METROLOGA

METROLOGA Julio Csar Torres PabloJess Antonio Hernndez VsquezJos Enrique Asencio NezEleazar Gimnez de la CruzSilvio de la Cruz LaraQue es metrologa?La metrologa es la ciencia que tiene por objetivo el estudio de las propiedades medibles ,las escalas de medidas , los sistemas de unidades , los mtodos y tcnicas de medicin , as como la evaluacin de lo anterior , la valoracin de la calidad de las mediciones y su mejora constante, facilitando el progreso cientfico, el desarrollo tecnolgico, el bienestar social y la calidad de vida.La metrologa se considera habitualmente dividida en 3 categoras, cada una de ellas con diferentes niveles de complejidad y exactitud: La metrologa cientfica, que se ocupa de la organizacin y el desarrollo de los patrones de medidas y de su mantenimiento(el nivel mas alto) La metrologa industrial que se asegura el adecuado funcionamiento de los instrumentos de medicin empleados en la industria y en los procesos de produccin y verificacin La metrologa legal, que se ocupa de aquellas mediciones que influyen sobre la trasparencia de las transacciones comerciales, la salud y la seguridad de los ciudadanos

Necesidad de la medicin en la historia del hombre.

Hace algunos siglos , medir resultaba algo muy complicado. Como decamos ,medir es simplemente comparar y cada persona , cada pueblo , cada pas , comparaba las cosas con lo que mejor se les acomodaba. Por ejemplo : usaban la medida de la mano para medir distancias , y aun hoy en da mucha gente que no tiene un instrumento de medicin , usan para medir lo ancho de una puerta con la mano , o lo largo del patio con pasos . De esta manera se impulsaron sistemas de medicin y se crearon objetos de medicin.

Origen del sistema mtricoEl sistema mtrico fue una de las muchas reformas aparecidas durante el periodo de la Revolucin Francesa.

A partir de 1790, la Asamblea Nacional Francesa, hizo un encargo a la Academia Francesa de Ciencias para el desarrollo de un sistema nico de unidades.

La estabilizacin internacional del Sistema Mtrico Decimal comenz en 1875 mediante el tratado denominado la Convencin del Metro.

METROEn 1889 se defini el metro patrn como la distancia entre dos finas rayas de una barra de aleacin platino-iridio. El inters por establecer una definicin ms precisa e invariable llev en 1960 a definir el metro como 1 650 763,73 veces la longitud de onda de la radiacin rojo-naranja del tomo de kriptn 86 (86Kr).Desde 1983 se define como la distancia recorrida por la luz en el vaco en 1/299 792 458 segundos.

KILOGRAMOEn la primera definicin de kilogramo fue considerado como la masa de un litro de agua destilada a la temperatura de 4C. En 1889 se defini el kilogramo patrn como la masa de un cilindro de una aleacin de platino e iridio. En la actualidad se intenta definir de forma ms rigurosa, expresndola en funcin de las masas de los tomos.

SEGUNDOSu primera defincin fue: "el segundo es la 1/86 400 parte del da solar medio". Desde 1967 se define como "la duracin de9 192 631 770 perodos de la radiacin correspondiente a la transicin entre los dos niveles hiperfinos del estado natural del tomo de cesio-133".

Con el aumento en la precisin de medidas de tiempo se ha detectado que la Tierra gira cada vez ms despacio, y en consecuencia se ha optado por definir el segundo en funcin de constantes atmicas. AMPREPara la enseanza primaria podra decirse, si acaso, que un amperio es el doble o el triple de la intensidad de corriente elctrica que circula por una bombilla comn.Actualmente se define como la magnitud de la corriente que fluye en dos conductores paralelos, distanciados un metro entre s, en el vaco, que produce una fuerza entre ambos conductores (a causa de sus campos magnticos) de 2 x 10 -7 N/m.

KELVNHasta su definicin en el Sistema Internacional el kelvin y el grado celsius tenan el mismo significado.

Actualmente es la fraccin 1/273,16 de la temperatura termodinmica del punto triple del agua.

