conceptos basicos metrologia
TRANSCRIPT
Diseño y recopilación
Javier Ernesto castrillón
Ingeniero electromecánico
Estructura Metrología IICOMPETENCIA RED DE CONCEPTOS INDICADORES DE LOGROS DEL
Diseñar, implementar, mantener y
mejorar sistemas de aseguramiento
metrológico de acuerdo a la
normatividad vigente en una
organización.
Manual de Aseguramiento metrológico
• Definición e importancia
• Componentes del manual y metodología de
elaboración
• Metrología aplicada según: o NTC-ISO 9001
o NTC-ISO 10012
o NTC-ISO 14001
o NTC-ISO 18001
o NTC-ISO-IEC 17025
o NTC-ISO 19011 vigentes
• VIM 1993
• Costos del aseguramiento metrológico.
• Establecimiento y operación de un laboratorio de metrología
• Normas NTC-ISO vigentes relacionadas con las variables de:
mediciones eléctricas, temperatura, volumetría e higrometría
Calibración y verificación
• Mediciones eléctricas, temperatura, volumetría e higrometría.
• Selección y adecuación de los dispositivos patrones de referencia
• Procedimiento de calibración y verificación de multimétro, pinzas,
amperímetros y voltímetros
• Calibración por generación
• Calibración puntual
• Determinación de límites de error permitidos
Elabora un manual de
aseguramiento metrológico en una
organización aplicando las normas
vigentes
Diseño y recopilación
Javier Ernesto castrillón
Ingeniero electromecánico
Estructura Metrología IIControlar las
variables críticas
(eléctricas, temperatura,
volumetría e higrometría)
de la gestión de las
mediciones en las
organizaciones, elaborando
procedimientos
de calibración y
verificación de los
dispositivos de
medición.
• Certificado de calibración
• Registro de calibración
• Análisis y evaluación de dispositivos calibrados y/o
verificados
• Procedimientos de calibración de termómetros
análogos y digitales, termocuplas y termopares.
• Calibración por generación
• Calibración puntual
Clasificación de dispositivos volumétricos
• Clases de dispositivos volumétricos
• Probetas
• Pipetas
• Balones volumétricos
• Procedimientos de calibración
• Método gravimétrico
• Determinación de la tolerancia permitida
• Determinación de la calidad del patrón
• Procedimiento de calibración y verificación de
termohigrómetros
Con base en el diagnóstico
de la gestión de
las mediciones en
una organización,
calibra y verifica los
dispositivos de medición
que presentan variables
críticas. Elabora y evalúa
registros, informes y
certificados de calibración
para decidir
aceptabilidad o rechazo del
dispositivo calibrado en las
variables de:
mediciones eléctricas,
temperatura, volumetría e
higrometría.
Diseño y recopilación
Javier Ernesto castrillón
Ingeniero electromecánico
Vocabulario usado en Metrología La percepción inicial de metrología deriva de su
etimología: del griego metros medida y logostratado. Concepto que debe ser casi tan antiguocomo el ser humano: “tengo nada”, “tengo algo”,“tengo mucho”; expresiones que reflejan unacomparación muy primitiva pero que perdura en laraza humana bajo muchos aspectos, al punto queactualmente podemos decir que metrología es laciencia de las mediciones y que medir es compararcon algo (unidad) que se toma como base decomparación.
Diseño y recopilación
Javier Ernesto castrillón
Ingeniero electromecánico
Anteriormente citamos algo con que comparar; esealgo se conoce como patrón.
Originalmente, se entendía por patrón a unarepresentación o materialización física de la unidad. Eranecesario destacar que un patrón es una representaciónconfiable de la unidad solamente bajo un conjunto decondiciones claramente definidas para asegurar que nocambien estas condiciones por motivo de variaciones, porejemplo, de temperatura, humedad, presión atmosférica,etc. Por sus características, el patrón físico no se empleabadirectamente para hacer mediciones. Era, eso sí, el puntode referencia para construir y utilizar instrumentos demedición.
Vocabulario usado en Metrología
Diseño y recopilación
Javier Ernesto castrillón
Ingeniero electromecánico
Patrón
Medida materializada, aparato de medición,
material de referencia o sistema de medición,
destinado a definir, realizar, conservar o reproducir
una unidad o uno o varios valores de una
magnitud para servir de referencia. Los patrones
pueden ser internacionales (reconocidos por
acuerdo internacional) y nacionales (reconocidos
por acuerdo nacional).
