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  1. 1. Metrología JULIAN PORTOCARRERO HERMANN EMAVI 2003 Procesos de Manufactura
  2. 2. “ Cuando se puede medir aquello de que se habla y expresarlo en números se sabe algo acerca de ello; pero nuestro saber es deficitario e insatisfactorio mientras no somos capaces de expresarlo en números: lo demás puede significar el comienzo del conocimiento, pero nuestros conceptos apenas habrán avanzado en el camino de la Ciencia, cualquiera que sea la materia de que se trate” Lord Kelvin (1824-1904) Metrología
  3. 3. La METROLOGÍA es la Ciencia que se ocupa de las mediciones y unidades de medida , así como de las constantes básicas en que estas se apoyan. Su objeto es cuantificar una o varias magnitud es propia s de un objeto o fenómeno físico o químico convirtiéndola en un valor cuantificable , mediante un sistema o proceso de medición Metrología
  4. 4. La fabricación moderna no es posible sin la comprobación Metrología “ Haciendo las cosas a ojo se obtienen medidas erróneas”
  5. 5. <ul><li>Definiciones </li></ul><ul><li>Medir : es comparar una magnitud física mediante un aparato de medida. </li></ul><ul><li>El resultado de la medición es la medida real y se determina como un múltiplo de una unidad y se indica como el producto del valor numérico obtenido por la unidad de medida. </li></ul>Metrología Longitud = 5,3 m 1 0 2 3 4 5
  6. 6. <ul><li>Definiciones </li></ul><ul><li>Valor indicado: Es el m arcado por el instrumento . </li></ul><ul><li>Valor verdadero: Teóricamente correcto . </li></ul><ul><li>Repetibilidad: Grado de concordancia de diferentes mediciones bajo las mismas condiciones de medida. </li></ul><ul><li>Reproducibilidad: Grado de concordancia de diferentes mediciones bajo distintas condiciones d e medida . </li></ul>Metrología
  7. 7. <ul><li>Definiciones </li></ul><ul><li>Campo de medida : Rango de valores de medición para el que el instrumento es adecuado. </li></ul><ul><li>Resolución: Diferencia entre dos indicaciones sucesivas del instrumento de medida (entre una medida y la que le sigue en el rango de medición). </li></ul><ul><li>Estabilidad: Aptitud de un instrumento para conservar sus cualidades de medición con el tiempo </li></ul>Metrología
  8. 8. <ul><li>Definiciones </li></ul><ul><li>Calibrar : es comparar con un calibre la pieza que se desea comparar. </li></ul><ul><li>El resultado de calibrar es establecer si las medidas de las piezas sobrepasan un limite establecido </li></ul><ul><li>Calibre de Medida : sirven para comprobar las longitudes de las piezas. </li></ul><ul><li>Calibre de Forma : sirven para comprobar la forma de las piezas. </li></ul>Metrología
  9. 9. Evolución Histórica de los Sistemas de Unidades El desarrollo comercial en el siglo XVI hace necesario el establecimiento de unidades concretas y bien definidas. En Francia aparece en 1668 la Toesa, longitud de una barra de hierro empotrada en la fachada del Gran Chatelet de París. Como unidad de masa se establece la Pila de Carlomagno, formada por 13 pesas de cobre empotradas una en otra. Metrología
  10. 10. Evolución Histórica de los Sistemas de Unidades El Sistema métrico decimal se implanta en Francia en 1491. Se define el metro como la diezmillonésima parte del cuadrante del meridiano terrestre. Se materializa en platino, junto con la unidad de masa (Kg) en 1499. Metrología Copia del metro patrón.
  11. 11. Evolución Histórica de los Sistemas de Unidades En 1869 se celebra la Convención del Metro, con la creación del BIMP. Este organismo sustituye el antiguo metro. Se construyen 30 barras de platino e iridio, una de las cuales se toma como metro prototipo internacional. El resto se distribuye a los distintos países. Metrología
  12. 12. Evolución Histórica de los Sistemas de Unidades Este patrón de longitud se sustituye en 1960 por la longitud de onda de una luz monocromática producida por una lámpara de kriptón. Metrología
  13. 13. El metro es la longitud igual a 1650463,43 veces la longitud de onda en el vacío de la radiación correspondiente a la transición entre los niveles 2p10 y 5d5 del átomo de Kripton 86. Metrología Unidad Fundamental de Longitud Sistema Métrico Decimal
  14. 14. Metrología Sistema Internacional de Unidades SI ICONTEC determina como las Unidades Legales de Medida las del Sistema Internacional de Unidades adoptado por la Comisión General de Pesas y Medidas.
