MEDICION E INSPECCION

MEDICION E INSPECCION

1.1 INTRODUCCIÓN A LA METROLOGÍA

La Metrología es la ciencia de las mediciones y éstas son una parte permanente e integrada de nuestro diario vivir que a menudo perdemos de vista. En la metrología se entrelazan la tradición y el cambio; los sistemas de medición reflejan las tradiciones de los pueblos pero al mismo tiempo estamos permanentemente buscando nuevos patrones y formas de medir como parte de nuestro progreso y evolución.

Es por medio de diferentes aparatos e instrumentos de medición qu e se realizan pruebas y ensayos que permiten determinar la conformidad con las normas existentes de un producto o servicio; en cierta medida, esto permite asegurar la calidad de los productos y servicios que se ofrecen a los consumidores.

Las mediciones correctas tienen una importancia fundamental para los gobiernos, para las empresas y para la población en general, ayudando a ordenar y facilitar las transacciones comerciales. A menudo las cantidades y las características de un producto son resultado de un contrato entre el cliente (consumidor) y el proveedor (fabricante); las mediciones facilitan este proceso y por ende inciden en la calidad de vida de la población, protegiendo al consumidor, ayudando a preservar el medio ambiente y contribuyendo a usar racionalmente los recursos naturales.

Las actividades relacionadas con la Metrología dentro de un país son responsabilidad de una o varias instituciones autónomas o gubernamentales y, según sus funciones, se caracteriza como Metrología Científica, Legal ó Industrial, dependiendo de su aplicación.

La Metrología Industrial se relaciona con la industria manufacturera; persigue promover en la industria manufacturera y de servicios la competitividad a través de la permanente mejora de las mediciones que inciden en la calidad.

1.2 METROLOGÍA

La metrología es la ciencia y técnica que tiene por objeto el estudio de los sistemas de pesos y medidas, y la determinación de las magnitudes físicas.

Otra definición es la ciencia de la medición, y se relaciona con seis cantidades fundamentales: longitud, masa, tiempo, corriente eléctrica, temperatura y radiación luminosa. A partir de estas, se derivan la mayoría de las otras cantidades físicas, tales como el área, el volumen, la velocidad, la aceleración, la fuerza, el voltaje eléctrico y la energía térmica. En la metrología de manufactura, nuestro principal interés es la medición de la longitud y sus diversas formas de manifestarse en una parte o producto. Estas incluyen longitud, ancho, profundidad, diámetro, rectitud, igualdad superficial y redondez; incluso la aspereza de una superficie se definen en términos de longitud.

1.3 PRINCIPIOS DE MEDICIÓN

Se aplican ciertos conceptos y principios en prácticamente todas las mediciones los más importante son la exactitud y la precisión.

Exactitud es el grado en el que un valor medido coincide con el valor verdadero de la cantidad que nos interesa. Un procedimiento de medición es exacto cuando no tiene errores sistemáticos los errores sistemáticos son desviaciones positivas o negativas del valor verdadero que consistentes de una medición a la siguiente.

La precisión es el grado en el que se puede repetir el proceso de medición una buena precisión significa que se reducen al mínimo los errores aleatorios en el procedimiento de medición. Por lo general los errores aleatorios se asocian con la participación humana en el proceso de medición entre los ejemplos están las variaciones en la preparación la lectura imprecisa de la escala, las aproximaciones redondeadas, etc. Entre los elementos no humanos que contribuyen al error aleatorio están los cambios de temperatura, el desgaste gradual y el desajuste en los elementos funcionales de un artículo y otras variables, se supone que los errores aleatorios obedecen a una distribución estadística normal cuya media es cero y cuya deviación estándar se proporciona mediante:

σ=√(〖(x_i-μ)〗^2/n)

En donde

σ=desviacionestandardelapoblacion

Xi=variable que nos interesa

μ=media de población

n=cantidad de miembros en la población

La distribución normal posee ciertas propiedades bien definidas, incluyendo el hecho de que el 99.73% de la población se encuentra dentro del ±3σ de la media de población. Con frecuencia esto se considera como un indicio de la precisión de un instrumento de medición.

