instrumentos de medicion lineal evaluacion 01

INSTRUCTOR: RICARDO MARISCAL CHUSCANO [email protected] Página 1

INSTRUMENTOS DE MEDICION LINEAL DIVISION DE LA METROLOGIA La Metrología suele considerarse dividida en tres categorías, cada una de ellas con diferentes niveles de complejidad y exactitud: 1. La Metrología Científica se ocupa de la organización y el desarrollo de los patrones de medida y de su mantenimiento (el nivel más alto). 2. La Metrología Industrial debe asegurar el adecuado funcionamiento de los instrumentos de medida empleados en la industria, en los procesos de producción y verificación para asegurar la calidad de vida de los ciudadanos y para la investigación académica 3. La Metrología legal se ocupa de aquellas mediciones que influyen sobre la transparencia de las transacciones económicas, particularmente cuando hay un requisito de verificación legal del instrumento de medida (NORMAS). La Metrología Fundamental no tiene una definición internacional, pero supone el nivel más alto de exactitud dentro de un campo dado. La metrología fundamental puede considerarse como el nivel superior de la metrología científica CONCEPTOS BÁSICOS Metrología: es la ciencia que trata de las medidas, sistemas de unidades adoptados, instrumentos usados para efectuarlos e interpretarlos, así como los métodos y normas que aplican a las mediciones. Abarca campos tales como: metrología térmica, eléctrica, dimensional, etc. Cotidianamente enfrentamos en el trabajo y en la vida diaria el problema de medir. Medir : es comparar dos objetos de acuerdo a una característica física que lo distinga (magnitud) por ejemplo: su peso, temperatura, etc. No basta con decir que “un objeto es más pesado que otro” ó que “esta muy pesado”. Medir responde a la pregunta ¿Cuántos más? O ¿Cuál es su peso? Sistema de medición : es el conjunto de operaciones, procedimientos, instrumentos (software) y personal utilizado para llevar a cabo el proceso de medición. Medición : es el proceso de asignar un valor numérico como resultado de medir. Valor de la medición : es el valor asignado. Instrumentos de medición : cualquier dispositivo para obtener mediciones. Mensurando : magnitud particular sujeta a medición. Unidad (de medida): unidad particular, definida y adoptada por convención, con la cual se comparan las otras magnitudes de la misma naturaleza para expresar cuantitativamente su relación con ésta relación. Trazabilidad : es la cadena de comparaciones que relaciona un instrumento con su patrón primario.


Calibración : comparación de las lecturas proporcionadas por un instrumento o equipo de medición contra un patrón de mayor exactitud conocida. Hay cuatro razones para tener calibrado un instrumento: 1) Para medir y demostrar su trazabilidad. 2) Para garantizar que las lecturas del instrumento son compatibles con otras mediciones. 3) Para determinar la exactitud de las lecturas del instrumento. 4) para establecer la fiabilidad del instrumento es decir que se pueda confiar en sus indicaciones. Nonio: Sistema de medición usado en aparatos de medida. Exactitud de medida : Grado de concordancia entre el resultado de una medición y el valor verdadero del mensurando (a medir). Exactitud de un instrumento de medida : Capacidad de un instrumento de medida para dar respuestas próximas a un valor verdadero. ISO: International Organisation for Standardisation – Organizaciòn Internacional de Normalizaciòn. Trazabilidad Metrológica: Propiedad de un resultado de medida por la cual el resultado puede relacionarse con una referencia mediante una cadena ininterrumpida y documentada de calibraciones, cada una de las cuales contribuye a la incertidumbres de medida. Repetibilidad: (de los resultados de mediciones) Grado de concordancia entre los resultados de mediciones sucesivas de una misma pieza a medir, llevadas a cabo totalmente bajo las mismas condiciones de medición. Reproducibilidad: Grado de concordancia entre los resultados de las mediciones de una misma pieza a medir, llevadas a cabo haciendo variar las condiciones de medición. Incertidumbre: Parámetro, asociado al resultado de una medición, que caracteriza la dispersión de los valores que, con fundamento, pueden ser atribuidos al mensurando. Medida materializada: Dispositivo destinado a reproducir o a proveer de forma permanente durante su empleo, uno o varios valores conocidos de una magnitud dada. Patrón: Medida materializada, aparato de medición, material de referencia o sistema de medición, destinado a definir, realizar, conservar o reproducir una unidad o uno o varios valores de una magnitud para servir de referencia. Los patrones pueden ser internacionales (reconocidos por acuerdo internacional) y nacionales (reconocidos por acuerdo nacional). Patrón primario: Patrón que se designa o se recomienda por presentar las más altas calidades metrológicas y cuyo valor se establece sin referirse a otros patrones de la misma magnitud. Patrón secundario: Patrón cuyo valor se establece por comparación con un patrón primario de la misma magnitud. Patrón de referencia: Patrón, generalmente de la más alta calidad metrológica disponible en un lugar u organización dados, del cual se derivan las mediciones que se hacen en dicho lugar u organización.


