metrología y normalización libro

8/17/2019 Metrología y Normalización Libro

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1 CONCEPTOS BÁSICOS

Se clasifican en :

Metrología legal

La metrología legal se ocupa de la verificación de los patrones e instrumentos de medida utilizados en las

transacciones comerciales, en la salud, en la seguridad pública y en el medio ambiente. Esta rama de la metrología

asegura que las partes involucradas en una medición obtengan resultados confiables dentro de los márgenes de

error tolerados por la reglamentación vigente. Es de fundamental importancia para el comercio exterior ya que los

países involucrados en una transacción deben medir de manera uniforme.

Metrología científica

ambi!n conocida como "metrología general#. "Es la parte de la $etrología que se ocupa a los problemas comunes

a todas las cuestiones metrológicas, independientemente de la magnitud de la medida#. %e ocupa de los problemas

teóricos y prácticos relacionados con las unidades de medida &como la estructura de un sistema de unidades o la

conversión delas unidades de medida en fórmulas', del problema de los errores en la medida( del problema en las

propiedades metrológicas de los instrumentos de medidas aplicables independientemente de la magnitud

involucrada .En la $etrología científica )ay diferentes áreas específicas. *lgunas de ellas son las siguientes+

$etrología de masa, que se ocupa de las

$edidas de masa

$etrología dimensional, encargada de las medidas de longitudes y ángulos.

$etrología de la temperatura, que se refiere a las medidas de las temperaturas.

$etrología química, que se refiere a todos los tipos de mediciones en la química.

Metrología tecnológica

La caracterización de materiales es uno de los pilares que sostiene el auge en el desarrollo de nuevas tecnologías

y nuevos materiales.

*demás de las propiedades básicas como estructura, morfología, textura, color o propiedades mecánicas, cobran

gran importancia en esta revolución tecnológica. En este marco de efervescencia tecnológica, la presencia de

$etrología es obligada.


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Metrología. -iencia de las mediciones y sus aplicaciones.

%/. La %/ &/rganización nternacional de 0ormalización' es una federación mundial de organismos nacionales

de normalización &miembros %/'. La labor de preparación de normas internacionales es normalmente llevada a

cabo a trav!s de los comit!s t!cnicos de %/.

Sistema Internacional de Magnitdes !IS"#$. %istema de magnitudes basado en las siete magnitudes básicas+

longitud, masa, tiempo, corriente el!ctrica, temperatura termodinámica, cantidad de sustancia e intensidad

luminosa.

Sistema internacional de %nidades !Sistema SI$. %istema de unidades basado en el %istema nternacional de

$agnitudes, con nombres y símbolos de las unidades, y con una serie de prefi1os con sus nombres y símbolos, así

como reglas para su utilización, adoptado por la -onferencia 2eneral de 3esas y $edidas &-23$'.

Medición: es el con1unto de operaciones que tiene por ob1eto determinar el valor de una magnitud.

Medición: 3roceso que consiste en obtener experimentalmente uno o varios valores que pueden atribuirse

razonablemente a una magnitud.

Medida: es la evaluación de una magnitud )ec)a según su relación con otra magnitud de la misma especie

adoptada como unidad. omar la medida de una magnitud es compararla con la unidad de su misma especie para

determinar cuántas veces !sta se )alla contenida en aquella.

Magnitd+ atributo de un fenómeno que puede ser distinguido cualitativamente y determinado cuantitativamente.

Magnitd: 3ropiedad de un fenómeno, cuerpo o sustancia, que puede expresarse cuantitativamente mediante un

número y una referencia.

Magnitd de &ase' magnitd &(sica:$agnitud de un subcon1unto elegido por convenio, dentro de un sistema de

magnitudes dado, de tal manera que ninguna magnitud del subcon1unto pueda ser expresada en función de las

otras.

La primera magnitud base es+ Longitud, su unidad es el metro.

Patrón: es la medida materializada de un aparato o de un sistema de medición destinado a definir, realizar,

conservar o reproducir una unidad.

Mensrando: $agnitud que se desea medir.

M)todo de medida: 4escripción gen!rica de la secuencia lógica de operaciones utilizadas en una medición.


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E*actitd de medida !e*actitd$: 3roximidad entre un valor medido y un valor verdadero de un mensurando.

Precisión de medida !+recisión$: 3roximidad entre las indicaciones o los valores medidos obtenidos en

mediciones repetidas de un mismo ob1eto, o de ob1etos similares, ba1o condiciones especificadas.

Cali&ración: /peración que ba1o condiciones especificadas establece, en una primera etapa, una relación entre

los valores y sus incertidumbres de medida asociadas obtenidas a partir de los patrones de medida, y las

correspondientes indicaciones con sus incertidumbres asociadas y, en una segunda etapa, utiliza esta información

para establecer una relación que permita obtener un resultado de medida a partir de una indicación.

Instrmento de medida: 4ispositivo utilizado para realizar mediciones, solo o asociado a uno o varios dispositivos

suplementarios.

La incertidm&re de la medida es el valor de la semiamplitud de un intervalo alrededor del valor resultante de la

medida (valor convencionalmente verdadero).

Dicho intervalo representa una estimación adecuado de una zona de valores entre los cuales es “casi seguro” que

se encuentre el valor verdadero del mensurando.

*sí pues, el resultado de la medida se expresa mediante+ x ± U

La definición de incertidumbre que incorpora el 5ocabulario nternacional de $etrología &5$'+

La incertidm&re de medida es un parmetro! asociado al resultado de una medición! que caracteriza la

dispersión de los valores que razona"lemente podr#an ser atri"uidos al mensurando.

-uanto menor sea la incertidumbre de la medida, me1or !sta. $l valor de la incertidum"re es el primer #ndice de la

calidad de una medida! que es tanto ma%or cuanto menor es aquella.

&olerancia de una magnitud' es el intervalo de valores en el que de"e encontrarse dicha magnitud para que se

acepte como vlida.

2 Sistema internacional de unidades

El Sistema Internacional de Unidades (SI), conocido también como el sistema métrico moderno, es el estándar

científico de pesas y medidas.

