TRABAJO DE METROLOGIA APLICADO AL VERNIER

1. Metrología
Durand Porras, Juan Carlos (Docente Asesor)
Ortega Cadillo, Yesenia
Pacheco Cruz, José Luis
Tarazona Osorio, Aldo
Universidad Privada del Norte (UPN-LIMA), Escuela de Ingeniería Industrial
Resumen.
Los objetivos del tema estudiado en presente trabajo son:
Crear y desarrollar formas y medios de medicion que permitan efectuar mediciones confiables, el
desarrollo tecnologico y el intercambio comercial.
Crear un sistema coherente, unico y universal de unidades de medidas. Y que estas unidades esten
relacionadas con los fenomenos naturales que rigen el universo.
Se hace mencion sobre como utilizar un calibrador o pie de rey.
Palabras Clave.
- Metrologia
- laboratorios
- macro metrologia
- calibrador
- nonio

2. Introducción.
La metrología es una ciencia que debe ser de conocimiento de las personas que tengan
que realizar mediciones lineales y angulares, con fines de estudio, investigación,
fabricación o control de productos.
Existen actividades que para aprenderlas adecuadamente hay que realizarlas, la actividad
de medir como muchas otras es una de ellas, poseer solo el conocimiento no basta para
efectuar una buena medición, es necesario además, el manejo habilidoso de los
instrumentos y de todo aquello que participa en la actividad de medir.
La combinación adecuada de conocimientos y habilidades nos permitirá efectuar mejores
mediciones. El empleo cuidadoso de los instrumentos asegura para estos una vida útil,
eficiente y razonable, saber usarlos correctamente también implica el mantenerlos aptos
para ser empleados.

3. Desarrollo del Tema
METROLOGIA
CONCEPTO.- Es la ciencia que se ocupa del estudio, investigación y desarrollo de todo
lo relacionado con los medios y métodos de medición, se centra en la parte teórica y las
definiciones. También podemos hacer mención a la METROTECNIA, que es la
aplicación práctica de la metrología y se ocupa de la ejecución de las medidas. A la
metrología se la considera una ciencia y a la metrotecnia una tecnología.
MEDIOS DE MEDICION.
Son los instrumentos, equipos, dispositivos, maquinas o cualquier objeto o aparato que
mida o que ayude a medir.
METODOS DE MEDICION.
Son las técnicas de como ejecutar la medición, de cómo emplear cada medio y de cómo
se utilizan las unidades de medida.
A las mediciones que se efectúan en los talleres o en cualquier otro ambiente sin
inconvenientes, se las denomina mediciones de campo; a las mediciones que no se pueden
efectuar en cualquier lugar por su importancia y precisión, y que se ejecutan en ambientes
especiales llamados laboratorios, se las denominan mediciones de laboratorio.
LABORATORIOS DE METROLOGIA.
Son lugares especialmente acondicionados y equipados para realizar mediciones en una
determinada especialidad metrológica, los laboratorios de metrología se clasifican por
niveles y especialidad.
En los laboratorios de metrología se conservan los patrones de medida que se emplean
para la calibración de instrumentos y para la medición de piezas y componentes que así
lo requieran.
Los laboratorios que se dedican solo a la medición de longitudes y ángulos, se los
denomina LABORATORIO DE METROLOGIA DIMENSIONAL. Los resultados de las
mediciones se representan con cantidades y con unidades, metrológicamente, los
resultados de medición tienen que estar acompañados de su incertidumbre de medida y
las condiciones del ensayo.

5. IMPORTANCIA DE LA METROLOGIA.
1.- La empleamos en casi todas nuestras actividades.
2.- toda transacción supone una actividad de medir
3.- Permite el intercambio equitativo.
4.- Las ciencias se fundamentan en mediciones.
5.- Ayuda al entendimiento y empleo de las ciencias.
6.- Permite el intercambio tecnológico.
7.- Fomenta el empleo de unidades de medidas únicas, universales y fidedignas.
CLASIFICACION.
1.- Por el tamaño de las mediciones:
Macro metrología.
Micro metrología
Nano metrología.
2.- Por la función que realiza:
Científica.
Legal.
Industrial.
SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES DE MEDIDA.
Este sistema fue creado por una institución denominada ISO y lo llamo Sistema
Internacional de Unidades de Medida, cuyas siglas es SI y lo identifico con el número
1000. Perú se acogió al SI el 31 de diciembre de 1983, mediante la ley 23560 y creo el
SLUMP (Sistema Legal de Unidades de Medidas del Perú).
UNIDADES DE BASE.
Son las unidades fundamentales del sistema, están definidas con relación a fenómenos
físicos naturales, invariables e independientes, son siete.
DEFINICION DE LAS UNIDADES DE BASE.
Unidad de longitud: metro (m)
El metro es la longitud de trayecto recorrido en el vacío por la luz durante un tiempo de
1/299 792 458 de segundo.

