Equipos de Mediciones y porcentajes de Error

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Equipos de Mediciones y porcentajes de Error

Carlos Orozco, Saray Beleños, Saray Lazcano, Juan Ríos.

Docente Carlos Montoya. – Mesa 1. 24/02/2022

Laboratorio de Física de Mecánica.

Resumen

Con la intención de distinguir la importancia de la metrología en la ingeniería, en esta primera experiencia de laboratorio el calibrador de Vernier para realizar la medición de una serie de varillas y tubo de PVC; seguidamente, se llenaron las tablas asignadas a cada uno de estas dimensiones (longitud y diámetros). Con la toma de estas mediciones se logró identificar y diferenciar los conceptos de exactitud, precisión y errores. Finalmente, se pudo evidenciar que la diferencia existente entre cada medición fue de un porcentaje mínimo, pero con un grado de error, quedando en evidencia que ningún instrumento es totalmente exacto, su medición varía según el ambiente, la persona que tome las medidas, las veces que este mida o el método que ponga en práctica para la medición.

Palabras claves

Medición, calibrador, micrómetros, error relativo, error absoluto, sensibilidad, magnitud, exactitud.

Abstract

With the intention of distinguishing the importance of metrology in engineering, in this first laboratory experience the Vernier Calibrator performed the measurement of a series of rods and PVC pipe; next, the tables assigned to each of these dimensions (length and diameters) were filled. With the taking of these measurements it was possible to identify and differentiate the concepts of accuracy, precision and errors. Finally, it

was possible to show that the difference  

between each measurement was a minimum percentage, but with a degree of error, being evident that no instrument is totally accurate, its measurement varies according to the environment, the person who takes the measurements, the times it  measures or the method that it puts into practice for the measurement.

Key words

Measurement, caliper, micrometer, relative error, absolute error, sensitivity, magnitude accuracy.

Introducción

La metrología es posiblemente una de las ciencias más antiguas e importantes del mundo, esta permite a otras ciencias conocer las propiedades físicas y químicas de los materiales, mediante la medición de sus magnitudes y de los instrumentos usados para efectuarlas e implementarlas como el calibrador, la balanza digital, el micrómetro y el cronómetro.

Este trabajo presenta cada una de las mediciones generadas con un calibrador de Vernier, promedios y cálculo de errores de cada una de ellas, teniendo como sistema de unidades el internacional con el fin de adquirir la destreza del uso de instrumentos de medición como el calibrador, tener claro el cálculo de los posibles errores y diferenciarlos ante un proceso de medición y posteriores actividades ingenieriles.

Fundamentos Teóricos

• El calibrador, también llamado calibre, cartabón de corredera, pie de rey, pie de metro, forcípula o Vernier. Fue elaborado para satisfacer la necesidad de un instrumento de lectura directa que pudiera  medir longitudes fácilmente en una operación más sencilla y práctica. El calibrador, puede tomar tres tipos de mediciones: exteriores, interiores y profundidades,

Posee una regla graduada fija y otra móvil (reglilla) esta puede deslizarse sobre la escala fija y apreciar una fracción de la unidad impresa en la regla fija.

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Figura 1. Instrumento de medición usado “Calibrador de Vernier” 

 Se debe considerar varios elementos que

Pueden afectar el proceso de medición, la más común es la posición alineada, la cual puede variar según el ángulo y la perspectiva de cada persona, provocando un error de paralaje.(1)

• Error absoluto (Ea): Es la diferencia entre el valor de la medida y el valor tomado como exacto (valor verdadero o valor probable). Tiene las mismas unidades de las medidas.

• Error relativo (Er): Es el cociente entre el error absoluto y el valor verdadero o probable. Si se multiplica por cien se obtiene el tanto por ciento de error o error porcentual. No tiene unidades.

• Media Aritmética (x barra): Es una medida de localización central o de tendencia central. Es el promedio entre todos los datos de una distribución estadística.

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Ec. 1. Media aritmética.

• Metrología: Es la ciencia que estudia las propiedades medibles, escalas de medidas, los sistemas de unidades, los métodos y algunas técnicas de medición.

• Repetitividad: Es la capacidad que tiene la persona que ejecuta, para repetir

de igual manera la misma medida del mismo objeto, bajo el mismo sistema de medición y con condiciones idénticas.

Desarrollo experimental

En el desarrollo de esta práctica, el docente explicó el uso y la forma de medición del calibrador de Vernier a través de imágenes y con las ayuda de un simulador; luego,  distribuyó los estudiantes por grupo o mesas de trabajo, y para constatar el aprendizaje se procedió a utilizar en físico el calibrador, con este instrumento cada integrante del grupo tomó las medidas de una de longitudes y diámetros de elementos como una varilla larga y una de soporte, una columna de aluminio, un tubo PVC y el fondo ciego de una de las varillas para así recolectar los datos y completar la tabla.

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Tabla 1. de recolección de datos.

Luego se procedió a hallar los promedios por cada una de las medidas con los datos de los integrantes del grupo, anotación de valores teóricos y cálculo del error absoluto y el porcentaje del error como se muestra en la tabla 2.

Cálculos y análisis De Resultados

[pic 5]Tabla 2. Consolidación de datos y resultados obtenidos

En el uso del calibrador de Vernier, no presentamos dificultad, pero al momento de realizar esta actividad de laboratorio con el Calibrador cada estudiante calculó diferentes resultados de longitudes y diámetros de la varilla larga, la varilla soporte,la columna de aluminio y el tubo PVC, al llevar a la práctica la teoría sobre el uso de este instrumento nos permitió conocer la escala sobre la que trabaja cada instrumento y el modo correcto de realizar las mediciones.

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