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Al Servicio del Sistema

Nacional de Educación

Superior TecnológicaCR-PP-PO-05-05

Rev. 1

Modulo Metrología

Dimensional




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1. Llena tu cedula de inscripción

2. Presentación de los participantes

3. Reglas del juego

4. Horario de trabajo

5. Esquema de acreditación del curso

6. Presentación del video promocional del CRODE

7. Evaluación diagnostica

PRESENTACION




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CR-PP-PO-05-05

NOMBRE: Ing. Miguel Angel Silva García

OBJETIVO GENERAL: Al finalizar el curso los participantes

conocerán los fundamentos para realizar calibraciones de

instrumentos industriales utilizados para hacer mediciones de

longitud.

DURACION: 7 al 11 de Mayo 40 horas




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Capítulo 1. Se abordan temas que llevan al participante a

conocer la evolución y los conceptos básicos de la metrología

dimensional lo que le permitirán obtener un mejor

aprovechamiento del curso.

Capítulo 2. Los temas van enfocados a conocer los diferentes

tipos de errores y la manera de minimizarlos.

Capítulo 3. Se busca que el metrólogo conozca y utilice de

manera correcta los instrumentos básicos de metrología

dimensional para lograr una medición de calidad.

Capitulo 4. Se describen los procedimientos de calibración de

los instrumentos básicos de metrología dimensional.




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INTRODUCCION

TEMA 1: Breve Historia de la metrología

1.1. Evolución de la Medición de Longitud

1.2. Clasificación de la Metrología

1.3 Campos de aplicación de la metrología dimensional Industrial

1.4. Conceptos Básicos de Metrología

1.5. Diseminación de la Exactitud y Trazabilidad




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TEMA 2: Errores de Medición

2.1 Principales causas de los errores en la medición

2.2 Tipos de Errores

2.2.1 Errores Humanos

2.2.2 Errores Debidos a las Condiciones Ambientales

2.2.3 Errores por el instrumento o equipo de medición

TEMA 3: Instrumentos para Medir Longitud

3.1 Calibradores

3.2 Micrómetros

3.3 Indicadores

3.4 Bloques patrón




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TEMA 4: Particularidades de la Calibración

4.1 Conceptos

4.2 Requisitos indispensables para la calibración

4.3 Determinación de los periodos recomendables para la calibración

4.4 Registro de las calibraciones

TEMA 5: Calibración de Instrumentos Dimensional

5.1 Calibración de calibradores

5.2 Calibración de indicadores de carátula

5.3 Calibración de Micrómetros




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Quilate: 1/5 de g,

200 mg

Keration, que

significa

algarrobo,

los árabes se

deformo a

quirat

los españoles la

deformaron a

quilate.

Año 400 A.C

Atenas

Productos y

servicios con

calidad




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1664 Huygens intenta utilizar el periodo de una oscilación el cual Galileo descubrió era constante.

• El periodo era afectado por la masa de la cuerda

• Posición del centro de la esfera

• El aire arrastrado y el desgaste de la cuerda

1670 el escolástico Francés Montonpropuso usar la diezmillonésima parte del cuadrante terrestre como el patrón de longitud.

• 1791 un comité designado por el gobierno Francés determino acepto esta propuesta




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1799 fue elaborada una barra de platino de 1 metro de longitud y su sección transversal era de 25,3 mm por 4 mm

1878 empezó a fabricar y reproducir el prototipo del metro para las naciones que firmaron el tratado internacional de pesas y medidas.

• 90% de platino y 10% de iridio.

• Eran de 1020 mm de largo en firma de X distancia entre líneas de 1mm




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1957 se propone adoptar la longitud de onda en el vació de la luz emitida por la transición entre dos niveles de energía de Kriptón.

1960 se acepta la propuesta y se decide definir el metro como: un metro es igual a 1 650 763, 73 veces la longitud de onda de una luz emitida por la transición entre los niveles de energía del átomo de Kriptón 86.




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La unidad de longitud es el metro (símbolo m) que se

define como la longitud de la trayectoria recorrida por la

luz en el vacío durante un intervalo de tiempo de 1/299

792 458 de segundo




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CR-PP-PO-05-05

En México, la entidad responsable de la actividad de Metrología Legal

es la Secretaría de Economía, a través de la Dirección General de

Normas. Así mismo la Procuraduría Federal del consumidor.




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En México la entidad responsable de la actividad de metrología

científica es el Centro Nacional de Metrología (CENAM).

En el ámbito internacional la metrología científica es regida por

el Buró Internacional de Pesas y Medidas (BIPM)




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La metrología industrial se divide para su aplicación, de

acuerdo al tipo de técnica de medición teniendo de esta

manera, entre otras las siguientes:

Metrología eléctrica

Metrología térmica

Metrología química

Metrología fotométrica

Metrología de presión

Metrología acústica

Metrología de tiempo y frecuencia.

Metrología Geométrica (dimensional)

La metrología geométrica generalmente estudia los

procesos para determinar magnitudes lineales y

angulares así como la evaluación de características como

redondez, paralelismo, concentricidad y coaxialidad.




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La medición de longitud o determinación de una distancia se utiliza en toda

determinación de la forma de un objeto.




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¿Campos de la actividad humana que requieren

mediciones dimensionales?

Catastros

Máquinas

Industria

manufacturera

Instrumentos Científicos

Vestido

Electrodomésticos

Construcción

Automotriz 80% en la

industria tiene

que ver con

longitud

Lo que realmente medimos

es una distancia entre dos

puntos




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Campo de aplicación de la metrología Dimensional

Longitudes Exteriores

Interiores

Profundidades

Ángulos

Cualesquiera

Superficie

Acabado superficial

Formas y posiciones

Formas por elementos aislados

Rectitud

Planitud

Circularidad

Forma de una línea

Forma de una superficie

Orientación por elementos asociados

Paralelismo

Perpendicularidad

Inclinación

Posición por elementos asociados

Localización de un elemento

Concentricidad

Coaxialidad




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Clasificación de los instrumentos de medición dimensional

Lineal

Medida directa

Con trazos o divisiones

Escala o reglas graduadas

Todo tipo de calibradores

Medidores de alturas con escala vernier

Con tornillo micrométrico

Todo tipo de micrómetros

Cabezas micrométricas

Medidor maestro de alturas

Con dimensión fija

Bloques patrón

Calibres de espesores (lainas)

Escantillones o calibradores “pasa no pasa”

Medida indirecta

Comparativa

Máquina de medición de redondez

Comparadores ópticos

Comparadores neumáticos

Comparadores electromecánicos

Medidor de espesor de recubrimiento

Relativa

Niveles

Reglas ópticas

Rugosímetros

Angular

Medida directa

Con trazos o divisiones

Transportador simple

Goniómetros

Escuadra universal

Escuadra graduada

Con dimensión fija

Escuadras fijas

Bloques patrón angulares

Polígonos

Medida indirecta Trigonométrica

Falsas escuadras

Regla de senos

Mesa de senos

MMC




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Referencia NMX-Z-055-2006




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Magnitud. Atributo de un fenómeno, cuerpo o sustancia que es susceptible de ser

diferenciado cualitativamente y determinado cuantitativamente.