Unidades básicas.

http://www.mit.tut.fi/dictionary/Welcome.htmlhttp://www.mit.tut.fi/dictionary/Welcome.html


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MagnitudNombre

Símbolo

Longitud Metro m

Masa

Kilogram

o kg

Tiempo Segundo s

Intensidad de corrienteeléctrica

Amperio A

Temperaturatermodinámica

Kelvin K

antidad de sustancia Mol mol

Intensidad luminosa andela cd

Tabla 2.1 Unidades SI básicas

Unidad de longitud! metro "m#

$l metro es la longitud de tra%ecto recorrido en el vac&o por la lu'durante un tiempo de ()2** +*2 ,- de segundo.

Unidad de masa$l kilogramo "kg# es igual a la masa del prototipo internacional delkilogramo/ adoptado por la tercera on0erencia 1eneral de esas %Medidas en (*3(.

Unidad de tiempo

$l segundo "s# es la duraci4n de * (*2 56( ++3 periodos de la radiaci4ncorrespondiente a la transici4n entre los dos niveles 7iper8nos del estado0undamental del átomo de cesio (66. $sta de8nici4n se re8ere al átomode cesio en reposo/ a una tempartaura de 3 K.

Unidad de intensidad de corriente eléctrica$l amperio "A# es la intensidad de una corriente constante 9ue/manteniéndose en dos conductores paralelos/ rectil&neos/ de longitud


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in8nita/ de secci4n circular despreciable % situados a una distancia de unmetro uno de otro en el vac&o/ producir&a entre estos conductores una0uer'a igual a 2:(3;+ ne3?,@:(3;+)m "7enriopor metro#

Unidad de temperatura termodinámica$l kelvin "K#/ unidad de temperatura termodinámica/ es la 0racci4n()2+6/(5 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua.$sta de8nici4n se re8ere a un agua de una composici4n isot4pica de8nidapor las siguientes relaciones de cantidad de sustancia! 3/333 (-- +5moles de 2 por mol de (/ 3/333 6+* * moles de (+B por mol de (5B %3/3332 33- 2 moles de de (B por mol de (5B.=e a9u& resulta 9ue la temperatura termodinámica del punto triple delagua es igual a 2+6/(5 kelvin eCactamente Ttp


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Las unidades derivadas se 0orman a partir de productos de potencias deunidades básicas. Las unidades derivadas co7erentes son productos depotencias de unidades básicas en las 9ue no interviene ningDn 0actor numéricomás 9ue el (. Las unidades básicas % las unidades derivadas co7erentes del SI0orman un conFunto co7erente/ denominado conFunto de unidades SIco7erentes.

(. $l nDmero de magnitudes utili'adas en el campocient&8co no tiene l&miteG por tanto no es posibleestablecer una lista completa de magnitudes %unidades derivadas. Sin embargo/ la tabla 2presenta algunos eFemplos de magnitudes derivadas% las unidades derivadas co7erentescorrespondientes/ eCpresadas directamente en0unci4n de lasunidades básicas.

Ejemplos de unidades SI derivadas coherentesexpresadas a partir de las unidades básicas

Magnitud NombreSímbolo

Area/ super8cie Metro cuadrado m2

Holumen Metro cDbico m6

Helocidad Metro por segundo m)s

Aceleraci4nMetro por segundocuadrado

m)s2

Dmero de ondasMetro a la potenciamenos uno

m;(

=ensidad/ masa envolumen

Kilogramo por metrocDbico

kg)m6

=ensidad super8cialKilogramo por metrocuadrado

kg)m2

Holumen espec&8co Metro cDbico por m6)kg


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kilogramo

=ensidad decorriente

Amperio por metrocuadrado

A)m2

oncentraci4n de

cantidad desustancia/concentraci4n

Mol por metrocDbico.

mol)m6

oncentraci4nmásica

Kilogramo por metrocDbico

kg)m6

Luminanciaandela por metrocuadrado.

cd)m2

Indice de re0racci4n Uno (

ermeabilidadrelativa

Uno (

Tabla 2.2 Ejemplos de unidades SI derivadas coherentes expresadas

a partir de las unidades básicas

6. or conveniencia/ ciertas unidades derivadasco7erentes 7an recibido nombres % s&mbolosespeciales. Se recogen en la tabla 6. $stos nombres% s&mbolos especiales pueden utili'arse con losnombres % los s&mbolos de las unidades básicas oderivadas para eCpresar las unidades de otrasmagnitudes derivadas.Algunos eFemplos de ello 8guran en la tabla ,. Los

nombres % s&mbolos especiales son una 0ormacompacta de eCpresar combinaciones de unidadesbásicas de uso 0recuente/ pero en muc7os casossirven también para recordar la magnitud encuesti4n. Los pre8Fos SI pueden emplearse concual9uiera de los nombres % s&mbolos especiales/pero al 7acer esto la unidad resultante no será unaunidad co7erente. $n la Dltima columna de lastablas 2.6 % 2., se muestra c4mo pueden


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eCpresarse las unidades SI mencionadas en 0unci4nde las unidades SI básicas. $n esta columna/ los0actores de la 0orma m3/ kg3/ etc./ 9ue son iguales a(/ no se muestran eCpl&citamente.

Unidades SI derivadas coherentes con nombres símbolos especiales!


Expresi"n enotrasunidadesSI

Jngulo plano adián rad ( m

Jngulo s4lido$stereorradián

sr ( m

recuencia ercio ' s

uer'a e


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electromotri'

esistenciaeléctrica

B7mio E H)A m

onductancia

eléctrica Siemens S A)H m

apacidadeléctrica

aradio )H m

luFo magnético Eeber Eb H:s m

=ensidad deNuFo magnético

Tesla T Eb)m2 k

Inductancia enrio Eb)A m

Temperaturacelsius

1radocelsius

O ; K

luFo luminoso Lumen lm cd:sr c

Iluminancia LuC lC lm)m2

m

Actividad de unradionucleido

Pec9uerel P9 ; s

=osisabsorbida/energ&a másica"comunicada#/

kerma

1ra% 1% )kg m

=osise9uivalente/dosise9uivalenteambiental/dosis

Sievert S% )kg m


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e9uivalentedireccional/dosise9uivalenteindividual

Actividadcatal&tica

Katal kat ; s

Tabla 2.3. Unidades SI derivadas coherentes con nombres y

smbolos especiales.

