METROLOGA ELCTRICAFACULTAD POLITECNICA

LECTURAS RECOMENDADAS:

COOPER, HELFRICK. INSTRUMENTACIN ELECTRNICA MODERNA. Cap. 3

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DefinicinLa Metrologa es la ciencia de las mediciones.Se ocupa de las mediciones, de los sistemas de unidades y de los instrumentos utilizados para efectuar las mediciones y para interpretarlas.Estudia la tendencia y tcnicas modernas sobre la administracin y organizacin de la calidad.

TrazabilidadPropiedad del resultado de una medicin o de un estndar, donde este pueda ser vinculado con patrones nacionales o internacionales a travs de una cadena continua de comparaciones.Cada eslabn de la cadena deber tener determinada su incertidumbre (por ejemplo, una desviacin estndar)

Principales conceptosCalibracin: Comparacin de un instrumento de medicin con un patrn trazado internacionalmente.Certificacin: Proceso que pone de manifiesto que un instrumento dar adecuadamente las prestaciones que se le suponen. La certificacin es el conjunto de pruebas que permiten la obtencin de un certificado que da fe de la cualificacin del instrumento.

Divisiones de la MetrologaMetrologa cientficaMetrologa legalMetrologa industrial o aplicada

Metrologa CientficaSe encarga de la obtencin, desarrollo, materializacin, conservacin y diseminacin de los patrones de referencia de las magnitudes de medida.Es regida por el BIPM.

Metrologa LegalSe encarga de ejercer el control y la fiscalizacin, por parte del Estado, sobre los instrumentos de medida.Finalidad:Velar por la correccin y exactitud de las medidas para la proteccin de la salud, la seguridad pblica y el medio ambiente.Velar por la proteccin del consumidor.Asegurar la transparencia en las transacciones comerciales.

Metrologa Industrial o AplicadaSe ocupa de implantar cadenas de calibracin que garanticen trazabilidad a los patrones nacionales en todos los procesos de medida que se realizan en un pas.Contribuye a la exportacin y aceptacin de los productos de un pas en otros mercados.Garantiza la salud y la seguridad de los ciudadanos de un pas.Tiene carcter eminentemente voluntario.

Organizacin de la metrologa a nivel mundialCGPM

Conferencia General de Pesas y MedidasCIPM

Comit Internacional de Pesas y MedidasBIPM

Oficina Internacional de Pesas y Medidas

Comits consultivos del CIPMElectricidad y MagnetismoFotometra y RadiometraTermometraLongitudTiempo y FrecuenciaRadiaciones IonizantesUnidadesMasaCantidad de sustanciaAcstica, ultrasonido y vibraciones

Actividades del BIPMMantenimiento de prototiposPrograma permanente de comparaciones internacionales de patronesCalibracin de patrones de miembros de la CGPMPublicaciones e investigacin

Organizaciones regionales de MetrologaSIM Sistema Interamericano de MetrologaNORAMETCARIMETCAMETSURAMET Argentina, Brasil, Uruguay, Paraguay y Chile

Instituto Nacional de Tecnologa y NormalizacinOrganismo nacional de metrologa.

Atribuciones:Es responsable del Laboratorio Metrolgico Nacional.Mantenimiento y guarda de los patrones nacionales de medida.Elaboracin de reglamentos tcnicos para cada rea de actividad metrolgica especfica.

Instituto Nacional de Tecnologa y Normalizacinreas de trabajo:MasaVolumenFuerza y presinElectricidad

El Laboratorio Nacional de Masas est acreditado por el KDK (Alemania): implica el reconocimiento formal, a nivel internacional, de la competencia tcnica del laboratorio.

Instituto Nacional de Tecnologa y NormalizacinMetrologa cientfica

Es regida por el BIPM.Metrologa Legal

Es regida por la Organizacin Internacional de Metrologa Legal (OIML).Metrologa Industrial o Aplicada

El INTN es miembro de la Asociacin Estratgica de los Institutos Tecnolgicos del MERCOSUR.