Ejemplo: volumen, peso,

Magnitud base. Magnitud de un sistema de magnitudes que se acepta por convención

como funcionalmente independientes unas de otras

Magnitud derivada. Magnitud de un sistema de magnitudes definida en función de las

magnitudes de base.

Ejemplo: Velocidad = longitud o distancia /tiempo; Fuerza = masa por aceleración




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Valor (de una magnitud). Expresiones cuantitativas de una magnitud particular,

expresada generalmente en la forma de una unidad de medida multiplicada por un

número.

Ejemplo:

- Masa de un cuerpo 0,152 kg ó 152 g;

- - Cantidad de sustancia de una muestra de agua (H2O) 0,012 mol ó 12mmol.

Valor verdadero (de una magnitud). Valor compatible con la definición de una

magnitud particular dada.

Es el valor que se obtendría por una medición perfecta.

Los valores verdaderos son por naturaleza indeterminados.

Valor convencionalmente verdadero (de una magnitud). Valor atribuido a una

magnitud particular y aceptada, algunas veces por convicción, como un valor que

tiene una incertidumbre apropiada para un propósito dado.

También se le suele llamar valor asignado, mejor estimación del valor, valor

convenido o valor de referencia.

Ejemplo:

El metro se define en la actualidad como 1/299 792 458 s




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Medición. Conjunto de operaciones que tienen por objeto determinar el valor de

una magnitud.

Principio de medición. Base científica de una medición

Ejemplo:

El efecto termoeléctrico aplicado a la medición de temperatura.

El efecto Doppler aplicado a la medición de la velocidad.

Método de medición. Secuencia lógica de las operaciones, descritas de manera

genérica, utilizada en la ejecución de las mediciones.

Los métodos de medición se encuentran normalmente en normas y publicaciones

científicas.

Ejemplo: Método de sustitución, método directo, método nulo o de cero.

Procedimiento de medición. Conjunto de operaciones, descritas

específicamente, para realizar mediciones particulares de acuerdo a un método

dado.




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Mensurando. Magnitud particular sujeta a medición.

Ejemplo: longitud de un bloque patrón.

Magnitud de influencia. Magnitud que no es el mensurando pero que afecta al

resultado de la medición.

Ejemplo: Humedad, temperatura, presión

Resultado de una medición. Valor atribuido a un mensurando y obtenido por

medición.

Resultado no corregido. Resultado de una medición antes de la corrección del error

sistemático.

Resultado corregido. Resultado de una medición después de la corrección del error

sistemático.

Exactitud de medición. Proximidad de concordancia entre el resultado de una

medición y un valor verdadero del mensurando.




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Calibración

Operación que bajo 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.

Notas.

•Una calibración puede expresarse por una declaración, una función de calibración,

un diagrama de calibración, una curva de calibración o una tabla de calibración. En

algunos casos puede dar lugar a una corrección aditiva o multiplicativa de la

indicación con su respectiva incertidumbre.

•Una calibración no debería confundirse con el ajuste de un sistema de medición, a

menudo llamada incorrectamente “autocalibración”, ni con la verificación de la

calibración.




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Repetibilidad (de resultados de medición) Proximidad de la concordancia entre los

resultados de las mediciones sucesivas del mismo mensurando, con las mediciones

realizadas con la aplicación de la totalidad de las siguientes condiciones:

El mismo procedimiento de medición.

El mismo observador.

El mismo instrumento de medición utilizado en las mismas condiciones

El mismo lugar

La repetición dentro de un período corto de tiempo.




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Bajo las mimas condiciones Bajo condiciones variables

Tiempo;

Observador;

Instrumento;

Método de medición.

Repetibilidad / Reproducibilidad

Repetibilidad (de resultados de

medición) Proximidad de la

concordancia entre los resultados de

las mediciones sucesivas del mismo

mensurando, con las mediciones

realizadas con la aplicación de la

totalidad de las siguientes condiciones:

Reproducibilidad (de los resultados

de medición). Proximidad de

concordancia entre los resultados de

las mediciones del mismo mensurando,

con las mediciones realizadas haciendo

variar las condiciones de medición.




Rev. 1

Múltiplo de una unidad

Unidad de medida obtenida multiplicando una unidad de medida

dada por un número entero mayor que uno.

Ejemplos.

•El kilómetro es un múltiplo decimal del metro.

•La hora es un múltiplo no decimal del segundo.

Submúltiplo de una unidad

Unidad de medida obtenida dividiendo una unidad de medida

dada por un número entero mayor que uno

Ejemplos.

•El milímetro es un submúltiplo decimal del metro.

•Para el ángulo plano, el segundo es un submúltiplo no decimal

del minuto.




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Nombre Símbolo Valor

yotta Y 1024 = 1 000 000 000 000 000 000 000 000

zetta Z 1021 = 1 000 000 000 000 000 000 000

exa E 1018 = 1 000 000 000 000 000 000

peta P 1015 = 1 000 000 000 000 000

tera T 1012 = 1 000 000 000 000

giga G 109 = 1 000 000 000

mega M 106 = 1 000 000

kilo k 103 = 1 000

hecto h 102 = 100

deca da 101 = 10

deci d 10-1 = 0,1

centi c 10-2 = 0,01

mili m 10-3 = 0,001

micro µ 10-6 = 0,000 001

nano n 10-9 = 0,000 000 001

pico p 10-12 = 0,000 000 000 001

femto f 10-15 = 0,000 000 000 000 001

atto a 10-18 = 0,000 000 000 000 000 001

zepto z 10-21 = 0,000 000 000 000 000 000 001

yocto y 10-24 = 0,000 000 000 000 000 000 000 001




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Características de los instrumentos de medición

Instrumento de medición: Dispositivo destinado a ser utilizado para hacer

mediciones, solo o asociado a uno o varios dispositivos .