$Femplos de unidades SI derivadas co7erentes cu%os nombres %s&mbolos contienen unidades SI derivadas co7erentes con nombres %


Exunbá

Hiscosidad dinámica ascal segundo a:s m;(:

Momento de una0uer'a

e


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apacidad térmica/entrop&a

ulio por kelvin )K m2:k

apacidad térmicamásica/ entrop&amásica

ulio porkilogramo %kelvin

)"kg:K# m2:s

$nerg&a másica ulio porkilogramo

)kg m2:s

onductividadtérmica

Hatio por metro %kelvin

E)"m:K# m:k

=ensidad deenerg&a

ulio por metrocDbico

)m6 m;(:

ampo eléctrico Holtio por metro H)m m:k

=ensidad de cargaeléctrica

ulombio pormetro cDbico

)m6 m;6:

=ensidad super8cialde carga eléctrica

ulombio pormetro cuadrado

)m2 m;2:

=ensidad de NuFoeléctrico/despla'amientoeléctrico.

ulombio pormetro cuadrado

)m2 m;2:

ermitividad. aradio por metro )m m;6:

ermeabilidad. enrio por metro )m m:k

$nerg&a molar. ulio por mol )mol m2:k

$ntrop&a molar/capacidad calor&8camolar

ulio por mol %kelvin

)"mol:K# m2:k

$Cposici4n "ra%os C ulombio por )kg kg:;(


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% R# kilogramo

Tasa de dosisabsorbida

1ra% porsegundo

1%)s m2:s

Intensidad radiante

Hatio por

estereorradián E)sr m

2

:k

adiancia.Hatio por metrocuadrado %estereorradián

E)"m2:sr# kg:s

oncentraci4n deactividad catal&tica

Katal por metrocDbico.

kat)m6 m;6:

Tabla 2.! Ejemplos de unidades SI derivadas coherentes cuyos

nombres y smbolos contienen unidades SI derivadas coherentes

con nombres y smbolos especiales.

,. Los valores de varias magnitudes di0erentes puedeneCpresarse mediante el mismo nombre % s&mbolo deunidad SI. =e esta 0orma el Fulio por kelvin es elnombre de la unidad SI para la magnitud capacidad

térmica as& como para la magnitud entrop&a.Igualmente/ el amperio es el nombre de la unidad SItanto para la magnitud básica intensidad decorriente eléctrica como para la magnitud derivada0uer'a magnetomotri'.or lo tanto no basta con utili'ar el nombre de launidad para especi8car la magnitud.$sta regla es aplicable no s4lo a los teCtos cient&8cos% técnicos sino también/ por eFemplo/ a losinstrumentos de medida "es decir/ deben indicar

tanto la unidad como la magnitud medida#.-. Una unidad derivada puede eCpresarse de varias

0ormas di0erentes utili'ando unidades básicas %unidades derivadas con nombres especiales! el Fulio/por eFemplo/ puede escribirse ne


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resultar más Dtiles 9ue otras.$n la práctica/ para 0acilitar la distinci4n entremagnitudes di0erentes 9ue tienen la mismadimensi4n/ se pre8ere el uso de ciertos nombresespeciales de unidades o combinaciones denombres. Usando esta libertad/ se pueden elegireCpresiones 9ue recuerden c4mo está de8nida la

magnitud. or eFemplo/ la magnitud momento deuna 0uer'a puede considerarse como el resultado deproducto vectorial de una 0uer'a por una distancia/lo 9ue sugiere emplear la unidad ne


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e ? vl)V/ en donde es la densidad/ V laviscosidad dinámica/ v la velocidad % l la longitud.$n todos estos casos/ la unidad puede considerarsecomo el nDmero uno/ unidad derivadaadimensional.Btra clase de magnitudes adimensionales son losnDmeros 9ue representan una cuenta/ como el

nDmero de moléculas/ la degeneraci4n "nDmero deniveles de energ&a# o la 0unci4n de partici4n entermodinámica estad&stica "nDmero de estadosaccesibles térmicamente#. Todas estas magnitudesde recuento se consideran adimensionales o dedimensi4n uno % tienen por unidad la unidad SI uno/incluso si la unidad de las magnitudes 9ue secuentan no puede describirse como una unidadderivada eCpresable en unidades básicas del SI. araestas magnitudes/ la unidad uno podr&a considerarsecomo otra unidad básica. $n algunos casos/ sinembargo/ a esta unidad se le asigna un nombreespecial/ a 8n de 0acilitar la identi8caci4n de lamagnitud en cuesti4n. $ste es el caso del radián %del estereorradián. $l radián % el estereorradián 7anrecibido de la 1M un nombre especial para launidad derivada co7erente uno/ a 8n de eCpresar losvalores del ángulo plano % del ángulo s4lido/respectivamente/ % en consecuencia 8guran en la

tabla 6.Unidades no pertenecientes al SI cuo uso es aceptadopor el Sistema están autori#adas!

"a tabla 1.# incluye las unidades no pertenecientes al SI cuyo uso

con el Sistema Internacional está aceptado$ dado %ue son

ampliamente utili&adas en la vida cotidiana y cada una de ellas

tiene una de'inici(n exacta en unidades SI. Incluye las unidades

tradicionales de tiempo y de án)ulo. *ontiene tambi+n la hectárea$

el litro y la tonelada$ %ue son todas de uso corriente a nivel

mundial$ y %ue di'ieren de las unidades SI coherentes

correspondientes en un 'actor i)ual a una potencia entera de die&.

"os pre'ijos SI se emplean con varias de estas unidades$ pero no

con las unidades de tiempo.

Magnitud Nombre Símbolo


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Jngulo plano 1rado O

Minuto W

Segundo X

Tiempo minuto min

7ora 7

d&a d

Holumen litro l o L

Masa Tonelada t

Area ectárea 7a

Tabla 2.# Unidades no pertenecientes al SI cuyo uso es aceptado

por el Sistema y están autori&adas

$eglas de escritura de los símbolos nombres de las unidades% de expresi"n delos valores de las magnitudes para la &ormaci"n de los m'ltiplos subm'ltiplosdecimales de las unidades del SI

(. $eglas de escritura de los símbolos nombres de las unidades!

