1. magnitudes básicas en metrología

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ESTRUCTURA DEL SI

UNIDADES DEL SI
FUNDAMENTALES O
BÁSICAS

UNIDADES DEL SI
DERIVADAS

COMBINACIÓN DE LAS UNIDADES
BÁSICAS, DE ACUERDO CON
RELACIONES ALGEBRAICAS
ÁNGULO PLANO
ÁNGULO SÓLIDO

PREFIJOS DEL SI

SISTEMA
INTERNACIONAL
DE UNIDADES SI

LONGITUD
MASA
TIEMPO
INTENSIDAD EN CTE. ELÉCTRICA
TEMPERATURA TERMODINÁMICA
INTENSIDAD LUMINOSA
CANTIDAD DE SUSTANCIA

INDICAN CUANTAS VECES ES MAYOR O
MENOR LA UNIDAD FORMADA CON
RELACIÓN A LA UNIDAD BÁSICA

(CGPM)

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ESTRUCTURA DEL SI

LONGITUD
MASA
SISTEMA
INTERNACIONAL
DE UNIDADES SI
(CGPM)

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UNIDADES DEL SI
FUNDAMENTALES O
BÁSICAS


TIEMPO
INTENSIDAD EN CTE. ELÉCTRICA
TEMPERATURA TERMODINÁMICA
INTENSIDAD LUMINOSA

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MAGNITUDES Y UNIDADES
Longitud
•  Distancia entre dos puntos
•  metro [m]

Masa
•  Cantidad de materia contenida en un cuerpo
•  gramo [g]

Tiempo
•  Lapso transcurrido entre dos eventos conocidos
•  segundo [s]

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MAGNITUDES Y UNIDADES
Intensidad de Corriente
•  Flujo de electrones a través de un conductor
•  amper [A]

Temperatura termodinámica
•  Medida del flujo de energía en un cuerpo
•  kelvin [K]

Intensidad de luz
•  Cantidad de iluminación que incide en un cuerpo
•  candela [cd]

mol
•  Cantidad de sustancia contenida en un cuerpo
•  Mol [mol]

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SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES

Longit
ud

mol

Intensid
ad de
luz

Masa

Sistema
internacion
al de
unidades

Tempe
ratura

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Tiemp
o

Intensid
ad de
corriente

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UNIDADES DEL SI
UNIDADES
SUPLEMENTARIAS

UNIDADES
BÁSICAS

UNIDADES
DERIVADAS

LONGITUD
Metro

m

Newton (N)

Radián (rad)
MASA
Kilogramo

Joule (J)

kg
TIEMPO

Segundo

s

Watt (W)
Stero radián (sr)

INTENSIDAD DE CORRIENTE
ELECTRICA
Amper
A

Hertz (Hz)

TEMPERATURA TERMODINAMICA
Kelvin
K
INTENSIDAD LUMINICA
Candela
cd
Mol
mol

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LONGITUD
“Hazte un arca de maderas resinosas. Haces el arca de
carrizo y la calafateas por dentro y por fuera con betún.
Así es como lo harás: longitud del arca 300 codos, su
anchura 50 codos y su altura 30 codos. Hacer en el arca
una cubierta y a un codo la rematarás por encima, pones la
puerta del arca en su costado y haces un primer piso, un
segundo y un tercero” (Génesis, 6-14;16)

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LA MILLA
Es una unidad de longitud que no forma parte del sistema métrico. De
origen muy antiguo, fue heredada de la Antigua Roma y equivalía a mil
pares de pasos caminados por un hombre (en latín: mille passus, plural:
milia passuum). Como los pasos eran dobles, la milla romana era
aproximadamente igual a 1467 m, y por lo tanto un paso simple era de
unos 73 cm.