Instrumentos de medición registradores




Rev. 1

Características de los instrumentos de medición

Instrumentos de medición Indicadores




Rev. 1

Sistema de medición: Conjunto completo de instrumentos de medición y otros

equipos ensamblados para ejecutar mediciones especificas




Rev. 1

Patrón: medida materializadas, instrumento 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.




Rev. 1

Valor nominal: valor nominal redondeado o aproximado de un

característica de un instrumento de medición que proporciona una

guía de uso.

Ejemplo:

El valor de 100 ohm marcada en una resistencia patrón.

El valor de 100 mm de longitud de un bloque patrón.

El valor de 25 mm de diámetro de un anillo patrón.




Rev. 1

Alcance nominal: Intervalo de la escala obtenida por una posición

dada de los controles de un instrumento de medición.

Es normalmente expresado en términos de sus límites inferior y superior, por ejemplo en la

figura es de 0 mm a 10 mm.

Cuando el límite inferior es cero, el alcance nominal es comúnmente expresado solo por el

límite superior, es decir, 10 mm

0.01 mm




Rev. 1

Intervalo de medición : Módulo de la diferencia entre los dos limites de un

alcance nominal

Ejemplo:Para un alcance nominal de -10 µm a +10 µm el intervalo de un

alcance nominal es de 20 µm




Rev. 1

Resolución : la diferencia mas pequeña entre las indicaciones de un

dispositivo indicador que puede ser distinguido significativamente.

Resolución efectiva: Lo que puede ver el ojo humano.

¿alcance nominal? ¿Intervalo de medición? ¿Valor de una división de la

escala? ¿resolución?




Rev. 1

Resolución : la diferencia mas pequeña entre las indicaciones de un

dispositivo indicador que puede ser distinguido significativamente.




Rev. 1

Estabilidad: Aptitud de un instrumento de medición para mantener

constantemente en tiempo, sus características metrológicas.

Deriva: variación lenta de una característica

metrológica de un instrumento de medición.

repetibilidad

Reproducibilidad




Rev. 1

Histéresis: propiedad de un instrumento donde la

respuesta a una señal de entrada depende de la

secuencia de las señales entrada precedentes.

Lectura del

indicador

Error Inst.

promedio

(mm)

Lectura del

indicador (mm)

(mm) 0 a 10 10 a 0

0.0 0.0000 -0.0003

0.1 -0.0008 -0.00090.2 -0.0012 -0.00090.3 -0.0009 -0.0009

0.4 0.0003 0.0000

0.5 -0.0002 0.0003

0.6 -0.0020 -0.00190.7 -0.0034 -0.00320.8 -0.0037 -0.0045

0.9 -0.0022 -0.0026

1.0 -0.0017 -0.0009

1.1 -0.0015 -0.0011

1.2 -0.0035 -0.0031

1.3 -0.0041 -0.00391.4 -0.0030 -0.0037

1.5 -0.0028 -0.0022

1.6 -0.0040 -0.0036

1.7 -0.0028 -0.0029

1.8 -0.0033 -0.00491.9 -0.0038 -0.0037

2.0 -0.0033 -0.0034

2.5 -0.0058 -0.0049

3.0 -0.0039 -0.0039

3.5 -0.0041 -0.0034

4.0 -0.0038 -0.0031

4.5 -0.0043 -0.0031

5.0 -0.0044 -0.0029

6.0 -0.0036 -0.0027

7.0 -0.0035 -0.0027

8.0 -0.0030 -0.0016

9.0 -0.0041 -0.0031

10.0 -0.0047

-0.0070

-0.0060

-0.0050

-0.0040

-0.0030

-0.0020

-0.0010

0.0000

0.0010

1E

rro

r (m

m)

Longitud

Error Indicado

0 a10




Rev. 1

Clase de exactitud: clase de instrumento de medición que

satisfacen ciertos requisitos metrológicos destinados a conservar los

errores dentro de los limites especificados

Clasificación Uso

Grado

JIS-ISO-DIN

ReferenciaInvestigación tecnológica y científica.

Calibración de bloques patrón grado 0,1 y 2.K

Calibración

Calibración de instrumentos de medición.

Calibración de bloques patrón (con el grado o se

pueden calibrar bloques grado 1 y 2; con el grado 1 se pueden calibrar bloques grado 2).

0 1

InspecciónInspección de partes, máquinas, montajes.

Calibración de instrumentos de medición1 2

TallerFabricación de dispositivos

Montaje de herramientas de corte.2




Rev. 145

Errores Máximos Tolerados: limites de los errores tolerados (de un

instrumento de medición), valores extremos de un error, tolerados

por las especificaciones, reglamentos, y otros para un instrumento de

medición dado




Rev. 1

CR-PP-PO-05-05

Trazabilidad. Propiedad del resultado de una medición o del valor de un patrón por la cual

puede ser relacionado a referencias determinadas, generalmente a patrones nacionales o

internacionales por medio de una cadena ininterrumpida de comparaciones teniendo todas,

incertidumbres determinadas.




Rev. 1

CR-PP-PO-05-05

Carta de trazabilidad bloques patrón CRODE

Celaya

Carta de trazabilidad calibradores




Rev. 1

Nombre del documento: Carta de trazabilidad bloques patrón

Código: SNEST/CR-UM-PC-PG-01-06

Revisión : 2

Referencia a la Norma: NMX-EC-17025-IMNC-2006, 5.6.2.1.1

Página 1 de 1

JUEGO DE BLOQUES PATRÓN GRADO DE EXACTITUD “K” y

“00” Marca: MITUTOYO Incertidumbre:

Intervalo de longitudes (mm)

Incertidumbre (nm)

0,5 hasta 10 ± 20

10 hasta 25 ± 22

25 hasta 50 ± 29

50 hasta 75 ± 39

75 hasta 100 ± 49

Certificado CENAM No.: CNM-CC-740-017/2011; CNM-CC-740-016/2011; CNM-CC-740-074/2011; CNM-CC-740-018/2011; Fecha de calibración: 2011-02-11; 2011-01-31; 2011-03-03; 2011-01-20. Vigencia 2 años