Diseño y recopilación
Javier Ernesto castrillón
Ingeniero electromecánico
Patrón primario
Patrón que se designa o se recomienda por presentar las más altas
calidades metrológicas y cuyo valor se establece sin referirse a otros
patrones de la misma magnitud.
Patrón secundario
Patrón cuyo valor se establece por comparación con un patrón
primario de la misma magnitud.
Patrón de referencia
Patrón, generalmente de la más alta calidad metrológica disponible en
un lugar u organización dados, del cual se derivan las mediciones que
se hacen en dicho lugar u organización.
Patrón de trabajo
Patrón utilizado corrientemente para controlar medidas materializadas,
aparatos de medición o materiales de referencia.
Patrón de transferencia
Patrón empleado como intermediario para comparar patrones entre sí.
Diseño y recopilación
Javier Ernesto castrillón
Ingeniero electromecánico
Diseño y recopilación
Javier Ernesto castrillón
Ingeniero electromecánico
Diseño y recopilación
Javier Ernesto castrillón
Ingeniero electromecánico
Diseño y recopilación
Javier Ernesto castrillón
Ingeniero electromecánico
Vocabulario usado en Metrología
Metrología:Campo del conocimiento que estudia todoslos problemas relativos a las mediciones. Sepuede considerar la metrología como unaciencia independiente y completa por símisma, con sus aspectos teóricos,experimentales y prácticos, que tiene porfinalidad establecer un conocimientoobjetivo de nuestro mundo físico.
Diseño y recopilación
Javier Ernesto castrillón
Ingeniero electromecánico
Vocabulario usado en Metrológica
Programa de Aseguramiento Metrológico:Un programa de Aseguramiento Metrológicopretende básicamente, dar confiabilidad a lasmediciones y sus resultados, dentro del rango deexactitud requerido por : los procesos defabricación de una empresa o los ensayos a realizarpara el control de calidad de un producto. En esteprograma de aseguramiento deben estarcomprometidos, tanto, los departamentosrelacionados con la parte de producción, comotambién, el nivel directivo de la empresa.
Diseño y recopilación
Javier Ernesto castrillón
Ingeniero electromecánico
Diseño y recopilación
Javier Ernesto castrillón
Ingeniero electromecánico
Diseño y recopilación
Javier Ernesto castrillón
Ingeniero electromecánico
Diseño y recopilación
Javier Ernesto castrillón
Ingeniero electromecánico
Vocabulario usado en Metrológica
Medición: Es el conjunto de acciones que tienen por objeto determinar el valor de una magnitud particular denominada mensurando.
Procedimiento de Medición: Es la secuencia específica de operaciones utilizada para medir determinada magnitud particular, siguiendo un principio establecido y de acuerdo a un método dado.
Instrumento de medición: Aparato destinado a obtener medidas directas que permiten estimar los valores de diversas magnitudes particulares.
Diseño y recopilación
Javier Ernesto castrillón
Ingeniero electromecánico
Vocabulario usado en Metrológica Mensurando: Magnitud medida por un instrumento.
Valor verdadero: Valor real del mensurando.
Sistema de Medición: Incluye instrumentos, patrones de calibración,conceptos y leyes físicas, operarios humanos, valores de propiedades yconstantes, etc.
Escala: Conjunto de símbolos o marcas ubicados en el instrumento, a
menudo acompañados de una referencia numérica y normalmente alo largo de una recta o arco de círculo.
Índice: Puntero, aguja, lápiz, punta luminosa, superficie líquida, etc.
cuya posición indica el valor de la magnitud.
Longitud de Escala: Es la distancia entre la primera y última marcaindicada en unidades de longitud a lo largo del camino recorrido por elíndice.
Espaciamiento de Escala: Es la distancia entre marcas adyacentes. Paraque el índice sea legible tiene que ser mayor que 0.7mm.
Diseño y recopilación
Javier Ernesto castrillón
Ingeniero electromecánico
Vocabulario usado en Metrológica
División de Escala: ?
Intervalo de Escala:?
Escala Lineal:?
Resolución:?
Exactitud:?
Repetibilidad:?
Precisión:?
