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Materia: Metrologia y normalizacion Clave De La Asignatura: AEC – 1047 Carrera: Ingenieria Mecatronica Grado y Grupo: 1 “BK” Docente: Dra. Nila Candelaria De La Cruz Tadeo Alumno: Xala Dominguez Edgar Giovanny Tema: Conceptos básicos de medicion Unidad: 1 No De Actividad o Practica: 1 Fecha De Entrega: 22 de Septiembre Del 2022
Instituto Tecnológico Superior De Coatzacoalcos
Carrera: Ingeniería Mecatrónica
Materia: Dibujos Asistido Por Computadora
Tema 1 Actividad 1: Investigación de “Conceptos básicos de medición"
Profesora: Dra. Nila Candelaria De La Cruz Tadeo
Nombre Del Alumno: Xala Domínguez Edgar Giovanny
Semestre: 1BK
Periodo: ago. 2022 - ene.
Carrera: Ingenieria Mecatronica Grado y Grupo: 1 “BK”
- Materia: Metrologia y normalizacion Clave De La Asignatura: AEC – - Tema: Conceptos básicos de medicion Unidad: Docente: Dra. Nila Candelaria De La Cruz Tadeo Alumno: Xala Dominguez Edgar Giovanny - No De Actividad o Practica: 1 Fecha De Entrega: 22 de Septiembre Del
- Introducción Indice
- Unidad 1: conceptos básicos de medición.
- 1.1 Necesidad e importancia de las mediciones
- 1.2 Laboratorios primarios y secundarios
- 1.3 Errores en las mediciones
- 1.4. Sistema de unidades y patrones
- 1.5. Calibración y certificación
- Conclusión
- Bibliografía
Materia: Metrologia y normalizacion Clave De La Asignatura: AEC – 1047 Carrera: Ingenieria Mecatronica Grado y Grupo: 1 “BK” Docente: Dra. Nila Candelaria De La Cruz Tadeo Alumno: Xala Dominguez Edgar Giovanny Tema: Conceptos básicos de medicion Unidad: 1 No De Actividad o Practica: 1 Fecha De Entrega: 22 de Septiembre Del 2022
Unidad 1: conceptos básicos de medición.
1.1 Necesidad e importancia de las mediciones
Las mediciones, principal estudio de la metrología, surgen como necesidad de describir en forma metódica algún fenómeno en la naturaleza. Las mediciones de lo que ocurre en el medio, permiten simplificar el entendimiento de un fenómeno, generando los argumentos para explicar y analizar lo que ocurre con el mismo. Aportan un gran progreso al avance de las sociedades, por ser parte de su diario acontecer. La capacidad de las mediciones de los países y las empresas, indican el nivel de desarrollo y calidad con el que cuentan en determinada área, lo cual incide de forma directa en la capacidad de competitividad de los mismos. La 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 cuántas veces el patrón está contenido en esa magnitud. 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, es necesario compararla con alguna referencia). Actualmente, las mediciones son parte importante en la sociedad, debido a la gran apertura, tanto comercial como cultural, ocasionada por el fenómeno llamado globalización. Dada esta situación, los países, en su búsqueda por alcanzar una mejor calidad, las mediciones toman una mayor relevancia, junto con el control de calidad, a modo de obtener productos o servicios que sean competitivos con las demás sociedades y empresas.
Materia: Metrologia y normalizacion Clave De La Asignatura: AEC – 1047 Carrera: Ingenieria Mecatronica Grado y Grupo: 1 “BK” Docente: Dra. Nila Candelaria De La Cruz Tadeo Alumno: Xala Dominguez Edgar Giovanny Tema: Conceptos básicos de medicion Unidad: 1 No De Actividad o Practica: 1 Fecha De Entrega: 22 de Septiembre Del 2022 La inspección de una pieza, cae dentro del campo de la metrología dimensional, su objetivo es determinar si cualquier pieza fabricada para un dibujo específico, coincide con las especificaciones del mismo Existen diferentes tipos de Metrología: Legal, Científica, Industrial y Dimensional. Metrología Legal: consiste en defender los derechos de los consumidores, calibrar válvulas de gasolineras, básculas, entre otros.
Materia: Metrologia y normalizacion Clave De La Asignatura: AEC – 1047 Carrera: Ingenieria Mecatronica Grado y Grupo: 1 “BK” Docente: Dra. Nila Candelaria De La Cruz Tadeo Alumno: Xala Dominguez Edgar Giovanny Tema: Conceptos básicos de medicion Unidad: 1 No De Actividad o Practica: 1 Fecha De Entrega: 22 de Septiembre Del 2022 La dirección de Metrología Dimensional, tiene la tarea y la función de: Establecer, mantener y mejorar el patrón nacional de longitud. Establecer, mantener y mejorar el patrón nacional de ángulo. Ofrecer servicios de calibración para patrones e instrumentos de longitud y ángulo. Asesorar a la industria en la solución de problemas específicos de mediciones y calibraciones dimensionales. Realizar comparaciones con laboratorios homólogos extranjeros, con el objeto de mejorar la trazabilidad metrológica. Apoyar al Sistema Nacional de Calibración (SNC), en actividades de evaluación técnica de laboratorios. Elaborar publicaciones científicas y de divulgación, en el área de medición de longitud. Organizar e impartir cursos de metrología dimensional a la industria.