COMPARADOR ELECTROMECÁNICO DE

BLOQUES PATRÓN Marca: MITUTOYO Modelo: GBCD-100A Serie: 1051705 No. Ident.: CR-UM-LDI-CEB-01 Incertidumbre:

Repetibilidad = 0.000m

Reposicionamiento = 0.000 m

Asimetría = 0.004 m

Linealidad = 0.004 m Certificado CENAM No. CNM-CC-740-008/2011. Fecha de calibración: 2011-02-16 Vigencia 1 año

BLOQUES PATRÓN DEL USUARIO GRADO 0, 1, 2

Incertidumbre K = 2

Intervalo de longitudes

(mm)

Incertidumbre Acero (µm)

Incertidumbre Cerámica

(µm)

Incertidumbre Tungsteno

(µm) 0,5 hasta 10 ± 0,04 ± 0,05 ± 0,06

10 hasta 25 ± 0,04 ± 0,05 ± 0,07

25 hasta 50 ± 0,06 ± 0,07 ± 0,12

50 hasta 75 ± 0,09 ± 0,09 ± 0,18

75 hasta 100 ± 0,11 ± 0,12 ± 0,23

PATRONES NACIONALES DE LONGITUD Y TEMPERATURA

TERMOHIGRÓMETRO Marca: FLUKE. Serie: 1280331 081030708 No. Ident.: CR-UM-LDI-TEH-02 CR-UM-LDI-TER-01 Incertidumbre: ± 0,07°C. Informe No.: TM-0057-2011 Acreditación: T-37 Fecha de calibración: 2011-02-10 Vigencia 1 año.




Rev. 1




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CR-PP-PO-05-05

Los errores pueden ser despreciables o significativos, dependiendo

entre otras cosas de la aplicación que se le de a la medición.

Error = valor leído – dimensión real

Ejemplo, el diámetro exterior de un perno es de 15 mm, se ha medido 5

veces los resultados se muestra en la tabla.

No. Lecturas Dimensió

n real

Operación Error

1 15.2 15 15.2 - 15 = 0.2

2 14.9 15 14.9 - 15 = -0.1

3 14.8 15 14.8 - 15 = -0.2

4 15.3 15 15.3 - 15 = 0.3

5 15.0 15 15.0 - 15 = 0




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CR-PP-PO-05-05

Errores

Acabado superficial

Personal

Lugar. Hora

Complejidad

Condiciones ambientales




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CR-PP-PO-05-05

Errores Aleatorios (accidentales o fortuitos). Son aquellos que se

originan por causas verdaderamente accidentales y se presentan

indistintamente con diversas magnitudes.

Errores Aleatorios o Casuales (valor y signo desconocido)

Operador Aparato Medio Ambiente

Agudeza visualJuego Humedad

SaludInercia Variaciones

Serenidad

Defectos de fabricación

(no controlables)Polvo

Aproximaciones Fallas inesperadas

en la operación

Variaciones de

temperatura

(no controlables)




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CR-PP-PO-05-05

Errores sistemáticos (regulares o constantes). Obedecen a la

presencia de una causa permanente y adquieren siempre igual valor

cuando se opera en igualdad de circunstancias; pueden por lo tanto

atenuarse o evitarse.

Errores Sistemáticos o Constantes (valor y signo conocido)

AparatoMedio Ambiente

Defecto de

construcción

Variaciones de temperatura

(controlada)

Desajuste de datos

Deformación mecánica

(controlable)

Calibración




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CR-PP-PO-05-05

2.2.1 Errores Humanos

Los errores humanos son de gran repercusión en el resultado y tienen

dos causas fundamentales:

Los errores de lectura.- Debido básicamente a la falta de

concentración del operario.

Errores aritméticos.- Que se ocasionan cuando realizamos

operaciones aritméticas para obtener el resultado final, por ejemplo un

calibrador con vernier, micrómetro, etc.

Error por el uso de instrumentos no calibrados.- 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 utilizados para su uso.




Rev. 1

CR-PP-PO-05-05

Error por instrumento inadecuado.- antes de realizar cualquier

medición, es necesario determinar cual es el instrumento o equipo de

medición más adecuado para esa aplicación en particular; además de la

fuerza de medición deben tenerse presente otros factores como:

Calidad de pieza a medir

Tipo de medición (externa, interna, altura, profundidad, etc.)

Tamaño de la pieza

Exactitud deseada.

Se recomienda que la razón de tolerancia de una pieza

de trabajo, resolución, legibilidad o valor de mínima

división de un instrumento sea de 10 a 1 para un caso

ideal y de 5 a 1 en el peor de los casos. Si no es así la

tolerancia se combina con el error de medición y por lo

tanto un elemento bueno puede diagnosticarse como

defectuoso y viceversa




Rev. 1

CR-PP-PO-05-05

Error por método de sujeción del instrumento.- El método de

sujeción del instrumento puede ser causa de error como lo muestra la

figura 4, donde un indicador de carátula está sujeto a una distancia muy

grande del soporte y al hacer la medición la fuerza ejercida provoca una

desviación del brazo.

La mayor parte del error se debe a la deflexión del brazo no del soporte

y para minimizarlo se debe colocar siempre el eje de medición lo más

cerca posible al eje del soporte.

Soporte

Brazo




Rev. 1

CR-PP-PO-05-05

Error por la fuerza ejercida al efectuar mediciones.- La

fuerza ejercida al efectuar una medición puede provocar

deformaciones en la pieza a medir, en el instrumento o en

ambos.

Por lo que se recomienda tener presente este concepto

para hacer una buena elección del instrumento de

medición cundo se va a realizar una medición.

Por ejemplo, en vez de utilizar un micrómetro con

trinquete o tambor de fricción puede requerirse una de

baja fuerza de medición.




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CR-PP-PO-05-05




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CR-PP-PO-05-05

Error de coseno. Este error lo provoca la colocación incorrecta de las

caras de medición del instrumento con respecto a la pieza a medir. En

general, casi todos los errores de posicionamiento se reducen a la

colocación de la escala de medición inclinada respecto a la dirección

real de la pieza, por lo que son función del coseno del ángulo de

inclinación y se le conoce como errores de coseno.