Patrón de trabajo: Patrón utilizado corrientemente para controlar medidas materializadas, aparatos de medición o materiales de referencia. Calidad: Conjunto de características de un elemento que le confiere la aptitud para satisfacer necesidades explícitas e implícitas.

ISO 9001 Sistemas de Calidad-Modelo para el Asegura miento de la Calidad DATOS NUMÉRICOS Y PROCEDIMIENTOS DE REDONDEO Número: es un concepto o idea contenido en la mente de las personas, por ejemplo: 1, 8, 12, etc. Cifra: símbolo que se emplea para expresar un número, por ejemplo: 3 máquinas, 5 minutos, etc. En el sistema decimales se tienen diez dígitos que son: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, con los cuales se puede generar cualquier número. Los números se dividen en: Enteros: por ejemplo 1, 9, 25, etc. Fraccionarios: son números menores que uno pero mayores que cero. Por ejemplo: 1/2, 1/3, 1/6, etc. Mixtos: son combinaciones de números enteros y fraccionarios. Por ejemplo: 1 1/3, 4 4/5, etc. Existen fracciones cuyos denominadores son múltiplos de diez y se les denomina fracciones decimales. Cada uno de los dígitos de una fracción decimal tiene un significado y el número de ellos indica la precisión del número. La siguiente tabla hace referencia a lo anterior.

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Cuando se trabaja con fracciones la precisión de las fracciones, a lo cual se llama tabla que muestra el criterio establecido para llevar a cabo el redondeo de números.

Al sumar y restar fracciones decimales, la respuesta no debe tener más posiciones decimales que el número con menos posiciones decimales en el problema. Por ejemplo; si se tiene: Se debe de redondear la respuesta el décimo más próximo (5,9).Se debe de redondear la respuesta el centésimo más próximo (5,92).Se debe de redondear la respuesta el milésimo más próximo (5,916). Cuando se multiplican o dividen fracciones decimales, se debe redondear de acuerdo al número de dígitos de cada número. La respueque tiene menos dígitos en el problema. Por ejemplo:

El resultado debe tener dos dígitos (2,8). Múltiplos y Submúltiplos de las Unidades del Sistem a Internacional Se decide establecer múltiplos y submúltiplos comunes a todas las unidades y expresarlos con prefijos convencionales de aceptación mundial. Del griego se tomaron los prefijos para formar los múltiplos (kilo, mega, giga, etc.) y del latín los prefijos para formar los submúltiplos (mili, micro, nano, etc.) por eso se puede hablar del kilómetro (1000 m), kilogramo (1000gr) o bien del miligramo, milímetro, etc. A continuación se presentan los prefijos, equivalencias y símbolos utilizados para representarlos.

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Cuando se trabaja con fracciones decimales en ciertas ocasiones se requiere transformar la precisión de las fracciones, a lo cual se llama redondeo. A continuación se presenta una tabla que muestra el criterio establecido para llevar a cabo el redondeo de números.

racciones decimales, la respuesta no debe tener más posiciones decimales que el número con menos posiciones decimales en el problema. Por ejemplo; si

2,8 + 3,116 = 5,916

Se debe de redondear la respuesta el décimo más próximo (5,9). de redondear la respuesta el centésimo más próximo (5,92).

