Metrologia e Instrumentos de Medicion

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Descripción, concepto y todo lo relacionado con la metrologia, así como de los instrumentos de medición mas utilizados en la ingeniería.

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Metrologia e Instrumentos de Medicion

  1. 1. Benemérita Universidad Autónoma de Puebla Facultad de Ingeniería Colegio de Ingeniería Industrial Metrología Ensayo 1 Catedrático: Dr. Enrique Montiel Piña Equipo 1: Cuellar Lobato Paul 201219549 Díaz Mora Nezya Amanda 201217856 Manzano Cabrera Julissa 201242627 Rodríguez Romero Juan Antonio 201230108 12:00 a 1:00 pm Lunes – Jueves 20 de Febrero de 2013
  2. 2. INTRODUCCION Como ya sabemos, analizar y aplicar conceptos de metrología nos permiten determinar ciertas actividades para obtener las condiciones adecuadas de uso, todos los fenómenos físicos que nos rodean parten de la simple observación lo más detallada posible y llegan a establecer un modelo generalmente basado matemáticas. Las fundamentalmente en herramientas basándonos en física y en mediciones para correctas los gobiernos, son para muy importantes las empresas y para la población en general, porque nos ayudan a ordenar y facilitar muchas cosas, como el comercio. A menudo las cantidades y las características de un producto son resultado de un contrato entre el cliente y el fabricante; las mediciones facilitan este proceso y por ende la calidad de vida de la población, protegiendo al consumidor, ayudando a preservar el medio ambiente y contribuyendo a usar racionalmente los recursos naturales. Actualmente, con la dinamización del comercio a nivel mundial, la Metrología adquiere mayor importancia y se hace más énfasis en la relación que existe entre ella y la calidad, entre las mediciones y el control de la calidad, la calibración, la acreditación de laboratorios, la trazabilidad y la certificación. La Metrología es el núcleo central básico que permite el ordenamiento de estas funciones y su operación coherente las ordena con el objetivo final de mejorar y garantizar la calidad de productos y servicios. El desarrollo de la metrología proporciona múltiples beneficios al mundo industrial, como la promoción del desarrollo de un sistema armonizado de medidas, análisis, ensayos exactos y necesarios para que la industria sea competitiva, y facilita a la industria las herramientas de medida necesarias para la investigación y desarrollo de campos determinados y para definir y controlar mejor la calidad de los productos.
  3. 3. METROLOGÍA La metrología es la ciencia de las mediciones y es la base para el desarrollo científico y tecnológico, de la civilización, cada descubrimiento en la ciencia proporciona una nueva forma de ver las cosas, por lo que el campo de la metrología siempre está en expansión. La tecnología de la producción actual no podría ser creada sin la metrología. Para lograr esto se requiere de un sistema que incluya a las normas metrológicas reconocidas internacionalmente, así como las propias, que posean la función de verificar y corregir los aparatos metrológicos y que además permitan mantener la exactitud de estas reglas. Durante mucho tiempo ha sido preocupación del hombre establecer un sistema único de unidades de medición que fuera aceptado internacionalmente en virtud de que en una norma no se pueden fijar especificaciones, dimensiones, tolerancias, o condiciones específicas para un método de prueba, si no se cuenta con un sistema de referencia previamente establecido, como lo es el sistema de unidades de medición. Por ejemplo podemos hacer mención de la necesidad de estandarización en las características de un producto en vista conseguir la calidad del mismo; para ello se emplea nociones básicas de la metrología, desde saber utilizar de forma adecuada los instrumentos pertinentes a la cualidad a medir, hasta saber detallar el margen de error máximo con el que debe de cumplir el producto. De acuerdo a su función la metrología puede clasificarse en: Metrología Legal Metrología Científica Metrología Industrial
  4. 4. Donde la metrología legal cumple con la función de establecer la legislación y verificar su cumplimiento, por ejemplo regula la conservación y empleo de los patrones internacionales. En cuanto a la función de la metrología científica radica en la búsqueda y materialización de los patrones internacionales, para que estos sean más fáciles de reproducir a nivel internacional, encontrar patrones adecuados para descubrimientos futuros, analizar el sistema internacional de unidades, entre otros. Por último la función de la metrología industrial es dar servicio de calibración de patrones y de equipos a la industria y el comercio. Actualmente, con el constante cambio del comercio a nivel mundial, la Metrología adquiere mayor importancia y se hace más énfasis en la relación que existe entre ella y la calidad, entre las mediciones y el control de la calidad, la calibración, la acreditación de laboratorios, la trazabilidad y la certificación. La Metrología es el núcleo central básico que permite el ordenamiento de estas funciones y su operación coherente las ordena con el objetivo final de mejorar y garantizar la calidad de productos y servicios. El control de calidad ha evolucionado a través del tiempo, su desarrollo ha estado dirigido a su producción en serie; el control de calidad para evaluar estas producciones, ha recurrido a métodos estadísticos para el análisis y control de los procesos El control de calidad se basa en especificaciones o normas para la evaluación de los procesos de los productos por medio del aseguramiento de mediciones, que es el principal objetivo de la metrología, usando equipos de medición correctamente calibrados con patrones que sirven de referencia y son verificados con otros hasta obtener el patrón primario. La metrología puede ser un motor para impulsar la competitividad de las empresas al poder ofrecer la promoción del desarrollo de un sistema armonizado de medidas, análisis, ensayos exactos y necesarios,
