Conceptos básicos de medición y sus aplicaciones

1. Medición
DEFINICIÓN
La medición dimensional es la comparación del objeto medido con un objeto de referencia.
El objeto de referencia es el instrumento de medición, y existe una amplia variedad de estos
instrumentos que ofrecen diferentes propósitos de medición, métodos y niveles de
precisión. Se puede "inspeccionar" si un objeto fabricado cumple con las especificaciones
requeridas (tolerancia), al medir correctamente sus dimensiones. En otras palabras, realizar
mediciones exhaustivas es una de las reglas básicas de una mejor fabricación.
La metrología es la ciencia de la medición y es la clave para lograr la precisión. El objetivo
es proporcionar mediciones precisas y, por lo tanto, fiables para el comercio, la salud, la
seguridad y el medio ambiente. Es especialmente importante en la ingeniería de precisión
donde los productos deben cumplir con tolerancias estrictas.
La metrología se utiliza en muchas industrias para hacer cumplir, validar y verificar
estándares predefinidos. El estudio de la metrología se divide en 3 subcampos que se
utilizan para garantizar la exactitud, la fiabilidad y la precisión.
 La ‘Metrología Aplicada, Técnica o Industrial’ establece la importancia de la
medición y el mantenimiento, control de calidad y calibración de los instrumentos.
 La ‘Metrología Legal’ se refiere a los requisitos reglamentarios de medición para
que los consumidores estén protegidos y se respete el comercio justo.
 La ‘Metrología Científica’ establece una comprensión común de las medidas y las
unidades. Por lo tanto, es vital para poder lograr altos niveles de precisión y
confiabilidad, particularmente para los ingenieros de precisión.
CARACTERÍSTICAS
Precisión: La precisión en un instrumento de medición nos determina con que exactitud
podremos hacer esta medida y está directamente relacionada con el error intrínseco de
dicho instrumental, en un sentido inversamente proporcional. A una mayor precisión, menor
error.
Cada instrumento presenta un error propio, lo que nos determinará si es más o menos
preciso en el momento de medir. La precisión y el error pueden estar expresados en unidad
(valor) o en %. Por ejemplo, podemos determinar que la precisión de un distanciómetro es
de +/-2mm o bien de un +/-2%.
Repetibilidad: La repetibilidad es la capacidad de un instrumento de producir la misma
salida al aplicar el mismo valor de entrada.

2. Exactitud: La exactitud es el grado de aproximación de las medidas de una cantidad
respecto al valor verdadero.
Calibración: La calibración es el proceso de comparar los valores obtenidos por
un instrumento de medición con la medida correspondiente de un patrón de referencia (o
estándar).
Resolución: La resolución es la mínima variación de la magnitud medida que da lugar a una
variación perceptible de la indicación del correspondiente valor. Dicho de otra forma, la
resolución nos indica el valor mínimo a partir del cual notaremos una variación o salto en la
medida de aquello que estemos midiendo.
Por ejemplo, si la resolución de un termómetro es de 1ºC, la medición será de 1,2,3,4, 5... y
así sucesivamente. Si la resolución es de 0,5ºC, la medición será de 0; 0,5;1;1,5; 2; 2,5;
etc... La resolución es independiente al rango, pero sí que es verdad que instrumentos con
un rango mayor, presentan una resolución menor, tanto en nivel analógico como digital.
Tolerancia: Una cierta cantidad de error ocurrirá inevitablemente entre el valor medido y el
valor verdadero. Lo importante es especificar el rango de error permitido. En términos de
medición, la diferencia entre las dimensiones máximas y mínimas de los errores permitidos
se denomina "tolerancia". El rango de error permitido, prescrito por la normatividad, como
en las normas industriales, puede denominarse también tolerancia.
Si en un dibujo se escribe "60 (+0.045 -0.000)", "60" representa la cota de referencia, y
"+0.045 -0.000" indica la tolerancia de los límites superior e inferior. En este caso, el límite
superior es 60.045 y el inferior es 60.000.
Una de las razones de establecer tolerancias para las aplicaciones prácticas, es encontrar un
equilibrio entre el costo de procesamiento y las funciones previstas del objeto. Los
aumentos de precisión conducen a aumentos proporcionales en los costos de
procesamiento. El punto importante es asegurarse de que se logran las funciones y la
calidad exigidas; las tolerancias se deberán establecer en consecuencia.
USOS
 Evaluar dimensiones: Medir las dimensiones de los componentes en ingeniería
mecánica
 Medir distancias: Medir distancias en sitios de construcción
 Verificar tolerancias: Verificar tolerancias en manufactura
 Optimizar procesos: Establecer la fiabilidad de los procesos de producción
 Cumplir normas: Garantizar el cumplimiento de las normas internacionales
 Analizar estructuras: Analizar estructuras complejas
 Evaluar rendimiento: Evaluar el rendimiento de los sistemas

