El documento trata sobre la metrología. Explica que la metrología es la ciencia de las medidas y que tiene como objetivo establecer sistemas de medición compatibles universalmente para permitir la comparación internacional de mediciones. También describe las diferentes clases de metrología como la legal, científica e industrial y algunos instrumentos comunes de medición como balanzas, cronómetros y odómetros.

1. Carolina Tapia y Daniela Vanegas
9.3

2. Los estudios para determinar un sistema de unidades
único y universal concluyeron con el establecimiento
del Sistema Métrico Decimal. La adopción universal de
este sistema se hizo con el Tratado del Metro o la
Convención del Metro, que se firmó en Francia el 20 de
mayo de 1875, y en el cual se establece la creación de
una organización científica que tuviera, por una parte,
una estructura permanente que permitiera a los países
miembros tener una acción común sobre todas las
cuestiones que se relacionen con las unidades de
medida y que asegure la unificación mundial de las
mediciones físicas.

3. Magnitud
física
fundamental
Unidad básica
o fundamental
Símbolo Observaciones
Longitud metro m
Se define en función de la
velocidad de la luz
Masa kilogramo kg
No se define como 1.000
gramos
Tiempo segundo s
Se define en función del
tiempo atómico
Intensidad de
corriente eléctrica
amperio o ampere A
Se define a partir del
campo eléctrico
Temperatura kelvin K
Se define a partir de la
temperatura termodinámica
del punto triple del agua.
Cantidad de
sustancia
mol mol
Véase también Número de
Avogadro
Ver: PSU:
Química, Pregunta
01_2005
Intensidad
luminosa
candela cd

4. En términos muy sencillos, la metrología es la ciencia de las
medidas. Como ciencia, incluye el estudio, el mantenimiento y
la aplicación de los sistemas de pesos y medidas que sean
compatibles universalmente.
En razón de esta universalidad, la metrología posibilita la
comparación internacional de las mediciones y por tanto
facilita el intercambio de productos a escala internacional.
Empleando instrumentos y métodos adecuados cumple con
su objetivo de obtener la exactitud al expresar el valor de las
diferentes magnitudes.
A escala humana, todo es medible, pesable o mensurable. Por
lo tanto, las necesidades de medir se pueden manifestar en
diferentes ámbitos, ya sea tecnológico, social o científico.
Tomando en consideración la diversidad de estos ámbitos, la
metrología puede dividirse en las siguientes Clases:

5. Este campo tiene como objetivo garantizar la confiabilidad de las
mediciones que se realizan día a día en la industria se aplica en:
- La calibración de los equipos de medición y prueba.
- La etapa de diseño de un producto o servicio.
- La inspección de materias primas, proceso y producto terminado.
- Durante el servicio técnico al producto.
- Durante las acciones de mantenimiento.
- Durante la prestación de un servicio.

6. Su objetivo es proteger a los consumidores para que
reciban los bienes y servicios con las características que
ofrecen o anuncian los diferentes fabricantes.
Debe ser ejercida por los gobiernos y entre sus campos de
acción están:
- Verificación de pesas, balanzas y básculas.
- Verificación de cintas métricas.
- Verificación de surtidores de combustible.
- Control de escapes de gases de automóviles.
- Taxímetros.
- Contadores Eléctricos, de agua y de gas, etc.

7. En este campo se investiga intensamente para mejorar los
patrones, las técnicas y métodos de medición, los
instrumentos y la exactitud de las medidas.
Se ocupa, entre otras, de actividades como:
- Mantenimiento de patrones internacionales
- Búsqueda de nuevos patrones que representen o
materialicen de mejor
manera las unidades de medición.
- Mejoramiento de la exactitud de las mediciones necesarias
para los
-desarrollos científicos y tecnológicos.

8. Independientemente de la Clase de metrología de que se trate, los y
las industrias utilizan una gran variedad de instrumentos para llevar a
cabo sus mediciones. Desde objetos sencillos
como reglas y cronómetros hasta potentes microscopios,
sofisticados micrómetros, avanzados medidores de láser e incluso
modernos computadores muy precisos.
Debido a esta diversidad, la metrología se puede clasificarse según
el tipo de variable que se está midiendo.
De acuerdo con este criterio se han establecido áreas como:
- Masas y Balanzas
- Mediciones Longitudinales y Geométricas

9. La metrología lineal o dimensional se ocupa de todas las
mediciones efectuadas sobre un sólido estático en cuanto a sus
dimensiones; es decir, espesor, ancho, profundidad, etc. Dentro
de cualquier actividad relacionada con mecánica y mediciones de
precisión, la metrología lineal es la más común de las prácticas.
Para dominarla a cabalidad es necesario conocer en profundidad
los instrumentos que utiliza y saber interpretar o leer con exactitud
los resultados numéricos que arrojan.
En lo referente a interpretar o leer los resultados numéricos, solo
se consigue si dominamos los guarismos del sistema métrico
decimal, y si sabemos escribir y leer números decimales.
Es indudable que en nuestro universo existen distancias lineales
siderales, y que en el campo de la astronomía hay unidades e
instrumentos apropiados para mensurarlas, pero en nuestro
estudio nos referiremos solo a medidas lineales o dimensionales
propias de procesos industriales, mecánicos o mineros.

