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METROLOGIA
DIMENSIONALIngeniero David Alonso Plazas Fernández
Bogotá D.C., 2015-11-18
¿Qué es Metrología?
Es la ciencia de las mediciones.
Comprende todos los aspectos,
tanto teóricos como prácticos, que
se refieren a las mediciones,
cualquiera que sean sus
incertidumbres, campos de la
ciencia y tecnología en que tengan
algún lugar.
INM David Alonso Plazas Fernández
RESEÑA HISTÓRICA
Las primeras medidas se realizaron con las partes de los miembros
superiores e inferiores del cuerpo. Para medir terrenos se utilizaba el
pie, para medidas más pequeñas se utilizaba la palma, la cuarta o palmo
y para longitudes menores se utilizaba el dedo lo que se llamó la
pulgada.
RESEÑA HISTÓRICA
En el año 1510 Leonardo Da Vinci creó el odómetro.
RESEÑA HISTÓRICA
A partir de la Revolución Francesa en 1789 se vio la necesidad de crear un sistema de
medida universal
La primera propuesta fue la longitud de un péndulo cuyo periodo de duración es 1
segundo, pero no fue viable debido a que la gravedad es variable en los diferentes
puntos de la tierra
DEFINICION DEL METRO
En el año 1791 la Academia de Ciencias de
París propuso el metro como la diezmillonésima
parte del cuadrante del meridiano terrestre.
Imagen tomada de: http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_M%C3%A9trico_Decimal
DEFINICION DEL METRO
En 1889 en la primera
Conferencia General de
Pesas y Medidas se
materializó el metro en
una regla de platino iridio.
INM David Alonso Plazas Fernández
DEFINICION DEL METRO
En 1960 en la 11ª Conferencia General de Pesas y Medidas se definió el
metro como 1’650.763,73 longitudes de onda de la radiación
correspondiente a la transición entre los niveles 2p10 y 5 d5 del átomo de
kriptón 86.
DEFINICION DEL METRO
En 1983 en la 17ª Conferencia General de Pesas y Medidas se definió el
metro como la velocidad de la luz recorrida en un tiempo de 1/299’792,468
segundos.
1 metro
3,34 x 10-9 segundos
INM David Alonso Plazas Fernández
DEFINICION DEL METRO
FECHA DEFINICIÓN DEL METRO EXACTITUD
1791 Diezmillonésima parte del cuadrante del meridiano terrestre.
0,06 mm = 60 m
1889 Prototipo Internacional del metro 0,002 mm = 2 m
1960 Primer patrón de longitud en quantum 0,000.001 mm = 0,001 m= 1 nm
1983 Velocidad de la luz 0,000.000.1 mm = 0,000.1 m= 0,1 nm
Hoy Velocidad de la luz mejorando la exactitud del láser He - Ne
0,000.000.02 mm =0,000.02 m= 0,02 nm
Cabello humano = 0,08 mm = 80 m = 80,000 nm
DIVISIÓN DE LA METROLOGÍA
METROLOGÍA
METROLOGÍA
CIENTÍFICA
METROLOGÍA
INDUSTRIAL
METROLOGÍA
LEGAL
METROLOGÍA CIENTÍFICA
Investiga métodos y procedimientos para medir y mejorar las mediciones,
entre sus actividades se encuentran:
- Mejoramiento del Sistema Internacional de Unidades.
- Realización, reproducción y diseminación de las unidades de medición y
patrones.
- Mejorar los métodos de medición, exactitud e incertidumbre.
- Mejorar los instrumentos de medición.
- Capacitación de personal.
Imagen prediseñada de Office.com
METROLOGÍA INDUSTRIAL
Es la metrología que se aplica a los procesos industriales, sus principales
actividades son las siguientes:
- Información sobre mediciones
- Calibraciones
- Trazabilidad
- Servicios de calibración
- Aseguramiento de la calidad.
INM David Alonso Plazas Fernández
INM David Alonso Plazas Fernández
METROLOGÍA LEGAL
Protege al consumidor y establece reglas para la relación industrial y
comercial. La Metrología Legal sirve para:
- Tener una uniformidad en las medidas
- Garantizar el intercambio justo de mercancías.