  15. 15. Metrología <ul><li>Sistema Internacional de Unidades SI </li></ul><ul><li>Reglas prácticas de aplicación: </li></ul><ul><li>Los símbolos de las unidades SI, excepto el  , se expresan con caracteres romanos y minúsculas, sin embargo, si dichos símbolos corresponden a unidades derivadas de nombres propios, su letra inicial es mayúscula . </li></ul><ul><li>Los símbolos no van seguidos de punto, ni toman la s para el plural . </li></ul>Tomado de: http://www.geocities.com/loorenzo_es/tc2.htm
  16. 16. Metrología <ul><li>Sistema Internacional de Unidades SI </li></ul><ul><li>Reglas prácticas de aplicación: </li></ul><ul><li>El símbolo de la unidad sigue al símbolo del prefijo sin espacio </li></ul><ul><li>El producto de los símbolos de dos o más unidades se indica con preferencia por medio de un punto como símbolo de multiplicación </li></ul><ul><li>Los nombres de las unidades debidos a nombres propios de científicos deben escribirse con idéntica ortografía que el nombre de éstos, pero con minúscula inicial . </li></ul>Tomado de: http://www.geocities.com/loorenzo_es/tc2.htm
  17. 17. Metrología <ul><li>Sistema Internacional de Unidades SI </li></ul><ul><li>Reglas prácticas de aplicación: </li></ul><ul><li>Los nombres de las unidades toman una s en el plural, salvo que terminen en s, x o z . </li></ul><ul><li>En los números, la coma se utiliza sólo para separar la parte entera de la decimal. Para facilitar la lectura, se recomienda dividir los números en grupos de tres cifras; estos grupos no se separan jamás por puntos ni por comas. La separación en grupos no se utiliza para los números de cuatro cifras que designan un año . </li></ul>Tomado de: http://www.geocities.com/loorenzo_es/tc2.htm
  18. 18. Metrología <ul><li>Sistema Internacional de Unidades SI </li></ul><ul><li>Reglas prácticas de aplicación: </li></ul><ul><li>Los múltiplos y submúltiplos decimales de las unidades del SI se forman con prefijos que anteceden sin espacio al símbolo de la unidad </li></ul><ul><li>Deben evitarse expresiones incorrectas: 21 x 32 cm, ppm </li></ul><ul><li>Deben evitarse abreviaturas incorrectas como : seg, cc . </li></ul>Tomado de: http://www.geocities.com/loorenzo_es/tc2.htm
  19. 19. Metrología Tomado de: http://www.geocities.com/loorenzo_es/tc2.htm Sistema Internacional de Unidades SI Unidades Básicas : Magnitud Nombre Símbolo Longitud metro m Masa kilogramo kg Tiempo segundo s Intensidad de corriente eléctrica ampére A Temperatura termodinámica kelvin K Intensidad luminosa candela cd Cantidad de sustancia mol mol
  20. 20. Metrología <ul><li>Sistema Internacional de Unidades SI </li></ul><ul><li>Definición Unidades Básicas : </li></ul><ul><li>Metro: El metro es la longitud del trayecto recorrido en el vacío por la luz durante un tiempo de 1/299 792 458 de segundo . </li></ul><ul><li>Kilogramo: El kilogramo es la unidad de masa y es igual a la masa del prototipo internacional del kilogramo . </li></ul>Tomado de: http://www.geocities.com/loorenzo_es/tc2.htm
  21. 21. Metrología <ul><li>Sistema Internacional de Unidades SI </li></ul><ul><li>Definición Unidades Básicas : </li></ul><ul><li>Segundo: El segundo es la duración de 9 192 631 770 periodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133 . </li></ul><ul><li>Kelvin: El kelvin es la fracción 1/273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua . </li></ul>Tomado de: http://www.geocities.com/loorenzo_es/tc2.htm
  22. 22. Metrología <ul><li>Sistema Internacional de Unidades SI </li></ul><ul><li>Definición Unidades Básicas : </li></ul><ul><li>Ampère: El ampère es la intensidad de una corriente constante que, manteniéndose en dos conductores paralelos, rectilineos, de longitud infinita, de sección circular despreciable y situados a una distancia de 1 metro uno de otro, en el vacío, produciría entre estos conductores una fuerza igual 2 x 10-7 newton por metro de longitud . </li></ul>Tomado de: http://www.geocities.com/loorenzo_es/tc2.htm