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CR-PP-PO-05-05

Error de paralaje. En los instrumentos analógicos los datos de una

escala graduada, la evaluación del valor depende de la apreciación,

interpolación, coincidencia, etcétera del metrólogo. Si además las dos

escalas o elementos que componen el sistema de medición están

situadas en diferentes planos, aparece el error de paralaje, es decir

cuando la visión del metrólogo no es perpendicular a estos planos.




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CR-PP-PO-05-05

Para disminuir el error de paralaje en los instrumentos de carátula de

alta exactitud, se suele colocar un espejo en el plano de la escala fija, y

al hacer la lectura se debe tener la precaución de que coincida la aguja

móvil con su imagen sobre el espejo.

Como el error aumenta proporcionalmente con la separación de las

escalas o aguja indicadora y escala, otra forma de reducir este error es

disminuyendo lo más posible dicha distancia.




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CR-PP-PO-05-05

Error de ABBE. Gran parte de la inexactitud de un instrumento de medición de

metrología dimensional puede evitarse manteniendo en mente la ley de ABBE: “LA

MÁXIMA EXACTITUD DE MEDICIÓN ES OBTENIDA SI EL EJE DE MEDICIÓN ES EL

MISMO QUE EL EJE DE LA ESCALA”.

E=A(Huelgo/W)

Donde:

A = altura de las mordazas (se obtiene de normatividad).

W = Tamaño del cursor (se obtiene normatividad).

Huelgo = se obtiene de la norma




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CR-PP-PO-05-05

Temperatura.- En mayor o menor grado, todos lo materiales que

componen tanto las piezas por medir como los instrumentos de

medición, están sujetos a variaciones longitudinales debidas a cambios

de temperatura.




Rev. 1

CR-PP-PO-05-05

Humedad.- Debido a los óxidos que se pueden formar por humedad excesiva en las caras de

medición del instrumento o en otras partes o a las expansiones por absorción de humedad de

algunos materiales, etcétera, se establece como norma una humedad relativa de 50% ±10%

Polvo.- Los errores debidos a polvo o mugre se observan con mayor frecuencia de lo esperado,

algunas veces alcanza el orden de 3 micrómetros. Para obtener medidas exactas se recomienda

usar filtros para aire que limite la cantidad y el tamaño de las partículas de polvo ambiental.

Lo + ΔL = L0 + (LαΔT)




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CR-PP-PO-05-05

Las causas de errores atribuibles al instrumento, pueden deberse a defectos

de fabricación (dado que es imposible construir patrones perfectos), estos

pueden ser deformaciones, falta de linealidad, imperfecciones mecánicas,

falta de paralelismo, etcétera.

El error instrumental tiene valores máximos permisibles, establecidos en

normas o información técnica de fabricantes de instrumentos y puede

determinarse mediante calibración. La calibración es la comparación de las

lecturas proporcionadas por un instrumento o equipo de medición contra un

patrón de mayor exactitud conocida.

Debe contarse con un sistema de control que establezca, entre otros

aspectos, periodos de calibración, criterio de aceptación y responsabilidades

para la calibración de cualquier instrumento y equipo de medición.




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CR-PP-PO-05-05

La exactitud del instrumento depende en gran parte de la

rectitud de la escala principal y de la uniformidad de la

alineación del cursor

La escala vernier es una escala móvil que disminuye la mínima

división de la escala principal. Su principio de funcionamiento

consiste en la coincidencia de los trazos correspondientes de

las dos escalas.




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CR-PP-PO-05-05

Los calibradores vernier se clasifican en dos clases los de tipo “M” y los

de tipo “CM”

Los de tipo “M” son los más usados ya que generalmente son de

intervalo de medición de 150 mm, 200 mm, y 300 mm.




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CR-PP-PO-05-05

Los de tipo “MC” están diseñados en forma tal que las puntas de

medición de exteriores pueden utilizarse en la medición de interiores.

Generalmente cuentan con un dispositivo de ajuste fino del curso. A

diferencia del calibrador tipo M las puntas no están achaflanadas, por lo

que tiene una mayor resistencia la desgaste y a daños.




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CR-PP-PO-05-05

Medición de exteriores con calibrador vernier.

Mantenga firme sobre la mano el calibrador vernier mientras que con la

otra sujete el mensurando.

Mantenga el mensurando lo más cerca posible de la superficie de

referencia o escala principal del calibrador vernier.

Asegúrese de que las caras de medición de exteriores haga contacto

adecuado con el mensurando.

Anote los valores obtenidos y repita la operación por lo menos tres

veces.




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CR-PP-PO-05-05

Medición de interiores con el calibrador vernier.

Tome la medida cuando las puntas estén lo más adentro posible de

agujero o de la ranura que quiera medir.

Cuando realice la medición de un diámetro interior tome el valor cuando

esté en su máximo.

Cuando esté midiendo el ancho de una ranura tome la lectura cuando el

valor indicado sea el mínimo.




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CR-PP-PO-05-05

Medición de profundidades.

Sujete firmemente el calibrador vernier

Tome la lectura cuando la cara inferior del cuerpo principal esté en

contacto uniforme con el mensurando y/o la superficie de referencia.




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CR-PP-PO-05-05

Medición de peldaño.

Tome la medida cuando el peldaño este en contacto adecuado con la

pieza por medir.




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CR-PP-PO-05-05

Almacenamiento

El lugar no debe estar expuesto al polvo, alta humedad o fluctuaciones extremas de

temperatura.

Cuando almacene calibradores de gran tamaño que no sean utilizados con

frecuencia, aplique líquido antioxidante al curso y caras de medición; procure dejar

éstas algo separadas.

Al menos una vez al mes verifique el movimiento del cursor.

Evite la entrada vapores de productos químicos.

Coloque los calibradores de modo que el brazo principal no se flexione y el vernier

no resulte dañado.

Mantenga un registro de los calibradores que salgan del almacén hacia el área

productiva.

Designe a un apersona encargada de los calibradores.

Inspección periódica

Debe realizarse una inspección de una a dos veces por año esto dependerá la

frecuencia de uso.




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CR-PP-PO-05-05

Cuidados al medir con calibrador vernier:

No lo utilice para marcar o hacer ralladuras

Limpie la escala completa antes de utilizarlo, así como las caras de

medición

Coloque la pieza a medir lo más cerca posible a la superficie de

referencia.

