presentación metrologia i

salón ingeniería [email protected] @IngClinicaUdeA ingenieriaclinica.udea

METROLOGÍA I

INTENSIDAD HORARIA Semestral: 32 Horas Semanal: 2 Horas. Tiempo de trabajo Con acompañamiento Independiente Teórico 24 48 Practico 8 16 Total 32 64


PROGRAMA

Introducción Historia de la metrología Conceptos básicos Magnitudes Básicas Sistema internacional de unidades


PROGRAMA

Vocabulario internacional de metrología Introducción a los patrones de calibración Magnitudes biomédicas Equipos médicos


Evaluaciones

EVALUACIÓN FECHA VALOR

Magnitudes Básicas 6 de Marzo 20%

SI y VIM 3 de Abril 20%

Equipos médicos 24 de Abril 20%

Trabajo equipos 22 de Mayo 20%

Sustentación 22 y 29 Mayo 20%


METROLOGÍA I

N° Apellidos y Nombres Asistencia

1 ARTEAGA GUERRERO ESTEBAN

2 BEDOYA QUINTERO LEONARDO

3 CADAVID OSORIO BRAYAN ESTEBAN

4 CASTAÑEDA ESPINAL JEFFERSON

5 CHAVARRIAGA SANTAMARIA LUIS NORBERTO

6 ECHEVERRI ZAPATA ANDRES

7 FLOREZ SALINAS JUAN CARLOS

8 LOPEZ FLOREZ JUAN PABLO

9 OCHOA YEPES JENNIFER PAOLA

10 ORTIZ GIRALDO ANDRES DE JESUS

11 VANEGAS CASTAÑO LUZ DELLY


¿Y …

cuando la vida depende de la tecnología ?

9


¿Quién Sostiene la Tecnología?


CALIBRACIÓN

D E T E R M I N A C I Ó N D E L O S V A L O R E S D E E R R O R D E U N I N S T R U M E N T O D E M E D I D A .

Al calibrar un instrumento de medida, se conoce la diferencia entre el valor entregado y el valor real de la medida y se conoce un valor de incertidumbre sobre esa medida.

El análisis tiene como objetivo determinar los limites dentro de los cuales se espera que debe encontrarse el valor verdadero de lo que se esta midiendo. El intervalo definido por estos limites es la incertidumbre de la medición.


CALIBRACIÓN (2)

U n p r o c e s o d e c a l i b r a c i ó n d e b e e n t r e g a r u n “ I n f o r m e de Ca l ib rac ión” en e l cua l se encuen t ra un va lo r de “ERROR” y una “ INCERTIDUMBRE” de l as med idas .


VERIFICACIÓN

P r o c e d i m i e n t o d e c o n t r o l p o r e l c u a l s e r e a l i z a u n a r e v i s i ó n a u n i n s t r u m e n t o d e m e d i d a y s e d e t e r m i n a l a d e s v i a c i ó n c o n r e s p e c t o a p r o c e d i m i e n t o s a n t e r i o r e s .


VERIFICACIÓN (2)

D e e s t e p r o c e s o o b t e n g o “ l o s d a t o s s u f i c i e n t e s ” p a r a c o m p r o b a r e l b u e n f u n c i o n a m i e n t o d e l e q u i p o , s e r e a l i z a n m e d i c i o n e s q u e i n d i c a n q u e t a n a l e j a d o s e e n c u e n t r a e l v a l o r e n t r e g a d o p o r e l e q u i p o d e l v a l o r a c e p t a d o c o m o r e a l .


AJUSTE

Procedimiento por el cual un instrumento de medida se interviene, repara o modifica para llevarlo al valor de medida aceptado.


AJUSTE (2)

puede derivarse del mantenimiento del e q u i p o “ d e b e r e a l i z a r s e a n t e s ” d e cualquier procedimiento de cal ibración.


Descalibrado?