MOLAhora se define como la cantidad de sustancia de un sistema que contiene un nmero de entidades elementales igual al nmero de tomos que hay en 0,012 kg de carbono-12. NOTA: Cuando se emplee el mol, deben especificarse las unidades elementales, que pueden ser tomos, molculas, iones Antes no exista la unidad de cantidad de sustancia, sino que 1 mol era una unidad de masa "gramomol, gmol, kmol, kgmol.

CANDELALa candela comenz definindose como la intensidad luminosa en una cierta direccin de una fuente de platino fundente de 1/60 cm2 de apertura, radiando como cuerpo negro, en direccin normal a sta.En la actualidad es la intensidad luminosa en una cierta direccin de una fuente que emite radiacin monocromtica de frecuencia 5401012 Hz y que tiene una intensidad de radiacin en esa direccin de 1/683 W/sr.

Desarrollo de los instrumentos de medicinEl desarrollo de instrumentos de medicin para medir INSTRUMENTOS DE MEDIDA Medida de longitudes Medir una longitud es compararla con otra escogida como unidad. Los instrumentos que permiten esta operacin son: Metro o cinta mtrica: se hacen reglas de uno o dos metros de madera, tela o cinta de acero, dividas en centmetros y milmetros. Existen tambin cintas de metal de 10 20 metros o reglas de madera o plstico de 10 20 centmetros.

Vernier, Calibrador o Nonio: Para mediciones ms pequeas y de mayor precisin. Es una reglita mvil que puede deslizarse a lo largo de una regla dividida en milmetros. Tiene una longitud de 9 mm dividida en diez partes iguales, de tal manera que cada divisin valga 9/10 mm.

Tornillo micromtrico: est constituido por una pieza en forma de herradura donde una extremidad es plana y la otra extremidad le sirve de tuerca para un tornillo, cuyo paso es de 1 mm, el tambor est dividido en 100 partes iguales

Esfermetro: sirve para medir el espesor de una lmina de caras paralelas y tambin el radio de una esfera. Comprende un tornillo micromtrico que termina en punta, y se enrosca por una tuerca que descansa sobre tres puntas, formando un tringulo equiltero cuyo plano es perpendicular al eje del tornillo. El tambor est unido a un tambor dividido en 500 partes iguales.

Microscopio: si se quiere mayor precisin, se necesita el uso de los microscopios a fin de aumentar la imagen de los objetos que se quieren medir.

Medida de masas Medir una masa es compararla con la masa de un cuerpo definido como unidad.

La masa de un cuerpo tiene un valor constante independiente de cualquier condicin en donde se encuentre el cuerpo (temperatura, altura, presin, etc.). Esta observacin es vlida solamente si la velocidad del cuerpo es inferior al dcimo de la velocidad de la luz. Adems, esta comparacin se hace con la balanza ayudada de masas calibradas con las masas patrones.Balanzas de laboratorio: se compone de un fiel; barra mvil con respecto a un eje horizontal. Este eje est constituido por la arista de un prisma triangular de material duro implantado dentro del fiel. La arista descansa sobre el plano horizontal situado en la parte superior de una columna de soporte. El fiel lleva en cada extremo una cuchilla invertida con respecto a la cuchilla principal y sobre la cual se suspenden los platillos.Balanza comn: esta balanza tiene la ventaja de tener los platillos arriba del fiel

Balanza romana: comprende un fiel mvil alrededor de la cuchilla principal, una segunda cuchilla invertida soporta el cuerpo que se desea pesar. Un peso se desplaza a lo largo del fiel que lleva una graduacin.

Balanza automtica: estas balanzas evitan la manipulacin de pesos y permiten pesar muy rpidamente, aunque se pierde un poco la precisin. Una aguja unida al contrapeso, se desplaza delante de un cuadrante graduado directamente en gramos y kilogramos.

