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Conceptos Basicos Metrologia

  1. 1. Diseño y recopilación Javier Ernesto castrillón Ingeniero electromecánico Diseño y recopilación Javier Ernesto castrillón Ingeniero electromecánico Estructura Metrología II COMPETENCIA RED DE CONCEPTOS INDICADORES DE LOGROS DEL Diseñar, implementar, mantener y Manual de Aseguramiento metrológico Elabora un manual de mejorar sistemas de aseguramiento • Definición e importancia aseguramiento metrológico en una metrológico de acuerdo a la • Componentes del manual y metodología de organización aplicando las normas normatividad vigente en una elaboración vigentes organización. • Metrología aplicada según: o NTC-ISO 9001 o NTC-ISO 10012 o NTC-ISO 14001 o NTC-ISO 18001 o NTC-ISO-IEC 17025 o NTC-ISO 19011 vigentes • VIM 1993 • Costos del aseguramiento metrológico. • Establecimiento y operación de un laboratorio de metrología • Normas NTC-ISO vigentes relacionadas con las variables de: mediciones eléctricas, temperatura, volumetría e higrometría Calibración y verificación • Mediciones eléctricas, temperatura, volumetría e higrometría. • Selección y adecuación de los dispositivos patrones de referencia • Procedimiento de calibración y verificación de multimétro, pinzas, amperímetros y voltímetros • Calibración por generación • Calibración puntual • Determinación de límites de error permitidos
  2. 2. Diseño y recopilación Javier Ernesto castrillón Ingeniero electromecánico Estructura Metrología II Controlar las • Certificado de calibración Con base en el diagnóstico variables críticas • Registro de calibración de la gestión de (eléctricas, temperatura, • Análisis y evaluación de dispositivos calibrados y/o las mediciones en volumetría e higrometría) verificados una organización, de la gestión de las • Procedimientos de calibración de termómetros calibra y verifica los mediciones en las análogos y digitales, termocuplas y termopares. dispositivos de medición organizaciones, elaborando • Calibración por generación que presentan variables procedimientos • Calibración puntual críticas. Elabora y evalúa de calibración y Clasificación de dispositivos volumétricos registros, informes y verificación de los • Clases de dispositivos volumétricos certificados de calibración dispositivos de • Probetas para decidir medición. • Pipetas aceptabilidad o rechazo del • Balones volumétricos dispositivo calibrado en las • Procedimientos de calibración variables de: • Método gravimétrico mediciones eléctricas, • Determinación de la tolerancia permitida temperatura, volumetría e • Determinación de la calidad del patrón higrometría. • Procedimiento de calibración y verificación de termohigrómetros Diseño y recopilación Javier Ernesto castrillón Ingeniero electromecánico Vocabulario usado en Metrología  La percepción inicial de metrología deriva de su etimología: del griego metros medida y logos tratado. Concepto que debe ser casi tan antiguo como el ser humano: “tengo nada”, “tengo algo”, “tengo mucho”; expresiones que reflejan una comparación muy primitiva pero que perdura en la raza humana bajo muchos aspectos, al punto que actualmente podemos decir que metrología es la ciencia de las mediciones y que medir es comparar con algo (unidad) que se toma como base de comparación.
  3. 3. Diseño y recopilación Javier Ernesto castrillón Ingeniero electromecánico Vocabulario usado en Metrología  Anteriormente citamos algo con que comparar; ese algo se conoce como patrón.  Originalmente, se entendía por patrón a una representación o materialización física de la unidad. Era necesario destacar que un patrón es una representación confiable de la unidad solamente bajo un conjunto de condiciones claramente definidas para asegurar que no cambien estas condiciones por motivo de variaciones, por ejemplo, de temperatura, humedad, presión atmosférica, etc. Por sus características, el patrón físico no se empleaba directamente para hacer mediciones. Era, eso sí, el punto de referencia para construir y utilizar instrumentos de medición. Diseño y recopilación Javier Ernesto castrillón Ingeniero electromecánico Patrón Medida materializada, aparato de medición, material de referencia o sistema de medición, destinado a definir, realizar, conservar o reproducir una unidad o uno o varios valores de una magnitud para servir de referencia. Los patrones pueden ser internacionales (reconocidos por acuerdo internacional) y nacionales (reconocidos por acuerdo nacional).