Diseño y recopilación
Javier Ernesto castrillón
Ingeniero electromecánico
Diseño y recopilación
Javier Ernesto castrillón
Ingeniero electromecánico
Vocabulario usado en Metrológica Calibración:
Conjunto de operaciones que establecen, bajocondiciones especificadas, la relación entre losvalores indicados por un instrumento de medición,o los valores representados por una medidamaterializada (patrón) y el valorconvencionalmente verdadero de la magnitud amedir.
Ajuste: Operación destinada a llevar un aparatode medición a un funcionamiento y una exactitud
conveniente para su utilización.
Diseño y recopilación
Javier Ernesto castrillón
Ingeniero electromecánico
Vocabulario usado en Metrológica
Resolución: Expresión cuantitativa de lacapacidad de un dispositivo indicador, parapermitir distinguir significativamente entre losvalores inmediatamente adyacentes a lacantidad indicada.
Ejemplos:
1. La resolución de un flexometro es 1 mm..
2. La resolución de una bascula es 1 g.
Diseño y recopilación
Javier Ernesto castrillón
Ingeniero electromecánico
Vocabulario usado en Metrológica
Exactitud:
Es el grado de concordancia entre el resultadode una medida y el valor “Convencionalmenteverdadero de la magnitud medida”.
Notas:
1. “Exactitud” es un concepto cualitativo
2. Se debe evitar el uso del termino “precisión”en el sentido de “exactitud”.
Diseño y recopilación
Javier Ernesto castrillón
Ingeniero electromecánico
Vocabulario usado en Metrológica
Reproducibilidad
Grado de concordancia entre losresultados de las mediciones de unmismo mensurando, llevadas a cabohaciendo variar las condiciones demedición.(errores encontradoscalculables)
Diseño y recopilación
Javier Ernesto castrillón
Ingeniero electromecánico
Vocabulario usado en Metrológica
Exactitud de un instrumento demedición:
Aptitud del instrumento de mediciónpara dar indicaciones próximas al valorverdadero de una magnitud medida.
Diseño y recopilación
Javier Ernesto castrillón
Ingeniero electromecánico
Vocabulario usado en Metrológica
Clase de exactitud:
Característica con la que se cataloga a losinstrumentos de medición quesatisfacen ciertas exigenciasmetrológicas destinadas a conservar loserrores dentro de límites especificados.
Diseño y recopilación
Javier Ernesto castrillón
Ingeniero electromecánico
Vocabulario usado en Metrológica
Precisión de un instrumento demedición:
Cualidad de un instrumento de medición,caracterizada por repetibilidad , esto esla actitud para dar indicacionesidénticas, en una serie de mediciones deun mismo valor de una magnitud.
Diseño y recopilación
Javier Ernesto castrillón
Ingeniero electromecánico
Vocabulario usado en Metrológica
Repetibilidad de una medición:Caracterizada por proximidad o convergencia
entre los resultados de mediciones sucesivasde una misma magnitud, efectuado con elmismo método, por el mismo observador,con los mismos instrumentos de medición,en el mismo lugar y a intervalos cortos detiempo.
Diseño y recopilación
Javier Ernesto castrillón
Ingeniero electromecánico
Vocabulario usado en MetrológicaERROR SISTEMATICO, PRECISION Y EXACTITUD.
X
X X
X
A
C D
B
Diseño y recopilación
Javier Ernesto castrillón
Ingeniero electromecánico
Error Sistemático, Precisión y
Exactitud.
a) Alto error sistemático + Baja Precisión =
Baja exactitud del promedio
b) Alto error sistemático + Alta Precisión =
Baja exactitud del promedio
c) Bajo error sistemático + Baja Precisión =
Baja exactitud del promedio
d) Bajo error sistemático + Alta Precisión =
Alta exactitud del promedio
Diseño y recopilación
Javier Ernesto castrillón
Ingeniero electromecánico
ERROR E INCERTIDUMBRE
Al medir un mensurando se obtiene siempre sólo una
aproximación a su valor verdadero. Solamente un instrumento
ideal podría entregar como resultado de una medición el valor
verdadero de la magnitud medida.
