METROLOGIA UNIDAD 2

UNIDAD II METROLOGÍA

2.1 ANTECEDENTES:

La metrología dimensional incluye la medición de todas aquellas propiedades que se determinen mediante la unidad de longitud, como por ejemplo distancia, posición, diámetro, redondez, planitud, rugosidad, etc. La longitud es una de las siete magnitudes base del Sistema Internacional de Unidades (SI).

Esta especialidad es de gran importancia en la industria en general pero muy especialmente en la de manufactura pues las dimensiones y la geometría de los componentes de un producto son características esenciales del mismo, ya que, entre otras razones, la producción de los diversos componentes debe ser dimensionalmente homogénea, de tal suerte que estos sean intercambiables aun cuando sean fabricados en distintas máquinas, en distintas plantas, en distintas empresas o, incluso, en distintos países. La división de Metrología Dimensional tiene la tarea y la función de: • Establecer, mantener y mejorar el patrón nacional de longitud. • Establecer, mantener y mejorar el patrón nacional de ángulo. • Ofrecer servicios de calibración para patrones e instrumentos de longitud y ángulo. • Asesorar a la industria en la solución de problemas específicos de mediciones y calibraciones dimensionales. • Realizar comparaciones con laboratorios homólogos extranjeros con objeto de mejorar la trazabilidad metrológica. • Apoyar al Sistema Nacional de Calibración (SNC) en actividades de evaluación técnica de laboratorios. • Elaborar publicaciones científicas y de divulgación en el área de medición de longitud. • Organizar e impartir cursos de metrología dimensional a la industria.

Áreas De La Metrología Dimensional. Existen una gran diversidad de aplicaciones de la magnitud dimensional, la clasificación puede realizarse desde diferentes criterios, uno podría ser la de aplicación que son las longitudes, ángulos, acabado superficial, formas:

• LONGITUDES: Exteriores, Interiores, Profundidades, Alturas. • ÁNGULOS: Exteriores, Interiores. • ACABADO SUPERFICIAL: Rugosidad. • FORMAS: Forma por elementos aislados, Rectitud, Planitud. • Cilindricidad. Forma de una línea, Forma de una superficie. • Orientación por elementos asociados. Paralelismo, Perpendicularidad, Angularidad o inclinación. • Posición por elementos asociados. Localización, Concentricidad, Coaxialidad. Otra tipo de clasificación puede realizarse desde los tipos de instrumentos y su método de medición. Medidas lineales, que a su vez son: • Medición directa. Con trazos o divisiones, metro, cinta de medición, regla graduada, calibradores, medidor de altura con vernier, medidor de profundidad con vernier, con tornillo micrométrico, todo tipo de micrómetros, cabezas micrométricas, dimensión fija, bloques patrón, calibradores de espesor (lainas), calibradores de límite (pasa – no pasa). • Medición indirecta. Comparativa, comparadores mecánicos, comparadores ópticos, comparadores neumáticos, comparadores electromecánicos, máquina de medición de redondez, medidor de espesor de recubrimiento, trigonometría, esferas o cilindros, máquina de medición por coordenadas, relativa, niveles, reglas ópticas, rugosímetros. Medidas angulares, que a su vez son: • Medida directa. Con trazos o divisiones, transportador simple, goniómetro, escuadra de combinación, dimensión fija, escuadras, patrones angulares, calibradores cónicos. • Medida indirecta. Trigonometría, falsas escuadras, regla de senos, mesa de senos, máquina de medición por coordenadas.

HISTORIA DE LA METROLOGIA DIMENSIONAL EN MEXICO: Desde su creación en el año 1984, el Centro de Ingeniería y Desarrollo Industrial (CIDESI) contó con la instalación de un laboratorio de soporte a las áreas de diseño, manufactura y desarrollo de proyectos tecnológicos. En el año de 1986 se inicio con el proyecto de Acreditación como Laboratorio de Calibración. 1987 es un año historico para CIDESI, pues se realizó el cambio de centro de la Cd. De México a la Cd. De Santiago Querétaro, desde este año hasta 1991 fue el tiempo que llevo realizar la concepción, diseño, construcción, adecuación, acondicionamiento, etc. Del Laboratorio de Metrología Dimensional. En 1992, se logró la Acreditación del Laboratorio ante la Dirección General de Normas (DGN) de la Secretaria de Comercio y Fomento Industrial (SECOFI). Para 1996, quedaron completamente instalados y en operación los Laboratorios de Metrología de Masa, Temperatura y Volumen dentro de CIDESI, mismos que fueron acreditados en 1997.

