metrologia basica

Al término del curso los participantes conocerán aspectos básicos de Metrología.

Comprendiendo conceptos, técnicas de medición e instrumentación utilizada en cada caso.

Así como las causas de los errores de medición.

OBJETIVO

METROLOGIA (METRON=MEDIDA; LOGOS=TRATADO)

La Metrología es, simplemente, la ciencia y arte de medir "bien".

Como las mediciones son importantes en prácticamente todos los procesos productivos, su relevancia para la Calidad es evidente. El propósito es el de repetir una y otra vez un método siempre igual, con una calidad fácilmente comprobable.

¿QUÉ ES LA METROLOGÍA?

Medir "bien" no es sólo medir con cuidado, o utilizando el procedimiento y los instrumentos adecuados. Además de lo anterior, se trata de que las unidades de medida sean equivalentes, es decir, que cuando yo mido por ejemplo 3,6 cm, mis centímetros sean los mismos que los de un francés, coreano o eskimal.

Esto  se  asegura  cuando cada país tiene una infraestructura metrológica, compatible  y  ligada  con  las  infraestructuras  metrológicas de otros países, consistente  en  la  disponibilidad  de laboratorios donde se pueda calibrar los instrumentos    de   medición.  La  compatibilidad   entre  países  se  asegura mediante  intercomparaciones  periódicas,  en  las  cuales  un determinado patrón de medida es medido sucesivamente por los diferentes laboratorios.

SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES SI

MAGNITUD FÍSICA FUNDAMENTAL UNIDAD BÁSICA

SÍMBOLO

Longitud metro m

Tiempo segundo s

Masa kilogramo kg

Intensidad de corriente eléctrica ampere A

Temperatura kelvin K

Cantidad de sustancia mol mol

Intensidad luminosa candela cd

CATEGORÍAS DE LA METROLOGÍA

• Científica

• Industrial

• Legal

Obtiene, desarrolla, conserva y disemina los patrones de las magnitudes de medida. Parte del reto de esta categoría es investigar nuevos patrones para obtener mayores exactitudes. Así, realiza desarrollos para transferir dichos patrones a otros de menor jerarquía, utilizados en las calibraciones de los instrumentos de medida.

LA METROLOGÍA CIENTÍFICA

Se ocupa de la verificación de los patrones e instrumentos de medida utilizados en las transacciones comerciales, en la salud, en la seguridad pública y en el medio ambiente. Esta rama de la metrología asegura que las partes involucradas en una medición obtengan resultados confiables dentro de los márgenes de error tolerados por la reglamentación vigente.

LA METROLOGÍA LEGAL

Se ocupa de mantener en estado de calibración los patrones e instrumentos de medida utilizados en la industria, garantizando con ello la trazabilidad a las Unidades de Medida del Sistema Internacional. De esta manera se logra una inter-cambiabilidad de los productos y una adecuada uniformidad de los resultados de las mediciones que se realizan para la producción y el aseguramiento de la calidad, ya que gracias a la metrología todos los patrones e instrumentos de medida están debidamente calibrados

LA METROLOGÍA INDUSTRIAL

• Metrología Dimensional • Metrología de Masa • Metrología de Volumen • Metrología de Temperatura

• Metrología de Presión • Metrología Eléctrica

LA METROLOGÍA INDUSTRIAL SE DIVIDE EN:

METROLOGÍA DIMENSIONAL

La metrología dimensional incluye la medición de todas aquellas propiedades que se determinen mediante la unidad de longitud, como por ejemplo distancia, posición, diámetro, redondez, planitud, rugosidad, etc. La longitud es una de las siete magnitudes base del Sistema Internacional de Unidades (SI).

Esta especialidad es de gran importancia en la industria en general pero muy especialmente en la de manufactura pues las dimensiones y la geometría de los componentes de un producto son características esenciales del mismo, ya que, entre otras razones, la producción de los diversos componentes debe ser dimensionalmente homogénea, de tal suerte que estos sean intercambiables aun cuando sean fabricados en distintas máquinas, en distintas plantas, en distintas empresas o, incluso, en distintos países.

MEDICIONES CON INSTRUMENTOS BÁSICOS

METROLOGÍA ELÉCTRICA

La metrología eléctrica se encarga de estudiar las técnicas de medición que determinan correctamente magnitudes tales como corriente, voltaje, resistencia y potencia.

UNIDADES EMPLEADAS

Corriente : AMPERE

Voltaje : VOLTIO

Resistencia : OHM

Potencia : WATT

TÉCNICAS DE

MEDICIÓNMEDICIÓN DE CORRIENTE

Aparato: Amperímetro, ampérmetro.

Método: Entre el circuito por donde circula la corriente a medir.

MEDICIÓN DE VOLTAJE

Aparato: Voltímetro, voltmetro ó voltmeter.

Método: A través del elemento por donde circula unacorriente.

MEDICIÓN DE RESISTENCIA

Aparato: Ohmetro, ohmmeter.

Método: A través de un elemento por donde no circula unacorriente.

MEDICIÓN DE TEMPERATURA

La Termometría se encarga de estudiar las técnicas de medición que determinan correctamente la magnitud relacionada con el calor.

IZQUIERDADERECHASUP. DERSUP.IZQ.

OM-3000 MAS - SUP.IZQ. (deg C)

SUP.