- Facilitar la trazabilidad a la industria y el comercio.
Los recursos necesarios son los siguientes:
- Un instituto Nacional de Metrología
- Leyes, reglamentos y directivas técnicas.
- La organización técnica oficial de la verificación (S.I.C.)
Imagen tomada de: http://www.sic.gov.co/metrologia-legal1
SISTEMA INTERNACIONAL DE
UNIDADES
Es un conjunto de unidades
confiables, uniformes y
adecuadamente definidas que
sirven para satisfacer las
necesidades de medición.
El Sistema Internacional (SI)
está basado unidades básicas y
unidades derivadas.
MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO
LONGITUD metro m
MASA kilogramo kg
TIEMPO segundo s
CORRIENTE ELÉCTRICA
amperio A
TEMPERATURA kelvin K
CANTIDAD DE SUSTANCIA
mol mol
INTENSIDAD LUMINOSA
candela cd
USO DE LOS SUBMULTIPLOS DEL
METRO
USO
GENERAL
1 m 100 cm 1000 mm
0,1 m 10 cm 100 mm
0,01 m 1 cm 10 mm
0,001 m 0,1 cm 1 mm
USO DE LOS SUBMULTIPLOS DEL
METRO
USO INDUSTRIAL
1 mm 1000 m
0,1 mm 100 m
0,01 mm 10 m
0,001 mm 1 m
USO DE LOS SUBMULTIPLOS DEL
METRO
USO EN
LABORATORIOS
DE CALIBRACIÓN
1 m 1000 nm
0,1 m 100 nm
0,01 m 10 nm
0,001 m 1 nm
CAMPO DE APLICACIÓN DE LA
METROLOGÍA DIMENSIONAL
LONGITUDES
ANGULOS
SUPERFICIES
FORMAS
LONGITUDES
INTERIORES EXTERIORES PROFUNDIDA
INM David Alonso Plazas Fernández
ANGULOS
INM David Alonso Plazas Fernández
SUPERFICIES
Imagen tomada de: http://www.sandvik.coromant.com/es-es/knowledge/materials/measuring_surfaces/pages/default.aspx
RUGOSIDAD
FORMAS
Imagen tomada de: http://spcgroup.com.mx/gdt/
CLASIFICACION DE LOS
INSTRUMENTOS Y APARATOS DE
METROLOGÍA DIMENSIONAL
ANGULARLINEAL
MEDIDA LINEAL
MEDIDA DIRECTA MEDIDA INDIRECTA
CON
TRAZOS
CON TORNILLO
MICROMÉTRICO
CON DIMENSIÓN
FIJACOMPARATIVA
CORDENADAS
RELATIVA
MEDIDA DIRECTA
Con trazos
Medidor de
altura
Pie de rey
Regla graduada
[1]
Cinta métrica
enrollable
[2]
1. http://www.suministroslami.com/components/com_virtuemart/shop_image/product/Flex__metro_TAJI_4bfa6ae7a39e2.j
