Mediciones

MEDICIÓNES A TRAVÉS DE VERNIER O CALIBRADOR

(Hojas de Cuaderno y Cilindro)

Sebastián Hurtado1, Jaylette Mejia2, Norberto Pacheco3, Cristian Sarmiento4

Ingeniería Civil1, Ingeniería Ambiental2, Ingeniería Electrónica3, Ingeniería Civil4

Laboratorio de Física Mecánica Grupo: EDL

Resumen

En el presente trabajo se hicieron diferentes cálculos para hallar medidas de densidad como medida final, en la cual implementamos un Calibrador para hallar magnitudes tales como altura, grosor y peso, las cuales fueron realizadas por 4 estudiantes de la clase y cada uno con una medida diferente, generando así una incertidumbre, y posibles errores debido al observador que es generado por errores de paralelaje o de interpolación visual al leer en la escala del instrumento o debido a un manejo equivocado del instrumento. Esto habiendo realizado diferentes mediciones, primeramente con 5 hojas de cuaderno (normal), seguidamente con 10 hojas del mismo cuaderno y finalmente con un cilindro de metal (hierro).

Palabras claves

Medición, Calibrador, Vernier, densidad, magnitudes, incertidumbre, errores, observador, cilindro, metal.

Abstract

In the present work, different calculations were made to find density measurements as a final measure, in which we implemented a gauge to find quantities such as height, thickness and weight, which were made by 4 students of the class and each with a measure different, thus creating uncertainty and possible errors due to observer error is generated by parallax visual interpolation or reading on the scale of the instrument or due to wrong handling of the instrument. This having performed different measurements, first with 5 sheets of notebook (normal), then with 10 sheets of the same notebook and finally with a cylinder of metal (iron).

Keywords

Measurement, Gauge, Vernier, density, magnitudes, uncertainty, errors, observer, cylinder metal.

1. Introducción

Se realizaron mediciones basadas en el instrumento de medición dado que era el Vernier el cual es utilizado para medir dimensiones de objetos relativamente pequeños, desde centímetros hasta fracciones de milímetros, y en la escala de pulgadas tiene divisiones equivalentes a 1/16 de pulgada.

Es un instrumento muy exacto y la adecuada utilización de dicho instrumento es de gran ayuda a la hora de hacer mediciones muy exactas y precisas

El cálculo de errores fue secundario ya que era necesario saber cuál fue el promedio de error que tuvimos para cada una de las mediciones en las diferentes magnitudes llamado Error Relativo Porcentual que nos lleva a un intervalo de error. El objetivo claro de esta experiencia es sin duda el de profundizar más en el campo de las mediciones ya que esta es básica para todos los procesos básicos y complejos en física mecánica y parte fundamental de un resultado exacto a la hora de desarrollar cualquier tipo de proyecto.

2. Fundamentos Teóricos

2.1 Historia del Calibrador o Vernier

El primer instrumento de características similares fue encontrado en un fragmento en la isla de Giglio, cerca de la costa italiana, datado en el siglo VI a. C. Aunque considerado raro, fue usado por griegos y romanos. Durante la Dinastía Han (202 a. C. - 220 d. C.), también se utilizó un instrumento similar en China, hecho de bronce, hallado con una inscripción del día, mes y año en que se realizó.

Se atribuye al cosmógrafo y matemático portugués Pedro Núñez (1492-1577) —que inventó el nonio o nonius— el origen del pie de rey. También se ha llamado pie de rey al vernier, porque hay quien atribuye su invento al geómetra Pierre Vernier (1580-1637), aunque lo que verdaderamente inventó fue la regla de cálculo Vernier, que ha sido confundida con el nonio inventado por Pedro Núñez 1, 2.

2.2 Mediciones y errores

La importancia de las mediciones crece permanentemente en todos los campos de la ciencia y la técnica.

Para profundizar más sobre lo que son las mediciones primero es necesario saber y conocer que es medir por tanto no haremos la siguiente pregunta:

¿Qué es medir?, Medir es el acto que se realiza para obtener de las dimensiones de un objeto respetando un patrón de medida específico.

Hay dos tipos de mediciones:

a. Medida Directa:

El valor de la magnitud desconocida se obtiene por comparación con una unidad desconocida.

b. Medida Indirecta:

Valor obtenido mediante el cálculo de la función de una o más mediciones directas, que contienen fluctuaciones originadas por perturbaciones diversas .Debido a esto se agrupan en dos clases:

ERROR EN LAS MEDICIONES DIRECTAS

ERRORES SISTEMÁTICOS:

Son los errores relacionados con la destreza del operador

ERROR DE PARALAJE (EP), este error tiene que ver con la postura que toma el operador para la lectura de la medición.

ERRORES AMBIENTALES Y FISICOS (Ef.), al cambiar las condiciones climáticas, éstas afectan las propiedades físicas de los instrumentos: dilatación, resistividad, conductividad, etc.

También se incluyen como errores sistemáticos, los errores de cálculo, los errores en la adquisición automática de datos y otros.

La mayoría de los errores sistemáticos se corrigen, se minimizan o se toleran; su manejo en todo caso depende de la habilidad del experimentador.

ERRORES DEL INSTRUMENTO DE MEDICIÓN:

Son los errores relacionados con la calidad de los instrumentos de medición:

ERROR DE LECTURA MINIMA (ELM), Cuando la expresión numérica de la medición resulta estar entre dos marcas de la escala de la lectura del instrumento. La incerteza del valor se corrige tomando la mitad de la lectura mínima del instrumento.

Ejemplo: lectura mínima de 1/25 mm

Elm = ½ (1/25mm)= 0,02 mm

ERROR DE CERO (E0), es el error propiamente de los instrumentos no calibrados.

Ejemplo: cuando se tiene que las escalas de lectura mínima y principal no coinciden, la lectura se verá que se encuentra desviada hacia un lado del cero de la escala. Si esta desviación fuera menor o aproximadamente igual al error de lectura mínima, entonces

ERRORES ALEATORIOS:

Son los errores relacionados en interacción con el medio ambiente, con el sistema en estudio, aparecen aun cuando los errores sistemáticos hayan sido suficientemente minimizados, balanceadas o corregidas.

Los errores aleatorios se cuantifican por métodos estadísticos. Si se toma n- mediciones de una magnitud física x, siendo las lecturas x1, x2, x3,…,xn ; el valor estimado de la magnitud física

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