  5. 5. ya que facilita a la industria las herramientas de medida necesarias para la investigación y desarrollo de campos determinados y para definir y controlar mejor la calidad de los productos. Para establecer que se va a medir y como se va a hacer, necesitamos saber algunos de los conceptos antes mencionados como metrología, que se ocupa de los antiguos sistemas de medición poniendo énfasis en la palabra “sistemas” fundamental para la definición; y se enfoca a la medición que es un campo de conocimiento enfocado a todo lo relacionado con las medidas. En este campo se maneja principalmente el concepto de medición, que se entiende por obtener una cantidad de determinada magnitud y compararla con otra conocida de esa misma magnitud, la cual se toma como referencia y su valor se denomina dependiendo de cuantas veces la magnitud desconocida contiene a la conocida. Una medición tiene que producirnos un resultado con valor numérico, la cual deberá ir con unidades lógicas dependiendo de lo que se midió. Es necesario tener en cuenta que el hacer una recopilación de información sobre medidas e instrumentación con bases metodológicas puede sernos de gran ayuda para realizar trabajos científicos. En cualquier tipo de fabricación se requiere de una serie de controles metrológicos que garanticen la precisión adecuada y el cumplimiento preciso de las condiciones que se expresaron en la norma de la fabricación a ejecutar, para esto se debe tener un cierto grado de conocimientos relativo a las unidades y a los instrumentos y a el control aplicable de medición. Por ejemplo de un ingeniero se espera que sea capaz de verificar los sistemas de medida necesarios y suficientes en un proceso de fabricación tanto para el cumplimiento de los requisitos como para el control y el aseguramiento del buen estado de las máquinas y herramientas utilizadas.
  6. 6. La práctica cotidiana de metrología puede abarcar actividades variadas que llegan a proporcionar un conjunto de ideas, donde no solo se trabaja con mediciones y controles realizados durante el proceso de medición, sino también después de haber sido fabricadas verificadas y clasificadas además de someterlas a equipos e instrumentos de prueba, como son las calibraciones de instrumentos y equipos de medida, calibraciones de máquinas de ensayos, clasificación de productos fabricados, organización metrológica de la empresa, registro de los procedimientos metrológicos, etcétera. La calidad se utiliza más que nada con respecto alas calibraciones vigentes, se asegura de que se cumplan ciertas tolerancias y las resoluciones necesaria para la calibración, ya que para la selección de cierto equipo se debe tomar en cuenta que el patrón debe ser aproximadamente diez veces más preciso que el dispositivo a calibrar para así garantizar una buena base de la calibración y el seguimiento de los dispositivos; la calidad relacionada con la metrología considera factores de importancia como: el medio ambiente, la frecuencia y severidad del uso, la calidad del equipo, la exactitud requerida y las características necesarias para medir; los intervalos entre calibraciones y los establecimientos, documentos, requerimientos y cumplimientos con las frecuencias de verificación. La metrología para su estudio puede ser dividida de acuerdo al tipo y técnica de medición como: Metrología Geométrica Metrología Eléctrica Metrología térmica Metrología química
  7. 7. Nosotros nos vamos a enfocar en la metrología geométrica que también es conocida como micro geometría estudia las formas, los aspectos dimensionales, las orientaciones y oscilaciones de las piezas, y la cual se ocupa de las características superficiales que intervienen en los procesos industriales, teniendo un papel muy importante en cualquier sistema de calidad aplicado a la fabricación y abarca la incertidumbre, la calibración y la organización metrológica que son las de mayor importancia. Respecto al campo de aplicación podemos clasificarla en: Longitudes, que abarca los interiores, exteriores y las profundidades; ángulos de cualquier tipo; superficies, enfocada principalmente a la rugosidad y la más extensa que es formas, que estudia la forma por elementos aislados, que a su vez analiza características como la rectitud, planitud, circularidad, cilindricidad, formas de las líneas y las formas de las superficies; Orientación por elementos asociados, que son el paralelismo, la perpendicularidad e inclinación. Posición por elementos asociados, enfocado en localización de elementos, concentricidad y la coaxialidad. Las características y clasificación generales de los instrumentos y aparatos de medición se describen con diversos términos específicos que se definen como sigue: 1. Precisión: El grado de coincidencia entre la medición medida y su magnitud real. 2. Calibración: Que es el ajuste o la calibración de un instrumento para obtener indicaciones que sean exactas respecto a un patrón de referencia. 3. Linealidad: Precisión de las indicaciones de un instrumento en todo su intervalo de medición.