pg
2. Catálogo Digital Mitutoyo página 182.
3. http://www.shinwa-measuring.com/stainlesssteelrules1.html
INM David Alonso Plazas Fernández
MEDIDA DIRECTA
Con tornillo micrométrico
Micrómetro
Cabeza
micrométrica
1 Imagen tomada de: http://es.wikipedia.org/wiki/Micr%C3%B3metro_(instrumento)
2 Imagen tomada de: http://www.micromex.com.mx/catalogo/medicion/medi013.htm
[1]
[2]
MEDIDA DIRECTA
Con dimensión fija
Bloques
patrón
Galgas
Pasa no pasa
[1]
[2]
[3]
[4]
1 Imagen tomada de: http://www.instrumentacion-metrologia.es/Bloques-Patron-Mitutoyo
2 Imagen tomada de: http://mecanizadobasico.blogspot.com/2012_10_07_archive.html
3 Imagen tomada de: http://procalmetsl.blogspot.com/2011/10/hablemos-de-calibres-fijos.html
4 Imagen tomada de: http://www.instrumentacion-metrologia.es/484000-27-Tampon-Liso-Pasa-No-Pasa-27-mm
MEDIDA INDIRECTA POR
COMPARACIÓN
COMPARADOR DE CARÁTULA
INM David Alonso Plazas Fernández
MEDIDA INDIRECTA POR
COORDENADAS
Máquina de
medición por
coordenadas
INM David Alonso Plazas Fernández
MEDIDA INDIRECTA
RELATIVA
NIVEL
[1]
[1] Imagen tomada de Http://catalogo.tecnoferramentas.com.br/produtos/mitutoyo/rugosimetro/17856102a-rugosimetro-portatil-digital-sj210
MEDIDA ANGULAR
MEDIDA DIRECTA MEDIDA INDIRECTA
CON
TRAZOSCON DIMENSIÓN
FIJATRIGONOMETRIA
MEDIDA ANGULAR
Con trazos
Goniómetro
Escuadra de
combinación
1 Imagen tomada de: http://www.herramientas-madera.com/escuadra-combinada-de-4-piezas__p__9141/
2 Imagen tomada de:
[1]
MEDIDA ANGULAR
Con dimensión fija
Escuadra
Bloque
angularINM David Alonso Plazas Fernández INM David Alonso Plazas Fernández
MEDIDA ANGULAR
Trigonometría
Regla de
senos
Máquina de
tres
coordenadas
INM David Alonso Plazas Fernández
UNIFICACIÓN DE
CONCEPTOSVOCABULARIO BÁSICO EN
METROLOGÍA
VIM 2008 Y CEM
VALOR MEDIDO
Valor de una magnitud
que representa un
resultado de medida.
[2.10 VIM]
x
INM David Alonso Plazas Fernández
MEDICIÓN
Proceso que consiste en
obtener experimentalmente uno
o varios valores que pueden
atribuirse razonablemente a
una magnitud.
[2.1] VIM
EXACTITUD DE MEDIDA
Proximidad entre un valor medido y un valor verdadero de
un mensurando
[2.13 VIM]
REPETIBILIDAD DE MEDIDA
Precisión de medida bajo un conjunto de condiciones de
repetibilidad.
[2.21 VIM]
EXACTITUD Y REPETIBILIDAD
VNX
NO REPETIBLE, NO EXACTO
SE DESCLASIFICA EL INSTRUMENTO
NO EXACTO Y REPETIBLE
EL INSTRUMENTO SE AJUSTA
VNX
EXACTITUD Y REPETIBILIDAD
EXACTO, PERO NO REPETIBLE REPETIBLE Y EXACTO
INSTRUMENTO A MANTENIMIENTO INSTRUMENTO OK.
VN
X
VN
X
MAGNITUD DE INFLUENCIA
Magnitud que, en una
medición directa, no
afecta a la magnitud que
realmente se está
midiendo, pero si afecta
a la relación entre la
indicación y el resultado
de medida.
[2.52 VIM]
REPRODUCIBILIDAD DE MEDIDA
Precisión de medida bajo un conjunto de
condiciones de reproducibilidad
[2.25 VIM]
INCERTIDUMBRE DE MEDIDA
Parámetro no negativo que
caracteriza la dispersión de
los valores atribuidos a un
mensurando, a partir de la
información que se utiliza.
[2.26 VIM]
ERROR DE MEDIDA
Diferencia entre un valor medido de una magnitud y un valor de
referencia
[2.16 VIM]
Medición = 5,103 mm
Valor verdadero (patrón) = 5,100 mm
E = 5,103 mm – 5,100 mm
E = 0,003 mm
CORRECCIÓN
Compensación de un efecto sistemático estimado
[2.53 VIM]
Valor Leído = 5,103 mm
Error = 0,003 mm
Corrección = -0,003 mm
V V = 5,103 mm + (-0,003) mm
V V = 5,100 mm
ESCALA DE UN INSTRUMENTO DE MEDIDA
CON DISPOSITIVO VISUALIZADOR
Parte de un instrumento visualizador, que consiste en un conjunto
ordenado de marcas, eventualmente acompañadas de números o
valores de la magnitud.