Materia: Metrologia y normalizacion Clave De La Asignatura: AEC – 1047 Carrera: Ingenieria Mecatronica Grado y Grupo: 1 “BK” Docente: Dra. Nila Candelaria De La Cruz Tadeo Alumno: Xala Dominguez Edgar Giovanny Tema: Conceptos básicos de medicion Unidad: 1 No De Actividad o Practica: 1 Fecha De Entrega: 22 de Septiembre Del 2022
1.2 Laboratorios primarios y secundarios
Los laboratorios de metrología se clasifican jerárquicamente, de acuerdo a la calidad de sus patrones. Aunque las estructuras pueden variar en cada país, por regla general existen tres niveles, las condiciones serán más estrictas cuanto más alto el nivel del laboratorio: Laboratorio nacional (primario): es el que posee el patrón nacional primario y los nacionales de transferencia (los empleados realmente para evitar el desgaste del primario). Laboratorio intermedio (secundario): típicamente son laboratorios de universidades, centro de investigación y similares. Laboratorio industrial (secundario): en las propias instalaciones de la empresa, para la realización del control de calidad o el ensayo de prototipos.
Laboratorios primarios
Los laboratorios primarios son de vital importancia ya que ellos son los encargados de mantener los patrones primarios calibrados, de lo contrario no habría garantía de calidad en ningún producto que comerciara nuestro país. La existencia de un Laboratorio Primario de Metrología, es de gran importancia para nuestro país, ya que garantiza la unificación de las unidades de medida y sus patrones, la modernización de métodos y técnicas de medir y calibración de instrumentos.
Centro Nacional de Metrología (CENAM)
El Centro Nacional de Metrología (CENAM), es el máximo órgano técnico de México en el campo de la Metrología.
Materia: Metrologia y normalizacion Clave De La Asignatura: AEC – 1047 Carrera: Ingenieria Mecatronica Grado y Grupo: 1 “BK” Docente: Dra. Nila Candelaria De La Cruz Tadeo Alumno: Xala Dominguez Edgar Giovanny Tema: Conceptos básicos de medicion Unidad: 1 No De Actividad o Practica: 1 Fecha De Entrega: 22 de Septiembre Del 2022
1.3 Errores en las mediciones
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 en el mismo ambiente (respetabilidad), si las mediciones las hacen diferentes personas, con distintos instrumentos o métodos, o en ambientes diferentes, entonces las variaciones en las lecturas son mayores. Esta variación puede ser relativamente grande o pequeña, pero siempre existirá. En sentido estricto, es imposible hacer una medición totalmente exacta, por lo tanto, siempre se enfrentarán errores al hacer las mediciones. Los errores surgen debido a la imperfección de los sentidos, de los medios, de la observación, de las teorías que se aplican, de los aparatos de medición, de las condiciones ambientales y de otras causas.
Errores en el proceso de medición
En una serie de lecturas, sobre una misma dimensión constante, la inexactitud o incertidumbre, es la diferencia entre los valores máximo y mínimo obtenidos [CGJZ_a, 1995]. Incertidumbre= valor máximo - valor mínimo. El error absoluto es la diferencia, entre el valor leído y el valor convencionalmente verdadero. Error absoluto= valor leído - valor convencionalmente verdadero.
Materia: Metrologia y normalizacion Clave De La Asignatura: AEC – 1047 Carrera: Ingenieria Mecatronica Grado y Grupo: 1 “BK” Docente: Dra. Nila Candelaria De La Cruz Tadeo Alumno: Xala Dominguez Edgar Giovanny Tema: Conceptos básicos de medicion Unidad: 1 No De Actividad o Practica: 1 Fecha De Entrega: 22 de Septiembre Del 2022 Ejemplo: un remache cuya longitud es 5.4 mm y se mide cinco veces sucesivas, obteniéndose las siguientes lecturas: 5.5; 5.6; 5.5; 5.6; 5.3 milímetros. La incertidumbre será: Incertidumbre = 5.6 - 5.3 = 0.3 mm. Los errores absolutos de cada lectura serían: 5.5 - 5.4 = 0.1 mm; 5.6 - 5.4 = 0.2 mm; 5.5 – 5.4 = 0.1 mm; 5.6 - 5.4 = 0.2 mm; 5.3 - 5.4 = - 0.1 mm. El error relativo: es el error absoluto entre el valor convencionalmente verdadero. Error relativo = error absoluto valor convencionalmente verdadero Y como el error absoluto es igual a la lectura menos el valor convencionalmente verdadero, entonces: error relativo = (valor leído) − (valor convencionalmente verdadero) valor convencionalmente verdadero Con frecuencia, el error relativo se expresará en porcentaje, multiplicándolo por cien.