  4. 4. Diseño y recopilación Javier Ernesto castrillón Ingeniero electromecánico Patrón primario Patrón que se designa o se recomienda por presentar las más altas calidades metrológicas y cuyo valor se establece sin referirse a otros patrones de la misma magnitud. Patrón secundario Patrón cuyo valor se establece por comparación con un patrón primario de la misma magnitud. Patrón de referencia Patrón, generalmente de la más alta calidad metrológica disponible en un lugar u organización dados, del cual se derivan las mediciones que se hacen en dicho lugar u organización. Patrón de trabajo Patrón utilizado corrientemente para controlar medidas materializadas, aparatos de medición o materiales de referencia. Patrón de transferencia Patrón empleado como intermediario para comparar patrones entre sí. Diseño y recopilación Javier Ernesto castrillón Ingeniero electromecánico
  5. 5. Diseño y recopilación Javier Ernesto castrillón Ingeniero electromecánico Diseño y recopilación Javier Ernesto castrillón Ingeniero electromecánico
  6. 6. Diseño y recopilación Javier Ernesto castrillón Ingeniero electromecánico Vocabulario usado en Metrología  Metrología: Campo del conocimiento que estudia todos los problemas relativos a las mediciones. Se puede considerar la metrología como una ciencia independiente y completa por sí misma, con sus aspectos teóricos, experimentales y prácticos, que tiene por finalidad establecer un conocimiento objetivo de nuestro mundo físico. Diseño y recopilación Javier Ernesto castrillón Vocabulario usado en Metrológica Ingeniero electromecánico  Programa de Aseguramiento Metrológico: Un programa de Aseguramiento Metrológico pretende básicamente, dar confiabilidad a las mediciones y sus resultados, dentro del rango de exactitud requerido por : los procesos de fabricación de una empresa o los ensayos a realizar para el control de calidad de un producto. En este programa de aseguramiento deben estar comprometidos, tanto, los departamentos relacionados con la parte de producción, como también, el nivel directivo de la empresa.
  7. 7. Diseño y recopilación Javier Ernesto castrillón Ingeniero electromecánico Diseño y recopilación Javier Ernesto castrillón Ingeniero electromecánico
  8. 8. Diseño y recopilación Javier Ernesto castrillón Ingeniero electromecánico Diseño y recopilación Javier Ernesto castrillón Ingeniero electromecánico Vocabulario usado en Metrológica  Medición: Es el conjunto de acciones que tienen por objeto determinar el valor de una magnitud particular denominada mensurando.  Procedimiento de Medición: Es la secuencia específica de operaciones utilizada para medir determinada magnitud particular, siguiendo un principio establecido y de acuerdo a un método dado.  Instrumento de medición: Aparato destinado a obtener medidas directas que permiten estimar los valores de diversas magnitudes particulares.
  9. 9. Diseño y recopilación Javier Ernesto castrillón Ingeniero electromecánico Vocabulario usado en Metrológica  Mensurando: Magnitud medida por un instrumento.  Valor verdadero: Valor real del mensurando.  Sistema de Medición: Incluye instrumentos, patrones de calibración, conceptos y leyes físicas, operarios humanos, valores de propiedades y constantes, etc.  Escala: Conjunto de símbolos o marcas ubicados en el instrumento, a  menudo acompañados de una referencia numérica y normalmente a lo largo de una recta o arco de círculo.  Índice: Puntero, aguja, lápiz, punta luminosa, superficie líquida, etc.  cuya posición indica el valor de la magnitud.  Longitud de Escala: Es la distancia entre la primera y última marca indicada en unidades de longitud a lo largo del camino recorrido por el índice.  Espaciamiento de Escala: Es la distancia entre marcas adyacentes. Para que el índice sea legible tiene que ser mayor que 0.7mm.  Diseño y recopilación Javier Ernesto castrillón Ingeniero electromecánico Vocabulario usado en Metrológica  División de Escala: ?  Intervalo de Escala:?  Escala Lineal:?  Resolución:?  Exactitud:?  Repetibilidad:?  Precisión:?
