apuntes unidad 1 metrologia y normalizacion

8/19/2019 Apuntes Unidad 1 Metrologia y normalizacion

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UNID

AD 1METR

OLOG

ÍAÓPTI

CA E


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1.1 INTRODUCCIÓN A LA OPTICA

La óptica es la rama de la física que analiza las características y laspropiedades de la luz, estudiando cómo se comporta y se manifiesta.

OPTICA GO!T"ICA OPTICA #I$ICA

$e llama luz a la parte de la radiación electroma%n&tica que puede serperci'ida por el o(o )umano

"adiación que se propa%a en forma de ondas

"adiación electroma%n&tica que se propa%a al *acío

+ -ms

LUZ$e propa%a en línea recta

$e refle(a cuando lle%a a una superficie reflectante.

"efle/ión re%ular.

LA "#L0I123 la modificación que se produce en el rum'o de un rayo en lasuperficie que separa a dos medios, lo que )ace que *uel*a al punto de partida.


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LA "#"ACCI123 la alteración de dirección cuando el rayo de(a un medio ypasa a otro. Cam'ia de dirección cuando pasa de un medio a otro 4se refracta5.

LA 6I#"ACCI123 la cur*a aparente y la separación de la luz cuando &sta setopa con al%una 'arrera3

1.2 ÓPTICA GEOMÉTRICA

l estudio de las im7%enes, producidas por refracción o por refle/ión de la luzse llama óptica %eom&trica. La óptica %eom&trica se ocupa de las trayectoriasde los rayos luminosos, despreciando los efectos de la luz como mo*imientoondulatorio, como las interferencias se ocupa de los fenómenos de radiaciónluminosa en medios )omo%&neos sin considerar su naturaleza u ori%en8 lase%unda estudia la *elocidad, la naturaleza y características de la luz.


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Gran parte de los conocimientos que poseemos so're estas materias se )ayansintetizados en unos cuantos principios conocidos por las leyes de óptica%eom&trica, que son3

9.: Propa%ación de la luz.

;.: Independencia recíproca.+.: Ley de refle/ión


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luz, se pueden reproducir casi todos los resultados teóricos con unaapro/imación.

Para estudiar la posición de una ima%en con respecto a un o'(eto se utilizan lassi%uientes definiciones3

Eje óptico. (e de a'scisas perpendicular al plano refractor. l sentidopositi*o se toma a la derec)a al plano refractor, que es el sentido de a*ancede la luz.

Ep!cio o"jeto. spacio que queda a la izquierda del dioptrio

Ep!cio i#!$e%. spacio que queda a la derec)a del dioptrio.

I#!$e% &e!' e i#!$e% (i&tal. A pesar del car7cter ficticio de una ima%ense dice que una ima%en es real si est7 formada por dos rayos refractadoscon*er%entes. ?na ima%en real se de'e o'ser*ar en una pantalla. $e dice

que es *irtual si se toma por las prolon%aciones de dos rayos refractadosdi*er%entes.


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1.* LA ÓPTICA +I,ICA

s la ciencia que controla la luz. La luz es la parte de un tipo de ener%íallamada @radiación electroma%n&tica 4m5. La luz es la parte de las ondas !que podemos *er y formar los colores del arcoíris. La luz *ia(a a +

-mse%., es una onda electroma%n&tica.

IN,TRUMENTO, OPTICO,

L $PBO3 dispositi*o óptico, que es de *idrio, con una superficie lisa ypulida, que forma im7%enes mediante la refle/ión de los rayos de luz.

LA #I"A 1PTICA3 tam'i&n es conocida como *arilla de *idrio u otromaterial transparente con índice de refracción alto que se emplea paratransmitir luz.

TL$COPIO3 es un instrumento óptico empleado para o'ser*ar o'(etosmuy %randes que se encuentran a muy le(anas distancias 4estrellas,planetas, cometa, etc.5


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I2T"#"1!T"O3 instrumento que emplea la interferencia de ondas deluz para la medida precisa de lon%itudes de luz misma, de distanciaspequeDas y de determinados fenómenos ópticos.