Si la cal ibración es un procedimiento por el que encuentro un error y una incert idumbre… u n e q u i p o n o p o d r á e n t o n c e s e s t a r descal ibrado. cuando un equipo se encuentra por fuera de la tolerancia aceptada se encuentra desajustado


Fuente: CENAM Centro Nacional de Metrología de México


Ventilador Monitor de Signos Vitales Bomba de Infusión Servocuna Humidificador


ANTROPOMETRÍA L A P R I M E R A B A S E D E L A M E T R O L O G Í A


LA MILLA Es una unidad de longitud que no forma parte del sistema métrico. De origen muy antiguo, fue heredada de la Antigua Roma y equivalía a mil pares de pasos caminados por un hombre (en latín: mille passus, plural: milia passuum). Como los pasos eran dobles, la milla romana era aproximadamente igual a 1467 m, y por lo tanto un paso simple era de unos 73 cm.

UNA BRAZA Es una unidad de longitud náutica, que se utilizaba para medir la profundidad del agua. El nombre braza, porque equivale a la longitud de un par de brazos extendidos. Hoy en día no es utilizada como una unidad de medida. La braza tiene diferentes valores dependiendo del país: Una braza española equivale a 1,6719 metros. Una braza inglesa (fathom), equivale a 1,8288 metros


¿QUÉ ES LA METROLOGÍA?

Son muchas las posibles definiciones de metrología que se pueden encontrar.

De acuerdo con la definición formal y concreta del vocabulario internacional de metrología (VIM) se define como:

“ciencia de la medición” , además se dice que, “incluye todos los aspectos teóricos y prácticos relacionados con las mediciones; cualquiera que sea su incertidumbre y en cualquier campo de la ciencia y tecnología que ocurra”


CONVENCIÓN DEL METRO

BIPM CIPM CGPM

Propagar y Perfeccionar el S.I.

Asegura Unificación de Unidades el S.I.

Verifica y Mantiene Patrones Internacionales

Ejecuta decisiones del CGPM

Laboratorio de Metrología Científica

Máxima Autoridad

Bureau international des poids et mesures

Comité internacional de pesos y medidas

Conferencia General de Pesos y Medidas


METROLOGÍA CIENTÍFICA

Investiga y desarrolla nuevos métodos e instrumentos de medición


METROLOGÍA LEGAL

Reglamenta la fabricación y usos de los instrumentos

de medición.


METROLOGÍA BIOMÉDICA

Campo de la metrología, referente a los equipos de medición biomédicos


ESTRUCTURA DEL SI

SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES SI

(CGPM)

UNIDADES DEL SI FUNDAMENTALES O

BÁSICAS

LONGITUD MASA TIEMPO INTENSIDAD EN CTE. ELÉCTRICA TEMPERATURA TERMODINÁMICA INTENSIDAD LUMINOSA CANTIDAD DE SUSTANCIA

UNIDADES DEL SI DERIVADAS

COMBINACIÓN DE LAS UNIDADES BÁSICAS, DE ACUERDO CON RELACIONES ALGEBRAICAS ÁNGULO PLANO ÁNGULO SÓLIDO

PREFIJOS DEL SI INDICAN CUANTAS VECES ES MAYOR O MENOR LA UNIDAD FORMADA CON RELACIÓN A LA UNIDAD BÁSICA


MAGNITUDES Y UNIDADES

Longitud •  Distancia entre dos puntos •  metro [m]

Masa •  Cantidad de materia contenida en un cuerpo •  gramo [g]

Tiempo •  Lapso transcurrido entre dos eventos conocidos •  segundo [s]


Intensidad de Corriente •  Flujo de electrones a través de un conductor •  amper [A]

Temperatura termodinámica • Medida del flujo de energía en un cuerpo •  kelvin [K]

Intensidad de luz •  Cantidad de iluminación que incide en un cuerpo •  candela [cd]

mol •  Cantidad de sustancia contenida en un cuerpo • Mol [mol]

MAGNITUDES Y UNIDADES


SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES

Sistema internacion

al de unidades

Longitud

Masa

Tiempo

Intensidad de

corriente Temperatura

Intensidad de

luz

mol


UNIDADES DEL SI

UNIDADES BÁSICAS

UNIDADES SUPLEMENTARIAS

UNIDADES DERIVADAS

CANTIDAD DE SUSTANCIA Mol mol

INTENSIDAD LUMINICA Candela cd

TEMPERATURA TERMODINAMICA Kelvin K

INTENSIDAD DE CORRIENTE ELECTRICA

Amper A

TIEMPO Segundo s

MASA Kilogramo kg

LONGITUD Metro m

Radián (rad)

Stero radián (sr)

Newton (N)

Joule (J)

Watt (W)

Hertz (Hz)


MAGNITUDES

Tiempo: (segundo – s ): El segundo es la duración de 9 192 631 770 períodos de la radicación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133. (13ª CGPM 1967, resolución 1) Se realiza sintonizando un oscilador a la frecuencia de resonancia de los átomos a su paso a través de campos magnéticos y una cavidad resonante hacia un detector.