  10. 10. Diseño y recopilación Javier Ernesto castrillón Ingeniero electromecánico Diseño y recopilación Javier Ernesto castrillón Ingeniero electromecánico Vocabulario usado en Metrológica  Calibración:  Conjunto de operaciones que establecen, bajo condiciones especificadas, la relación entre los valores indicados por un instrumento de medición, o los valores representados por una medida materializada (patrón) y el valor convencionalmente verdadero de la magnitud a medir.  Ajuste: Operación destinada a llevar un aparato de medición a un funcionamiento y una exactitud conveniente para su utilización.
  11. 11. Diseño y recopilación Javier Ernesto castrillón Ingeniero electromecánico Vocabulario usado en Metrológica  Resolución: Expresión cuantitativa de la capacidad de un dispositivo indicador, para permitir distinguir significativamente entre los valores inmediatamente adyacentes a la cantidad indicada. Ejemplos: 1. La resolución de un flexometro es 1 mm.. 2. La resolución de una bascula es 1 g. Diseño y recopilación Javier Ernesto castrillón Ingeniero electromecánico Vocabulario usado en Metrológica  Exactitud: Es el grado de concordancia entre el resultado de una medida y el valor “Convencionalmente verdadero de la magnitud medida”. Notas: 1. “Exactitud” es un concepto cualitativo 2. Se debe evitar el uso del termino “precisión” en el sentido de “exactitud”.
  12. 12. Diseño y recopilación Javier Ernesto castrillón Ingeniero electromecánico Vocabulario usado en Metrológica  Reproducibilidad  Grado de concordancia entre los resultados de las mediciones de un mismo mensurando, llevadas a cabo haciendo variar las condiciones de medición.(errores encontrados calculables) Diseño y recopilación Javier Ernesto castrillón Ingeniero electromecánico Vocabulario usado en Metrológica  Exactitud de un instrumento de medición: Aptitud del instrumento de medición para dar indicaciones próximas al valor verdadero de una magnitud medida.
  13. 13. Diseño y recopilación Javier Ernesto castrillón Ingeniero electromecánico Vocabulario usado en Metrológica  Clase de exactitud: Característica con la que se cataloga a los instrumentos de medición que satisfacen ciertas exigencias metrológicas destinadas a conservar los errores dentro de límites especificados. Diseño y recopilación Javier Ernesto castrillón Ingeniero electromecánico Vocabulario usado en Metrológica  Precisión de un instrumento de medición: Cualidad de un instrumento de medición, caracterizada por repetibilidad , esto es la actitud para dar indicaciones idénticas, en una serie de mediciones de un mismo valor de una magnitud.
  14. 14. Diseño y recopilación Javier Ernesto castrillón Ingeniero electromecánico Vocabulario usado en Metrológica  Repetibilidad de una medición: Caracterizada por proximidad o convergencia entre los resultados de mediciones sucesivas de una misma magnitud, efectuado con el mismo método, por el mismo observador, con los mismos instrumentos de medición, en el mismo lugar y a intervalos cortos de tiempo. Diseño y recopilación Javier Ernesto castrillón Ingeniero electromecánico Vocabulario usado en Metrológica ERROR SISTEMATICO, PRECISION Y EXACTITUD. A B X X C D X X
  15. 15. Diseño y recopilación Javier Ernesto castrillón Error Sistemático, Precisión y Ingeniero electromecánico Exactitud. a) Alto error sistemático + Baja Precisión = Baja exactitud del promedio b) Alto error sistemático + Alta Precisión = Baja exactitud del promedio c) Bajo error sistemático + Baja Precisión = Baja exactitud del promedio d) Bajo error sistemático + Alta Precisión = Alta exactitud del promedio Diseño y recopilación Javier Ernesto castrillón Ingeniero electromecánico ERROR E INCERTIDUMBRE Al medir un mensurando se obtiene siempre sólo una aproximación a su valor verdadero. Solamente un instrumento ideal podría entregar como resultado de una medición el valor verdadero de la magnitud medida. Las causas del error pueden tener su origen en el propio instrumento o en situaciones ajenas a éste. Dentro de los primeros se cuentan los errores de ajuste, cuando el valor entregado difiere de una referencia conocida. También se cuentan entre estos los problemas de juego (saltos bruscos al cambiar el sentido de medición), histéresis (diferencia entre valores obtenidos al medir en forma ascendente o descendente). Otros errores comunes son la desviación de linealidad, deriva (lentitud hasta detenerse e indicar un valor) y falta de estabilidad.