(. Los s&mbolos de las unidades se imprimen en caracteres romanos"rectos#/ independientemente del tipo de letra empleada en el teCtoad%acente. Se escriben en minDsculas eCcepto si derivan de un nombrepropio/ en cu%o caso la primera letra es ma%Dscula. omo eCcepci4n sepermite el uso de la letra L en ma%Dscula o l en minDscula como

s&mbolos del litro/ a 8n de evitar la con0usi4n entre la ci0ra ( "uno# % laletra l "ele#.

2. Un pre8Fo de mDltiplo o submDltiplo/ si se usa/ 0orma parte de launidad % precede al s&mbolo de la unidad/ sin espacio entre el s&mbolodel pre8Fo % el s&mbolo de la unidad.Un pre8Fo nunca se usa solo % nunca se usan pre8Fos compuestos.

6. Los s&mbolos de las unidades son entidades matemáticas % noabreviaturas. or tanto/ no van seguidos de un punto/ salvo al 8nal de


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una 0rase/ ni se usa el plural/ ni se pueden me'clar s&mbolos deunidades con nombres de unidades en una misma eCpresi4n/ pues losnombres no son entidades matemáticas.

,. ara 0ormar los productos % cocientes de los s&mbolos de lasunidades/ se aplican las reglas 7abituales de multiplicaci4n o de divisi4nalgebraicas. La multiplicaci4n debe indicarse mediante un espacio o un

punto centrado a media altura ":#/ para evitar 9ue ciertos pre8Fos seinterpreten err4neamente como un s&mbolo de unidad. La divisi4n seindica mediante una l&nea 7ori'ontal/ una barra oblicua ")#/ o medianteeCponentes negativos. uando se combinan varios s&mbolos deunidades/ 7a% 9ue tener cuidado para evitar toda ambigYedad/ poreFemplo utili'ando corc7etes o paréntesis/ o eCponentes negativos. $nuna eCpresi4n dada sin paréntesis/ no debe utili'arse más de una barraoblicua/ para evitar ambigYedades.

-. o se permite emplear abreviaturas para los s&mbolos % nombres delas unidades/ como seg "por s o segundo#/ mm cuad. "por mm2 omil&metro cuadrado#/ cc "por cm6 o cent&metro cDbico# o mps "por m)s ometro por segundo#. =e esta 0orma se evitan ambigYedades %malentendidos respecto a los valores de las magnitudes.

5. Los nombres de las unidades se imprimen en caracteres romanos"rectos# % se consideran como nombres "sustantivos# comunes/empie'an por minDscula "incluso cuando su nombre es el de uncient&8co eminente % el s&mbolo de la unidad comien'a por ma%Dscula#/salvo 9ue se encuentren situados al comien'o de una 0rase o en unteCto en ma%Dsculas/ como un t&tulo. ara cumplir esta regla/ la

escritura correcta del nombre de la unidad cu%o s&mbolo es O es gradoelsius "la unidad grado comien'a por la letra g en minDscula % elatributo elsius comien'a por la letra en ma%Dscula/ por 9ue es unnombre propio#. Los nombres de las unidades pueden escribirse enplural.

+. Aun9ue los valores de las magnitudes se eCpresan generalmentemediante los nombres % s&mbolos de las unidades/ si por cual9uier ra'4nresulta más apropiado el nombre de la unidad 9ue su s&mbolo/ debeescribirse el nombre de la unidad completo.

. uando el nombre de la unidad está combinado con el pre8Fo de unmDltiplo o submDltiplo/ no se deFa espacio ni se coloca gui4n entre elnombre del pre8Fo % el de la unidad. $l conFunto 0ormado por el nombredel pre8Fo % el de la unidad constitu%e una sola palabra.

*. uando el nombre de una unidad derivada se 0orma pormultiplicaci4n de nombres de unidades individuales/ conviene deFar unespacio/ un punto centrado a media altura ":#/ o un gui4n para separar elnombre de cada unidad.


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2. $eglas de escritura para expresar los valores de las magnitudes!

(. $l valor de una magnitud se eCpresa como el producto de unnDmero por una unidad! el nDmero 9ue multiplica a la unidad es el valornumérico de la magnitud eCpresada en esa unidad. $l valor numérico deuna magnitud depende de la unidad elegida. As&/ el valor de unamagnitud particular es independiente de la elecci4n de unidad/ pero su

valor numérico es di0erente para unidades di0erentes.2. Los s&mbolos de las magnitudes están 0ormados generalmente por

una sola letra en cursiva/ pero puede especi8carse in0ormaci4n adicionalmediante sub&ndices/ super&ndices o entre paréntesis. As& es els&mbolo recomendado para la capacidad calor&8ca/ m para la capacidadcalor&8ca molar/ m/p para la capacidad calor&8ca molar a presi4nconstante % m/H para la capacidad calor&8ca molar a volumen constante.

6. Los s&mbolos de las magnitudes s4lo son recomendaciones/ mientras9ue es obligatorio emplear los s&mbolos correctos de las unidades.

uando/ en circunstancias particulares/ se pre8era usar un s&mbolo norecomendado para una magnitud dada/ por eFemplo para evitar unacon0usi4n resultante del uso del mismo s&mbolo para dos magnitudesdistintas 7a% 9ue precisar claramente 9ué signi8ca el s&mbolo.

,. Los s&mbolos de las unidades se tratan como entidadesmatemáticas. uando se eCpresa el valor de una magnitud comoproducto de un valor numérico por una unidad/ el valor numérico % launidad pueden tratarse de acuerdo con las reglas ordinarias delálgebra.

$ste procedimiento constitu%e el cálculo de magnitudes/ o álgebra demagnitudes. or eFemplo/ la ecuaci4n T ? 2*6 K puede escribirsetambién como T)K ? 2*6.

-. Al igual 9ue el s&mbolo de una magnitud no implica la elecci4n deuna unidad particular/ el s&mbolo de la unidad no debe utili'arse paraproporcionar in0ormaci4n espec&8ca sobre la magnitud % no debe nuncaser la Dnica 0uente de in0ormaci4n respecto de la magnitud. Lasunidades no deben ser modi8cadas con in0ormaci4n adicional sobre lanaturale'a de la magnitudG este tipo de in0ormaci4n debe acompaZar als&mbolo de la magnitud % no al de la unidad.