11. Para medir masas:
La balanza: Es un instrumento que sirve para
medir masa y cuerpo.
Es una palanca de primer género de brazos iguales
que, mediante el establecimiento de una situación
de equilibrio entre los pesos de dos cuerpos,
permite medir masas. Para realizar las mediciones
se utilizan patrones de masa cuyo grado de
exactitud depende de la precisión del instrumento.
Al igual que en una romana, pero a diferencia de
una báscula o un dinamómetro, los resultados de
las mediciones no varían con la magnitud de la
gravedad.

13. Es un instrumento utilizado para la determinación
de la composición de una mezcla de gases. Es un
detector de conductividad térmica.
El equipo se compone de dos tubos paralelos que
contienen el gas de las bobinas de calefacción. Los
gases son examinados comparando el radio de
pérdida de calor de las bobinas de calefacción en
el gas. Las bobinas son dispuestas dentro de un
circuito de puente que tiene resistencia a los
cambios debido al desigual enfriamiento que
puede ser medido. Un canal contiene normalmente
una referencia del gas y la mezcla que se probará
se pasa a través del otro canal.

15. Reloj: Se denomina reloj al instrumento capaz de medir
el tiempo natural (días, años, fases lunares, etc.) en unidades
convencionales (horas ,minutos o segundos).
Fundamentalmente permite conocer la hora actual, aunque
puede poseer otras funciones, como medir la duración de un
suceso o activar una señal en cierta hora específica.
Los relojes se utilizan desde la antigüedad y a medida que ha
ido evolucionando la tecnología de su fabricación han ido
apareciendo nuevos modelos con mayor precisión, mejores
prestaciones y presentación y menor coste de fabricación. Es
uno de los instrumentos más populares, ya que prácticamente
muchas personas disponen de uno o varios relojes,
principalmente de pulsera, de manera que en muchos hogares
puede haber varios relojes, muchos electrodomésticos los
incorporan en forma de relojes digitales y en cada
computadora hay un reloj.
El reloj, además de su función práctica, se ha convertido en
un objeto de joyería, símbolo de distinción y valoración.

17. Es un reloj cuya precisión ha sido comprobada y certificada
por algún instituto o centro de control de precisión. La palabra
cronómetro es un neologismo de etimología griega:
Χρόνος Cronos es el dios del tiempo, μετρον -metron es hoy
un sufijo que significa aparato para medir. Ejemplo de
cronómetro de pulsera: Rolex Oyster Perpetual Datejust. Fue
el primer reloj de pulsera con indicación de fecha en una
ventanilla abierta sobre la esfera. Ejemplo de reloj con función
de cronógrafo: Omega Speedmaster Professional. Fue el
cronógrafo elegido por la Nasa para acompañar a los
astronautas en las misiones Apolo que culminaron con la
llegada del hombre a la luna. Ejemplo de reloj cronómetro con
función de cronógrafo: Breitling Navitimer, primer reloj en
incorporar una regla de cálculo logarítmica para la realización
de cálculos relativos a consumos de carburante, distancias
recorridas, multiplicaciones, divisiones, reglas de tres, etc...

19. odómetro: Es un instrumento de medición que
calcula la distancia total o parcial recorrida por un
cuerpo (generalmente por un vehículo) en la unidad
de longitud en la cual ha sido configurado
(metros, millas ). Su uso está generalizadamente
extendido debido a la necesidad de conocer distancias,
calcular tiempos de viaje, o consumo de combustible.1
La referencia más antigua apunta a Arquímedes como
su inventor, que en la antigüedad diseñó varios tipos de
odómetros cuya finalidad abarcaba varios usos militares
y civiles. Y quien describe por primera vez cómo
construir un odómetro, aunque sin declarar que él sea el
inventor, es por el arquitecto romano Vitrubio en su
obra De Architectura en el siglo I.

21. El calibre, también denominado calibrador, cartabón
de corredera, pie de rey, pie de metro, forcípula (para
medir árboles) o Vernier, es un instrumento utilizado
para medir dimensiones de objetos relativamente
pequeños, desde centímetros hasta fracciones
de milímetros (1/10 de milímetro, 1/20 de milímetro, 1/50
de milímetro). En la escala de las pulgadas tiene
divisiones equivalentes a 1/16 de pulgada, y, en
su nonio, de 1/128 de pulgada.
Es un instrumento sumamente delicado y debe
manipularse con habilidad, cuidado y delicadeza, con
precaución de no rayarlo ni doblarlo (en especial, la
colisa de profundidad). Deben evitarse especialmente
las limaduras, que pueden alojarse entre sus piezas y
provocar daños.