  8. 8. 4. Magnificación: Relación de la “salida” del instrumento con la medición que “entra”. 5. Precisión: Grado con el que el instrumento produce indicaciones repetidas en la medición del mismo patrón. 6. Resolución: Dimensión mínima que puede indicar el instrumento. 7. Sensibilidad: la mínima diferencia de dimensiones que puede distinguir un instrumento. 8. Estabilidad: La capacidad de un instrumento para mantener su calibración durante cierto tiempo; a la falta de estabilidad se le llama corrimiento. Los instrumentos y aparatos de medición se clasifican en lineal y angular. Lineal: Puede ser de manera directa, ya sea con trazos o divisiones, ocupando instrumentos como el metro, regla graduada, vernier y/o todo tipo de calibradores; con tornillo micrométrico, o con dimensión fija, donde se utilizan los bloques o galgas de patrón, galgas de espesores y calibradores limites; o de manera indirecta es decir, comparativa, donde se utilizan comparadores mecánicos, ópticos, neumáticos, electromecánicos y proyectores de perfiles; relativa, ya sea de niveles o de reglas ópticas; o trigonométrica, utilizando cilindros o bloques mycil. Angular: De medidas directas e indirectas, con trazos o divisiones, ocupando transportador simple, goniómetro y escuadra universal; con dimensión fija, utilizando escuadras, patrones angulares y calibradores cónicos; y trigonométrica utilizando falsas escuadras, regla de senos y mesa de senos.
  9. 9. Instrumentos de Metrología Dimensional Al comenzar el estudio de las prácticas en el trabajo con máquinas herramienta, una de las primeras preocupaciones será asimilar el uso, cuidado y aplicaciones de los instrumentos comunes de medición que encontrará en el Laboratorio de Manufactura. Muchos instrumentos de medición han experimentado una modernización, aún cuando la función de estas herramientas es básicamente la misma, muchas se han rediseñado y dotado de dispositivos de exhibición digitales, mecánicos o electrónicos. Estas características hacen que el instrumento sea más fácil de leer y mejoran su exactitud.
  10. 10. Calibrador Vernier El calibrador Vernier es uno de los instrumentos mecánicos para la medición lineal de exteriores, medición de interiores y de profundidades más utilizado. Los calibradores permiten realizar lecturas con aproximación en escala métrica hasta 0.05 mm ó 0.02 mm y en escala inglesa de 1/128 pulgadas ó 0.001 pulgadas. Un calibrador Vernier es una herramienta de precisión delicada y debe tratarse como tal y es muy importante que se aplique la presión correcta al tomar una medida. Las mordazas de medición deben hacer contacto firme con la pieza de trabajo, sin embargo, si se aplica presión excesiva, se hará que se abran las mordazas y que se obtengan lecturas inexactas. Al medir un objeto utilice la mordaza fija como punto de referencia, luego mueva la mordaza deslizante hasta que logre el contacto. Asegúrese que la regla del calibrador esté en línea con las superficies que se estén midiendo, si es posible haga la lectura estando todavía en contacto con la pieza de trabajo, al retirar el instrumento podría cambiar la lectura. Para la medición de profundidades, situar la varilla de profundidad al fondo de la pieza. Toda medida debe tomarse por lo menos dos veces para asegurar su confiabilidad.
  11. 11. Calibrador de carátula El calibrador de carátula está equipado con un indicador de carátula en lugar de un nonio para permitir la lectura fácil de la escala. Calibrador digital Utiliza un sistema electrónico que funciona en relación directa con una escala registrada por un elemento sensor. La lectura es presentada en una pantalla alfanumérica y puede ser configurado para presentar sus lecturas en submúltiplos de las escalas más utilizadas. Micrómetro El micrómetro es una herramienta para tomar mediciones más precisas, que las que se toman con el calibrador Vernier. El micrómetro posee un tornillo
  12. 12. de alta precisión el cual permite el pequeño movimiento del husillo, posteriormente es el que determinará la medida de la pieza que se este calculando. Medidor de altura El medidor de altura es un dispositivo para medir la altura de piezas o las diferencias de altura entre planos a diferentes niveles. Tambien se utiliza como herramienta de trazado, para lo cual se incluye un buril.El medidor de altura, creado por medio de la combinación de una escala principal con un vernier para realizar mediciones rápidas y exactas, cuenta con un solo palpador (media mordaza) y la superficie sobre la cual descansa, actúa como plano de referencia para realizar las mediciones.