3.  Garantizar parámetros: Garantizar que todos los parámetros se ajustan a las normas
establecidas
Tipos de instrumentos
-Telémetros: Estos instrumentos electrónicos permiten realizar mediciones mucho más
precisas, de forma rápida y sencilla. Dentro de estos tipos de equipos de
medición encontramos dos categorías básicas: telémetros por ultrasonido, con un rango de
medición de alrededor de 15 metros, y telémetros láser, aptos para grandes distancias. El
telémetro láser cuenta con un sistema de marcación láser visible para medir longitudes,
anchuras y alturas, por lo que, además de distancias, también permite calcular superficies y
volúmenes.
Características
 Emisión de rayos láser: Los telémetros láser emiten un pulso electromagnético en
forma de rayo láser.
 Reflejo del rayo láser: El rayo láser rebota en el objeto a medir y vuelve al
telémetro.
 Cálculo de la distancia: El telémetro calcula la distancia a partir del tiempo que
tarda el rayo láser en ir y volver.
Usos
 Reconocimiento 3D de objetos
 Modelado 3D
 Mediciones de distancias lineales
 Mediciones de áreas y volúmenes
 Mediciones de cimentaciones de edificios
 Mediciones de la apertura de puertas y ventanas
-Calibre universal o pie de rey: También conocido como cartabón de corredera o calibre
Vernier, el pie de rey es uno de los tipos de instrumentos de medida más utilizados por su
alta precisión. Este instrumento cuenta con una regla graduada fija, sobre la que se desliza
una mordaza, con dos juegos de pinzas que permiten calcular con gran exactitud las
dimensiones de un objeto o medir la profundidad de orificios y ranuras. Dentro de los
modelos más modernos destacan los calibres digitales, con marcación en pantalla para una
lectura más clara.
Características
El vernier es una herramienta versátil que puede medir dimensiones externas,
internas y profundidades. Esta multifuncionalidad lo hace ideal para una amplia

4. gama de aplicaciones en diversas industrias, desde la ingeniería y la fabricación
hasta la investigación científica.
Los vernieres suelen estar fabricados de materiales robustos como el acero
inoxidable, lo que le confiere una gran durabilidad y resistencia al desgaste. Esta
construcción robusta asegura que el instrumento pueda soportar el uso intensivo y
mantener su precisión a lo largo del tiempo.
Aunque puede requerir algo de práctica para dominar su uso, es relativamente
sencillo de operar una vez que se comprende su funcionamiento. La capacidad de
bloquear la lectura con el tornillo de fijación y ajustar finamente con el tornillo de
ajuste fino facilita la obtención de mediciones precisas y consistentes.
Es una herramienta compacta y portátil, lo que permite a los usuarios llevarlo
fácilmente a diferentes lugares de trabajo. Esta portabilidad es especialmente útil en
entornos industriales donde la medición precisa de piezas puede ser necesaria en
múltiples ubicaciones.
Usos
 Fabricación y ensamblaje: Utilizado para medir componentes y asegurar que se
ajusten a las especificaciones exactas, evitando errores costosos.
 Ingeniería mecánica: Esencial para medir piezas de maquinaria y verificar
tolerancias en ensamblajes.
 Industria automotriz: Utilizado para verificar dimensiones críticas de componentes
del motor y otras partes del vehículo.
 Aeroespacial: En la fabricación de componentes aeronáuticos, donde la precisión es
vital para la seguridad y el rendimiento.
 Calidad y control: En departamentos de control de calidad, se utiliza para
inspeccionar piezas y garantizar que cumplan con los estándares establecido
-Pie de tornero: A diferencia del pie de rey, este tipo de calibre incluye únicamente las
mordazas exteriores. Su diseño permite a este tipo de herramientas de medición calcular
con precisión el diámetro de agujeros de gran tamaño, donde no es posible utilizar un
calibre universal.
Caracteristicas
 Es un instrumento portátil
 Tiene un sistema de medida directo
 Las bocas de los contactos suelen ser redondeadas para medir interiores