  23. 23. Metrología <ul><li>Sistema Internacional de Unidades SI </li></ul><ul><li>Definición Unidades Básicas : </li></ul><ul><li>Mol: El mol es la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades elementales como átomos hay en 0,012 kilogramos de carbono 12 . </li></ul><ul><li>Candela: La candela es la intensidad luminosa, en una dirección dada, de una fuente que emite una radiación monocromática de frecuencia 540 x 1012 hertz y cuya intensidad energética en dicha dirección es 1/683 watt por estereorradián . </li></ul>Tomado de: http://www.geocities.com/loorenzo_es/tc2.htm
  24. 24. Metrología Tomado de: http://www.geocities.com/loorenzo_es/tc2.htm Sistema Internacional de Unidades SI Unidades Derivadas : Unidades derivadas sin dimensión Magnitud Nombre Símbolo Ángulo plano radián rad Ángulo sólido estereorradián sr
  25. 25. Metrología Tomado de: http://www.geocities.com/loorenzo_es/tc2.htm Sistema Internacional de Unidades SI Unidades Derivadas : Unidades derivadas expresadas a partir de unidades básicas y derivadas sin dimensión Magnitud Nombre Símbolo Superficie metro cuadrado m 2 Volumen metro cúbico m 3 Velocidad metro por segundo m/s Aceleración metro por segundo cuadrado m/s 2 Número de metro a la potencia Ondas menos uno m -1
  26. 26. Metrología Tomado de: http://www.geocities.com/loorenzo_es/tc2.htm Sistema Internacional de Unidades SI Unidades Derivadas : Unidades derivadas expresadas a partir de unidades básicas y derivadas sin dimensión Magnitud Nombre Símbolo Densidad kilogramo por metro cúbico kg/m 3 Caudal en metro cúbico por Volumen segundo m 3 /s Caudal kilogramo por Másico segundo kg/s
  27. 27. Metrología Tomado de: http://www.geocities.com/loorenzo_es/tc2.htm Sistema Internacional de Unidades SI Unidades Derivadas : Unidades derivadas expresadas a partir de unidades básicas y derivadas sin dimensión Magnitud Nombre Símbolo Velocidad radián por angular segundo rad/s Aceleración radián por angular segundo cuadrado rad/s 2
  28. 28. Metrología Tomado de: METROLOGÍA Tecnología Mecánica II E.U.I.T.I.Z. Curso 2002-2003 Sistema Internacional de Unidades SI Múltiplos y Submúltiplos : MÚLTIPLOS SUBMÚLTIPLOS Prefijo Símbolo Factor Prefijo Símbolo Factor Deca D 10 deci d 10 -1 Hecto H 10 2 centi c 10 -2 Kilo K 10 3 mili m 10 -3 Mega M 10 6 micro  10 -6 Giga G 10 9 nano n 10 -9 Tera T 10 12 Pico p 10 -12 Peta P 10 15 femto f 10 -15 Exa E 10 18 atto a 10 -18 Zetta Z 10 21 zepto z 10 -21 Yotta Y 10 24 yocto y 10 -24
  29. 29. Metrología Tomado de: METROLOGÍA Tecnología Mecánica II E.U.I.T.I.Z. Curso 2002-2003 Elementos del Sistema de Medición
  30. 30. Metrología Tomado de: METROLOGÍA Tecnología Mecánica II E.U.I.T.I.Z. Curso 2002-2003 Clasificación de procesos de medición Según aplicación Medición -> resultado cuantitativo acerca de una propiedad continua
  31. 31. Metrología Tomado de: METROLOGÍA Tecnología Mecánica II E.U.I.T.I.Z. Curso 2002-2003 Clasificación de procesos de medición Según aplicación Comprobación o verificación -> Respuesta lógica o clase
  32. 32. Metrología Tomado de: METROLOGÍA Tecnología Mecánica II E.U.I.T.I.Z. Curso 2002-2003 Clasificación de procesos de medición Según aplicación Verificación de MH -> Mide errores característicos de la máquina herramienta
  33. 33. Metrología Clasificación de procesos de medición Según aplicación Ensayo -> Determina el resultado de acciones exteriores experimentales. Ej. Ensayo de dureza Rockwell 120º t
  34. 34. Metrología Tomado de: METROLOGÍA Tecnología Mecánica II E.U.I.T.I.Z. Curso 2002-2003 Clasificación de procesos de medición Según la naturaleza de la medida Medida directa . -> Se compara una magnitud con otra de la misma clase tomada como patrón
  35. 35. Metrología Tomado de: METROLOGÍA Tecnología Mecánica II E.U.I.T.I.Z. Curso 2002-2003 Clasificación de procesos de medición Según la naturaleza de la medida Medida indirecta . ->Se determina el valor de una magnitud por medio de la medida de otras magnitudes diferentes, considerando la ley que las relaciona.