Materia: Metrologia y normalizacion Clave De La Asignatura: AEC – 1047 Carrera: Ingenieria Mecatronica Grado y Grupo: 1 “BK” Docente: Dra. Nila Candelaria De La Cruz Tadeo Alumno: Xala Dominguez Edgar Giovanny Tema: Conceptos básicos de medicion Unidad: 1 No De Actividad o Practica: 1 Fecha De Entrega: 22 de Septiembre Del 2022 La calibración, es la comparación de las lecturas proporcionadas por un instrumento o equipo de medición contra un patrón de mayor exactitud (ver Figura. 2.1). Debe contarse con un sistema de control que establezca, entre otros aspectos, periodos de calibración, criterios de aceptación y responsabilidades para calibración de cualquier instrumento y equipo de medición.
Errores del operador o por el método de medición
Muchas de las causas de los errores, se deben al operador, por ejemplo: La agudeza visual, descuido, cansancio, alteraciones emocionales, etcétera. Para reducir este tipo de errores, es necesario adiestrar al operador. Otro tipo de errores, son debidos al método o procedimiento con que se efectúa la medición, el principal es, la falta de un método definido.
Error por el uso de instrumentos no calibrados
Este tipo de error se debe a los instrumentos no calibrados o cuya fecha de calibración está vencida, así como instrumentos sospechosos de presentar alguna anormalidad en su funcionamiento, no deben utilizarse para realizar mediciones hasta que no sean calibrados y autorizados para su uso.
Materia: Metrologia y normalizacion Clave De La Asignatura: AEC – 1047 Carrera: Ingenieria Mecatronica Grado y Grupo: 1 “BK” Docente: Dra. Nila Candelaria De La Cruz Tadeo Alumno: Xala Dominguez Edgar Giovanny Tema: Conceptos básicos de medicion Unidad: 1 No De Actividad o Practica: 1 Fecha De Entrega: 22 de Septiembre Del 2022 Para efectuar mediciones de gran exactitud, es necesario corregir las lecturas obtenidas, con un instrumento o equipo de medición, en función del error instrumental determinado mediante calibración.
Error por la fuerza ejercida al efectuar mediciones
La fuerza ejercida al efectuar mediciones, puede provocar deformaciones en pieza que se mide, al instrumento, o para ambos, por lo tanto, es un factor importante que debe considerar al momento de elegir adecuadamente el instrumento de medición.
Error por instrumentos inadecuados
Antes de realizar cualquier medición es necesario determinar cuál es el instrumento o equipo de medición más adecuado para la aplicación de que se trate. Además de la fuerza de medición, deben tenerse presente otros factores tales como: Cantidad de piezas por medir. Tipo de medición (externa, interna, altura, profundidad). Tamaño de la pieza y exactitud deseada. Cuando se miden las dimensiones de una pieza de trabajo, la exactitud de la medida depende del instrumento de medición elegido. Por ejemplo, si se ha de medir el diámetro exterior de un producto de hierro fundido, un calibrador vernier, sería suficiente; sin embargo, si se va a medir un perno patrón, aunque tenga el mismo diámetro del ejemplo anterior, ni siquiera un micrómetro de exteriores tendría la exactitud suficiente para este tipo de aplicaciones, por tanto, debe usarse un equipo de mayor exactitud.
Materia: Metrologia y normalizacion Clave De La Asignatura: AEC – 1047 Carrera: Ingenieria Mecatronica Grado y Grupo: 1 “BK” Docente: Dra. Nila Candelaria De La Cruz Tadeo Alumno: Xala Dominguez Edgar Giovanny Tema: Conceptos básicos de medicion Unidad: 1 No De Actividad o Practica: 1 Fecha De Entrega: 22 de Septiembre Del 2022
Error por distorsión
Gran parte de la inexactitud que causa la distorsión de un instrumento 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, puede verse que los errores los provoca la distorsión debido a la fuerza de medición aplicada y el hecho de que tal vez los topes no se muevan paralelos uno respecto del otro.
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. En una muestra de personas que usan calibradores vernier, el error fue de 0.04 mm. Este defecto se corrige mirando perpendicularmente el plano de medición a partir del punto de lectura.