5. $l valor numérico precede siempre a la unidad % siempre se deFa unespacio entre el nDmero % la unidad. As&/ el valor de una magnitud es elproducto de un nDmero por una unidad/ considerándose el espacio comosigno de multiplicaci4n "igual 9ue el espacio entre unidades#. Las DnicaseCcepciones a esta regla son los s&mbolos de unidad del grado/ elminuto % el segundo de ángulo plano/ O/ [ % \/ respectivamente/ para loscuales no se deFa espacio entre el valor numérico % el s&mbolo deunidad. $sta regla implica 9ue el s&mbolo O para el grado elsius debe


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ir precedido de un espacio para eCpresar el valor de la temperaturaelsius t.

+. $n cual9uier eCpresi4n/ s4lo se emplea una unidad. Una eCcepci4n aesta regla es la eCpresi4n de los valores de tiempo % ángulo planoeCpresados mediante unidades 0uera del SI. Sin embargo/ para ángulosplanos/ es pre0erible generalmente dividir el grado de 0orma decimal.

As&/ se escribirá 22/23O meFor 9ue 22O (2W/ salvo en campos como lanavegaci4n/ la cartogra0&a/ la astronom&a/ % para la medida de ángulosmu% pe9ueZos.

. $l s&mbolo utili'ado para separar la parte entera de su parte decimalse denomina separador decimal. $l s&mbolo del separador decimal esla coma/ en la propia l&nea de escritura. Si el nDmero está comprendidoentre ]( % ;(/ el separador decimal va siempre precedido de un cero.

*. Los nDmeros con muc7as ci0ras pueden repartirse en grupos de tresci0ras separadas por un espacio/ a 8n de 0acilitar la lectura. $stos grupos

no se separan nunca por puntos ni por comas. $n los nDmeros de unatabla/ el 0ormato no debe variar en una misma columna.

(3. La unidad SI co7erente de las magnitudes sin dimensi4n omagnitudes de dimensi4n uno/ es el nDmero uno/ s&mbolo (. Los valoresde estas magnitudes se eCpresan simplemente mediante nDmeros. $ls&mbolo de unidad ( o el nombre de unidad uno no se mencionaeCpl&citamente % no eCiste s&mbolo particular ni nombre especial para launidad uno/ salvo algunas eCcepciones 9ue se indican en las tablas.omo los s&mbolos de los pre8Fos SI no pueden unirse al s&mbolo ( ni al

nombre de unidad uno/ para eCpresar los valores de magnitudesadimensionales particularmente grandes o particularmente pe9ueZas seemplean las potencias de (3. $n las eCpresiones matemáticas/ els&mbolo ̂ "por ciento#/ reconocido internacionalmente/ puede utili'arsecon el SI para representar al nDmero 3/3(. or lo tanto/ puede usarsepara eCpresar los valores de magnitudes sin dimensi4n. uando seemplea/ conviene deFar un espacio entre el nDmero % el s&mbolo ^.uando se eCpresan de esta 0orma los valores de magnitudesadimensionales/ es pre0erible utili'ar el s&mbolo ^ meFor 9ue laeCpresi4n por ciento. uando se eCpresan valores de 0racciones

adimensionales "por eFemplo 0racci4n másica/ 0racci4n en volumen/incertidumbre relativa/ etc.#/ a veces resulta Dtil emplear el cocienteentre dos unidades del mismo tipo. $l término ppm 9ue signi8ca(35 en valor relativo o ( _ (3;5 o partes por mill4n o millonésimas/ seusa también. uando se emplea alguno de los términos ^/ ppm/ etc./ esimportante declarar cuál es la magnitud sin dimensi4n cu%o valor seestá especi8cando.

2 $eglas para la &ormaci"n de los m'ltiplos subm'ltiplos decimalesde las unidades del SI!


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(. Los mDltiplos % submDltiplos decimales de las unidades SI se 0ormanpor medio de pre8Fos 9ue designan los 0actores numéricos decimalespor los 9ue se multiplica la unidad % 9ue 8guran en la columna 0actorde la tabla -.

2. Los s&mbolos de los pre8Fos se escriben en caracteres romanos"rectos#/ como los s&mbolos de las unidades/ independientemente del

tipo de letra del teCto ad%acente/ % se unen a los s&mbolos de lasunidades/ sin deFar espacio entre el s&mbolo del pre8Fo % el de la unidad.on eCcepci4n de da "deca#/ 7 "7ecto# % k "kilo#/ todos los s&mbolos depre8Fos de mDltiplos se escriben con ma%Dsculas % todos los s&mbolos depre8Fos de submDltiplos se escriben con minDsculas. Todos los nombresde los pre8Fos se escriben con minDsculas/ salvo al comien'o de una0rase.

6. $l grupo 0ormado por un s&mbolo de pre8Fo % un s&mbolo de unidadconstitu%e un nuevo s&mbolo de unidad inseparable "0ormando unmDltiplo o un submDltiplo de la unidad en cuesti4n# 9ue puede serelevado a una potencia positiva o negativa % 9ue puede combinarse conotros s&mbolos de unidades compuestas.$Femplos!2/6 cm6? 2/6 "cm#6? 2/6 "(3;2m#6? 2/6 _ (3;5m6.( cm;(? ( "cm#;(? ( "(3;2 m#;(? (32m;(? (33 m;(.( H)cm ? "( H#)"(3;2m# ? (32H)m ? (33 H)m.-333 >s;(? -333 ">s#;(? -333 "(3;5s#;(? - _ (3*s;( .

,. Los nombres de los pre8Fos son inseparables de los nombres de lasunidades a las 9ue se unen. As&/ por eFemplo/ mil&metro/ micropascal %

meganeas/como unidades de medida de ángulos mu% pe9ueZos.

5. $ntre las unidades básicas del Sistema Internacional/ la unidad demasa es la Dnica cu%o nombre/ por ra'ones 7ist4ricas/ contiene unpre8Fo. Los nombres % los s&mbolos de los mDltiplos % submDltiplosdecimales de la unidad de masa se 0orman aZadiendo los nombres de


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los pre8Fos a la palabra gramo % los s&mbolos de estos pre8Fos als&mbolo de la unidad g.