  13. 13. Galga pasa/no pasa Dispositivos diseñados para verificar las dimensiones de una parte en sus límites de tamaño superior e inferior, de acuerdo con las tolerancias especificadas por las normas. Comparador de carátula Instrumento de medición en el cual un pequeño movimiento del husillo se amplifica mediante un tren de engranajes que se mueven en forma angular. Una aguja es la encargada de indicar el resultado sobre la carátula del dispositivo. La aguja indicadora puede dar tantas vueltas como lo permita el mecanismo de medición del aparato. Este indicador se monta en un soporte diseñado para mediciones específicas como exteriores y variaciones. espesores, profundidades,
  14. 14. Galgas de espesores Estos medidores consisten en láminas delgadas que tiene marcado su espesor y que son utilizadas para medir pequeñas aberturas o ranuras. El método de medición consiste en introducir una galga de espesores dentro de la abertura, si entra fácilmente, se prueba con la mayor siguiente disponible, si no entra vuelve a utilizarse la anterior. Debe tenerse cuidado de no forzar las galgas ni introducirlas en ranuras que tengan rebabas o superficies ásperas porque esto las dañaría. Galgas de radios Son una serie de láminas, marcadas en milímetros y pulgadas con los correspondientes radios cóncavos y convexos, formados en diversas partes de la lámina, tal como lo muestra la figura. La inspección se realiza determinando que patrón se ajusta mejor al borde de una pieza.
  15. 15. Galgas para roscas Tiene una serie de láminas que corresponden a la forma de rosca de varios pasos (hilos por pulgada). Los valores están indicados sobre cada lámina. Lo único que debe hacerse es probar con diferentes láminas hasta que una asiente adecuadamente en las estrías (roscas) del tornillo o tuerca. Compás Antes de que instrumentos como el calibrador Vernier fueran introducidos en los laboratorios, las partes eran medidas con compás y regla. El uso del compás en la actualidad esta restringido, ya que su uso requiere habilidad (tacto), y no es posible lograr gran exactitud; en algunos casos sólo se utiliza en el taller para realizar trazos antes de mecanizar las piezas.
  16. 16. Calibradores telescópicos Los calibradores telescópicos sirven para la medición de diámetros de agujeros o anchos de ranuras. Las dos puntas de contacto se expanden mediante la fuerza de un resorte. Una vez colocadas en la posición adecuada, se fijan y se remueve el calibre. El tamaño final puede obtenerse midiendo sobre las puntas de contacto con un calibrador o micrómetro. Medidores de profundidad El medidor de profundidad está diseñado para medir las profundidades de agujeros y ranuras, así como la diferencia de altura entre peldaños y planos. Sus sistemas de graduación y construcción son básicamente los mismos que los empleados en los calibradores Vernier.
  17. 17. Niveles de burbuja Los niveles de burbuja son los instrumentos más comúnmente utilizados para inspeccionar la posición horizontal ó vertical de superficies y evaluar la dirección y magnitud de desviaciones menores de esa condición nominal Bloques patrón Instrumento de control destinado a definir o materializar, conservar o reproducir la unidad o varios valores conocidos de una magnitud, para transmitirlos por comparación a otros instrumentos.
  18. 18. BIBLIOGRAFÍA Piñeiro Moro, María, Metrología: Introducción, conceptos e instrumentos, Mc Graw Hill, México, D.F, 2004, Págs. 10-25 Restrepo Díaz, Jaime, Metrología II, Textos Académicos, Madrid, España, 1998, Págs. 8-16. Witold Kula, Las Medidas y los Hombres, Siglo XXI Editores, Tercera Edición, México, D.F, 2000, Págs. 12-22. Galicia Sánchez, Roberto, García Lira, Noé, et-al, Metrología Geométrica Dimensional, AGT Editor, Primera Edición, México, D.F, 1986, Págs. 1-12 WEBGRAFIA http://books.google.com.mx/books?id=9ebXd5nzyKAC&printsec=frontcover&dq=metr ologia&hl=es&sa=X&ei=QhgVUbSnMOe2wWk44CoCQ&redir_esc=y# http://portal.oas.org/Portal/Topic/CienciaTecnolog%C3%ADaeInnovaci%C3%B3n/Pr ogramas/Innovaci%C3%B3nyCompetitividad/Metrolog%C3%ADa/tabid/1433/Default.a spx http://www.metrologia-ema.com/pdf/metrologia-basica.pdf

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