Al medir diámetros internos, lea en la escala el valor máximo.

No aplique demasiada fuerza al medir, simplemente debe hacer

contacto con las caras.

Después de utilizarlo, limpie y lubrique las guías del instrumento.

Considere al medir la transparencia térmica de las manos del usuario al

calibrador vernier

Revise que el cursor se mueva suavemente, no debe sentirse flojo o

con juego o con juego.

Después de usarlo, limpie las manchas y huellas digitales del calibrador

con un trapo suave y seco.




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CR-PP-PO-05-05

Errores de medición con calibradores

1. Errores inherentes a la construcción con calibradores

Error de ABBE

Desgaste de las puntas de medición

Errores en las mediciones de diámetros interiores.

2. Lectura del vernier y paralaje

Error de graduación 8un componente del error instrumental

Habilidad del ojo para reconocer el alineamiento de dos

graduaciones.

Error de paralaje

3. Error por expansión térmica.

4. Fuerza de medición.




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CR-PP-PO-05-05

El micrómetro es un instrumento que se utiliza con mucha frecuencia en la industria

metalmecánica, es un dispositivo que mide el desplazamiento del husillo cuando éste

es movido mediante el giro de un tornillo, lo que convierte el movimiento giratorio del

tambor en el movimiento lineal del husillo. El desplazamiento de éste lo amplifica la

rotación del tornillo y el diámetro del tambor. Las graduaciones alrededor de la

circunferencia del tambor permiten leer un cambio pequeño en la posición del husillo




Rev. 1




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CR-PP-PO-05-05

Recomendaciones para el uso de micrómetro:

1. Seleccione el micrómetro que mejor se acerque a la aplicación, intervalo y

exactitud requerida.

2. No gire el micrómetro violentamente, no lo deje caer y evite golpes fuertes

3. Limpie el husillo y las caras de medición, use papel o tela libre de pelusas.

4. Cuando monte el micrómetro sobre un soporte, asegúrese de que el cuerpo del

micrómetro este sujeto al centro y que la sujeción no haya sido muy fuerte.

5. Permita la estabilización térmica del instrumento y del mensurando ya que un

cambio de 10 ºC en una longitud de 100 mm de acero, la pieza cambiara su

longitud en 0,012 mm.

6. Limpie las puntas con un pedacito de papel

7. Utilice el trinquete para no forzar el tornillo

8. Limpie las caras de medición después de ser usado

9. Lubrique las caras con aceite limpio, no las deje completamente cerradas deje un

espació entre las caras para evitar oxidación.




Rev. 1

CR-PP-PO-05-05

Los indicadores de cuadrante (también llamados

comparadores de carátula o palpadores), son instrumentos

ampliamente utilizados en la industria para realizar mediciones

dimensionales. Su principio de funcionamiento es mecánico ya que,

un pequeño desplazamiento del husillo (palpador) es amplificado

mediante un tren de engranes para mover en forma angular una

aguja indicadora sobre la carátula del dispositivo.




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CR-PP-PO-05-05

El error que generalmente se comete es el de coseno o

posicionamiento, con respecto al movimiento del vástago ya que si

es montado con un ligero ángulo de inclinación entonces estará

midiendo el desplazamiento en diagonal y no en forma vertical.




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CR-PP-PO-05-05

Cuidados generales

1. No aplique fuerza excesiva al indicador de carátula

2. No deje caer ni golpear el indicador

3. Use la punta de mayor contacto que mejor sirva o se ajuste a su

aplicación.

4. Reemplace las puntas de contacto gastadas

5. Elimine cualquier clase de polvo o suciedad antes de usar el

indicador

6. Use la palanca del indicador para levantar el husillo

7. Cuando monte el indicador en un soporte o dispositivo, sujete el

vástago tan cerca de la carátula como sea posible.

8. Tratar de que el ángulo de inclinación se mínimo

9. Use un soporte rígido para montar el indicador y ajústelo de tal

forma que el centro de gravedad quede en la base

10. Coloque el indicador de modo que la distancia entre éste y la

columna sea mínima

11. Use un contrapeso si es necesario para que el centro de gravedad

quede en la base

12. Después de usarlo, elimine el polvo y las huellas digitales del

indicador con un trapo suave y seco.




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CR-PP-PO-05-05

Definición: medida materializada de sección rectangular hecha de

material resistente al desgaste, con un par de superficies de

medición planas y paralelas entre si, las cuales pueden ser

adheridas a la superficie de medición de otros bloques patrón (bp)

para hacer ensambles compuestos o a una superficie de platinas

auxiliares de acabado similar para mediciones de longitud.

Clasificación Uso

Grado

JIS-ISO-DIN

ReferenciaInvestigación tecnológica y científica.

Calibración de bloques patrón grado 0,1 y 2K

Calibración

Calibración de instrumentos de medición

Calibración de bloques patrón (con el grado o se

pueden calibrar bloques grado 1 y 2; con el grado 1 se pueden calibrar bloques grado 2).

0 1

InspecciónInspección de partes, máquinas, montajes.

Calibración de instrumentos de medición1 2

TallerFabricación de dispositivos

Montaje de herramientas de corte.2




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CR-PP-PO-05-05




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CR-PP-PO-05-05

Tolerancia de planitud

La planitud de las caras de medición de los bloques patrón puede

determinarse mediante interferometría, pero un método practico es

utilizar planos ópticos.

Después de limpiar la superficie por inspeccionar, el plano óptico se

coloca sobre la cara de medición y se ejerce una pequeña presión

en uno de sus extremos para que quede ligeramente inclinado y

entonces aparecerán franjas de interferencia.

La curvatura de las franjas se utiliza para determinar el valor de

planitud de la superficie inspeccionada.




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CR-PP-PO-05-05




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CR-PP-PO-05-05

La planitud esta dada por la siguiente formula:

P = lb/2a

En donde l = longitud de onda de la luz utilizada.




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CR-PP-PO-05-05




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CR-PP-PO-05-05

Procedimiento de adherencia

Existen diferentes maneras de obtener un tamaño específico adhiriendo varios

bloques patrón. Los siguientes puntos deben tenerse presente cuando se adhieran

bloques patrón.

1. Utilice el mínimo número de bloques patrón para formar la medida deseada.

2. Asegúrese de que no haya raspaduras, rebabas y óxido sobre las caras de

medición y que esto dificulta la adherencia, dichas caras deben de verificarse con

un plano óptico.