Materia: Metrologia y normalizacion Clave De La Asignatura: AEC – 1047 Carrera: Ingenieria Mecatronica Grado y Grupo: 1 “BK” Docente: Dra. Nila Candelaria De La Cruz Tadeo Alumno: Xala Dominguez Edgar Giovanny Tema: Conceptos básicos de medicion Unidad: 1 No De Actividad o Practica: 1 Fecha De Entrega: 22 de Septiembre Del 2022
Error por desgaste
Los instrumentos de medición, como cualquier otro objeto, son susceptibles al desgaste natural o provocado por el mal uso. En el caso concreto de los instrumentos de medición, el desgaste puede provocar una serie de errores durante la utilización. Por ejemplo: deformaciones de sus partes, juego entre sus ensambles, falta de paralelismo o planitud entre las caras de medición. Estos errores pueden originar, a su vez, decisiones equivocadas; por tanto, es necesario someter a cualquier instrumento de medición a una inspección de sus características. Estas inspecciones deberán repetirse periódicamente durante la vida útil del instrumento.
Error por condiciones ambientales
Entre las causas de errores se encuentran las condiciones ambientales donde se realizan las mediciones; entre las principales destacan, la temperatura, la humedad, el polvo y las vibraciones o interferencias electromagnéticas extrañas.
Humedad
Debido a los óxidos que se pueden formar por humedad excesiva, en las caras de medición del instrumento o en otras partes, las expansiones por absorción de humedad en algunos materiales, se establece como norma una humedad relativa de 55% +/-10%.
Polvo
Los errores debidos a polvo o mugre, se observan con mayor frecuencia de lo esperado, algunas veces alcanzan el orden de 3 micrómetros. Para obtener medidas exactas, se recomienda usar filtros para el aire que limiten la cantidad y el tamaño de las partículas de polvo ambiental.
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1.4. Sistema de unidades y patrones
Un sistema de unidades de medida, es un conjunto de unidades confiables, uniformes y adecuadamente definidas, que sirven para satisfacer las necesidades de medición. El comité internacional de la conferencia general de pesas y medidas, creó un sistema único internacional, para ello analizó los tipos de sistemas de unidades existentes y adoptó algunos, cuyas unidades fundamentales son el metro, el kilogramo y el segundo. Este sistema ahora se conoce como sistema MKS, (el nombre del sistema está tomado de las iniciales de sus unidades fundamentales: metro, kilogramo y segundo). El sistema MKS se aceptó en la XI Conferencia General de Pesas y Medidas en 1960, así mismo en esta conferencia se estableció el Sistema Internacional de Unidades, abreviada como SI. A continuación, se definen algunas unidades del SI comúnmente utilizadas en metrología dimensional. Longitud: Metro (m), es la longitud de la trayectoria recorrida por la luz en el vacío, durante el lapso de 1/299792458 de segundo (unidad base). Ángulo plano: Radian (rad), es un ángulo plano correspondido entre dos radios de un círculo, que interceptan sobre la circunferencia de este círculo, un arco de longitud igual a la del radio (Unidad suplementaria). Temperatura termodinámica: Kelvin (K), es la fracción 1/273.16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua (Unidad base). Masa: Kilogramo (Kg), es la masa igual a la del prototipo internacional del kilogramo (Unidad base). Fuerza: Newton (N), Unidad derivada. Tiempo: Segundo (s), es la duración de 9192631770 periodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del átomo de cesio 133 (Unidad base).
Materia: Metrologia y normalizacion Clave De La Asignatura: AEC – 1047 Carrera: Ingenieria Mecatronica Grado y Grupo: 1 “BK” Docente: Dra. Nila Candelaria De La Cruz Tadeo Alumno: Xala Dominguez Edgar Giovanny Tema: Conceptos básicos de medicion Unidad: 1 Mol: la^ No De Actividad o Practica: 1^ Fecha De Entrega:^ 22 de^ Septiembre Del 2022 mol se define como la cantidad de materia que contiene tantas unidades. Ampere: (A), se define como la intensidad de una corriente constante, que, mantenida en dos conductores paralelos, rectilíneos, de una longitud infinita, de sección circular despreciable, colocado a un metro de distancia entre sí en el vacío, producirá entre estos conductores una fuerza igual a 2 X 10-7. La candela: (Cd), se define como la intensidad luminosa, en una dirección dada de una fuente, que emite una radiación monocromática de frecuencia 540 X 1012 Hz y cuya intensidad energética en esa dirección es de 1/683 watt por estereorradián. Aún en los países que han adoptado oficialmente el SI, este no se usa en su totalidad, sino que se utilizan algunas unidades base del actual Sistema inglés. En el sistema ingles las unidades base son yarda (longitud), libra (masa) y segundo (tiempo). Algunos factores de conversión son: 1 yarda = 3 pies 1 pie = 12 pulgadas 1 libra = 16 onzas 1 libra = 0.4536 Kg. A continuación, se adjunta la tabla para efectuar diversas conversiones del sistema inglés, al sistema internacional, con el propósito de realizar de manera más eficiente las transformaciones de unidades.