Se debe de redondear la respuesta el milésimo más próximo (5,916).

Cuando se multiplican o dividen fracciones decimales, se debe redondear de acuerdo al número de dígitos de cada número. La respuesta no debe tener más dígitos que el número que tiene menos dígitos en el problema. Por ejemplo:

1,12 x 2,5 = 2,800 El resultado debe tener dos dígitos (2,8).

Múltiplos y Submúltiplos de las Unidades del Sistem a Internacional

tiplos y submúltiplos comunes a todas las unidades y expresarlos con prefijos convencionales de aceptación mundial. Del griego se tomaron los prefijos para formar los múltiplos (kilo, mega, giga, etc.) y del latín los prefijos para formar los

(mili, micro, nano, etc.) por eso se puede hablar del kilómetro (1000 m), kilogramo (1000gr) o bien del miligramo, milímetro, etc. A continuación se presentan los prefijos, equivalencias y símbolos utilizados para representarlos.

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decimales en ciertas ocasiones se requiere transformar A continuación se presenta una

tabla que muestra el criterio establecido para llevar a cabo el redondeo de números.

racciones decimales, la respuesta no debe tener más posiciones decimales que el número con menos posiciones decimales en el problema. Por ejemplo; si

de redondear la respuesta el centésimo más próximo (5,92). Se debe de redondear la respuesta el milésimo más próximo (5,916).

Cuando se multiplican o dividen fracciones decimales, se debe redondear de acuerdo al sta no debe tener más dígitos que el número

Múltiplos y Submúltiplos de las Unidades del Sistem a Internacional

tiplos y submúltiplos comunes a todas las unidades y expresarlos con prefijos convencionales de aceptación mundial. Del griego se tomaron los prefijos para formar los múltiplos (kilo, mega, giga, etc.) y del latín los prefijos para formar los

(mili, micro, nano, etc.) por eso se puede hablar del kilómetro (1000 m), kilogramo (1000gr) o bien del miligramo, milímetro, etc. A continuación se presentan los


En metrología dimensional (aplicada en dibujos de ingeniería), la unidad comúnmente utilizada es el milímetro .

TIPOS DE ERRORES De acuerdo al origen donde se produce el error, estos pueden ser: 1) Errores p or el instrumento o equipo de mediciónfabricación (deformaciones, imperfecciones mecánicas, etc.) y tiene valores máximos permisibles establecidos en normas o información técnica de fabricantes de instrumentos. Los errores por el instrumento pueden determinarse mediante calibración. 2) Error del operador o por el método de mediciónaleatorio se deben al operador, por ejemplo falta de agudez visual, descuido, cansancio, alteraciones emocionales, etc. Otro tipo de error son debido al método o procedimiento con que se efectúa la medición. El principal es Los siguientes errores debe conocerlos y controlarlos el operador:

• Error por el uso de instrumentos descalibrados.


En metrología dimensional (aplicada en dibujos de ingeniería), la unidad comúnmente

De acuerdo al origen donde se produce el error, estos pueden ser:

or el instrumento o equipo de medición . Puede deberse a defectos de fabricación (deformaciones, imperfecciones mecánicas, etc.) y tiene valores máximos permisibles establecidos en normas o información técnica de fabricantes de instrumentos.

el instrumento pueden determinarse mediante calibración.

Error del operador o por el método de medición . Muchas de las causas del error aleatorio se deben al operador, por ejemplo falta de agudez visual, descuido, cansancio, alteraciones emocionales, etc. Otro tipo de error son debido al método o procedimiento con que se efectúa la medición. El principal es la falta de un método definido y documentado.

Los siguientes errores debe conocerlos y controlarlos el operador: Error por el uso de instrumentos descalibrados.


En metrología dimensional (aplicada en dibujos de ingeniería), la unidad comúnmente

De acuerdo al origen donde se produce el error, estos pueden ser:

. Puede deberse a defectos de fabricación (deformaciones, imperfecciones mecánicas, etc.) y tiene valores máximos permisibles establecidos en normas o información técnica de fabricantes de instrumentos.

el instrumento pueden determinarse mediante calibración.