5. Usos
 Se utiliza para medir dimensiones lineales exteriores e interiores
 Los tornos se utilizan para mecanizar, roscar, cortar, agujerear, cilindrar,
desbastar y ranurar piezas de forma geométrica
 Los tornos son ampliamente utilizados en la fabricación de componentes para
la industria automotriz como ejes, cigüeñales, pistones y engranajes. Estas
piezas requieren una alta precisión y tolerancias ajustadas para garantizar su
funcionamiento óptimo en los vehículos
 Los tornos permiten transformar un sólido cualquiera en una pieza o cuerpo
bien definido en cuanto a su forma y dimensiones
-Calibre de profundidad: Estos calibres especiales están diseñados para medir
profundidades que superan la capacidad del pie de rey, con varillas graduadas de diferente
longitud, dependiendo del modelo.
Partes:
Escala principal: Esta escala es la referencia principal para la medición de la
profundidad en pulgadas y milímetros.
Ruedilla: Se utiliza para ajustar la posición de la barra de profundidad y realizar
mediciones.
Escala vernier: La escala vernier es una escala deslizante que se mueve a lo largo de
la escala principal.
Tornillo de bloqueo: Permite fijar la posición de la escala vernier una vez que se ha
realizado una medición precisa.
Barra de profundidad: Esta barra se inserta en el agujero o la ranura que se va a
medir y se utiliza para determinar la profundidad
Usos: En la fabricación y el mantenimiento de maquinaria, se utiliza para medir la
profundidad de agujeros, ranuras y rebajes en piezas metálicas y componentes
mecánicos.
-Micrómetro: El micrómetro, también conocido como medidor de espesor o tornillo de
Palmer, permite calcular las dimensiones de un objeto, con una precisión de entre 1/100 y
1/1000 milímetros. Dependiendo del tipo de medición, podemos distinguir entre
micrómetros analógicos, con medición mecánica, o micrómetros electrónicos o digitales.
Características
 Es un instrumento portátil

6.  Su sistema de medida es directo
 Cuenta con un tornillo micrométrico
 Tiene un cuerpo con un tope fijo y otro móvil
 Su sistema de husillo y tambor permite obtener lecturas muy precisas
Partes
 Yunque: la parte fija sobre la que se apoya el objeto a medir.
 Husillo de medición: la parte móvil que avanza para determinar la medida.
 Bloqueo del husillo: permite fijar el husillo en una posición para evitar movimientos
accidentales.
 Manguito graduado: contiene la escala micrométrica grabada para la lectura del
valor.
 Arco: la estructura principal del micrómetro que proporciona estabilidad.
 Tambor: la parte giratoria que permite el movimiento del husillo de medición.
 Tambor de fricción: asegura una presión uniforme sobre la superficie del objeto
medido para evitar errores.
 Tope de ajuste: mecanismo que permite bloquear la medida una vez establecida.
Usos
El micrómetro se utiliza para medir con alta precisión:
 Diámetros exteriores de componentes cilíndricos o esféricos, como ejes o
rodamientos.
 Espesores de materiales delgados, como láminas metálicas o películas industriales.
 Profundidades de ranuras, agujeros ciegos y cavidades.
 Diámetros interiores de orificios y componentes mecánicos, utilizando micrómetros
específicos.
-Goniómetro: Este instrumento de medición industrial se utiliza para medir ángulos y
calcular de forma precisa el movimiento de los cuerpos al rotar u oscilar con una
inclinación determinada. La fabricación e instalación de vidrios y cristales para ventanas es
un buen ejemplo de sus aplicaciones para uso profesional en la actualidad.
Características
 Puede tener forma de semicírculo o círculo graduado en 180° o 360°
 Está hecho de acero inoxidable o plástico