  36. 36. Metrología Tomado de: METROLOGÍA Tecnología Mecánica II E.U.I.T.I.Z. Curso 2002-2003 Clasificación de procesos de medición Según el método de medida Medida por desviación . -> El valor de la magnitud a medir queda determinado por la lectura en un dispositivo indicador
  37. 37. Metrología Tomado de: METROLOGÍA Tecnología Mecánica II E.U.I.T.I.Z. Curso 2002-2003 Clasificación de procesos de medición Según el método de medida Medida por cero u oposición . -> Los efectos causados sobre el indicador por el mensurando y por una magnitud patrón se equilibran, lo que permite calcular el valor del patrón Ejemplo: Medición mediante balanza de dos platillos, en la que se busca el equilibrio del fiel y se identifica el peso del mensurando (platillo 1) y el del patrón (pesas en el platillo 2)
  38. 38. Metrología Tomado de: METROLOGÍA Tecnología Mecánica II E.U.I.T.I.Z. Curso 2002-2003 Clasificación de procesos de medición Según el método de medida Medida por comparación . -> Se obtiene el resultado como diferencia, en general muy pequeña, entre el valor del mensurado y del patrón.
  39. 39. Metrología Tomado de: METROLOGÍA Tecnología Mecánica II E.U.I.T.I.Z. Curso 2002-2003 Instrumentos de medición Fundamentos El conjunto de dispositivos situados entre la pieza a medir y el resultado final de la medición, constituyen la cadena de medición. Captador Amplificador Registrador Indicador En general, dicha cadena contiene estos elementos así ordenados
  40. 40. Metrología Tomado de: METROLOGÍA Tecnología Mecánica II E.U.I.T.I.Z. Curso 2002-2003 <ul><li>Instrumentos de medición </li></ul><ul><li>La cadena de medición </li></ul><ul><li>Captador: Toma la señal de entrada y la transforma en una señal capaz de entrar al siguiente elemento. </li></ul><ul><li>Amplificador: Amplifica la señal </li></ul><ul><li>Indicador: Presenta una señal perceptible por el operador </li></ul><ul><li>Registrador: Permite conservar los resultados de la medición </li></ul>
  41. 41. Metrología Tomado de: METROLOGÍA Tecnología Mecánica II E.U.I.T.I.Z. Curso 2002-2003 Instrumentos de medición La cadena de medición
  42. 42. Metrología Tomado de: METROLOGÍA Tecnología Mecánica II E.U.I.T.I.Z. Curso 2002-2003 Clasificación de Instrumentos de medida Clasificación por categoría metrológica. Patrones de calibración: ejemplo => Bloques patrón longitudinales, utilizados para materializar longitudes con precisión
  43. 43. Metrología Tomado de: METROLOGÍA Tecnología Mecánica II E.U.I.T.I.Z. Curso 2002-2003 Clasificación de Instrumentos de medida Clasificación por categoría metrológica. Máquinas de medición : ejemplo => máquina de medir por coordenadas (MMC)
  44. 44. Metrología Tomado de: METROLOGÍA Tecnología Mecánica II E.U.I.T.I.Z. Curso 2002-2003 Clasificación de Instrumentos de medida Clasificación por categoría metrológica. Instrumentos portátiles: ejemplo => pie de rey para la medida directa de longitudes
  45. 45. Metrología Tomado de: METROLOGÍA Tecnología Mecánica II E.U.I.T.I.Z. Curso 2002-2003 Clasificación de Instrumentos de medida Clasificación por categoría metrológica. Calibres de medida por atributos: ejemplo => calibre de límites lisos utilizado para comprobar el diámetro de un orificio cilíndrico
  46. 46. Metrología Tomado de: METROLOGÍA Tecnología Mecánica II E.U.I.T.I.Z. Curso 2002-2003 Clasificación de Instrumentos de medida Clasificación por categoría metrológica. Accesorios de medida: Ejemplo => prismas en V; usados como soporte en el control de piezas cilíndricas.