#OTO!T"EA3 este estudia las medidas delas ma%nitudes que est7nasociadas a la luz

TIPO, DE INTER+ERENCIA,

CO2$T"?CTIFA3 cuando dos ondas se interfieren, en los puntos quecoinciden las dos crestas se dice que )ay una interferencia constructi*a.n estos dos puntos se suman las amplitudes.

6$T"?CTIFA3 al definir dos ondas, en los puntos donde coinciden unacresta de una onda con un *alle de la otra se dice que )ay interferenciadestructi*a. Las amplitudes en este caso se restan y pueden anularsepor completo.


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1.- DI+ERENCIA, /ENTA0A, DE,/ENTA0A, DE LO,IN,TRUMENTO, ANALOGICO, DIGITALE,.

IN,TRUMENTO, ANALOGICO,

$e dice que un par7metro es analó%ico cuando puede tomar todos los *aloresposi'les en forma continua. Por e(emplo3 el *olta(e de una 'atería, la intensidadde la luz, la *elocidad de un *e)ículo, la inclinación de un plano, etc.

F2TABA$3

a(o costo.

n al%unos casos no requieren de ener%ía de alimentación.

2o requieren %ran satisfacción.


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s sencillo adaptarlos a diferentes tipos de escala no lineales.

6$F2TABA$3

Tienen poca resolución, típicamente no proporcionan m7s de + cifras.

Las lecturas se presentan a errores %ra*es cuando el instrumento tiene*arias escalas.

La rapidez de lectura es 'a(a, típicamente 9 lecturase%undo.

2o pueden emplearse como parte de un sistema de procesamiento de datosde tipo di%ital.

IN,TRUMENTO, DIGITALE,

Los instrumentos di%itales tienden a dar la impresión de ser muy e/actos por

su indicación concreta pero no )ay que ol*idar que si su cali'ración esdeficiente, su e/actitud puede ser tanto o m7s mala que la de un instrumentoanaló%ico.

F2TABA$

Tienen %ran resolución alcanzando en al%unos casos m7s de cifras enlecturas de frecuencia y una e/actitud de H.;.

Pueden eliminar la posi'ilidad de errores por confusión de escalas.

Tienen una rapidez de lectura que puede superar las 9 lecturas por

se%undo. Pueden entre%ar información di%ital para procesamiento inmediato en

computadora.

6$F2TABA$

l costo es ele*ado.


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$on comple(os en su construcción. Las escalas no lineales son difíciles de introducir. n todos los casos requieren de fuente de alimentación.

1. IN,TRUMENTO, MEC3NICO,

$on los instrumentos de medición que de'en ser manipulados físicamente porel inspector. Los dispositi*os mec7nicos pueden ser de pasa:no pasa o *aria'les.

Los instrumentos mec7nicos cada día son remplazados por electrónica que nospermite tener una me(or resolución y e*itan errores de parala(e. $in em'ar%o)oy por )oy constituyen una alternati*a económica en al%unos casos.

6ic)o tipo de instrumentos est7n constituidos por todos aquellos que se *alen

de una medición directa a tra*&s de un mecanismo, que nos permita tomar lalectura del *alor directamente de dic)o instrumento, tales como3

a5 !icrómetros

'5 Fernier

c5 6urómetros

d5 Indicadores de car7tula

e5 Palpadoresf5 Tensiómetros

MEDICION CON REGLA,

Las )erramientas de medición m7s comunes en el tra'a(o del taller mec7nicoes re%la de acero. $e emplea cuando )ay que tomar medidas r7pidas y cuandono es necesario un alto %rado de e/actitud. Las re%las de acero, en pul%adas,est7n %raduadas en fracciones o decimales8 las re%las m&tricas suelen estar%raduadas en milímetros o en medios milímetros. La e/actitud de medida que

se toman depende de las condiciones y el uso correcto de la re%la.