6. Unidad de masa
El kilogramo (kg) es igual a la masa del prototipo internacional del kilogramo, adoptado
por la tercera Conferencia General de Pesas y Medidas en 1901.
Unidad de tiempo
El segundo (s) 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. Esta definición se refiere al átomo de cesio en reposo, a una temperatura de 0 K.
Unidad de intensidad de corriente eléctrica
El amperio (A) es la intensidad de una corriente constante que, manteniéndose en dos
conductores paralelos, rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular despreciable y
situados a una distancia de un metro uno de otro en el vacío, produciría entre estos
conductores una fuerza igual a 2·10-7 newton por metro de longitud.
De aquí resulta que la permeabilidad del vacío es μ0=4π·10-7H/m (henrio por metro)
Unidad de temperatura termodinámica
El kelvin (K), unidad de temperatura termodinámica, es la fracción 1/273,16 de la
temperatura termodinámica del punto triple del agua.
Esta definición se refiere a un agua de una composición isotópica definida por las
siguientes relaciones de cantidad de sustancia: 0,000 155 76 moles de 2H por mol de 1H,
0,000 379 9 moles de 17O por mol de 16O y 0,0002 005 2 moles de 18O por mol de 16O.
De aquí resulta que la temperatura termodinámica del punto triple del agua es igual a
273,16 kelvin exactamente Ttpw=273,16 K.
Unidad de cantidad de sustancia
El mol (mol) es la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades
elementales como átomos hay en 0,012 kilogramos de carbono 12. Esta definición se
refiere a átomos de carbono 12 no ligados, en reposo y en su estado fundamental.
Cuando se emplee el mol, deben especificarse las unidades elementales, que pueden ser
átomos, moléculas, iones, electrones u otras partículas o grupos especificados de tales
partículas.
De aquí resulta que la masa molar del carbono 12 es igual a 12 g por mol, exactamente
M (12C)=12 g/mol
Unidad de intensidad luminosa
La candela (cd) es la unidad luminosa, en una dirección dada, de una fuente que emite
una radiación monocromática de frecuencia 540·1012 hercios y cuya intensidad energética
en dicha dirección es 1/683 vatios por estereorradián.
De aquí resulta que la eficacia luminosa espectral de la radiación monocromática de
frecuencia igual a 540·1012hercios es igual a 683 lúmenes por vatio, exactamente K=683
lm/W=683 cd sr/W.

7. UNIDADES SUPLEMENTARIAS.
El radián (rad) es el ángulo plano comprendido entre dos radios de un círculo que, sobre
la circunferencia de dicho círculo, interceptan un arco de longitud igual a la del radio.
El estereorradián (sr) es el ángulo sólido que, teniendo su vértice en el centro de una
esfera, intercepta sobre la superficie de dicha esfera un área igual a la de un cuadrado que
tenga por lado el radio de la esfera.
EL CALIBRADOR.
El calibre, también denominado cartabón de corredera o pie de rey, es un instrumento
para medir dimensiones de objetos relativamente pequeños, desde centímetros hasta
fracciones de milímetros (1/10de milímetro, 1/20 de milímetro, 1/50 de milímetro).
En la escala de las pulgadas tiene divisiones equivalentes a1/16 de pulgada, y, en su nonio,
de 1/128 de pulgadas.
Consta de una "regla" con una escuadra en un extremo, sobre la cual se desliza otra
destinada a indicar la medida en una escala. Permite apreciar longitudes de 1/10, 1/20 y
1/50 de milímetro utilizando el nonio.
Mediante piezas especiales en la parte superior y en su extremo, permite medir
dimensiones internas y profundidades.
Posee dos escalas: la inferior milimétrica y la superior en pulgadas.
Consta de una "regla" con una escuadra en un extremo, sobre la cual se desliza otra
destinada a indicar la medida en una escala. Permite apreciar longitudes de 1/10, 1/20 y
1/50 de milímetro utilizando el nonio. Mediante piezas especiales en la parte superior y
en su extremo, permite medir dimensiones internas y profundidades. Posee dos escalas:
la inferior milimétrica y la superior en pulgadas.
1. Mordazas para medidas externas.
2. Mordazas para medidas internas.
3. Coliza para medida de profundidades.
4. Escala con divisiones en centímetros y milímetros.
5. Escala con divisiones en pulgadas y fracciones de pulgada.
6. Nonio para la lectura de las fracciones de milímetros en que esté dividido.
7. Nonio para la lectura de las fracciones de pulgada en que esté dividido.

