ti 2. t-9. metrologia

METROLOGIAI

NORMALITZACIÓ

Tecnologia Industrial 2n Batxillerat

davidctecno

9.0.INTRODUCCIÓMETROLOGIA

És la ciència que tracta tot allò que fa referència al fet de mesurar.

Els aspectes més importants són: Magnituds Sistema d’unitats Instruments de mesura Normes d’utilització i manteniment

9.1. Mesures i unitats

Mesurar:Consisteix en comparar una magnitud coneguda presa com a unitat, amb una altra de la mateixa naturalesa, per trobar la relació existent entre elles.

Magnitud:Tot allò susceptible de ser mesurat.

Mesurament:Acció de mesurar. El valor numèric s’anomena mesura.

Tipus de mesurament

Mesurament directe– S’obté la mesura directament sobre l’escala de l’instrument

Exemples: termòmetre,metre,cronòmetre

Mesurament indirecte– Un cop feta la mesura amb l’instrument, s’obté el resultat fent

alguna altra operació matemàtica.

Exemples: càlcul del volum d’ una figura geomètrica

Sistemes d’ unitats

Sistema Internacional d’ unitats : S IConsta de 7 unitats bàsiques: metre, segon, quilogram,ampere,kelvin, candela i el mol

Sistema Cegesimal: CGSEs basa en 3 unitats bàsiques:Centímetre, gram i el segon

Sistema Britànic Gravitatori (BGS)

Sistema Internacional: unitats bàsiques

Magnitud física bàsica

Símboldimensional

Unitatbàsica

Símbol de la unitat

Longitud L metre m

Temps T segon S

Massa M Kilogram Kg

Intensitat de corrent elèctric

I Ampère A

Temperatura T Kelvin K

Intensitat lluminosa

J Candela cd

Quantitat de substància

N mol mol

Sistema Internacional: unitats derivades

Magnitud física derivada

Símboldimensional

Unitatbàsica

Símbol de la unitat

Força F Newton N

Treball,energia W Joule J

Potència P Watt W

Freqüència F Hertz H

Càrrega elèctrica Q Coulomb C

Potencial elèctric V Volt V

Resistència R Ohm ΩCapacitat elèctrica C Farad F

Inducció magnètica

B Tesla T

Flux magnètic Φ Weber Wb

Inductància L Henry H

Sistema Internacional: relacions unitats derivades-bàsiques

Sistema Internacional: submúltiples i múltiples

Fracció Prefix Símbol

10E-12 pico P

10E-9 nano n

10E-6 micro µ10E-3 mili m

10E-2 centi c

10E-1 deci d

Fracció Prefix Símbol

10E+1 deca da

10E+2 hecto h

10E+3 kilo K

10E+6 mega M

10E+9 giga G

Sistema Cegesimal: unitats bàsiques

Magnitud física bàsica

Símboldimensional

Unitatbàsica

Símbol de la unitat

Longitud L centímetre cm

Temps T segon s

Massa M gram g

Intensitat de corrent elèctric

I estatamperi eA

Temperatura T Kelvin K

Intensitat lluminosa

I candela cd

Quantitat de substància

N mol mol

Sistema Cegesimal: unitats derivades

Magnitud física derivada

Símboldimensional

Unitatbàsica

Símbol de la unitat

Força F dina din

Treball,energia W ergi erg

Potència P ergi/segon erg/s

Freqüència F Hertz H

Càrrega elèctrica Q Franklin Fr

Potencial elèctric V Estatvolt eV

Resistència R Estatohm eΩCapacitat elèctrica C Estatfarad eF

Inducció magnètica

B Tesla T

Flux magnètic Φ Maxwell mw

Inductància L Henry H

Sistema BGS

9.2.Exactitud, precisió i apreciació

Exactitud:

On:

x i: diferents valors d’ una mateixa mesuran : nombre de vegades que es fa la mateixa mesura x : valor real o vertader (mitjana aritmètica)xo : valor convencial ( valor del plànol)

9.2.Exactitud, precisió i apreciació

Exactitud:

Precisió:

Apreciació:

9.2.Exactitud, precisió i apreciació

Errors

CAUSES DE L’ERROR

HABILITAT DE LA PERSONA

INSTRUMENTDE MESURA

GRAU PRECISIÓINSTRUMENT

CONDICIONSAMBIENTALS

Bona visióPulcritud

OrdreConeixements

DesgastDefectes de construcció

Mal ús

Apreciació o limit de percepció

(El mínim que permetMesurar l’instrument)

HumitatTemperaturaIl·luminacióvibracions

9.2.Exactitud, precisió i apreciació

Quantificació d’errors: error absolut i error relatiu

• Error absolut (Ea):

– És la diferència entre el valor mesurat i el valor convencional.