2.2 CONCEPTOS BÁSICOS DE LA METROLOGÍA DIMENSIONAL:

ISO. La ISO (Organización Internacional de Normalización) es una federación mundial de organismos nacionales de normalización (miembros ISO). La labor de preparación de normas internacionales es normalmente llevada a cabo a través de los comités técnicos de ISO.

Magnitud. Propiedad de un fenómeno, cuerpo o sustancia, que puede expresarse cuantitativamente mediante un número y una referencia. Magnitud de base, magnitud básica. Magnitud de un subconjunto elegido por convenio, dentro de un sistema de magnitudes dado, de tal manera que ninguna magnitud del subconjunto pueda ser expresada en función de las otras.

Sistema Internacional de Magnitudes (ISQ2). Sistema de magnitudes basado en las siete magnitudes básicas: longitud, masa, tiempo, corriente eléctrica, temperatura termodinámica, cantidad de sustancia e intensidad luminosa.

Sistema internacional de Unidades (Sistema SI). Sistema de unidades basado en el Sistema Internacional de Magnitudes, con nombres y símbolos de las unidades, y con una serie de prefijos con sus nombres y símbolos, así como reglas para su utilización, adoptado por la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM).

Medición. Proceso que consiste en obtener experimentalmente uno o varios valores que pueden atribuirse razonablemente a una magnitud. Metrología. Ciencia de las mediciones y sus aplicaciones.

Mensurando. Magnitud que se desea medir.

Método de medida. Descripción genérica de la secuencia lógica de operaciones utilizadas en una medición. Exactitud de medida (exactitud). Proximidad entre un valor medido y un valor verdadero de un mensurando.

Precisión de medida (precisión). Proximidad entre las indicaciones o los valores medidos obtenidos en mediciones repetidas de un mismo objeto, o de objetos similares, bajo condiciones especificadas.

Calibración. Operación que bajo condiciones especificadas establece, en una primera etapa, una relación entre los valores y sus incertidumbres de medida asociadas obtenidas a partir de los patrones de medida, y las correspondientes indicaciones con sus incertidumbres asociadas y, en una segunda etapa, utiliza esta información para establecer una relación que permita obtener un resultado de medida a partir de una indicación.

Instrumento de medida. Dispositivo utilizado para realizar mediciones, solo o asociado a uno o varios dispositivos suplementarios.

2.2 USO DE LOS SISTEMAS INTERNACIONALES DE MEDIDA:

En Francia, a fines del siglo XVIII, se estableció el primer sistema de unidades de medida: el Sistema Métrico. El Comité Consultivo de Unidades, integrado por el Comité Internacional de la Conferencia General de Pesas y Medidas, se dedicó a la tarea de crear un sistema único internacional.

El Sistema MKS se aceptó, con ligeras modificaciones, en la XI Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM) en 1960 como el Sistema Internacional de Unidades, abreviado como SI.

Existen algunas unidades que no pertenecen al SI aunque son de uso común. Por diversas razones CGPM las ha clasificado en tres categorías: unidades que se mantienen, unidades que se mantienen temporalmente y otras unidades .

• Unidades del Sistema Internacional utilizadas en Metrología Dimensional: Longitud: Metro (símbolo m)

Unidad base

El metro es la longitud de la trayectoria recorrida por la luz en el vacío, durante un lapso de 1/299792458 de segundo (17 a CGPM- 1948)

• Angulo plano: Radián (símbolo rad.)

Unidad suplementaria

El radián es el ángulo plano comprendido entre dos radios de un círculo que interceptan, sobre la circunferencia de este círculo, un arco de longitud igual a la del radio (recomendación ISO-R31/1)

• Temperatura termodinámica: Kelvin (símbolo K)

Unidad base

El kelvin es la fracción 1/273.16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua (13ª. CGPM-1967).

• Masa: Kilogramo (símbolo Kg.)

Unidad base

El Kg. Es la masa igual a la de el prototipo internacional del kilogramo (1ª,3ª CGPM-1829 y 1901).

• Fuerza: Newton (símbolo N)

Unidad derivada.

• Tiempo: Segundo (símbolo S)

Unidad base

El segundo es la duración de 9192631770 periodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del átomo de cesio 133(13ª CGPM-1967).

Para evitar confusiones, del griego tomaron los prefijos para tomar los múltiplos (kilo, mega, giga, etc.), y del latín los prefijos para formar los submúltiplos (mili, micro, nano, etc.). Estos prefijos se agregan a la unidad y forman palabras fáciles de identificar para designar a los múltiplos y a los submúltiplos. Ejemplos de estos son:se tiene como múltiplos del metro, el kilómetro, equivalente a 1000 metros; el mega metro, equivalente a 1000000 metros; el giga metro, equivalente a 1000000000 metros, los submúltiplos del metro son milímetro, equivalente a la millonésima parte de un metro; el

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