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REGLA DE ACERO

$e fa'rican en una %ran *ariedad de tipos y tamaDos, adecuados a la forma otamaDo de una sección o lon%itud de una pieza. Para satisfacer los requisitosde pieza que se produce y se *a a medir, )ay disponi'les re%las %raduadas en

fracciones o decimales de pul%adas o en milímetros. Los tipos de re%las m7sutilizados en el tra'a(o del taller mec7nico se descri'en a continuación.

A5 "GLA "EGI6A 6 AC"O T!PLA6O. Generalmente tiene < escalas, ; encada lado8 se fa'rican en diferentes lon%itudes, la m7s comJn es de K pul%adaso 9 mm.

5 "GLA #L0IL. similar a la anterior pero m7s estrec)a y del%ada, lo quepermite fle/ionar, dentro de ciertos límites, para realizar lecturas donde lari%idez de la re%la de acero templado no permite medición adecuada.

LAMINA, 4MEDIDORE, DE E,PE,ORE,)

stos medidores consisten en l7minas del%adas que tienen marcado su espesor

y que son utilizadas para medir pequeDas a'erturas o ranuras. l m&todo demedición consiste en introducir una l7mina dentro de la a'ertura, si entraf7cilmente se prue'a con la mayor si%uiente disponi'le, si no entra *uel*e autilizarse la anterior.

PATRONE, DE RADIO

stos patrones consisten en una serie de l7minas marcadas en mm con loscorrespondientes radios cónca*os y con*e/os, formados en di*ersas partes dela l7mina.


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La Inspección se realiza determinando que patrón se a(usta me(or al 'orderedondeado de una pieza8 %eneralmente los radios *an de 9 a ; mm en pasosde . mm.

CALIBRE, ANGULARE,

stos cali'res cuentan con l7minas que tienen diferentes 7n%ulos para cu'rir

las necesidades de medición de c)aflanes e/ternos o internos, inspección de7n%ulos de ruedas de esmeril o cortadores.

CUENTA5ILO,

Los cuenta)ílos consisten en una serie de l7minas que se mantienen (untasmediante un tornillo en un e/tremo, mientras que el otro tiene salientes quecorresponden a la forma de la rosca de *arios pasos 4)ilos por pul%ada58 los*alores est7n indicados so're cada l7mina.


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PATRONE, PARA ALAMBRE, BROCA, MINA,

Los patrones para 'rocas sir*en para determinar el tamaDo de estas alintroducirlas en un a%u(ero cuyo tamaDo est7 marcado a un lado o paramantener en posición *ertical un (ue%o de 'rocas.

l cuerpo del patrón tiene %ra'adas indicaciones so're el tamaDo de 'rocasrecomenda'le para un tamaDo de rosca determinado. sta característicapermite ele%ir r7pidamente 'roca adecuada.

COMPA,E,

Antes de que los instrumentos como el cali'rador *ernier fueran introducidos,las partes eran medidas con compases 4interiores, e/teriores, di*isores,)ermafroditas5 y re%las. Para medir un di7metro e/terior la parte es puesta

entre las puntas de los compas y lue%o las puntas de los compas son colocadasso're una re%la para transferir la lectura. n otra aplicación las puntas de loscompas de e/teriores se separan una distancia específica utilizando una re%la,entonces las partes son maquinadas )asta que la punta de los compas sedeslizan (ustamente so're la superficie maquinada.


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1.6 MEDIDORE, DE PRE,IÓNPRE,IONLa presión se define como fuerza e(ercida so're una superficie por unidad de7rea. Generalmente a la fuerza e(ercida por un fluido por unidad de 7rea de lasuperficie que lo encierra. la presión 4P5 de una fuerza 4#5 distri'uida so're un

7rea 4A5, se define como3

La unidad de medida de presión es el Pascal 4Pa5, que se define como la fuerzae(ercida por un 2eMton 425 so're un 7rea de un metro cuadrado 4m ;5. O sea, PaN 2m;. sta es una unidad de presión muy pequeDa, pero el -ilo pascal 4Pa5,

9. Pa, permite e/presar f7cilmente los ran%os de presión comJnmente m7susados en la industria petrolera.

IN,TRUMENTO, PARA MEDICIÓN DE LA PRE,IÓNCOL?!2A$ 6 LE?I6O3 !anómetro de Presión A'soluta. !anómetro de Tu'o en ?. !anómetro de Pozo. !anómetro de Tu'o Inclinado. !anómetro Tipo Campana.