. Muchas de las causas del error aleatorio se deben al operador, por ejemplo falta de agudez visual, descuido, cansancio, alteraciones emocionales, etc. Otro tipo de error son debido al método o procedimiento con

la falta de un método definido y documentado.


• Error por la fuerza ejercida al realizar mediciones. • Error por instrumento inadecuado, se debe considerar lo siguiente.

- Cantidad de piezas a medir. - Tipo de medición (externa, interna, etc.) - Tamaño de la pieza y exactitud deseada.

• Error por puntos de apoyo. • Error por método de sujeción. • Error por distorsión (ley de abbe: la máxima exactitud de medición es obtenida si el

eje de medición es el mismo eje del instrumento) • Error de paralaje, ocurre debido a la posición incorrecta del operador respecto a la

escala graduada del instrumento de medición, la cual está en un plano diferente. • Error por desgaste, puede ser por ejemplo, deformación de las partes del

instrumento de medición, juego entre sus ensambles, etc. 3) Error por condiciones ambientales :

• Humedad : debido a los óxidos que se pueden formar por humedad excesiva en las caras de medición del instrumento o en otras partes, se establece como norma una humedad relativa de 55% ± 10%.

• Polvo : Los errores debido al polvo o mugre se observan con mayor frecuencia de lo esperado, algunas veces alcanza el orden de 3 micrómetros . Se recomienda utilizar filtros de aire que limiten la cantidad y tamaño de las partículas en el ambiente.

• Temperatura : En mayor o menor grado, todos los materiales que componen tanto las piezas por medir como los instrumentos de medición, están sujetos a variaciones longitudinales debido a cambios de temperatura.

Para eliminar estos errores se estableció internacionalmente, desde 1932, como norma una temperatura de 20ºC para efectuar mediciones. En general, al aumentar la temperatura crecen las dimensiones de las piezas y cuando disminuye la temperatura las dimensiones de las piezas se reducen. Estas variaciones pueden determinarse utilizando la siguiente expresión.

∆L = αLo ∆T Donde: ∆L = Variación de la longitud α = Coeficiente de expansión térmica del material Lo = Longitud original de la pieza ∆T = Variación de la temperatura Por ejemplo, considerando una pieza de acero que mide 100,000 mm de diámetro cuando esta a 10°C y se desea saber cuánto medirá a la temperatura de 20°C. Utilizando la expresión tenemos.

∆L = 0,0000115 (100,000)(10) ∆L = 0,0115 mm

Por lo que el diámetro de la pieza a 20°C será de 100,0115 mm (α = 0,0000115, coeficiente de expansión térmica del acero)


CONSIDERACIONES ESPECIALES PARA EVITAR ERRORES EN L AS MEDICIONES 1) Inmediatamente después de registrar el dato, verificar el valor medio. 2) Efectuar las mediciones en las mismas condiciones. 3) Registrar fecha, nombre del operador e instrumento utilizado, tiempo de inicio y finalización, las temperaturas antes y después de la medición, el lugar donde se realizó y el estado del tiempo. 4) Registrar los valores correctamente y no borrar los datse tiene que corregir un valor, se debe trazar una línea CLASIFICACIÓN GENERAL DE LOS ERRORES En términos generales, los errores se pueden clasificar como: a) Errores aleatorios : son errores inherentes a cualquier proceso de medición y provoca que las mediciones sean distintas. b) Errores sistemáticos : son los errores antes mencionados y provoca que los resultados sean erróneos. c) Errores crasos : son errores tan graves que no qmedición. Por ejemplo, cuando se avería el instrumento con el cual se esta midiendo por causa de una caída. Por lo tanto un buen sistema de medición detecta fácilmente un error craso, elimina los errores sistemáticos Instrumentos de Medición La metrología dimensional se encarga de estudiar las técnicas de medición que determinarán correctamente las magnitudes lineales y angulares (longitudes y ángulos). Se aplican en medición de longitudes (exteriores, interiores, profundidades, alturas, etc.), así como el acabado superficial.