(actor)re*jo

Símbolo

(actor)re*jo

Símbolo

(32, òtta ` (3;( =eci d

(32( etta (3;2 enti c

(3( $Ca $ (3;6 Mili m

(3(- eta (3;5 Micro >

(3(2 Tera T (3;* ano n

(3* 1iga 1 (3;(2 ico p

(35 Mega M (3;(- emto 0

(36 Kilo k (3;( Atto a

(32 ecto 7 (3;2( epto '

(3(

=eca da (3;2,

òcto %

Tabla 2., -re'ijos SI

6 SIST$MA =$ M$=IIB$S 1$$ALIA=AS

Las mediciones sirven para determinar el tamaZo de cantidad/ peso/ eCtensi4n/ o algo 9uedescribe aun obFeto mediante magnitudes numericas/ estonosproporciona una menera 0ácil% casiDnica de controlar la0orma en 9ue se diemsionan las partes/ la medici4n tiene por obFetoreconocer el tamaZo eCacto de las partes/ % 0acilitar su inspecci4n/ conocientos con anticipaci4nlos re9uerimientos % tolerancias de los obFetos a inspeccionar.


21/35

8gura 6.(

Las mediciones las podemos clasi8car como!

Medici4n =irecta!$sta medici4n se reali'a con la a%uda deaparatos graduados/ como son! regla/escalimetro/metro/etc.

Medici4n Indirecta!uándo es di8ci&l reali'ar unamedicion/ 9ui'as por su 0ormageometrica/o bien por 0alta de uninstrumento adecuado/recurrimos a los cálculos matemáticos/ oinstrumentos de medici4nintermedios.

$Cplicaci4n estad&stica!Aplicando la estad&stica en la metrolog&a podemos utili'ar la desviaci4n estándar/ la media/ el

promedio/ 9ue se pueden aplicar en la medici4n de procesos.

estad&sticas ruebas estádisticas

ara evaluar la precisi4n de las mediciones/ el analista debe utili'ar métodosestad&sticos/los cuales inclu%en limites de con8an'a/ rec7a'o de puntos aberrantes/ análisis de regresi4n paraestablecer gra8cas de calibraci4n/pruebas de signi8caci4n/ calculo de la desviaci4n estandar/entre otros.

$n el siguiente cuadro 6.2 podras obsereva la clasi8caci4n de los intrumentos de medicion


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Tabla 3.2

+!,- Mediciones su clasi*caci"n.

,.-.1 Mediciones mec(nicas.

%e llaman mediciones mecánicas a a los resultados de medir masa, fuerza,presión, flu1o, longitud, ángulo plano, volumen ymagnitudes afines. Existe unaparte de la metrología encargada de establecer, conservar, desarrollar ydiseminar los patronesnacionales de las magnitudes mecánicas. La medición deestas magnitudes es indispensable para el desarrollo industrial del paísen todossus sectores productivos y especialmente en las industrias de fabricación deproductos metálicos, maquinarias y equipos,productos alimenticios, industriaquímica e industria petroquímica. Estas y otras industrias manufacturerasrequieren medicionesmecánicas exactas para obtener incertidumbres adecuadasen el control de sus procesos productivos, a fin decompetir con !xito en losmercados nacionales e internacionales.


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ISTUM$TBS AA M$=IIB M$JIA para saber 9ue tipos de instrumentos se 7an de utili'ar debemos de tener en cuenta 9ue es lo9ue se desea medir! ectitud/ redonde'/ planicidad/ angularidad/ paralelismo/ etc

=os caracter&sticas importantes de un instrumento de medida son la precisi4n % la sensibilidad.Los 0&sicos utili'an una gran variedad de instrumentos para llevar a cabo sus mediciones. =esde

obFetos sencillos como reglas % cron4metros 7asta microscopios electr4nicos % aceleradores depart&culas.

Los instrumentos de medici4n eCistentes caen dentro de dos divisiones mu% amplias! la medici4nlineal % la medici4n angular. artiendo de dic7a divisi4n se podrá encontrar una subdivisi4n! enmedidores directos e indirectos para ambas categor&as. La medici4n se puede dividir en directa"cuando el valor de la medida se obtiene directamente de los tra'os# o indirecta "para obtener elvalor de la medida necesitamos compararla con alguna re0erencia#.

Mediciones directas e indirectas

A las cantidades 9ue se obtienen utili'ando un instrumento de medida se les denominamediciones directas/ % a las mediciones 9ue se calculan a partir de mediciones directas se lesdenomina mediciones indirectas.

+!,!/ Mediciones eléctricas

$ste tipo de mediciones se reali'an para medir las di0erentes tensiones/ resistencias/ % otrasvariaciones de electricidad 9ue tengan circuitos % e9uipos de nuestro uso diario o deeCperimentaci4n.

Los parámetros 9ue distinguen el Uso de los instrumentos de medici4n son!

La intensidad la miden los Amper&metros.

La tensi4n la miden los Holt&metros.

Además el B7mimetro meFora el circuito "Amper&metro ; Holt&metro# % el Multimetro reDne todas las0unciones de los tres antes mencionados.

Las mediciones eléctricas se reali'an con aparatos especialmente diseZados segDn la naturale'a de

la corrienteG es decir/ si es alterna/ continua o pulsante. Los instrumentos se clasi8can por losparámetros de voltaFe/ tensi4n e intensidad.

=e esta 0orma/ podemos enunciar los instrumentos de medici4n como el Amperímetro o unidad deintensidad de corriente. $l Voltímetrocomo la unidad de tensi4n/ el Ohmimetro como la unidad deresistencia % los Multimetros como unidades de medici4n mDltiples.

Ei+os de medición de electrónica

Los equipos de medición de electrónica son el con1unto de equipos que se utilizan para realizar mediciones de dispositivos

electrónicos. 3ueden servir para crear estímulos, para capturar respuestas, para enrutar la se6al, etc.


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ipos de equipos 7ásicos+

/oltímetro 8 $iden volta1e.

0metro 8 $iden resistencia.

2m+erímetro 8 $iden corriente el!ctrica.

Mltímetro 8 $iden volta1e, resistencia y corriente el!ctrica.