Ea =Xi - X0

• Error relatiu (Er):

– És el quocient entre l’error absolut i el valor real. S’expressa en %. Er = (Ea / X0 ).100

9.2.Exactitud, precisió i apreciació

Càlcul d’errors : Exemple 3

9.2.Exactitud, precisió i apreciació

Càlcul d’errors : Exercicis

9.2.Exactitud, precisió i apreciació

INSTRUMENTS DE MESURA

MAGNITUDS QUE CAL MESURAR

LONGITUD

ANGLES

ELÈCTRICA

MASSA

TEMPS

TEMPERATURA

FORMA DEMESURAMENT

DIRECTE INDIRECTE

COMPARACIÓ

VERIFICACIÓ

9.3.Instruments de mesura

9.4 Instruments per a mesurar longituds

- APRECIACIÓ mm: cintes, metres, regles d’acer- APRECIACIÓ 0,1mm o 0,05 mm: peu de rei- APRECIACIÓ 0,01 mm: micròmetre o pàlmer

PEU DE REI MICRÒMETRE

Com es mesura amb el peu de rei ?

Exercicis: Peu de rei

Exercicis: Peu de rei

Exercicis: Peu de rei

Simulador peu de rei

Com es mesura amb un pàlmer o micròmetre ?

Exercicis : Micròmetre

Exercicis : Micròmetre

Com es mesura amb un pàlmer o micròmetre ?

Simulador pàlmer 1

Simulador pàlmer 2

9.6 Instruments de comparació i verificació.

Galgues són uns instruments de comparació de mesura fixa que serveixen de patró o mesura de referència.

Bloc patró és una peça d’acer o material ceràmic de forma prismàtica, amb secció quadrada o rectangular amb un error màxim de 0,05μm.

Comparadors Determinen la diferència dimensional entre dues peces.Tipus:•D’amplificació mecànica•Òptics•Neumàtics i electrònics

Calibrdors passa – no passaServeixen per verificar les peces que es produeixen en un sistema de fabricació en sèrie, i comprovar si una dimensió determinada es troba dins del marge d’error permés.Tipus:•Per a forats o tampó.•Per a eixos.

9.6 Instruments de comparació i verificació.

9.6 Instruments de mesura angular

- APRECIACIÓ 1º: transportador d’ angles- APRECIACIÓ 5’: goniòmetre

TRANSPORTADOR GONIÒMETRE

Exercicis : Goniòmetre

9.4 NORMALITZACIÓLa normalització i la certificació.

La normalització afecta:•La forma, la composició, les dimensions, les propirtats físiques i químiques dels materials.•La terminologia i simbologia.•Els mètodes de càlcul, d,assaig de materials, la seva mesura i la seva utilització.

La certificació és l’acció que du a terme una entitat reconeguda com a independent de les parts interessades, que dóna fe que aquella empresa, producte, procés, servei o persona compleix els requisits definits en normes o especificacions tècniques

Norma:És un document tècnic en el qual s’escriuen acords presos entre fabricants, tècnic i usuaris que formen grups de treball, durant un temps determinat i que depenen d’una comissió tècnica que ha de decidir l’aprovació ono dels acords que s’hagi arribat.

RESPONSABLE I NORMA A ESPANYA: AENOR, UNENORMES INTERNACIONALS: ISORESPONSABLE I NORMA A EUROPA: CEN, EN ALEMANYA: DINFRANÇA: NFGRAN BRETANYA: BSIESTATS UNITS: ANSIJAPÓ: JIS

9.4 NORMALITZACIÓ

Normes i sistemes de normes

Normes ISO

• Sorgeix davant la necessitat de normalitzar i internacionalitzar les mides de les peces.

• Afavoreix la intercanviabilitat.• Algunes de les normes ISO més importants són:

– ISO 216 Mides del paper. ISO A4 – ISO 639 Noms de les llengües – ISO 3166 Codis de països – ISO 4217 Codis de monedes

– ISO 8859 Caràcters del codi ASCII – ISO 9000 Sistema de Gestió de la Qualitat– ISO 10279 Llenguatge de programació BASIC – ISO 14000 Estàndards de Gestió del Mediambient en entorns

de producció

9.8 Toleràncies i ajustatges

10 : cota nominal o de referència+0,035: desviació superior de la cota nominal o de referència-0,040: desviació inferior de la cota nominal o de referència

9.8 Toleràncies i ajustatges

10 : cota nominal o de referència+0,035: desviació superior de la cota nominal o de referència-0,040: desviació inferior de la cota nominal o de referència

Cota màxima (CM) = cota nominal (C) + desviació superior (ds)

Cota mínima (Cm) = cota nominal (C) + desviació inferior (di)

Valor de la tolerància (T)= cota màxima (CM) - cotA mínima (Cm)

Valor de la tolerància (T) = desviació superior (ds)- desviació inferior(di)

Toleràncies

10 : cota nominal o de referència+0,035: desviació superior de la cota nominal o de referència-0,040: desviació inferior de la cota nominal o de referència

Cota màxima (CM) = cota nominal (C) + desviació superior (ds)CM = 10 + 0,035 = 10,035

Cota mínima (Cm) = cota nominal (C) + desviació inferior (di)Cm = 10-0,040 = 9,96

Valor de la tolerància (T): cota màxima (CM)-cota mínima (Cm)T= 10,035- 9,96 = 0,075

Valor de la tolerància (T): desviació superior (ds)- desviació inferior(di)T = 0,035- (-0,040) = 0,075

9.8 Toleràncies i ajustatges

Eix Forat

9.8 Toleràncies i ajustatges

Exemples toleràncies

Més ràpid: T = ds-di= +0,030-(-0,047) = 0,077 mm = 77µm

9.8 Toleràncies i ajustatges

Dades enunciat: C = 75 mm Cm= 75,190 mm T = 74µm = 0,074 mmIncògnites enunciat: CM = ? ds=? di = ?