  16. 16. Diseño y recopilación Javier Ernesto castrillón Ingeniero electromecánico ERROR E INCERTIDUMBRE Errores no atribuibles al instrumento de medición son por lo común las desviaciones debidas a problemas ambientales e interferencias diversas en el ambiente de trabajo. Cabe destacar también que sumándose al error pueden existir equivocaciones conducentes a resultados falsos. Estas equivocaciones incluyen lecturas mal tomadas, errores de operación de los instrumentos y errores humanos en general, y no pueden ser consideradas asignándoles algún tipo de distribución de probabilidades, al calcular la incertidumbre. Diseño y recopilación Javier Ernesto castrillón Ingeniero electromecánico Vocabulario usado en Metrológica  Incertidumbre de medición: Estimación que caracteriza el campo de los valores dentro del cual se sitúa el valor verdadero de una magnitud medida. Es una medida de la dispersión de los resultados de medición, dentro de un rango de de errores límites.
  17. 17. Diseño y recopilación Javier Ernesto castrillón Ingeniero electromecánico Diferencia entre Exactitud y Precisión: Valor Real a) Serie exacta de mediciones repetidas cuyo promedio se aproxima al valor real. b) Las mediciones realizadas varias veces son precisas (están muy cercas entre sí), pero no se aproximan al valor real. c) Una serie de mediciones repetidas y que se encuentran concentradas apretadamente en torno del valor real. Error de Medición: Diferencia entre el resultado de la medición (X) y el valor verdadero (XV) ε = X – XV Diseño y recopilación Javier Ernesto castrillón Ingeniero electromecánico Diferencia entre Exactitud y Precisión
  18. 18. Diseño y recopilación Javier Ernesto castrillón Ingeniero electromecánico Vocabulario usado en Metrológica  Error Aleatorio: Es el resultado de una medición menos la media que resultaría a partir de un número infinito de mediciones de la misma cantidad por medir, efectuadas bajo condiciones de repetibilidad. Notas: 1. El error aleatorio es igual al error menos el error sistemático. 2. Dado que en la práctica sólo se puede efectuar un conjunto finito de medidas, lo único que se puede obtener es un estimado del error aleatorio. Diseño y recopilación Javier Ernesto castrillón Ingeniero electromecánico Vocabulario usado en Metrológica  Error Sistemático: Error que permanece constante en valor absoluto y signo durante el transcurso de varias mediciones de la misma magnitud, o si cambia, lo hace de acuerdo a una ley. Nota: 1. Los errores sistemáticos y sus causas pueden ser conocidos o no.
  19. 19. Error, Error aleatorio y Error Diseño y recopilación Javier Ernesto castrillón Ingeniero electromecánico Sistemático Diseño y recopilación Javier Ernesto castrillón Ingeniero electromecánico Vocabulario usado en Metrológica  Tolerancia de una variable: Diferencia entre los valores máximo y mínimo que puede tomar la variable medida para que resulte acorde (o aceptable) . Nota: En las básculas camioneras: De 0 a 5000 kg. La tolerancia es  10 kg. De 5000 kg. A 20000 kg. La tolerancia es  20 kg. De 20000 kg. A 100000 kg. La tolerancia es  30 kg
  20. 20. Diseño y recopilación Javier Ernesto castrillón Ingeniero electromecánico Vocabulario usado en Metrológica  División de escala real (d): Valor de la división de la escala expresada en unidades de masa de: -La diferencia entre dos indicaciones consecutivas para una indicación discontinua.  División de escala de verificación (e): Valor expresado en unidades de masa utilizado para la clasificación y verificación de instrumentos de pesaje. d  e Diseño y recopilación Javier Ernesto castrillón Ingeniero electromecánico Variables  Variables eléctricas  Variables de temperatura  Variables de volumen  Variables de higrometría

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