3ente de alimentación 8 2enera volta1es

4enerador de se5ales

4enerador de +lsos

Oscilosco+io

3recencímetro

26an7ados

2nali7ador de redes

2nali7ador de es+ectros

Medidores de figra de rido


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figura 9.:.;


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3.) mediciones de presi!n

La presi4n 9ueda determinada por el cociente entre una 0uer'a % el área sobre la 9ue actDa esa0uer'a. As&/ si una 0uer'a actDa sobre una super8cie A/ la presi4n 9ueda estrictamentede8nida por la siguiente eCpresi4n! ? )A

Los sensores de presi4n pueden agruparse en!

basados en principios mecánicos/ como de0ormaci4n por 0uer'a.

basados en principios eléctricos/ por conversi4n de una de0ormaci4n o 0uer'a a una propiedadeléctrica.

LAS$S =$ $SI U$ MI=$ LBS ISTUM$TBS

"i#$ra 3..%

Man4metro de tubo en 0orma de XUX

La 0orma más tradicional de medir presi4n en 0orma precisa utili'a un tubo de vidrio en 0orma deXUX/ donde se deposita una cantidad de l&9uido de densidad conocida "para presiones altas/ seutili'a 7abitualmente mercurio para 9ue el tubo tenga dimensiones ra'onablesG sin embargo/para presiones baFas el man4metro en U de mercurio ser&a poco sensible#. $l man4metro en0orma de XUX con0orma un sistema de medici4n más bien absoluto % no depende/ por lo tanto/ decalibraci4n. $sta ventaFa lo 7ace un arte0acto mu% comDn. Su desventaFa principal es la longitudde tubos necesarios para una medici4n de presiones altas %/ desde el punto de vista de lainstrumentaci4n de procesos/ no es sencillo trans0ormarlo en un sistema de transmisi4n remotade presi4n."8g. 6.,.2#


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"i# 3..2

Tubo Pourdon

$l tubo Pourdon 0unciona en base a la relaci4n entre la carga % la de0ormaci4n es una constantedel material/ conocida como m4dulo de `oung. Si la constante de de0ormaci4n es conocida/ sepuede obtener la carga segDn! arga ? =`. $ntonces/ ante de0ormaciones pe9ueZas demateriales elásticos/ se peden cuanti8car las cargas "0uer'as# solicitantes. $l tubo Pourdon es talve' el man4metro más comDn en plantas de procesos 9ue re9uieran medici4n de presiones.

onsiste de un tubo metálico ac7atado % curvado en 0orma de XX/ abierto s4lo en un eCtremo. Alaplicar una presi4n al interior del tubo/ la 0uer'a generada en la super8cie eCterior de la XX esma%or 9ue la 0uer'a generada en la super8cie interior/ de modo 9ue se genera una 0uer'a neta9ue de0orma la XX 7acia una XX más abierta. $sta de0ormaci4n es una medici4n de la presi4naplicada/ 9ue puede determinarse por el despla'amiento mecánico del puntero conectado altubo Pourdon/ o mediante un sistema de variaci4n de resistencia o campos eléctricos omagnéticos. Btras 0ormas t&picas del tubo son espiral % 7elicoidal. Tubo Pourdon uelle! $s unrecipiente cerrado/ con lados 9ue pueden eCpandirse o contraerse como un acorde4n. Laposici4n del 0uelle sin presi4n puede ser determinada por el mismo 0uelle o por un resorte. Lapresi4n es aplicada sobre la cara del 0uelle % su de0ormaci4n % su posici4n dependen de la

presi4n. =ia0ragma! $s un sensor 9ue está t&picamente construido por dos discos NeCibles %cuando una presi4n es aplicada sobre una cara del dia0ragma/ la posici4n de la cara del discocambia por de0ormaci4n. La posici4n está relacionada con la presi4n.


28/35

"i#..3.3

Btros basados en 0uer'a!

uelle! $s un recipiente cerrado/ con lados 9ue pueden eCpandirse o contraerse como unacorde4n. La posici4n del 0uelle sin presi4n puede ser determinada por el mismo 0uelle o por unresorte. La presi4n es aplicada sobre la cara del 0uelle % su de0ormaci4n % su posici4n dependende la presi4n.

=ia0ragma! $s un sensor 9ue está t&picamente construido por dos discos NeCibles % cuando unapresi4n es aplicada sobre una cara del dia0ragma/ la posici4n de la cara del disco cambia porde0ormaci4n. La posici4n está relacionada con la presi4n.

Btros basados en propiedades eléctricas

apacitivo o inductivo! $l movimiento asociado con alguno de los sensores mecánicos %adescriptos/ puede ser usado para inNuenciar alguna propiedad eléctrica "por eFemplo/capacitancia#/ a0ectando una seZal de medici4n. or eFemplo/ un cambio de presi4n sobre undia0ragma/ ocasiona un cambio en la capacitancia o inductancia.

ie'oeléctrico! uando se aplica una presi4n sobre un material pie'oeléctrico "por eFemplo/cuar'o#/ se genera una tensi4n eléctrica/ proporcional a la presi4n eFercida sobre el material.

-# Mediciones de NuFo

0a medici"n de 1ujo constitue tal ve#% el eje más alto porcentaje en cuanto a

medici"n de variables industriales se re*ere! Ninguna otra variable tiene la

importancia de esta% a 2ue sin mediciones de 1ujo% sería imposible el balance

de materiales% el control de calidad a'n la operaci"n de procesos continuos!

$Cisten muc7os métodos para medir NuFos/ en la ma%or&a de los cuales/ esimprescindible el conocimiento de algunas caracter&sticas básicas de los Nuidos para unabuena selecci4n del meFor método a emplear. $stas caracter&sticas inclu%en viscosidad/densidad/ gravedad espec&8ca/ compresibilidad/ temperatura % presi4n/ las cuales novamos a detallar a9u&.


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Pásicamente/ eCisten dos 0ormas de medir el NuFo! el caudal % el NuFo total. $l caudal esla cantidad de Nuido 9ue pasa por un punto determinado en cual9uier momento dado. $NuFo total de la cantidad de Nuido por un punto determinado durante un periodo detiempo espec&8co. Heamos a continuaci4n algunos de los métodos empleados para medircaudal.