Recordem: T = CM- Cm CM = C + ds Cm= C+di

9.8 Toleràncies i ajustatges

Exemples toleràncies

Dades enunciat: C = 25 mm Cm= 24,996 mm T = 9µm = 0,09 mmIncògnites enunciat: CM = ? ds’=? di’ = ?

Recordem: T = CM- Cm CM = C + ds’ Cm= C+di’

Exemples toleràncies

9.8 Toleràncies i ajustatges

Ajustatges

9.8 Toleràncies i ajustatges

Tipus d’ ajustatges Ajustatges amb joc : Permeten que les peces llisquin entre elles

Diàmetre mínim forat > Diàmetre màxim de l’ eix:

CmF > CME

9.8 Toleràncies i ajustatges

Tipus d’ ajustatges

Ajustatges amb serratge: No deixen moure les peces entre elles un cop muntades

Diàmetre mínim eix > Diàmetre màxim del forat

Cm E > CMF

9.8 Toleràncies i ajustatges

Tipus d’ ajustatges

Ajustatges indeterminats: No permeten saber per endavant si les peces un cop muntades lliscaran o quedaran fixes.

Simultàniament es produeix:

Diàmetre màxim forat > Diàmetre mínim de l’ eix

Diàmetre màxim eix > Diàmetre mínim del forat

CMF> CmE

CM E > CmF

9.8 Toleràncies i ajustatges

Tipus d’ ajustatges

En funció de les desviacions tenim també:

Ta = (ds’ - di) - (di - ds’) = (ds + ds’) – (di + di’)=(ds - di) + (ds’ - di’)

9.8 Toleràncies i ajustatges

Tolerància de l’ajustatge (Ta):és igual que la suma de les toleràncies de l’eix (Te) i del forat (Tf)

Ta = Te + Tf

Exemples ajustatges

9.8 Toleràncies i ajustatges

Exercicis toleràncies i ajustatges

9.8 Toleràncies i ajustatges

9.9 Sistema ISO de toleràncies dimensionals

Estudia les dimensions de peces mecàniques que van d’1 mm fins a 3150 mm, a una temperatura de 20 ºC.Per determinar les toleràncies IDO, dos conceptes bàsics:•La qualitat de la tolerància i la posició.•La designació.

La qualitat de la tolerància: ens informa del grau de perfecció de la peça i coincideix amb el valor de la tolerància.

La posició de la tolerància: ens indica el lloc on es troba la qualitat respecte a la línia de referència, i s’indica amb una lletra..

La designació d’una tolerància: 1.S’escriu el valor del diàmetre nominal. 35 o 252.S’escriu la posició de la qualitat amb lletres (majúscules: eix, minúscules forat). 35 H o 25 g3.S’escriu el valor de la qualitat. 35 H7 o 25 g6

Taula de toleràncies ISO per a dimensions inferiors a 500 mm.Valors en mil·lèsimes de mil·límetre

Calibradors Peces ajustades l’ajustatge no es important

La posició de la qualitat:

Posició de les qualitats dels forats

Posició de les qualitats dels eixos

La posició de la qualitat:

9.10 Sistema ISO d’ajustatges

Sistema forat-base

Sistema eix-base

Exemple d’ajustatges

9.11 Operacions amb tolerànciesOperacions que serveixen per trobar el valor d’una cota desconeguda amb una certa tolerància d’ una peça a partir del valor d’altres cotes de la peça conegudes

Exemple operacions amb toleràncies

• Tolerància general: +200µm i -10µm• A=30mm• B=5mm• C=15mm• L=?

Determina el valor de la cota L i la seva tolerància

L=A-B-C = 30-5-15 = 10 mmdsL=dsA-diB-diC = 200-10-10 = +180 µmdiL=diA-dsB-dsC = 10-200-200 = -380 µm

Per tant: TL = dsL – diL = 180 – (-380) = 560 µm

Exemple operacions amb toleràncies

• Tolerància general: +200µm i -0µm

• A=30mm B=5mm C=10 mm

Determina el valor de la cota L i la seva tolerància

L=A-B-C = 30-5-10 = 15 mmdsL=dsA-diB-diC = 200-0-0 = 200 µmdiL=diA-dsB-dsC = 0-200-200 = -400 µm

Per tant: TL = dsL – diL = 200 – (-400) = 600 µm

Exercici operacions amb toleràncies

Smàx= Lmàx- dmín

Smàx = 25,1 -10 = 15,1

Smín= Lmín- dmàx

Smín= 24,9 – 10,1 = 14,8

ds = 0,1 mm

Di = -0,2 mm

Exemple operacions amb toleràncies