejemplos de mediciones
Medida de profundidades En la figura, el cero del nonius está entre los 60 y 61 mm y la línea del nonius que coincide con la regla es el 3,5. La medición será: Parte entera, 60 mm. Parte decimal 0,35 mm La medición completa es 60,35 mm.

35 Ejemplos de mediciones
La medición será:  Parte entera, 56 mm. Parte decimal 0,85 mm  La medición completa es 56,85 mm.

36 Actividades a) Pie de Rey b) c)

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40 El Pálmer o tornillo micrométrico
Está basado en el acoplamiento tornillo - tuerca. Está formado por un husillo roscado que se desplaza sobre una tuerca tallada en el cuerpo del instrumento. Al hacer girar el tambor, el husillo móvil se desplaza longitudinalmente hasta atrapar a la pieza a medir. El Pálmer dispone de un tornillo de aproximación y además está provisto de un freno para bloquear el husillo.

41 Tornillo micrométrico (Pálmer)

42 Medidas con el Pálmer La forma de obtener la medida es la siguiente:
1.- Colocamos la pieza a medir sobre los topes. 2.- Desplazamos el tambor y el nonius hasta ajustarse al tamaño de la pieza. Bloqueamos el seguro. 3.- Tomamos la parte de la regla en milímetros mirando el nonius sobre la línea fija, en el ejemplo 9,5 mm. 4.- Tomamos la parte de precisión de la medición, mirando la línea del nonius que coincide con la línea central, en el ejemplo 0,21mm. 5.- La medida será la suma de las anteriores 9,71 mm.

43 Lectura en sistema métrico

44 Lectura en sistema métrico

45 Lectura en sistema métrico

46 Medición con Pálmer Medida de exteriores
En la figura, la parte de la regla indica 19 mm, la parte de precisión del nonius que coincide con la línea central marca 0,33mm La medición será: Parte de la regla, 19 mm. Parte de precisión 0,33 mm La medición completa es 19,33 mm.

47 Medición con Pálmer Pálmer de interiores Medida de interiores
En la figura, la parte de la regla indica 36,5 mm, la parte de precisión del nonius que coincide con la línea central marca 0,37mm La medición será: Parte de la regla, 36,5 mm. Parte de precisión 0,37 mm La medición completa es 36,87 mm.

48 Actividades Pálmer a) b)

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50 Lectura en sistema métrico

51 Lectura en sistema métrico

52 Lectura en sistema métrico

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54 Ejemplo

55 CONTROL DIMENSIONAL La fabricación de piezas es tan antigua como el hombre y a lo largo de su historia ha ido evolucionando, haciéndose cada vez más exigente el grado de exactitud dimensional requerida de las partes fabricadas. Hoy en día existen dos formas de fabricar dichas partes:

56 CONTROL DIMENSIONAL Fabricación Artesana
Cada mecanismo o montaje se fabrica individualmente. Las piezas se fabrican para una unidad específica de montaje. No importa la repetitividad. Se hace encajar y funcionar correctamente al conjunto recortando o añadiendo las piezas necesarias. No importa que las piezas resultantes no se ajusten a los planos.

57 CONTROL DIMENSIONAL Fabricación en Serie
Cada pieza de un conjunto se fabrica con independencia de las restantes. Las piezas fabricadas independientes entre ellas deben acoplar perfectamente (deben ser precisas e intercambiables) El conjunto debe poder ser montado con cualquier grupo de piezas de la serie. También se beneficia la reposición de piezas gastadas.

58 Tolerancia y mediciones.
Principios de base, Definiciones y Sistemas ISO de tolerancias. Incertidumbre, Tolerancia y Precisión. Frecuentemente aparecen estos tres términos relacionados y a veces no resulta fácil diferenciarlos, en muchas ocasiones se utilizan indistintamente de forma incorrecta.

59 Sobre el origen de la incertidumbre de medidas
El término incertidumbre siempre aparece asociado a la medida de magnitudes. Medir una cantidad de magnitud es compararla con otra de su misma clase que se adopta como unidad, siempre se mide comparando la magnitud a medir, mensurando, con otra cantidad de referencia de la misma clase, ya sea haciendo intervenir directamente patrones en el proceso y empleando un instrumento comparador (método de medida diferencial o por comparación), o aplicando exclusivamente un instrumento de medida sobre el mensurando ( método de medida directa).

60 Incertidumbre de las medidas
Cuando se realiza la medición siempre están presentes el mensurando (lo que se quiere medir), el instrumento de medida (lo que mide), el operador (el que mide) y el resto del universo, que de alguna forma física está influyendo en la medida realizada. No podemos considerar que cuando se realiza una medida, el sistema formado por el mensurando-instrumento de medida-operador, está aislado de su entorno, sino que el entorno actúa a través de las magnitudes de influencia, de manera que aquellas medidas que ignoran las influencias significativas carecen de sentido metrológico.

61 Incertidumbre de las medidas
Se considerarán aquellas magnitudes de influencia como significativas cuando se encuentren en el orden de magnitud de la precisión con la que se mide el mensurando.

62 Incertidumbre de las medidas
Para que el resultado de una medición sea representativo, es necesario establecer unas condiciones de referencia que especifiquen los valores de las magnitudes de influencia, determinen que se trabaja con instrumentos adecuados, que el mensurando está suficientemente bien definido y que se utiliza un modo operativo apropiado.

63 La necesidad de la calibración
¿Cuál es la unidad de medida del tiempo? ¿Con qué instrumento medimos el tiempo? ¿Qué hora es?

64 Calibración Conjunto de operaciones que establecen, bajo condiciones específicas, la relación entre los valores de una magnitud indicados por un instrumento o sistema de medición, o los valores representados por una medida materializada y los valores correspondientes de la magnitud, realizados por los patrones.

65 Patrón (de medición) Medida materializada, instrumento de medición, material de referencia o sistema de medición destinado a definir, realizar, conservar o reproducir una unidad o uno o más valores de una magnitud para utilizarse como referencia.

66 Norma ISO-9002-1994 4.11. Control de equipo de medición y pruebas.
El proveedor debe establecer y mantener procedimientos documentados para controlar, calibrar y mantener los equipos de inspección, medición y prueba……

67 Norma ISO 9001:2000 7.6. Control de los dispositivos de seguimiento y de medición. Cuando sea necesario asegurarse de la validez de los resultados, el equipo de medición debe: a) Calibrarse o verificarse a intervalos especificados o antes de su utilización, comparando con patrones de medición trazables a patrones de medición nacionales o internacionales……….

68 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.

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