Patrones de medicinRepresentacin fsica de una unidad de medicin.Clasificacin segn su funcin y aplicacin:Patrones internacionalesPatrones primariosPatrones secundariosPatrones de trabajo

Trazabilidad nacional

Patrones Internacionales Se definen por acuerdos internacionales.Representan unidades de medida con la mayor exactitud que permite la tecnologa de produccin y medicin.Se verifican peridicamente con mediciones absolutas en trminos de las unidades fundamentales.Se conservan en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM).

Patrones primarios o bsicosRepresentan unidades fundamentales y derivadas.Son mantenidos por laboratorios nacionales.Se calibran por medio de mediciones absolutas.Su funcin principal es la verificacin y calibracin de patrones secundarios.Exactitud del orden de 1.10-8 ppm.

Patrones SecundariosSon patrones bsicos de referencia usados en laboratorios industriales de medicin.Se conservan en la industria particular interesadaSe calibran en laboratorios nacionales, los cuales emiten un certificado.Exactitud del orden de 1 ppm.

Patrones de trabajoSu funcin principal es verificar y calibrar la exactitud y comportamiento de las mediciones efectuadas en aplicaciones industriales.Exactitud del orden de 5 ppm.

Patrones elctricosVoltajeResistenciaCapacitanciaInductancia

Patrn de voltajeEl volt efecto JosephsonPilas patrnReferencias zener

El volt efecto JosephsonUna unin de pelcula delgada se enfra cerca del cero absoluto y se irradia con microondas.Se desarrolla un voltaje v a travs de la unin:

v = hf / 2eh = 6,63.10-34 J.s (constante de Planck)e = 1,602.10-19 C (carga del electrn)f = frecuencia de irradiacin de las microondas Una unin, a 70 GHz, produce 140 V.Se requieren 18 992 uniones para lograr:

15 V < Vj < + 15 VSe utiliza como patrn internacional.

Pilas patrn WestonPila patrn saturadaVoltaje de salida de 1,01858 V a 20 C.El electrlito de sulfato de cadmio est saturado a todas las temperaturas.Variacin de 40 uV por incremento de 1 C.Se conserva en un bao de aceite para mantener controlada la variacin de temperatura.Es ms reproducible y estable que la celda no saturada. Se utiliza como patrn primario.

Pilas patrn WestonPila patrn no saturadaFem entre 1,0180 a 1,0200 V.Saturacin a 4 C.Variacin menor que 0,01% entre 10 40 C.Proporcionan una corriente de salida mxima de 100 A.Se utilizan como patrones secundarios y de trabajo.

Referencias ZenerFuente de voltaje controlada por un diodo zener, con un divisor de voltaje de salida de precisinDebe operar en un ambiente de temperatura controlada.Estable a largo plazo.Es utilizado como patrn de laboratorio.Salidas tpicas:

0 -1000 V, resolucin 1 VReferencia de 1,000 VReferencia de 1,018 V (para celdas saturadas)Referencia de 1,019 V (para celdas no saturadas)

ResistenciaPatrn primario

Resistor patrn de bobina de alambre de una aleacin de elevada resistividad y bajo coeficiente de temperatura (manganina).Valor tpico: 1 Patrn secundario y de trabajo

Resistor construido con aleacin de alambre resistente.Valor tpico: mltiplos de 10

CapacitanciaSe deriva de los patrones de R y V.Se realizan mediciones de capacitancia con un puente.Patrn primario: capacitor de aire, con placas metlicas intercaladas con aire como material dielctrico.Patrn de trabajo:

Capacitor de aire para valores pequeosCapacitor de mica-plata para valores mayores

InductanciaPatrn primario

Se deriva del ohm y del faradio.Patrn de trabajo

Estndares comerciales fijos y variables, con valores entre 100 H y 10 H, con exactitud de 1% a la frecuencia de operacin especificada.