TEMPERATURA

El primer termómetro (vocablo que proviene del griego thermes y metron, medida del calor) se atribuye a Galileo que diseñó uno en 1592 con un bulbo de vidrio del tamaño de un puño y abierto a la atmósfera a través de un tubo delgado. Para evaluar la temperatura ambiente, calentaba con la mano el bulbo e introducía parte del tubo (boca abajo) en un recipiente con agua coloreada. El aire circundante, más frío que la mano, enfriaba el aire encerrado en el bulbo y el agua coloreada ascendía por el tubo.


CENTIGRADO?


La distancia entre el nivel del líquido en el tubo y en el recipiente se relacionaba con la diferencia entre la temperatura del cuerpo humano y la del aire. Si se enfriaba la habitación el aire se contraía y el nivel del agua ascendía en el tubo. Si se calentaba el aire en el tubo, se dilataba y empujaba el agua hacia abajo. Las variaciones de presión atmosférica que soporta el agua pueden hacer variar el nivel del líquido sin que varíe la temperatura. Debido a este factor las medidas de temperatura obtenidas por el método de Galileo tienen errores. En 1644 Torricelli estudió la presión y construyó el primer barómetro para medirla.


En 1641, el Duque de Toscana, construye el termómetro de bulbo de alcohol con capilar sellado, como los que usamos actualmente. A mediados del XVII, Robert Boyle descubrió las dos primeras leyes que manejan el concepto de temperatura: en los gases encerrados a temperatura ambiente constante, el producto de la presión a que se someten por el volumen que adquieren permanece constante. la temperatura de ebullición disminuye con la presión. Posteriormente se descubrió, pese a la engañosa evidencia de nuestros sentidos, que todos los cuerpos expuestos a las mismas condiciones de calor o de frío alcanzan la misma temperatura (ley del equilibrio térmico). Al descubrir esta ley se introduce por primera vez una diferencia clara entre calor y temperatura. Todavía hoy y para mucha gente estos términos no están muy claros.


Los termómetros tuvieron sus primeras aplicaciones prácticas en Meteorología, en Agricultura (estudio de la incubación de huevos), en Medicina (fiebres), etc., pero las escalas eran arbitrarias: "estaba tan caliente como el doble del día más caliente del verano" o tan fría como "el día más frío del invierno".


En 1717 Fahrenheit, un germano-holandés (nació en Dancing y emigró a Amsterdam), fabricante de instrumentos técnicos, construyó e introdujo el termómetro de mercurio con bulbo (usado todavía hoy) y tomó como puntos fijos: El de congelación de una disolución saturada de sal común en agua, que es la temperatura más baja que se podía obtener en un laboratorio, mezclando hielo o nieve y sal. y la temperatura del cuerpo humano. Dividió la distancia que recorría el mercurio en el capilar entre estos dos estados en 96 partes iguales. Newton había sugerido 12 partes iguales entre la congelación del agua y la temperatura del cuerpo humano. El número 96 viene de la escala de 12 grados, usada en Italia en el S. XVII (12*8=96).


En 1740, Celsius, científico sueco de Upsala, propuso los puntos de fusión y ebullición del agua al nivel del mar (P=1 atm) como puntos fijos y una división de la escala en 100 partes (grados). Como en Suecia interesaba más medir el grado de frío que el de calor le asignó el 100 al punto de fusión del hielo y el 0 al del vapor del agua en la ebullición. Más tarde el botánico y explorador Linneo invirtió el orden y le asignó el 0 al punto de congelación del agua. Esta escala, que se llamó centígrada por contraposición a la mayoría de las demás graduaciones, que eran de 60 grados según la tradición astronómica, ha perdurado hasta época reciente (1967) y se proyectó en el Sistema métrico decimal (posterior a la Revolución Francesa).