Medida del tiempo La medicin del tiempo ha sido una de las grandes obsesiones de la humanidad y los primeros instrumentos de los que tenemos conocimiento, datan de 2.800 aos antes de nuestra era. Se llamaban Merkhet. Se deben distinguir dos clases de medidas: La determinacin de la hora se hace en los observatorios por medio del estudio de las posiciones de las estrellas. La medida de un intervalo de tiempo, por ejemplo, la medida de la duracin de un fenmeno, se hace con los relojes.

Relojes: los relojes tienen dos grupos de mecanismos: El primero, comprende el motor, cuyo eje se pone en movimiento de rotacin despus de multiplicaciones adecuadas, agujas que se desplazan sobre un cuadrante circular que lleva graduaciones en horas, minutos y segundos. Para accionar el motor, se ha utilizado la energa mecnica o la energa elctrica.El segundo grupo, debe regularizar el movimiento del motor. Este mecanismo comprende un cuerpo cuyos movimientos son rigurosamente peridicos, es decir, que cada oscilacin dura un tiempo constante. As, a intervalos de tiempo iguales, debe corresponder ngulos iguales de rotacin de las agujas.Relojes de pndulos: Christian Huyens en 1657 le agreg al reloj que exista en esa poca el pndulo vertical, cuyas leyes acababa de descubrir Galileo, el que lleva una pesa en su extremo por medio de un tornillo, puede bajar o subir, lo que cambia su longitud, por lo que regula el movimiento; si el reloj se retrasa, debe subirse la pesa; si se adelanta se baja la pesa

Relojes de diapasn: el avance del motor es regulado por las oscilaciones de un diapasn entretenido, sea por un soporte o por electricidad. Relojes de cuarzo: una lmina de cuarzo, bajo la accin de una corriente alterna, se contrae o se dilata segn una cierta frecuencia propia que depende de sus dimensiones geomtricas y que puede regular el motor. Se utiliza para calibrar los relojes ordinarios.Relojes atmicos: su principio reside en el hecho que los tomos emiten ondas de frecuencia constante. Se utilizan tomos de cesio en un tubo al vaco y esas ondas se transmiten a un dispositivo que vibra a la misma frecuencia y que regula el motor. Son los relojes ms precisos.

Diferentes sistemas de las unidades de medicin.En el siguiente cuadro se da a conocer el nombre y smbolo de algunas magnitudes fundamentales y derivadas en los tres principales sistemas de medida MAGNITUDSICGSINGLSlongitudMetro (m)Centmetro (cm)Pies (ft), Pulgadas (in)Masa Kilogramo (kg) Gramo (g)Libras (lb)Tiempo Segundo (s)Segundo (s)Segundos (s)rea o Superficiem2cm2ft2, in2Volumen m3cm3Ft3, in3Velocidad m/sCm/sFt/s, in/sAceleracinm/s2Cm/s2Ft/s2, in/s2Fuerza Newton (N)Dinas (d)Libras Fuerza (lbf)Trabajo y EnergaN*m = Joule (J)D*cm = Ergio(E)Lbf*ft, Lbf*inPresin N/m2 D/cm2Lbf/in2 (PSI)Potencia J/s = Watt (W)D/sLbf*ft/s, Lbf*in/sLas unidades de medida en cada sistema.Unidades bsicasMAGNITUDNOMBRESMBOLOlongitudmetrommasakilogramokgtiemposegundosintensidad de corriente elctricaampreAtemperatura termodinmicakelvinKcantidad de sustanciamolmolintensidad luminosacandelacdUnidades derivadasUnidades derivadas sin nombre especialMAGNITUDNOMBRE SIMBOLOsuperficiemetro cuadradom2volumenmetro cbicom3velocidadmetro por segundom/saceleracinmetro por segundo cuadradom/s2Unidades derivadas con nombre especialMAGNITUDNOMBRE SIMBOLOfrecuenciahertzHzfuerzanewtonNpotenciawattWresistencia elctricaohmUnidades derivadas sin nombre especialMAGNITUDNOMBRE SIMBOLOngulo planoradianradngulo slidoesteroradiansrTablas de conversin.