[3.5 VIM]
INM David Alonso Plazas Fernández
INTERVALO DE INDICACIONES
Conjunto de valores comprendido entre las dos indicaciones extremas
[4.3 VIM]
Intervalo
INM David Alonso Plazas Fernández
VALOR NOMINAL
Valor redondeado o aproximado de una magnitud característica de un
instrumento o sistema de medida, que sirve de guía para su
utilización apropiada.
[4.6 VIM]
INM David Alonso Plazas Fernández
AJUSTE DE CERO DE UN SISTEMA DE
MEDIDAAjuste de un sistema de medida para que éste proporcione una
indicación nula cuando la magnitud a medir tenga valor cero.
[3.12 VIM]
INM David Alonso Plazas Fernández
DIVISION DE ESCALA
Parte de una
escala entre dos
marcas sucesivas
de la escala.
INM David Alonso Plazas Fernández
RESOLUCIÓN
Mínima variación de la magnitud
medida que da lugar a una
variación perceptible de la
indicación correspondiente.
[4.14 VIM]
INM David Alonso Plazas Fernández
RESOLUCIÓN
PIE DE REY
0,1 mm
MICROMETRO
0,001 mm
INM David Alonso Plazas Fernández
INM David Alonso Plazas Fernández
PATRON DE MEDIDA
Realización de la definición de una magnitud dada, con un valor
determinado y una incertidumbre de medida asociada, tomada como
referencia.
[5.1 VIM]
Base geodésica PTB
PATRON
Bloques patrón
Banco para calibración de
comparadores
PATRON NACIONAL DE MEDIDA
Patrón reconocido por una autoridad nacional
para servir, en un estado o economía, como
base para la asignación de valores a otros
patrones de magnitudes de la misma naturaleza
[5.3 VIM]
VERIFICACIÓN
Aportación de evidencia objetiva de que un elemento dado
satisface los requisitos especificados.
[2.44 VIM]
Ejemplo:
Clasificar un instrumento según la norma o a los errores
permitidos del fabricante en base a los resultados
obtenidos en la calibración.
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.
[2.39 VIM]
TRAZABILIDAD METROLÓGICA
Propiedad de un resultado de medida por la cual el resultado puede
relacionarse con una referencia mediante una cadena ininterrumpida y
documentada de calibraciones, cada una de las cuales contribuye a la
incertidumbre de medida.
[2.41 VIM]
JERARQUIA DE LOS PATRONES
PATRON
INTERNACIONAL
INM David Alonso Plazas Fernández
JERARQUIA DE LOS PATRONES
PATRON
NACIONAL
INM David Alonso Plazas Fernández
JERARQUIA DE LOS PATRONES
PATRON
NACIONAL DE
COLOMBIA
INM David Alonso Plazas Fernández
JERARQUIA DE LOS PATRONES
PATRON DE
TRABAJO
INM David Alonso Plazas Fernández
JERARQUIA DE LOS PATRONES
INSTRUMENTOS
DE USO
GENERAL
INM David Alonso Plazas Fernández
TRAZABILIDAD PARA UNA CINTA
MÉTRICA
Base geodésica del
Instituto Nacional de
Metrología
TRAZABILIDAD PARA UNA CINTA
MÉTRICA
Base geodésica del
PTB de Alemania.
(Physikalisch-
Technische
Bundesanstalt) trazada
a través de método
interferométrico.