UNA BRAZA
Es
una unidad de longitud náutica, que se utilizaba para medir la
profundidad del agua. El nombre braza, porque equivale a la longitud de
un par de brazos extendidos. Hoy en día no es utilizada como una unidad
de medida.
La braza tiene diferentes valores dependiendo del país:
Una braza española equivale a 1,6719 metros.
Una braza inglesa (fathom), equivale a 1,8288 metros

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MAGNITUDES BÁSICAS
LONGITUD
Distancia o separación entre dos puntos
Se mide con:
Reglas, cintas métricas, calibradores, micrómetros, nonios o
verniers, bloques patrón, medidores de ángulos, divisores,
m e d i d o r e s d e d i á m e t r o i n t e r i o r o e x t e r i o r, m e d i d o r e s d e
redondez o de planos, rugosímetros,
Metro (m): diezmillonésima parte del cuadrante del
meridiano terrestre en la actualidad se define al metro como
la distancia recorrida por la luz en vació durante un
intervalo de
1 / 299 792 458 de segundo
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Masa : (kilogramo – kg )
El kilogramo es la masa del prototipo de platino-iridio,
aceptado por la Conferencia General de Pesas y Medidas en
1889 y depositado en el Pabellón de Breteuil, de Sévres. (1ª y
3ª CGPM 1889 y 1901)

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EL KILOGRAMO
La primera definición del kilogramo, se tomó como la masa de un litro de
agua destilada (un cubo de lado un decimetro) a una atmosfera de
presión, y a una temperatura de 3,97oC, para facilitar la reproducción del
kilogramo patrón, este se estableció luego como una masa de Pt/Ir
equivalente al cubo de agua.

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EL METRO
Inicialmente se definió en París en 1791 como un diez millonésimo de la
longitud de un cuadrante polar de la tierra que pasa por París, a partir de
una medición geodésica efectuada entre Dunkerque y Barcelona, que tomó
seis años de trabajo.
La unidad se materializó en una barra de
aleación de 90% Pt y 10% Ir para aumentar
la dureza y con sección en forma de “X”
con un plano en su sección baricéntrica,
para minimizar los errores por flexión
elástica, cuando se la apoya en los puntos
de Bessel (de mínima deformación).

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TIEMPO
Lapso transcurrido entre dos eventos.
Se mide con:
Las mediciones usuales de tiempo se llevan a cabo por medio de
diversos tipos de relojes y cronómetros, de mayor o menor exactitud
s e g ú n l a s n e c e s i d a d e s , c a l i b r a d o s c o n b a s e e n l a e s c a l a U T C o TA I
según el caso.
Segundo (s): originalmente, el segundo fue definido como 1/86 400
del día solar medio, Actualmente se define como la duración de 9
192 631 770 períodos de la radiación correspondiente a la transición
entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de
cesio 133.

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TIEMPO
Tiempo: (segundo – s ):
El segundo es la duración de 9 192 631 770 períodos de la radicación correspondiente a la
transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133.
(13ª CGPM 1967, resolución 1)
Se realiza sintonizando un oscilador a la frecuencia de resonancia de los átomos a su paso a
través de campos magnéticos y una cavidad resonante hacia un detector.

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Intensidad de corriente eléctrica : (ampere – A)
El ampere es la intensidad de una corriente constante que mantenida en dos
conductores paralelos, rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular
despreciable y colocados a una distancia de un metro uno del otro en el vacío,
produce entre estos conductores una fuerza igual a 2 x 10-7 newton por metro de
longitud. (9ª CGPM 1948, resolución 2).

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TEMPERATURA

El primer termómetro (vocablo que proviene del griego thermes y metron,
medida del calor) se atribuye a Galileo que diseñó uno en 1592 con un bulbo
de vidrio del tamaño de un puño y abierto a la atmósfera a través de un tubo
delgado.
Para evaluar la temperatura ambiente, calentaba con la mano el bulbo e
introducía parte del tubo (boca abajo) en un recipiente con agua coloreada.
El aire circundante, más frío que la mano, enfriaba el aire encerrado en el
bulbo y el agua coloreada ascendía por el tubo.