CONSIDERACIONES ESPECIALES PARA EVITAR ERRORES EN L AS MEDICIONES

1) Inmediatamente después de registrar el dato, verificar el valor medio. 2) Efectuar las mediciones en las mismas condiciones. 3) Registrar fecha, nombre del operador e instrumento utilizado, tiempo de inicio y finalización, las temperaturas antes y después de la medición, el lugar donde se realizó y el

4) Registrar los valores correctamente y no borrar los datos una vez escritos. Si posteriormente se tiene que corregir un valor, se debe trazar una línea y anotar la palabra corregido.

CLASIFICACIÓN GENERAL DE LOS ERRORES

En términos generales, los errores se pueden clasificar como: : son errores inherentes a cualquier proceso de medición y provoca

que las mediciones sean distintas. : son los errores antes mencionados y provoca que los resultados

: son errores tan graves que no queda otra alternativa que abandonar la medición. Por ejemplo, cuando se avería el instrumento con el cual se esta midiendo por causa de una caída. Por lo tanto un buen sistema de medición detecta fácilmente un error craso, elimina los errores sistemáticos y minimiza los errores aleatorios.

Instrumentos de Medición La metrología dimensional se encarga de estudiar las técnicas de medición que determinarán correctamente las magnitudes lineales y angulares (longitudes y ángulos). Se

ongitudes (exteriores, interiores, profundidades, alturas, etc.), así como el acabado superficial.


CONSIDERACIONES ESPECIALES PARA EVITAR ERRORES EN L AS MEDICIONES

1) Inmediatamente después de registrar el dato, verificar el valor medio.

3) Registrar fecha, nombre del operador e instrumento utilizado, tiempo de inicio y finalización, las temperaturas antes y después de la medición, el lugar donde se realizó y el

os una vez escritos. Si posteriormente y anotar la palabra corregido.

: son errores inherentes a cualquier proceso de medición y provoca

: son los errores antes mencionados y provoca que los resultados

ueda otra alternativa que abandonar la medición. Por ejemplo, cuando se avería el instrumento con el cual se esta midiendo por causa de una caída. Por lo tanto un buen sistema de medición detecta fácilmente un error

y minimiza los errores aleatorios.

La metrología dimensional se encarga de estudiar las técnicas de medición que determinarán correctamente las magnitudes lineales y angulares (longitudes y ángulos). Se

ongitudes (exteriores, interiores, profundidades, alturas, etc.), así


FUNCIONES QUE EJERCE EL PROFESIONAL

1. Planificar los procesos de medición y/o verifica ción de piezas mecánicas.

El Operador de Máquinas e Instrumentos de Medición está capacitado para interpretar planos de fabricación de piezas mecánicas, identificando las tolerancias dimensionales y angulares, las tolerancias de forma y de posición, la rugosidad superficial, los materiales utilizados y el tipo de tratamientos térmico realizado en la pieza. En función de esta documentación, este profesional establece la secuencia de trabajo y define los instrumentos, máquinas, equipos y accesorios necesarios para las mediciones y/o verificaciones.

2. Operar equipos e instrumentos de medición y/o ve rificación de piezas o conjuntos mecánicos.

El instrumentista de Medición interpreta y analiza la información de la documentación técnica elaborada para la secuencia de trabajo. Prepara y ajusta los instrumentos que se van a utilizar en el proceso de medición y/o verificación, por ejemplo: calibres de tipo vernier, de altura, micrómetros (de profundidad, exterior e interior), reloj comparador, bloques patrón, calibre pasa y no pasa, proyector óptico de perfiles, rugosímetro, durómetro, (Rockwell, Brinell, Vickers) entre otros instrumentos. Prepara los accesorios a utilizar. Posiciona la pieza teniendo en cuenta la información de la documentación técnica, realiza las mediciones y/o verificaciones según lo solicitado. Realizada la medición y/o verificación, registra los valores obtenidos y se lo comunica al responsable del sector, o toma acciones directamente. Ordena el lugar de trabajo, desmonta la pieza y guarda los instrumentos de medición según las características de los mismos y las normas intervinientes. BIBLIOGRAFIA http://es.wikipedia.org/ http://www.aulatecnologia.com/ESO/

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