La escala Kelvin tiene como referencia la temperatura más baja del cosmos. Para definir la escala absoluta o Kelvin es necesario recordar lo que es el punto triple. El llamado punto triple es un punto muy próximo a 0 ºC en el que el agua, el hielo y el valor de agua están en equilibrio. En 1967 se adoptó la temperatura del punto triple del agua como único punto fijo para la definición de la escala absoluta de temperaturas y se conservó la separación centígrada de la escala Celsius. El nivel cero queda a -273,15 K del punto triple y se define como cero absoluto o 0 K. En esta escala no existen temperaturas negativas. Esta escala sustituye a la escala centígrada o Celsius


Masa : (kilogramo – kg )

El kilogramo es la masa del prototipo de platino-iridio, aceptado por la Conferencia General de Pesas y Medidas en 1889 y depositado en el Pabellón de Breteuil, de Sévres. (1ª y 3ª CGPM 1889 y 1901)

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Intensidad luminosa : (candela – cd)

Es la intensidad luminosa en una dirección dada de una fuente que emite una radiación monocromática de frecuencia 540 * 1012 hertz y cuya intensidad energética en esa dirección es de 1/683 watt por esterradian. (16ª CGPM 1979, resolución 3).

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Intensidad de corriente eléctrica : (ampere – A)

El ampere es la intensidad de una corriente constante que mantenida en dos conductores paralelos, rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular despreciable y colocados a una distancia de un metro uno del otro en el vacío, produce entre estos conductores una fuerza igual a 2 x 10-7 newton por metro de longitud. (9ª CGPM 1948, resolución 2).

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MAGNITUDES BÁSICAS

LONGITUD D is tanc ia o sepa rac ión en t re dos pun tos

Se m ide con : Reg las , c i n tas mé t r i cas , ca l i b rado res , m ic rómet ros , non ios o ve rn ie rs , b loques pa t rón , med ido res de ángu los , d i v i so res , med ido res de d iámet ro i n te r i o r o ex te r i o r, med ido res de r e d o n d e z o de p lanos , rugos íme t ros , M e t r o ( m ) : d i e z m i l l o n é s i m a p a r t e d e l c u a d r a n t e d e l mer id iano te r res t re en l a ac tua l i dad se de f i ne a l me t ro como l a d i s t a n c i a r e c o r r i d a p o r l a l u z e n v a c i ó d u r a n t e u n i n te rva lo de 1 / 299 792 458 de segundo


EL METRO

Inicialmente se definió en París en 1791 como un diez millonésimo de la longitud de un cuadrante polar de la tierra que pasa por París, a partir de una medición geodésica efectuada entre Dunkerque y Barcelona, que tomó seis años de trabajo.

La unidad se materializó en una barra de aleación de 90% Pt y 10% Ir para aumentar la dureza y con sección en forma de “X” con un plano en su sección baricéntrica, para minimizar los errores por flexión elástica, cuando se la apoya en los puntos de Bessel (de mínima deformación).


Cantidad de materia : (mol – mol)

Cantidad de materia de un sistema que contiene tantas entidades elementales como átomos hay en 0,012 kilogramos de carbono 12 . (14ª CGPM, resolución 3)

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ü  Exactitud

ü  Instrumento

VOCABULARIO INTERNACIONAL DE METROLÓGIA ü  Incertidumbre

ü  Error

ü  Repetibilidad

ü  Medición

ü  Patrón

ü  Trazabilidad

DEFINICIONES Y CONCEPTOS


METROLOGÍA I

N° Apellidos y Nombres Asistencia

1 ARTEAGA GUERRERO ESTEBAN Error

2 BEDOYA QUINTERO LEONARDO Incertidumbre

3 CADAVID OSORIO BRAYAN ESTEBAN Medición

4 CASTAÑEDA ESPINAL JEFFERSON Exactitud

5 CHAVARRIAGA SANTAMARIA LUIS NORBERTO Repetibilidad

6 ECHEVERRI ZAPATA ANDRÉS Reproducibilidad

7 FLÓREZ SALINAS JUAN CARLOS Trazabilidad

8 LÓPEZ FLÓREZ JUAN PABLO Patrón

9 OCHOA YEPES JENNIFER PAOLA Tolerancia

10 ORTIZ GIRALDO ANDRÉS DE JESÚS Intervalo

11 VANEGAS CASTAÑO LUZ DELLY Presición

presentación metrologia i

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