  47. 47. Metrología Tomado de: METROLOGÍA Tecnología Mecánica II E.U.I.T.I.Z. Curso 2002-2003 <ul><li>Clasificación de Instrumentos de medida </li></ul><ul><li>Clasificación por sistema de amplificación. </li></ul><ul><li>Mecánico: </li></ul><ul><ul><li>Palanca </li></ul></ul><ul><ul><li>Tornillo </li></ul></ul><ul><ul><li>Engranaje </li></ul></ul><ul><ul><li>Cuña </li></ul></ul><ul><ul><li>Deformación elástica </li></ul></ul>
  48. 48. Metrología Tomado de: METROLOGÍA Tecnología Mecánica II E.U.I.T.I.Z. Curso 2002-2003 <ul><li>Clasificación de Instrumentos de medida </li></ul><ul><li>Clasificación por sistema de amplificación. </li></ul><ul><li>Neumático: </li></ul><ul><ul><li>Variación de caudal </li></ul></ul><ul><ul><li>Variación de presión </li></ul></ul>
  49. 49. Metrología Tomado de: METROLOGÍA Tecnología Mecánica II E.U.I.T.I.Z. Curso 2002-2003 Clasificación de Instrumentos de medida Clasificación por sistema de amplificación. Amplificación mecánica: Palanca Ejemplo: Minímetro. El movimiento se transmite desde el palpador hasta la palanca de amplificación, solidaria de la aguja indicadora. Un resorte mantiene la palanca en contacto con el apoyo móvil
  50. 50. Metrología Tomado de: METROLOGÍA Tecnología Mecánica II E.U.I.T.I.Z. Curso 2002-2003 Clasificación de Instrumentos de medida Clasificación por sistema de amplificación. Amplificación mecánica: Palanca
  51. 51. Metrología Tomado de: METROLOGÍA Tecnología Mecánica II E.U.I.T.I.Z. Curso 2002-2003 Clasificación de Instrumentos de medida Clasificación por sistema de amplificación. Amplificación mecánica: Tornillo Un giro de un tornillo en el interior de una tuerca provoca su avance longitudinal. Por cada vuelta, el tornillo avanza una longitud igual al paso de rosca
  52. 52. Metrología Tomado de: METROLOGÍA Tecnología Mecánica II E.U.I.T.I.Z. Curso 2002-2003 Clasificación de Instrumentos de medida Clasificación por sistema de amplificación. Amplificación mecánica: Tornillo Ejemplo: Micrómetro de exteriores
  53. 53. Metrología Tomado de: METROLOGÍA Tecnología Mecánica II E.U.I.T.I.Z. Curso 2002-2003 Clasificación de Instrumentos de medida Clasificación por sistema de amplificación. Amplificación mecánica: Engrane Ejemplo: Comparador mecánico. Una cremallera provoca con su desplazamiento longitudinal el giro de un tren de engranajes, que arrastra por fin a la aguja indicadora.
  54. 54. Metrología Tomado de: METROLOGÍA Tecnología Mecánica II E.U.I.T.I.Z. Curso 2002-2003 Clasificación de Instrumentos de medida Clasificación por sistema de amplificación. Amplificación mecánica: Engrane Ejemplo: Comparador mecánico.
  55. 55. Metrología Tomado de: METROLOGÍA Tecnología Mecánica II E.U.I.T.I.Z. Curso 2002-2003 Clasificación de Instrumentos de medida Clasificación por sistema de amplificación. Amplificación mecánica: Cuña Un avance longitudinal, en función del ángulo, dará lugar a un avance transversal diferente, o a la inversa.
  56. 56. Metrología Tomado de: METROLOGÍA Tecnología Mecánica II E.U.I.T.I.Z. Curso 2002-2003 Clasificación de Instrumentos de medida Clasificación por sistema de amplificación. Amplificación mecánica: Cuña Ejemplo: Micrómetro de interiores de tres contactos. Se produce una amplificación mixta tornillo cuña. El avance del cilindro micrométrico, solidario de la cuña provoca el movimiento radial y simultáneo de los topes.
  57. 57. Metrología Tomado de: METROLOGÍA Tecnología Mecánica II E.U.I.T.I.Z. Curso 2002-2003 Clasificación de Instrumentos de medida Clasificación por sistema de amplificación. Amplificación mecánica: Cuña Ejemplo: Micrómetro de interiores de tres contactos.
  58. 58. Metrología Tomado de: METROLOGÍA Tecnología Mecánica II E.U.I.T.I.Z. Curso 2002-2003 Clasificación de Instrumentos de medida Clasificación por sistema de amplificación. Amplificación mecánica: Deformación elástica Ejemplo: Microkator (amplificación mixta por deformación elástica / palanca). Al accionar el palpador el giro de la palanca obliga a rotar a la banda elástica de acero, y con ella a la aguja indicadora.
  59. 59. Metrología Tomado de: METROLOGÍA Tecnología Mecánica II E.U.I.T.I.Z. Curso 2002-2003 Clasificación de Instrumentos de medida Clasificación por sistema de amplificación. Amplificación mecánica: Deformación elástica Ejemplo: Microkator (amplificación mixta por deformación elástica / palanca).

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