IZQ

. (de

g C

)

153.0

152.5

152.0

151.5

151.0

150.5

150.0

Elapsed time (omitting breaks) (Secs)1,6001,4001,2001,0008006004002000

Company Plot Folder Recording Chan Ch. Label Type Recording start Recording size Remark Operator

M1863 150 +/- 5 1 IZQUIERDA deg C 22 Jan 2008 ( 9:17:17 pm) 90 samples at 20 Secs

M1863 150 +/- 5 2 DERECHA deg C 22 Jan 2008 ( 9:17:17 pm) 90 samples at 20 Secs

M1863 150 +/- 5 3 SUP. DER deg C 22 Jan 2008 ( 9:17:17 pm) 90 samples at 20 Secs

SENSATA TECHNOLOGIES M1863 150 +/- 5 4 SUP.IZQ. deg C 22 Jan 2008 ( 9:17:17 pm) 90 samples at 20 Secs 783321

UNIDADES EMPLEADAS

• Grados Kelvin: ºK

• Grados Centígrados o Celsius: ºC

• Grados Farenheit: ºF

• Grados Rankin: ºR

TÉCNICAS DE MEDICIÓN

* Termopares (Thermocouple)

* RTD (Resistence Temperature Detector) PRTD (Platinum Resistence Temperature Detector)

* Termistor (Thermistor)

* Sensores de circuito integrado (I.C. Sensor)

TIPOS DE SENSOR

El termopar consiste de dos metales distintos unidos en uno de sus extremos, lo cual produce un voltaje pequeño (mV) y único a una temperatura dada.

TERMOPARES

TIPOS DE TERMOPARES:

Existen distintos tipos de combinaciones de metales, dando lugar los siguientes tipos: J, K, T, E, N, R, S, B.

Los mas comunes: J, K, T, E.

CRITERIOS DE SELECCIÓN:

* Rango de Temperatura* Resistencia química del termopar o del aislante* Resistencia a abrasión y vibración

Un Detector de Temperatura-Resistencia (RDT) es un dispositivo sensor cuya resistencia eléctrica se incrementa con la temperatura. Consiste de una bobina de alambre fino ó una laminilla de metal puro. Los RTD’s pueden ser hechos de diferentes metales de distintas resistencias.

RTD

Tal como el RTD, el termistor es también un resistor sensitivo.

Así como el termopar es el más versátil y el RTD el más estable, el termistor es el más sensitivo. Generalmente está compuesto de materiales semiconductores. Existen termistores de coeficiente positivo de temperatura (PTC) y de coeficiente negativo (NTC).

Con un termistor pueden detectarse cambios de temperatura que no podrían ser observados con un RTD ó un termopar.

TERMISTOR

Una reciente innovación en termometría es el circuito integrado transductor de temperatura. Es disponible en configuración de V o I a la salida. Ambos suministran una salida que es directamente proporcional a la temperatura absoluta.

SENSOR DE CIRCUITO INTEGRADO

MEDICIÓN DE PRESIÓN

La metrología en presión se encarga de estudiar las técnicas de medición que determinan correctamente lasmagnitudes relacionadas con fuerza y área.

UNIDADES EMPLEADAS

• Unidad derivada del SI: Pascal

Otras unidades empleadas:

• Bar

• PSI

• mmHg

• ATM

CLASES DE PRESION

• Presión atmosférica: el la presión ejercida por la atmósfera

terrestre y es medida mediante un barómetro. A nivel del maresta presión es próxima a 760 mm de mercurio (mmHg) abso-lutos ó 14.7 psia (libras por pulgada cuadrada absolutas).

• Presión absoluta: se mide con relación al cero absoluto de

presión.

• Presión relativa (gage) : es la medición de presión por arriba

de la presión atmosférica.

• Vacío: es la presión medida por debajo de la atmosférica.

Los instrumentos de presión se clasifican en dos grupos:

• Mecánicos

• Electromecánicos

TÉCNICAS DE MEDICIÓN

INSTRUMENTOS DE PRESIÓN MECÁNICOS

Elementos elásticos que se deforman por la presión interna del fluído que contienen.

Ejemplo: tubo Burdon

INSTRUMENTOS DE PRESIÓN ELECTROMECÁNICOS

Utilizan la propiedad mecánica (deformación, elasticidad, etc.) de algún elemento ó material que combinado con un circuito eléctronico forman un transductor.¿Qué es un transductor?

Es un dispositivo que convierte una forma de energía en otra.

Esta conversión puede ser: Presión a corriente eléctrica.

ERRORES, MEDICIÓN Y METROLOGÍA

Mediciones repetidas de una magnitud dada con el mismo método, por el mismo observador e instrumento y en circunstancias similares, no conducen siempre al mismo resultado; esto es porque que cada una de ellas está afectada por un error que depende de los agentes que afectan a la medición, como son:

• El método de medida empleada.

• El operador.

• El instrumento.

• Las condiciones del ambiente en que se desarrolla la experiencia.

DEBIDO AL MÉTODO DE MEDICIÓN

En el ejemplo se ha definido de forma incorrecta el procedimiento de medición; la medición no esta siendo tomada desde cero.

Presión de contacto incorrecto (debido al operador)

DEBIDO AL OPERADOR

ERROR DE PARALAJE

TORNILLO DE FIJACION (LIMITADOR DE PRESION)

DEBIDO AL INSTRUMENTO

Los micrómetros incorporan un limitador de presión que permite ejercer la presión adecuada con facilidad y de modo uniforme

La pieza a medir debe estar en reposo y a una temperatura de referencia a la cual se suponen acotados los planos

CONDICIONESAMBIENTALES INADECUADAS