ME3I4I5N )6$ )$ESI5N 3I(E$EN4I70

Utili'a dispositivos 9ue originan una presi4n di0erencial debido al paso de un Nuido por una

restricci4n. La ra'4n de 7acer esto es 9ue el caudal es proporcional a la ra&' cuadrada de la di0erencia

de presiones entre dos puntos/ antes % después de la restricci4n. Uno de estos elementos es la placa ;

ori8cio o placa per0orada. All&/ el Nuido su0re una disminuci4n de su presi4n/ la cual es m&nima en el

punto denominado Xvena contractaX. Si bien es cierto/ la presi4n tiende a recuperarse/ eCiste al 8na

una pérdida de presi4n.


30/35

"i#. &.%

Btra restricci4n de tuber&a para la medici4n del NuFo es el tubo Henturi/ el cual es especialmente

diseZado a la longitud de la Xtuber&aX. Tiene la 0orma de dos embudos unidos por sus aberturas más

pe9ueZas % se utili'a para tuber&as grandesG es más preciso 9ue la placa;ori8cio/ pero es

considerablemente más costoso % más di0&cil de instalar.


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"i#. &.2

E3I36$ES 3E 8$E7 97$I7:0E

Se distinguen de los anteriores en 9ue en a9uellos eCiste una variaci4n de presi4n/ mientras el área

permanece constante. A9u& sin embargo/ lo 9ue permanece constante es la presi4n di0erencial/

gracias a la su8ciente variaci4n del área. Uno de estos es el rotámetro el cual consta de un tubo

c4nico vertical 9ue encierra un NotadorG éste/ dependiendo del caudal/ toma una posici4n en el tubo

9ue aumenta o disminu%e el tamaZo del área % as& mantiene la presi4n constante. Una escala

graduada dentro del tubo/ estará calibrada en unidades de presi4n % as& tener una lectura directa de

la misma.

Los rotámetros se pueden 0abricar con tubos de vidrio/ metal % plástico. $stos dos Dltimos se utili'an

cuando el Nuido es mu% corrosivo o m% oscuro para permitir la colocaci4n de una escala interna. $n

esos casos se usa un seguidor magnético relacionado a un imán colocado en el Notador interno % as&

transmitir mecánicamente la variaci4n del caudal a un indicador.


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"i#. &.3

') ediciones de temperat$ra

La temperatura es un concepto abstracto, el cual se explica por su efecto en las condiciones del medio ambiente, los ob1etos y sus

propiedades, en general se relaciona con el comportamiento de la materia y en la mayoría de los casos define el estado final de !sta.

3opularmente la temperatura es relacionada a los conceptos de frío y calor. *lgo es más caliente si presenta una mayor temperatura, o

está más frío si se presenta una disminución en la temperatura. %in embargo, aunque este concepto es común y aceptable, en la

realidad la física define a la temperatura como+ "una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema

termodinámico, definida por el principio cero de la termodinámica, o conocida como la energía sensible, que es la energía asociada a

los movimientos de las partículas de ese sistema termodinámico#, esto quiere decir que la temperatura es la cuantificación de la

actividad molecular de la materia.

La física t!rmica es el área de la física que estudia la temperatura, la transferencia y la transformación de la energía, y la

termodinámica es la rama de la física que describe los estados de equilibrio a nivel macroscópico, desde un punto de vista

fenomenológico, por lo que no se le busca explicación o interpretación física ya que se realiza un estudio profundo del fenómeno a

trav!s de otras magnitudes con el uso de un m!todo experimental.

El sistema internacional de unidades, %, considera a la temperatura como una de las magnitudes básicas, cuya unidad es el


33/35

específico. La temperatura define el comportamiento mecánico de la materia, y a trav!s de la sensación de cambio que produce

permite inferir la reacción de la materia a ciertos estímulos y condiciones. 3ermite definir los conceptos de energía, masa, presión,

vibración, desgaste, fricción, etc., y define el comportamiento de muc)as reacciones químicas típicas de la naturaleza, o realizadas

dentro de un laboratorio para mostrar una característica propia del proceso.

4esde el punto de vista industrial, la temperatura tiene que ver con los alimentos, su producción, almacenamiento y vida útil, con la

agricultura, la generación de energía, la metalurgia y todos los materiales existentes )asta a)ora, la medicina, la farmac!utica, la

informática, el medio ambiente, en general con todos los campos de la ciencia. El ser )umano no se )abría desarrollarse al nivel actua

sin )aber dominado este concepto.

La medición en los cambios producidos en la temperatura se realiza con diferentes instrumentos+

ermómetros de líquido en vidrio

ermómetros de columna

ermómetros a presión de gases y de vapor

ermómetros bimetálicos

ermómetros de resistencia

ermopares

3irómetros ópticos

"i#. &.%

') istorcion

*a distorsi!n se p$ede di+idir en dos tipos distorsi!n lineal y distorsi!n alineal, comenaremos definiendo la

distorsi!n.

=istorsi4n.


34/35

$s cual9uier cambio en una seZal 9ue altera su 0orma de onda básica "en el dominio del tiempo#o bien/ altera la relaci4n entre sus componentes espectrales "domino de la 0recuencia#. Ladistorsi4n puede ser del tipo lineal o del tipo no lineal

=istorsi4n lineal.

$s la alteraci4n de la 0orma de onda de la seZal transmitida % se debe a la respuesta en0recuencia no plana del medio de transmisi4n/ 9ue trabaFa como 8ltro % tiende a atenuar o a

resaltar algunas 0recuencias del mensaFe. $l e0ecto en tele0on&a es 9ue a veces se noreconocemos la vo' del 9ue nos 7abla por9ue se modi8ca su timbre.

=istorsi4n alineal.

$s un tipo de distorsi4n no lineal % ocurre cuando un sistema/ debido a su ganancia no l&nea/genera nuevas componentes espectrales en 0recuencias mDltiplo de las 0recuencias %a presente"arm4nicas# o bien/ genera nuevas componentes espectrales en 0recuencias suma % di0erenciade las 0recuencias %a presentes en la seZal "intermodulaci4n#. Auditivamente/ se escuc7a comoun ruido intermitente.

e0erencias

eproducci(n parcial del eal /ecreto 2032200$ de 30 de diciembre$ por el %ue se establecen

las unidades le)ales de medida. -ublicado el jueves 21 de enero de 2010.

?eferencias+

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metrología y normalización libro

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