3. Con la combinación de un juego de bp de 112 piezas se puede n lograr longitudes

entre 2 mm y 202 mm con paso de 0.001 mm.

4. Para apilar bloques debemos de comenzar por eliminar los dígitos de derecha a

izquierda




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CR-PP-PO-05-05




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CR-PP-PO-05-05

Ejemplo: obtener una longitud de 23.867

mm

Primero eliminamos el 0.007, lo cual lo logramos con un bloque

de 1,007 y se lo restamos al valor que requerimos.

23,867

-1,007

=22,86

Ahora eliminamos el 0,06. En este paso debemos de buscar

que el resultado sea múltiplo de 5 ya que la serie que nos

ayuda a eliminar las décimas de milímetro viene con este paso,

el bloque seleccionado es 1.36

22,86

-1.36

=21.5

Faltando solo un valor de 21.5 mm 21.5

-21,5

=0,0




Rev. 1

CR-PP-PO-05-05

RESPONDE TU EXAMEN DE EVALUACION.

POR FAVOR CONTESTA LA ENCUESTA DE EVALUACION DEL SERVICIO DE

CAPACITACION TECNICA QUE ACABAS DE RECIBIR POR PARTE DEL

INSTRUCTOR DEL CRODE CELAYA.

SI TIENES ALGUNA QUEJA O SUGERENCIA POR FAVOR DECLARALA EN EL

FORMATO CORRESPONDIENTE QUE TE FUE PROPORCIONADO.




Rev. 1

Gracias




Rev. 1

CR-PP-PO-05-05

Contenido de los certificados

El contenido de los certificados de calibración está prescrito en la cláusula

5.10 de la norma NMX-17025-IMNC, que, en términos generales, incluye:

a. la identificación del instrumento bajo calibración,

b. la identificación del poseedor del instrumento,

c. los resultados de la calibración, compuestos esencialmente por: los

errores de medición de las lecturas del instrumento respecto a los valores

indicados del patrón, y la incertidumbre de tales errores (la información

sobre los errores y sus incertidumbres puede presentarse en forma de

tablas, gráficas o ecuaciones);

d. las condiciones relevantes observadas durante la calibración, el método

de calibración, en ocasiones el origen de la trazabilidad;

e. información que avala su validez, limitaciones y advertencias.




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CR-PP-PO-05-05

Aun cuando un certificado de calibración no incluye

obligatoriamente la verificación del cumplimiento con un

requisito, frecuentemente los emisores incluyen resultados de

verificación con respecto a normas, reglamentos o

especificaciones.

Debe notarse que tales requisitos pueden ser establecidos por

el propio usuario del instrumento y por lo tanto el laboratorio

de calibración no dispone generalmente de tal información.




Rev. 1

CR-PP-PO-05-05

Beneficios para el usuario

a. Correcciones

El principal beneficio para un usuario, es usar la información sobre

el error (o corrección) de medición de las lecturas del instrumento

en relación al patrón para corregirlas, y asegurar su trazabilidad

con una incertidumbre apropiada. Si esta información no se

aprovecha, obviamente el costo de la calibración se convierte en

un dispendio.

Cuando no es práctico corregir cada lectura con los resultados de

la calibración, debe aumentarse la incertidumbre de las

mediciones correspondientemente.




Rev. 1

CR-PP-PO-05-05

b. Incertidumbre

El resultado de una medición es incompleto sin la expresión de

su incertidumbre.

El usuario debe estimar la incertidumbre de su medición

considerando las contribuciones pertinentes, en las cuales debe

incluir necesariamente la proveniente de la calibración, tomada

del certificado, y combinarlas apropiadamente




Rev. 1

CR-PP-PO-05-05

c. Evidencia de calibración

El certificado de calibración constituye una evidencia que demuestra que el

instrumento ha sido calibrado, útil en aquellos esquemas, como ISO 9000, en los

que la calibración de los instrumentos de medición es un requisito.

Desafortunadamente, éste es el único uso que frecuentemente se da a los

certificados de calibración y se ignoran los demás, siendo por lo tanto muy alta la

relación costo / beneficio para el usuario.

d. Evidencia de trazabilidad

Un certificado de calibración también constituye una evidencia de la trazabilidad

de los resultados de calibración, trazabilidad que se trasladaría a las mediciones

del usuario si se le asocia la respectiva incertidumbre. Esta evidencia

usualmente está soportada en la declaración del laboratorio de calibración.

Cuando el laboratorio está acreditado, el soporte de dicha declaración se amplía

al respaldo del sistema de acreditación.




Rev. 1




Rev. 1

CR-PP-PO-05-05

Precauciones al usar un certificado de calibración

Un certificado de calibración comunica los resultados de la calibración

obtenidos bajo las condiciones en el laboratorio de calibración y mediante

los procedimientos del mismo.

Por tanto, estrictamente los resultados sólo son válidos bajo estas

circunstancias.

Sin embargo, para fines prácticos se considera que los resultados siguen

siendo válidos por un lapso que depende de las características del

instrumento y el uso que se le da, por lo que en el certificado no se

encontrará la vigencia de la validez de los resultados.

Por otro lado, si las condiciones de uso son diferentes a las del laboratorio,

como ocurre frecuentemente, el usuario debe considerar las correcciones

pertinentes a las lecturas.




Rev. 1

Incertidumbre de la medición




Rev. 1

En ninguna medición se puede obtener el valor real del

mensurando, siempre existe un límite de conocimiento de

ese valor, sabemos que existe, sabemos que estamos

cerca de él, pero no podemos acotar los límites de nuestro

conocimiento de ese valor




Rev. 1

Parámetros que influyen en la estimación de incertidumbre

INCERTIDUMBRE

EQUIPO MÉTODO

AMBIENTE PERSONAL

Condiciones de

operación

Patrón

Calibración

Equipos auxiliares Cálculos

Mensurando

Robustez

Complejidad

Humedad

Interferencias

EM

Temperatura

Vibraciones

Capacitación

Actitud

Aptitud

Vista

Oído

Pulso




Rev. 1

Transferible

Internamente consistente

Guía para estimar incertidumbre

NM

X-C

H-1

40-I

MN

C-2

002

“Gu

ía p

ara

la

exp

resió

n d

e in

ce

rtid

um

bre

en

la

s m

ed

icio

ne

s”.