TRAZABILIDAD PARA UNA REGLA
Máquina de medición
por coordenadas del
Instituto Nacional de
Metrología
TRAZABILIDAD PARA UNA REGLA
Patrón de pasos KOBA
620 mm
TRAZABILIDAD PARA UNA REGLA
Máquina de tres
coordenadas del
CENAM (Centro
Nacional de Metrología
de México)
TRAZABILIDAD PARA UNA REGLA
Laboratorio de láseres
estabilizados del
CENAM (Centro
Nacional de Metrología
de México)
TRAZABILIDAD PARA UN PIE DE REY
INM David Alonso Plazas Fernández
TRAZABILIDAD PARA UN PIE DE REY
Bloque patrón de acero
TRAZABILIDAD PARA UN PIE DE REY
Comparador TESA UPD del Instituto
Nacional de Metrología
IN
MD
avid
Alo
nso
Pla
zas
Fern
ánd
ez
TRAZABILIDAD PARA UN PIE DE REY
Comparador por interferometría del CENAM
(Centro Nacional de Metrología de México)
TRAZABILIDAD PARA UN PIE DE REY
Interferómetro láser del CENAM (Centro
Nacional de Metrología de México)
TRAZABILIDAD PARA UN MICRÓMETRO
Igual que para el pie de rey
INM David Alonso Plazas Fernández
TRAZABILIDAD PARA UNA ESCALA
Sistema óptico de medición
TRAZABILIDAD PARA UNA ESCALA
Escalas de vidrio
de alta precisión
TRAZABILIDAD PARA UNA ESCALA
Microscopio de
medición para
escalas de alta
precisión
TRAZABILIDAD PARA UNA ESCALA
Laboratorio de láseres
estabilizados del
CENAM (Centro
Nacional de Metrología
de México)
PIE DE REY
PIE DE REY TIPO ASuperficies para
mediciones internas
Mandíbula fija
Superficies para
mediciones exteriores
Mandíbula móvil
Nonio o
Vernier
Cursor
Tornillo de
fijación
Cuerpo principal
Escala principalBarra de
profundidad
INM David Alonso Plazas Fernández
PIE DE REY TIPO A
Medidas exteriores
INM David Alonso Plazas Fernández
PIE DE REY TIPO A
Medida de profundidad
IN
MD
avid
Alo
nso
Pla
zas
Fern
ánd
ez
PIE DE REY TIPO A
Medidas interiores
INM David Alonso Plazas Fernández
RESOLUCIÓN PIE DE REY
A = División de escala
B = # de divisiones del nonio.
Res = A/ B
Res = 1 mm /10
Res = 0,1 mm
INM David Alonso Plazas Fernández
A = División de escala
B = # de divisiones del nonio.
Res = A / B
Res = 1 / 20
Res = 0,05 mm
IN
MD
avid
Alo
nso
Pla
zas
Fern
ánd
ez
RESOLUCIÓN PIE DE REY
A = División de escala
B = # de divisiones del nonio.
Res = A / B
Res = 1 / 20
Res = 0,05 mmINM David Alonso Plazas Fernández
RESOLUCIÓN PIE DE REY
A = División de escala
B = # de divisiones del nonio.
Res = A / B
Res = 1 / 50
Res = 0,02 mm
INM David Alonso Plazas Fernández
RESOLUCIÓN PIE DE REY
EJERCICIOS DE LECTURA
11,4 mmRes = 0,1 mm
INM David Alonso Plazas Fernández
EJERCICIOS DE LECTURA
0,3 mmRes = 0,1 mm
INM David Alonso Plazas Fernández
EJERCICIOS DE LECTURA
1,45 mmRes = 0,05 mm
INM David Alonso Plazas Fernández
EJERCICIOS DE LECTURA
30,35 mmRes = 0,05 mm
INM David Alonso Plazas Fernández
EJERCICIOS DE LECTURA
15,40 mmRes = 0,02 mm
INM David Alonso Plazas Fernández
MICRÓMETRO
MICRÓMETRO
DEFINICIÓN Instrumento de medición con la denominación del submúltiplo
del metro de m.
INM David Alonso Plazas Fernández
PARTES
ARCO
SUPERFICIES DE MEDICIÓN
YUNQUE DE
MEDICIÓN
HUSILLO DE
MEDICIÓN
AISLAMIENTO
TAMBOR
TRINQUETE
INM David Alonso Plazas Fernández
PARTES
LINEA DE
REFERENCIA
CILINDRO
ESCALA FIJASEGURO DEL
HUSILLO
CASQUILLO
GRADUADO
TAMBOR
ESCALA MÓVIL
INM David Alonso Plazas Fernández
17,795 mm
INM David Alonso Plazas Fernández
3,107 mmINM David Alonso Plazas Fernández
6,415 mmINM David Alonso Plazas Fernández
6,915 mm
INM David Alonso Plazas Fernández
INM David Alonso Plazas Fernández
10,611 mmINM David Alonso Plazas Fernández
Título o subtítulo
Gracias