8. 8. Botón de deslizamiento y freno.
PARTES Y FUNCIONAMIENTO
Las partes fundamentales de un calibre, que determinan su funcionamiento, son la regla
que sirve de soporte:
Y la corredera o parte móvil que se desliza por la regla:

9. Estas dos partes forman el calibre:
En todo momento la medida de exterior, interior y profundidad es la misma, al estar
definida por la posición de la corredera sobre la regla, y que permite hacer la lectura de
la medida en la escala de la regla y en el nonio.

10. Cuando el calibre está cerrado, su indicación es cero:
Este tipo de calibre suele llamarse calibre de ajustador y es el modelo más común de
calibre.
LECTURA DEL CALIBRADOR EN MILIMETROS.
Primera parte.
Se realiza contando la cantidad de milímetros completos que hay entre el cero de la regla
y el cero del Nonio, (considerar solo milímetros completos).
Ejemplo en grafico siguiente: 25,00 mm completos.
Segunda parte.
La lectura del Nonio es indicada por la coincidencia de una de sus graduaciones con
alguna de las graduaciones de la regla.
La línea del Nonio que coincida exactamente con la graduación de la Regla, será la que
nos indicara la segunda parte de la lectura. (Considerar que cada división del Nonio
equivale a 0,05 de mm).
Ejemplo en el grafico siguiente: 0,75 mm
Coincide la línea 15 del Nonio (no contar la línea del cero) con una línea de la regla, por
lo tanto será 15 x 0,05 = 0,75 (marcado con puntos en ejemplo).
Se suma lo indicado por la regla (25,00) con lo indicado por el nonio (0,75) y la lectura
final será 25,75 mm

11. FUERZA DE CIERRE PARA EL CALIBRADOR
La presión que se ejerce al efectuar la medición es muy importante para el resultado y
para la preservación del instrumento. Se calcula con la siguiente formula:
F = P + R
De donde: F = Fuerza de cierre.
P = Presión sobre la pieza.
R = Resistencia a la fricción.
Siendo: R = F1 x f P = R x D
F x L
De donde: L = distancia entre la regla y el punto de medida.
D = longitud de corredera entre 2
f = coeficiente de rozamiento (de 0,2 a 0,5)
F1 = tensión de muelle
Ejemplo:

12. Aplicando la fórmula para un calibrador con 0,05 mm de resolución, considerando que
D = 20 mm; f = 0,5; L = 40 mm
Tenemos: R = 1 x 0,5 = 0,5
P = (0,5 x 20)/ (0,5 x 40) = 0,5
F = 0,5 + 0,5 = 1
Por lo tanto: F = 1kgf

13. Resultados.
Los métodos modernos en la producción de partes mecánicas para la construcción de
maquinarias, equipos, etc. no permiten que las piezas sean fabricadas y montadas
individualmente.
Las diferentes piezas tienen que ser construidas en forma seriada en las diferentes
secciones de la empresa o producidas en distintas empresas, sin perjuicio a que cuando se
las requiera para el montaje todas deben encajar (ajustarse) conforme a lo esperado.
Para hacer posible esto, cada pieza debe ser fabricada sobre una base de
intercambiabilidad, es aquí donde la metrología permite el intercambio tecnológico,
fomentando el empleo de unidades de medidas únicas, universales y fidedignas.

14. Conclusiones.
En el presente trabajo podemos ver que la metrología se encarga de la investigación y el
desarrollo de nuevos y mejores medios y métodos de medición de acuerdo con las
necesidades actuales y adelantos científicos, y que la ejerce a través de las universidades,
empresas con tecnología de punta, centros de investigación, etc.
También se encarga de la aprobación de nuevos modelos, la conservación de los patrones
nacionales de medidas, el control de los medios metrológicos y de la protección del
consumidor y que la ejerce a través de INDECOPI.
Se encarga también del empleo, mantenimiento y la calibración de los instrumentos,
equipos y patrones de medida de la empresa, empleados para la fabricación y
comercialización de los productos, y que lo ejerce a través de la industria y el comercio.

15. Referencias.
http://celsiusmetrologia.com/index.php?option=com_content&view=article&id=36
:ique-es-la-metrologia&catid=13:noticias&Itemid=40
http://www.metrologia-ema.com/pdf/metrologia-basica.pdf
Metrología Avanzada, BUREAU VERITAS
Instrumentación Industrial, HAROLD E. SOISSON
Datos de contacto:
1.- Ortega Cadillo, Yesenia yessieo1800@hotmail.com
2.- Pacheco Cruz, José Luis jlpachecoc@outlook.com
3.- Tarazona Osorio, Aldo aya20026@hotmail.com