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TEMPERATURA
Calor de un cuerpo dado
Kelvin (K): es la fracción 1/273,16 de la temperatura
termodinámica del punto triple del agua. El patrón se logra
por medio de una serie de celdas selladas, que contienen
una sustancia pura, en condiciones tales que pongan a la
sustancia en cierto estado al que corresponde una
temperatura dada, que representa un punto fijo de
definición.
Se mide con: Los de empleo más común son: artefactos de
cambio de estado, artefactos de expansión de fluido,
termocuplas o termopares, artefactos de resistencia y
termistores, sensores ópticos e infrarrojos, artefactos
bimetálicos.
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TEMPERATURA

El primer termómetro (vocablo que proviene del griego thermes y metron,
medida del calor) se atribuye a Galileo que diseñó uno en 1592 con un
bulbo de vidrio del tamaño de un puño y abierto a la atmósfera a través de
un tubo delgado.
Para evaluar la temperatura ambiente, calentaba con la mano el bulbo e
introducía parte del tubo (boca abajo) en un recipiente con agua
coloreada. El aire circundante, más frío que la mano, enfriaba el aire
encerrado en el bulbo y el agua coloreada ascendía por el tubo.

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TEMPERATURA
La distancia entre el nivel del líquido en el tubo y en el recipiente se
relacionaba con la diferencia entre la temperatura del cuerpo humano y la
del aire.
Si se enfriaba la habitación el aire se contraía y el nivel del agua ascendía
en el tubo. Si se calentaba el aire en el tubo, se dilataba y empujaba el agua
hacia abajo.
Las variaciones de presión atmosférica que soporta el agua pueden hacer
variar el nivel del líquido sin que varíe la temperatura. Debido a este factor
las medidas de temperatura obtenidas por el método de Galileo tienen
errores. En 1644 Torricelli estudió la presión y construyó el primer barómetro
para medirla.

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TEMPERATURA
En 1641, el Duque de Toscana, construye el termómetro de bulbo de alcohol con
capilar sellado, como los que usamos actualmente.
A mediados del XVII, Robert Boyle descubrió las dos primeras leyes que manejan el
concepto de temperatura:
en los gases encerrados a temperatura ambiente constante, el producto de la
presión a que se someten por el volumen que adquieren permanece constante.
la temperatura de ebullición disminuye con la presión.
Posteriormente se descubrió, pese a la engañosa evidencia de nuestros sentidos,
que todos los cuerpos expuestos a las mismas condiciones de calor o de frío
alcanzan la misma temperatura (ley del equilibrio térmico). Al descubrir esta ley se
introduce por primera vez una diferencia clara entre calor y temperatura. Todavía
hoy y para mucha gente estos términos no están muy claros.

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ESCALA CELSIUS
En 1740, Celsius, científico sueco de Upsala, propuso los puntos de
fusión y ebullición del agua al nivel del mar (P=1 atm) como puntos
fijos y una división de la escala en 100 partes (grados).
Como en Suecia interesaba más medir el grado de frío que el de
calor le asignó el
100 al punto de fusión del hielo y el 0 al del vapor del agua en la
ebullición. Más tarde el botánico y explorador Linneo invirtió el orden
y le asignó el 0 al punto de congelación del agua.
Esta escala, que se llamó centígrada por contraposición a la
mayoría de las demás graduaciones, que eran de 60 grados según
la tradición astronómica, ha perdurado hasta época reciente (1967)
y se proyectó en el Sistema métrico decimal (posterior a la
Revolución Francesa).

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ANDERS CELSIUS


ESCALA FAHRENHEIT
En 1717 Fahrenheit, un germano-holandés
(nació en Dancing y emigró a Amsterdam),
fabricante de instrumentos técnicos, construyó
e introdujo el termómetro de mercurio con bulbo
(usado todavía hoy) y tomó como puntos fijos:
El de congelación de una disolución saturada de sal
común en agua, que es la temperatura más baja que
se podía obtener en un laboratorio, mezclando hielo
o nieve y sal; y la temperatura del cuerpo humano.