I2$T"?!2TO$ LQ$TICO$3 Tu'os ourdon. #uelles. 6iafra%mas.


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IN,TRUMENTO, ELECTROMEC3NICO, ELECTRÓNICO,7Los instrumentos electromec7nicos y electrónicos utilizados para medirpresión pueden clasificarse en3

!edidores de sfuerzo 4$train Ga%es5 Transductores de Presión "esisti*os Transductores de Presión Capaciti*os Transductores de Presión !a%n&ticos Transductores de Presión Piezoel&ctricos

LO, MEDIDORE, DE PRE,IÓN7$on instrumentos de precisión fa'ricados para medir la presión san%uínea, lapresión de líquidos y %ases en tu'erías o tanques de almacenamiento y la

presión atmosf&rica.!A21!T"O 6 T?O 6 O?"6O2ste medidor de presión tiene una amplia *ariedad de aplicaciones pararealizar mediciones de presión est7tica8 es 'arato, consistente y se fa'rica endi7metros de ; pul%adas 4 mm5 en caratula y tienen una e/actitud de )asta.9 de la lectura a escala plena.

!A21!T"O 6 T?O AI"TOl manómetro se usa con tanta frecuencia en situaciones de la'oratorio, lapresión atmosf&rica y otras presiones se e/presan a menudo en centímetros de

mercurio o pul%adas de mercurio.


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A"1!T"O$?n 'arómetro es un instrumento que mide la presión atmosf&rica. La presiónatmosf&rica es el peso por unidad de superficie e(ercida por la atmósfera. Lapresión, es la fuerza aplicada por unidad de superficie, dando ca'ida a una %ran

%ama de acciones y e*entos donde se e(erce y es necesario el uso e medidoresde presión para e*aluar su ma%nitud.

A"1!T"O 6 !"C?"IO?n 'arómetro de mercurio ordinario est7 formado por un tu'o de *idrio deunos R mm de altura, cerrado por el e/tremo superior y a'ierto por elinferior.

A"1!T"O A2"OI6

?n 'arómetro m7s cómodo 4y casi tan preciso5 es el llamado 'arómetroaneroide.

A menudo se emplean como altímetros 4instrumentos para medir la altitud5'arómetros aneroides de características adecuadas, ya que la presióndisminuye r7pidamente al aumentar la altitud


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1.8 MEDIDORE, DE TOR,ION$e dice que una 'arra est7 en torsión cuando esta rí%idamente su(eta en unode sus e/tremos y torcida en el otro e/tremos y torcida en el otro e/tremopor un par mec7nico o torque 4t4Nfd55 aplicar en un plano perpendicular al e(ede la 'arra.

E+ECTO, DE LA TOR,IONLos efectos de la car%a torsional aplicados a una 'arra son3

Impartir un desplazamiento an%ular en la sección trans*ersal de un e/tremocon respecto al otro.

"e%istrar un esfuerzo cortante so're cualquier sección trans*ersal de la'arra perpendicular a su e(e.

MOMENTO DE TOR,IONOcasionalmente un nJmero de pares actJan a lo lar%o de un e(e. n este caso escon*eniente introducir una nue*a cantidad. l momento de torsión paracualquier sección a lo lar%o de la 'arra se define como la suma al%e'raica de losmomentos de los pares aplicados que yacen a un lado de la sección en cuestión.


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1.9 MEDIDORE, DE E,+UERZO, MECANICO,+UERZA

Say distintas clases de fuerzas o esfuerzo que se representa al tratar lasPropiedades mec7nicas de los materiales. n %eneral, se define el esfuerzocomo una fuerza que actJa so're el 7rea unitaria. $e ilustra las fuerzas detensión, comprensión, corte, fle/ión. l sfuerzo se suele e/presar en Pa o enpsi.