7.  Tiene un ajuste fino y una lupa magnificadora de vernier
Usos
 Fabricación e instalación de vidrios y cristales para ventanas
 Medición de ángulos en la carpintería, fontanería, obra, etc.
 Medición de ángulos entre dos objetos, como dos puntos de una costa, o un astro y
el horizonte
 En la industria textil, para evaluar la repelencia al agua y a las grasas de los tejidos
 En la industria automotriz, para ajustar los pernos de cabeza de motor
Las partes principales de un goniómetro son:
 Cuerpo: La pieza central del goniómetro, que suele ser circular o semicircular.
 Transportador: La escala graduada que se imprime en la cara del cuerpo del
goniómetro.
 Punto de apoyo: El centro del cuerpo del goniómetro, donde se apoya el brazo de
movimiento.
 Regla móvil: El componente que gira sobre el círculo fijo azimutal.
 Fijador: El mecanismo que sujeta la regla en el ángulo deseado.
-Termopares: Muy utilizados por su capacidad de medir temperaturas extremas.
-RTD (Detectores de temperatura por resistencia): Más precisos que los termopares, pero
más costosos.
-Pirómetros: Ideales para medir la temperatura sin contacto, por ejemplo, en hornos o
fundiciones.
--Usos comunes: monitoreo de hornos, procesos de soldadura, climatización y control de
motores.
Clasificación de los instrumentos
Clasificación por magnitud
 Medir longitud: Regla, cinta métrica, distanciómetro, calibrador
 Medir peso: Báscula, balanza, dinamómetro, barómetro
 Medir temperatura: Termómetro, pirómetro, termohigrógrafo

8.  Medir corriente eléctrica: Amperímetro, polímetro, galvanómetro
 Medir ángulos: Goniómetro, sextante
 Medir presión: Barómetro, manómetro
 Medir velocidad: Velocímetro, anemómetro
 Medir tiempo: Reloj, cronómetro, temporizador
Clasificación por tipo de funcionamiento
 Medidores: Los medidores son los aparatos encargados de comparar la dimensión
que se desea medir con la unidad de medida. A este grupo pertenecen las reglas, los
flexómetros, los calibres…
 Comparadores: Los instrumentos comparadores son herramientas que permiten
medir y comparar magnitudes para garantizar la precisión y calidad de las
piezas. Un ejemplo de ello sería el reloj comparador.
o Comparadores de diámetro interno: Son equipos de alta precisión que se
utilizan para medir diámetros internos de piezas cilíndricas. Se usan en la
industria automotriz, aeronáutica y de fabricación de piezas mecánicas.
o Comparadores ópticos: Son instrumentos de medición que proyectan la
sombra del objeto en una pantalla. Se utilizan para inspeccionar los
contornos de objetos. Son útiles para medir objetos con formas pequeñas o
complicadas.
o Comparadores de carátula: Son similares a un reloj y constan de una barra
central con un palpador en un extremo. En el otro extremo tienen una
cremallera conectada a un tren de engranajes que amplifican el movimiento.
 Verificadores: Comprueban si la medición se encuentra dentro de unos límites o no
Clasificación por tipo de instrumento
 Mecánicos: Reglas, calibradores, micrómetros, altímetros, barómetros
 Electrónicos: Amperímetros, voltímetros, óhmetros, multímetros, osciloscopios
 Láser
Rango: Es el intervalo de valores que un instrumento puede medir con precisión. Se define
por los valores mínimo y máximo que el instrumento puede detectar.
La apreciación de un instrumento de medición es la menor cantidad que puede medir,
mientras que las escalas de medición son los niveles que se utilizan para medir variables.
Apreciación

9.  La apreciación es la mínima división de la escala de un instrumento de medición.
 Es el intervalo entre dos divisiones sucesivas de la escala.
 En instrumentos con escala, la apreciación es el valor entre dos divisiones
consecutivas.
 En instrumentos digitales, la apreciación es el menor cambio que se puede registrar.
 Cuanto mayor es la apreciación de un instrumento, mayor será la incertidumbre de
las medidas obtenidas.
Escalas de medición
 Las escalas de medición son una herramienta que se utiliza para medir variables o
atributos.
 Se distinguen cuatro escalas o niveles de medición: nominal, ordinal, intervalos y
escalas de proporción, cociente o razón.
 La escala de intervalo es una escala numérica en la que se conoce el orden y las
diferencias exactas entre los valores.
 La escala de razón tiene un cero absoluto, lo que permite aplicar una amplia gama
de estadísticas.