La diferencia entre exactitud y precisión se muestra en la figura 1en la parte (a), el error aleatorio en la medición es grande, e indica una precisión baja; pero el valor de la media de medición coincide con el valor verdadero, lo que indica una gran exactitud. En la parte (b) el error de medición es pequeño (buena precisión), pero el valor medio difiere sustancialmente del valor verdadero (baja exactitud).En(c) son buenas tanto la exactitud como la precisión.

No es posible construir un instrumento de medición que tenga una exactitud perfecta(ningún error sistematizado) y una precisión perfecta (ningún error aleatorio). La exactitud del instrumento se conserva mediante una calibración adecuada y regular la precisión se obtiene seleccionado la tecnología de instrumento adecuada para la medición.

Figura 1 - EXACTIUD VS MEDICIÓN

(a) Exactitud alta, pero precisión baja;(b) exactitud baja, pero precisión alta;

(c) exactitud y precisión altas.

1.4. CARACTERÍSTICAS DE LOS INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN

Otro aspecto de un instrumento de medición es su capacidad para captar diferencias muy pequeñas en la cantidad que interesa. La indicación de esta característica es la variación más pequeña de la cantidad que puede detectar el instrumento. En general se aplican los términos de resolución y sensibilidad para este atributo en un dispositivo de medición.

Otras características de un instrumento de medición incluyen la facilidad de calibración, la estabilidad, la velocidad de respuesta, el rango de operación amplio, la confiabilidad alta y el costo bajo. La mayoría de los dispositivos de medición ben calibrarse en forma periódica. La calibración es un procedimiento de medición que se verifica contra un estándar conocido.

Por ejemplo calibrar un termómetro implicaría verificar su lectura en hielo (agua pura).por conveniencia, al usar el instrumento de medición, el procedimiento de calibración debe ser rápido y simplificado. Una vez que se calibra, el instrumento debe ser capaz de conservar su calibración y continuar midiendo la cantidad sin desviarse del estándar esta capacidad de conservar la calibración se llama estabilidad y la tendencia del dispositivo a perder gradualmente su precisión en relación con el estándar se denomina desviación.

Algunas medidas en especial en un ambiente de manufactura deben hacerse con rapidez, la capacidad de un instrumento de medición para indicar la cantidad en el mínimo periodo se denomina velocidad de respuesta. En condiciones ideales, el periodo debe ser cero; sin embargo, este es un ideal imposible. Para un instrumento de medición automática. La velocidad de respuesta generalmente se considera el lapso entre el cambio de la cantidad que nos interesa y cuando el dispositivo es capaz de indicar el cambio dentro de cierto porcentaje pequeño del valor verdadero.

El instrumento de medición debe poseer un rango de operación amplio. Que es la capacidad de medir la variable física en un periodo de interés práctico para el usuario.

Por supuesto que la confiabilidad alta, que se define como la ausencia de fallas frecuentes del dispositivo, y el bajo costo son atributos deseables en cualquier equipo de ingeniería.

1.5 ESTÁNDARES Y SISTEMAS DE MEDICIÓN

Un aspecto común en cualquier procedimiento de medición es la comparación del valor desconocido con un estándar conocido. Son muy importantes dos aspectos de un estándar.

1. Debe ser consistente y no cambiar con el tiempo

2. Debe basarse en un sistema de unidades que sea consistente y que acepten los usuarios.

En la época moderna, los estándares para la longitud, masa, tiempo, corriente eléctrica, temperatura y luz se definen en términos de fenómenos físicos, porque existe la confianza de que no se alteran por ejemplo, el estándar para un metro, la cantidad de longitud básica del sistema internacional se define como la distancia que viaja la luz en el vacío en 1/299,792458 de un segundo.

En el mundo principalmente han evolucionado principalmente dos sistemas:

El Sistema Inglés, que se aplica en Estados Unidos, Inglaterra y Australia

El sistema internacional de unidades(o SI, que frecuentemente se identifica como el sistema métrico) que es usado en el resto del mundo.

1.5.1. Sistema Internacional de Unidades (SI):

Son 7 unidades sobre las que se fundamenta el sistema y de cuya combinación se obtienen todas las unidades derivadas. La magnitud correspondiente, el nombre de la unidad y su símbolo se indican en la Tabla 1.

UNIDADES DERIVADAS

Magnitud Unidad básica Símbolo

Superficie metro cuadrado m2

Volumen metro

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