E,+UERZO,

TRACCIÓN O TEN,IÓN?n cuerpo est7 sometido a un esfuerzo de tracción, cuando so're &l actJan dosfuerzas con direcciones opuestas, de manera que lo estiran.

COMPRE,IÓN?n cuerpo est7 sometido a un esfuerzo de compresión, cuando so're &l actJan

dos fuerzas con direcciones opuestas, de manera que lo aplastan. $e toma la%oma por cada e/tremo y intentamos aplastarla.

CORTADURA?n cuerpo est7 sometido a un esfuerzo de cortadura, cuando so're &l actJandos fuerzas con direcciones opuestas, que intentan reducir su medida en ladirección de la fuerza.


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+LE:IÓN?n cuerpo est7 sometido a un esfuerzo de fle/ión cuando so're &l actJa unafuerza que produce una deformación a lo lar%o de su e(e.

TOR,IÓN?n cuerpo est7 sometido a un esfuerzo de torsión, cuando al menos en uno desus e/tremos actJa una fuerza que )ace rotar la pieza so're su propio e(e.

1.1; MEDIDORE, DE DUREZA

DUREZA

s la oposición que ofrecen los materiales como la penetración, la a'rasión, elrayado, la cortadura, las deformaciones permanentes8 entre otras. Tam'i&npuede definirse como la cantidad de ener%ía que a'sor'e un material ante unesfuerzo antes de romperse o deformarse.

MEDIDORE, DE DUREZALos medidores de dureza sir*en para determinar la dureza superficial. $ecuenta con medidores de dureza para medir metal, pl7stico, %oma, te(idos, etc.

Con los medidores de dureza para materiales met7licos se puede compro'ar deun modo r7pido y preciso la dureza superficial del acero, )ierro fundido, elacero de )erramientas, acero no'le, aleaciones de aluminio, co're y 'ronce.


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!icroscopio de medición Aparato de dureza "oc-Mell

DE+INICION DE LO, DI+ERENTE, MODO, DE MEDICION DE DUREZA

$SO": La dureza s)ore es un *alor característico. "I2L3 La medición de dureza desarrollada por 'irnell suele usarse para

materiales 'landos y de dureza media como acero deconstrucción no

aleados o aleaciones de aluminio, para madera y materiales de tra'a(o conconstrucción irre%ular. FIC"$3 !ide materiales de tra'a(o duros, pero tam'i&n se mide la

dureza en materiales de pared del%ada o endurecidos superficialmente y enzonas mar%inales.

E0EMPLO, DE ALGUNO, MEDIDORE, DE DUREZA


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APLICACIONES DE LOS MEDIDORES DE

DUREZA

Los medidores se utilizan en los materiales como el

acero, acero inoxidable, aleación de acero, hierrofundido, aluminio, latón, bronce, cobre.

ALGUNAS CONDICIONES PARA MEDIR

1.- supercie mínima de 10x10 mm

2.- radio de curvatura mínimo dela supercie a medir r!0 mm sinadaptador, con adaptador. "tornillable con ranura en # el radio decurvatura mínimo es de 10mm

!.- materiales inferiores a $ %& ' paredes nas se deben situar sobre una

base compacta ' anti vibratoria antes de realizar la medición.

(.- materiales inferiores a 2.0 %& re)uieren el uso de pasta deacoplamiento ' )ue se sit*en sobre una base compacta.

$.- el peso mínimo del material es $0 &, el espesor mínimo es de ! mm 'la profundidad de dureza mínima de 0.+ mm.


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1.11 IN,TRUMENTO, DE MEDICION POR COORDENADA,4: Z)

MA


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7sicamente , las !!C miden puntos en el espacio

s de primordial importancia la e/istencia de un ori%en para poderdeterminar la posición

La potencia de las !!C deri*a de su capacidad para calcular, a partir de lospuntos medidos, una %ran cantidad de ma%nitudes dimensionales3

6istancias

Posiciones relati*as

Qn%ulos

#ormas, etc.

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