Las causas del error pueden tener su origen en el propio
instrumento o en situaciones ajenas a éste. Dentro de los primeros
se cuentan los errores de ajuste, cuando el valor entregado difiere
de una referencia conocida. También se cuentan entre estos los
problemas de juego (saltos bruscos al cambiar el sentido de
medición), histéresis (diferencia entre valores obtenidos al medir
en forma ascendente o descendente). Otros errores comunes son
la desviación de linealidad, deriva (lentitud hasta detenerse e
indicar un valor) y falta de estabilidad.
Diseño y recopilación
Javier Ernesto castrillón
Ingeniero electromecánico
ERROR E INCERTIDUMBRE
Errores no atribuibles al instrumento de medición son por lo
común las desviaciones debidas a problemas ambientales e
interferencias diversas en el ambiente de trabajo. Cabe destacar
también que sumándose al error pueden existir equivocaciones
conducentes a resultados falsos. Estas equivocaciones incluyen
lecturas mal tomadas, errores de operación de los instrumentos y
errores humanos en general, y no pueden ser consideradas
asignándoles algún tipo de distribución de probabilidades, al
calcular la incertidumbre.
Diseño y recopilación
Javier Ernesto castrillón
Ingeniero electromecánico
Vocabulario usado en Metrológica Incertidumbre de medición:
Estimación que caracteriza
el campo de los valores
dentro del cual se sitúa el
valor verdadero de una
magnitud medida. Es una
medida de la dispersión de
los resultados de medición,
dentro de un rango de de
errores límites.
Diseño y recopilación
Javier Ernesto castrillón
Ingeniero electromecánico
a) Serie exacta de mediciones repetidas cuyo promedio se aproxima al valor real.
b) Las mediciones realizadas varias veces son precisas (están muy cercas entre sí), pero no se
aproximan al valor real.
c) Una serie de mediciones repetidas y que se encuentran concentradas apretadamente en
torno del valor real.
Error de Medición: Diferencia entre el resultado de la medición (X) y el valor verdadero
(XV)
ε = X – XV
Diferencia entre Exactitud y Precisión: Valor Real
Diseño y recopilación
Javier Ernesto castrillón
Ingeniero electromecánico
Diferencia entre Exactitud y Precisión
Diseño y recopilación
Javier Ernesto castrillón
Ingeniero electromecánico
Vocabulario usado en Metrológica
Error Aleatorio:Es el resultado de una medición menos la media que
resultaría a partir de un número infinito de medicionesde la misma cantidad por medir, efectuadas bajocondiciones de repetibilidad.
Notas:
1. El error aleatorio es igual al error menos el errorsistemático.
2. Dado que en la práctica sólo se puede efectuar unconjunto finito de medidas, lo único que se puedeobtener es un estimado del error aleatorio.
Diseño y recopilación
Javier Ernesto castrillón
Ingeniero electromecánico
Vocabulario usado en Metrológica
Error Sistemático:Error que permanece constante en valor absoluto y
signo durante el transcurso de varias mediciones dela misma magnitud, o si cambia, lo hace de acuerdoa una ley.
Nota:
1. Los errores sistemáticos y sus causas pueden serconocidos o no.
Diseño y recopilación
Javier Ernesto castrillón
Ingeniero electromecánico
Error, Error aleatorio y Error
Sistemático
Diseño y recopilación
Javier Ernesto castrillón
Ingeniero electromecánico
Vocabulario usado en Metrológica
Tolerancia de una variable:Diferencia entre los valores máximo y mínimo que puede
tomar la variable medida para que resulte acorde (oaceptable) .
Nota:
En las básculas camioneras:
De 0 a 5000 kg. La tolerancia es 10 kg.
De 5000 kg. A 20000 kg. La tolerancia es 20 kg.
De 20000 kg. A 100000 kg. La tolerancia es 30 kg
Diseño y recopilación
Javier Ernesto castrillón
Ingeniero electromecánico
Vocabulario usado en Metrológica
División de escala real (d): Valor de ladivisión de la escala expresada en unidadesde masa de:-La diferencia entre dos indicaciones consecutivas parauna indicación discontinua.
División de escala de verificación (e): Valorexpresado en unidades de masa utilizado para laclasificación y verificación de instrumentos de pesaje.
d e
Diseño y recopilación
Javier Ernesto castrillón
Ingeniero electromecánico
VariablesVariables eléctricas
Variables de temperatura
Variables de volumen
Variables de higrometría
Diseño y recopilación
Javier Ernesto castrillón
Ingeniero electromecánico