Rev. 1

Incertidumbre es un parámetro asociado con el resultado de una

medición, que caracteriza la dispersión de los valores que pueden ser

razonablemente atribuidos al mensurando.

LSE

LIE

± Incertidumbre

LSE

LIE




Rev. 1

Incertidumbre es la estimación que caracteriza el intervalo de valores

dentro de los cuales se puede encontrar el valor verdadero de la

magnitud medida.

Este concepto es valido siempre y cuando el proceso de medición este

normalizado.

k 1 2 3

Nivel de

confianza

68,3% 95,4% 99,7%




Rev. 1

Incertidumbre estándar (u): Incertidumbre del resultado de una

medición expresada como una desviación normal (± σ).

DEFINICIONES

Método de evaluación de incertidumbre tipo A: Método para evaluar

la incertidumbre mediante el análisis estadístico de una serie de

observaciones.

Método de evaluación de incertidumbre tipo B: Método para evaluar

la incertidumbre por otro medio que no sea el análisis estadístico de

una serie de observaciones.




Rev. 1

Incertidumbre estándar combinada (uc): La incertidumbre estándar

combinada del resultado de una medición cuando el resultado se obtiene a

partir de los valores de algunas otras magnitudes, igual a la raíz cuadrada

positiva de una suma de términos, siendo estos términos las varianzas y

covarianzas de estas otras magnitudes ponderadas de acuerdo a cómo el

resultado de la medición varía con respecto a los cambios de estas

magnitudes.




Rev. 1

Incertidumbre expandida (U): Cantidad que define un intervalo

alrededor de una medición dentro del cual puede esperarse que se

encuentre una fracción grande de la distribución de valores que

razonablemente pudieran ser atribuidos al mensurando.

A la incertidumbre expandida se le denomina incertidumbre total.

Factor de cobertura: Factor numérico usado como multiplicador de la

incertidumbre normal combinada con el propósito de obtener una

incertidumbre expandida.

El factor de cobertura, K, tiene valores que se encuentran comúnmente

en el intervalo de 2 a 3.




Rev. 1

1. Conozca y defina el mensurando y su proceso de

medición.

PROCEDIMIENTO PARA LA DETERMINACIÓN DE LA

INCERTIDUMBRE

Mensurando:

Densidad del agua libre de aire




Rev. 1

2. Formulación del modelo matemático.

AmA

AAA c

ata

atata

).(

).()(1.

43

22

15


INCERTIDUMBRE

* Tomado de la NMX-049-CH-IMNC-2006




Rev. 1


Variables

A Densidad del agua libre de aire kg/m3

tA Temperatura del agua ºC

tA 20.7 ºC

a1 -3.983035 ºC

a2 301.797 ºC

a3 522528.9 ºC2

a4 69.34881 ºC

a5 999.97495 kg/m3

CmACorrección por el modelo matemático para el calculo de la densidad del agua.

El valor estimado de esta variable aleatoria es cero, no así su incertidumbre.




Rev. 1


AmA

AAA c

ata

atata

).(

).()(1.

43

22

15


INCERTIDUMBRE

3g0.998 cmA




Rev. 1

3. Establezca la expresión para el cálculo de la incertidumbre combinada

del mensurando uc(y), con base a la relación matemática y la ley de

propagación de los errores.

22

AmA

A

A CAm

At

t

A uC

uu

Am

A

AAA c

ata

atata

).(

).()(1.

43

2

2

15




Rev. 1

4. Para cada variable calcule el coeficiente de sensibilidad.

AmA

AAA c

ata

atata

).(

).()(1.

43

22

15

22

AmA

A

A CAm

At

t

A uC

uu

2

43

221

43

21

43

215 2

ata

atat

ata

at

ata

atata

tA

AA

A

A

A

AA

A

A

Cºg/cm 0.00021340 - 3

A

A

t

1

Am

A

C

Los coeficientes de sensibilidad se utilizan para hacer la ponderación

de cada una de las fuentes de incertidumbre que afectan en la

medición.




Rev. 1

5. Calcule la incertidumbre u(xi) asociada a cada variable que se

representa como una desviación normal.

AmA

AAA c

ata

atata

).(

).()(1.

43

22

15

tA

Resolución del termómetro

Estabilidad de temperatura

Incertidumbre por calibración

del termómetro

12

bau

ix

12

bau

ix

Certificado

K

Uu

ix




Rev. 1

6. Calcule la incertidumbre

combinada sustituyendo en la ecuación del paso

4 los valores de los coeficientes de sensibilidad y

las incertidumbres individuales estimadas.

22

AmA

A

A CAm

At

t

A uC

uuc

CkdeValor

ncalibracióValoru ncalibració 005.0

2

01.0

Cresolución

uresolución 0028.012

01.0

12

Cdestabilida

u destabilida 086.012

3.0

12

Parámetros de la temperatura del agua

Informe de Calibración 0.01ºC

Resolución 0.01ºC

Estabilidad 0.3ºC

Cuuuu destabilidaresoluciónncalibracióaguadelatemperatur 087.0)(222




Rev. 1

6. Calcule la incertidumbre combinada sustituyendo en la ecuación del paso 4 los valores

de los coeficientes de sensibilidad y las incertidumbres individuales estimadas.

22

AmA

A

A CAm

At

t

A uC

uuc

CmA = Tanaka = 0.00000083 g/cm3

37

/ 000000415.02

10 3.8

2

cmg

XTanakavaloru ACm




Rev. 1

6. Calcule la incertidumbre combinada sustituyendo en la ecuación del paso 4 los valores

de los coeficientes de sensibilidad y las incertidumbres individuales estimadas.

22

AmA

A

A CAm

At

t

AC u

Cuu

22000000415.01087.00002134.0

ACu

351085.1 cmxuAC




Rev. 1

7. Calcule los grados de libertad efectivos del modelo utilizando la siguiente

expresión.

4

1

4

n

i xi

xiy

yc

v

u

uv

. var iablecadadebreIncertidumu xiy

. combinadabreincertidumu AC

. var iablecadadelibertaddegradosv

22

1

dv

. exp decimelformaenresadabreincertidumladetienesequedudad

modulo metrología dimensional · pdf fileconocerán los fundamentos para realizar...

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