23. Velocímetro : Es un instrumento
que mide el valor de la rapidez media
de un vehículo. Debido a que el
intervalo en el que mide esta rapidez
es generalmente muy pequeña se
aproxima mucho a la magnitud de
la Velocidad instantánea, es decir la
rapidez instantánea.

25. El error de medición se define como la diferencia entre el valor medido y el valor
verdadero. Afectan a cualquier instrumento de medición y pueden deberse a distintas
causas. Las que se pueden de alguna manera prever, calcular , eliminar mediante
calibraciones y compensaciones, se denominan determinísticos o sistemáticos y se
relacionan con la exactitud de las mediciones. Los que no se pueden prever , pues
dependen de causas desconocidas , o estocásticas se denominan aleatorios y están
relacionado con la precisión del instrumento.
Tipos
Error aleatorio: No se conocen leyes o mecanismos que lo causan por su excesiva
complejidad o por su pequeña influencia en el resultado final.
Para conocer este tipo de errores primero debemos de realizar un muestreo de
medidas. Con los datos de las sucesivas medidas podemos calcular su media y la
desviación típica maestral . Con estos parámetros se puede obtener la distribución
norma y la podemos acotar para un nivel de confianza dado.
Error sistemático: Permanecen constantes en valor absoluto y en signo al medir una
magnitud en las mismas condiciones , y se conocen las leyes que lo causan.
Para determinar un error sistemático se debe realizar una serie de medidas sobre una
magnitud Xo , se debe calcular una medida aritmética de estas medidas y después
hallar la diferencia entre la medida y la magnitud Xo.

26. Aunque es imposible conocer todas las causas del error es conveniente
conocer todas las causas importantes y tener una idea que permita evaluar
los errores mas frecuentes . Las principales causas que producen errores se
pueden clasificar en:
Errores debido al instrumento de medida:
Cualquiera que sea la precisión del diseño y fabricación de un instrumento
presentan siempre imperfecciones. A estas , con el paso del tiempo, les
tenemos que sumas las imperfecciones por desgaste.
-Error de alineación
-Error de diseño y fabricación
-Error por desgaste del instrumento. Debido a este tipo de errores se tienen
que realizar verificaciones periódicas para comparar si se mantiene dentro de
unas especificaciones.
-Error por precisión y formas de los contactos.

27. Errores debidos por el operador: El operador influye en los resultados de
una medición por la imperfección de sus sentidos así como por la habilidad que
posee para afectar las medidas. Las tendencias existentes para evitar estas causas
de errores son la utilización de instrumentos de medida en los que elimina al
máximo la intervención del operador.
-Error de lectura y paralaje: Cuando los instrumentos de medida no tienen lectura
digital se obtiene la medida mediante la comparación de escalas a diferentes planos
este hecho puede inducir a lecturas con errores de apreciación, interpolación ,
coincidencia , etc. Por otra parte si la mirada del operador no esta situada
totalmente perpendicular al plano de escala aparecen errores del paralaje.
Errores debidos a los factores ambientales.
Errores debido a los factores ambientales: El mas destacado y estudiado
es el efecto de la temperatura en los metales dado que su influencia es muy fuerte.
-Error por variación de temperatura: Los objetos metálicos se dilatan cuando
aumenta la temperatura y se contraen al enfriarse . Este hecho se modeliza de la
siguiente forma.
Variación de longitud= Coeficiente de dilatación especifico X longitud de la pieza X
variación temperatura.

28. - Otros agentes exteriores: Influyen mínimamente . Humedad, presión
atmosférica , polvo y suciedad en general. También de origen mecánico , Como
las vibraciones.
Errores debidos a las tolerancias geométricas de la propia pieza: Las
superficies geométricas reales implicadas en la medición de una cota deben
presentar unas variaciones aceptables.
-Errores de deformación: La pieza puede estar sometida a fuerzas en el
momento de la medición por debajo del limite elástico tomando cierta deformación
que desaparece cuando la cesa la fuerza.
-Errores de forma: Se puede estar midiendo un cilindro cuya forma
aparentemente circular en su sección presente cierta formal oval.
-Errores de estabilización o envejecimiento : Estas deformaciones provienen
del cambio en la estructura interna del material. El temple de aceros, es decir , su
enfriamiento rápido , permite que la fase austenitica se transforme a fase
martensitica , estable a temperatura ambiente. Estos cambios de geometría son
muy pocos conocidos pero igualmente tienen un pacto importante.