GABRIEL FAHRENHEIT

Dividió la distancia que recorría el mercurio en el
capilar entre estos dos estados en 96 partes iguales.
Newton había sugerido 12 partes iguales entre la
congelación del agua y la temperatura del cuerpo
humano. El número 96 viene de la escala de 12
grados, usada en Italia en el S. XVII (12*8=96).

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La escala Kelvin tiene como referencia la temperatura más baja
del cosmos.
Para definir la escala absoluta o Kelvin es necesario recordar lo
que es el punto triple.
El llamado punto triple es un punto muy próximo a 0 ºC en el que
el agua, el hielo y el valor de agua están en equilibrio.
En 1967 se adoptó la temperatura del punto triple del agua como
único punto fijo para la definición de la escala absoluta de
temperaturas y se conservó la separación centígrada de la
escala Celsius. El nivel cero queda a -273,15 oC del punto triple
y se define como cero absoluto o 0 K. En esta escala no existen
temperaturas negativas. Esta escala sustituye a la escala
centígrada o Celsius

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LORD KELVIN


CENTIGRADO?

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INTENSIDAD LUMINICA
Las diversas formas de energía radiante incluyen los rayos
cósmicos, los rayos gamma, los rayos X, los rayos
ultravioleta, los rayos de la luz visible al hombre, los rayos
infrarrojos, las microondas y los rayos eléctricos y de radio.
Candela (cd): es la intensidad luminosa, en una dirección
dada, de una fuente que emite una radiación monocromática
de frecuencia 540 x 1012 Hz y cuya intensidad radiante en
esa dirección es de 1/683 watt por estereorradián.
Se mide con: En el campo de fotometría y radiación se
utilizan radiómetros, fotómetros de absorción, de
ennegrecimiento, de polarización, eléctricos, fotoeléctricos;
integradores, espectrofotómetros, espectroradiómetros, entre
otros.

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Intensidad luminosa : (candela – cd)
Es la intensidad luminosa en una dirección dada de una fuente que emite una
radiación monocromática de frecuencia 540 * 1012 hertz y cuya intensidad
energética en esa dirección es de 1/683 watt por esterradian. (16ª CGPM 1979,
resolución 3).

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Cantidad de materia : (mol – mol)

Cantidad de materia de un sistema que contiene tantas entidades elementales
como átomos hay en 0,012 kilogramos de carbono 12 . (14ª CGPM, resolución 3)

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DEFINICIONES Y CONCEPTOS
VOCABULARIO INTERNACIONAL DE METROLÓGIA

ü  Incertidumbre
ü  Error
ü  Medición
ü  Instrumento

ü  Patrón

ü  Exactitud

ü  Repetibilidad
ü  Trazabilidad
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METROLOGÍA I
N°

Apellidos y Nombres

Asistencia

1 ARTEAGA GUERRERO ESTEBAN

Error

2 BEDOYA QUINTERO LEONARDO

Incertidumbre

3 CADAVID OSORIO BRAYAN ESTEBAN

Medición

4 CASTAÑEDA ESPINAL JEFFERSON
CHAVARRIAGA SANTAMARIA LUIS
5 NORBERTO

Exactitud

6 ECHEVERRI ZAPATA ANDRÉS

Reproducibilidad

7 FLÓREZ SALINAS JUAN CARLOS

Trazabilidad

8 LÓPEZ FLÓREZ JUAN PABLO

Patrón

9 OCHOA YEPES JENNIFER PAOLA

Tolerancia

Repetibilidad

10 ORTIZ GIRALDO ANDRÉS DE JESÚS
11 VANEGAS CASTAÑO LUZ DELLY

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Intervalo
Presición


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