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Metrologia

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Metrologia

  1. 1. METROLOGIA UNIDADES DE MEDICION DAMIANA MARIA MONTERROSA PEREZ KELLY JOHANA MENDOZA PERALTA MARELBY MARTINEZ FLOREZ Tutora: NATALIA MARTINEZ Asignatura: METROLOGIALIC. EN LA BÁSICA CON ÉNFASIS EN TECNOLOGÍA E INFORMÁTICA UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA FACULTAD DE EDUCACION 17 ABRIL DE 2013 CAUCASIA – ANTIOQUIA
  2. 2. 1. Realiza la siguiente consulta:a) Concepto de metrologíaEs la ciencia de la medida, incluyendo el estudio, mantenimiento y aplicación delsistema de pesos y medidas. Actúa tanto en los ámbitos científico, industrial y legal,como en cualquier otro demandado por la sociedad. Su objetivo fundamental es laobtención y expresión del valor de las magnitudes, garantizando la trazabilidad de losprocesos y la consecución de la exactitud requerida en cada caso; empleando para elloinstrumentos, métodos y medios apropiados.La metrología tiene dos características muy importantes; el resultado de la medición y laincertidumbre de medida.b) RESEÑA HISTORICA DE LA METROLOGIALa historia de la metrología se remonta desde: 5.000 a.C. Comienzan a utilizarse lasunidades de medida. El hombre eligió su propio cuerpo como base para las primerasunidades de medida (unidades antropomórficas).2.750 a.C. Unidad de longitud másantigua, el "Real Codo Egipcio".2.500 a.C. Primer patrón sin fundamento corporal. Esuna regla graduada que reposa en las rodillas de dos estatuas del Rey-Dios Gudea.Constituía el patrón legal de la unidad de Lagash.1.100. Se define la yarda inglesa porla distancia comprendida entre la punta de la nariz de Enrique I hasta su dedo pulgarcon el brazo totalmente estirado.1.287-1.327.Entre los reinados de Enrique III yEduardo II se dictó diferente normativa, basada en la longitud del pie del regente en esemomento.1.610. Galileo descubre la ley del péndulo y fabrica un telescopio depotencia.1.614. John Napier realiza el descubrimiento matemático de los logaritmos.Basándose en ellos, William Oughtred construyó la primera regla deslizante.1.631.Pierre Vernier descubre el principio de división del tornillo micrométrico. Gascoigne fueel primero en utilizar el micrómetro, si bien no lo utilizó para la medición.1.668. Se creaen Francia un patrón de longitud denominado Toesa de Chatelet, formado por una barrade hierro empotrada en el exterior de un muro del Gran Chatelet de París.1.791. LaAsamblea Nacional Francesa adopta un sistema de medidas cuya unidad básica es elmetro, definido como la diezmillonésima parte del cuadrante del meridiano terrestre. Asíse creó el primer sistema métrico decimal, que se denominó genéricamente SistemaMétrico. Se basaba en dos unidades fundamentales: El metro y el kilogramo.1.799. Sedeposita en los archivos de Francia el primer prototipo del metro, formado por una reglade platino sin inscripciones ni marcas.1.849. España se adhiere al sistema métricodefinido en Francia.1.840-1.850. Henry Maudsla y construye un micrómetro con unaprecisión de la milésima parte de una pulgada. Jean Laurent Palmer realizó la primerapatente del calibre husillo, que era un instrumento de bolsillo1.868. Seller perfecciona yestandariza la rosca de 60º y Whitworth lo hace con la de 55º en Gran Bretaña.Además, Whitworth contribuyó con sus calibres intercambiables y la máquina medidora,que era sensible a la millonésima parte de una pulgada. No obstante la incertidumbre
  3. 3. de medida con estas máquinas era bastante superior a su división de escala.1.870.Wilmot diseñó un micrómetro que medía milésimas. J. R. Brown y LucianSharpediseñan el primer micrómetro mecánico, utilizando los diseños de Palmer y Wilmot.Joseph Saxton construyó su comparador reflectante.1.892. Albert Abraham Michelson desarrolló el interferómetro, cuya base científica es laaplicación de los fenómenos de interferencia tomando la luz como fuente, debido a sucomportamiento como fenómeno ondulatorio. Lo utilizó para medir la barramétricainternacional.1.896. Carl Edward Johanson creó un juego de galgas enincremento uniforme. El primer juego de galgas, con una exactitud de 0.001mm seutilizó en la factoría de armas. Otra idea desarrollada y patentada por Johanson fue loque él denominó "Tolerancias progresivas". La tolerancia era función del tamaño de lasgalgas, cuanto menor era la galga menor era la tolerancia. Cadillac fue el primerfabricante en utilizar un juego de galgas patrón. Las tolerancias de fabricación no sehabían reducido todavía de 0.001" por dos razones: No eran necesarias toleranciassimilares. Las máquinas herramientas no habían alcanzado el suficiente grado deprecisión.1.910. Solex idea la amplificación neumática. El nacimiento de la industria delautomóvil, la aplicación de los sistemas de producción en masa y la industria militarproporcionaron un fuerte empuje a la metrología en el siglo XX. Durante el primer cuartodel siglo, se perfeccionaron los comparadores y sistemas de división para ladiseminación del metro. Aparece el comparador de esfera y la galga neumática.1.929.Aparece la electrogalga.1.930. Abbot fabrica los primeros instrumentos de medidageométrica de superficies.1.949. Se inicia la aplicación del control estadístico de lacalidad.1.952. Se comienza a utilizar la electrónica para conseguir mayoresamplificaciones.1.959. Aparece la primera máquina herramienta de control numéricocon una exactitud de0.001" y un sistemas de dos coordenadas x, y.1.960. En laconferencia de pesas y medidas, se adopta como definición del metro aquella que loestablece como un determinado número de longitudes de onda en el vacío delaradiación correspondiente a la transición entre los niveles 2p10 y 5d5 del átomo deCriptón 86.1.965. Se añade un tercer eje a las máquinas medidoras de coordenadas(MMC) y se mejoran estas, consiguiendo precisiones de dos veces las originales yregistro impreso de las medidasefectuadas.1.969. Primera MMC controlada porordenador.1.980. Se aplica el láser en metrología dimensional, obteniéndoseprecisiones superiores a 10-7 mm.1.981. Se introduce en el control de las MMC procesadores de bajo coste, abaratandolasMMC.1.983. Se adopta la definición actual del metro: Distancia recorrida por la luz enel vacío durante 29792458-1 segundos Actualmente los avances tecnológicos de lasMMC se focalizan en llevar a la práctica relaciones entre sistemas de inspecciónflexibles, consiguiendo una integración de las operaciones de manufacturación con unalto grado de precisión, evitando costes altos de inspección y costes de fallo.
  4. 4. c) Clasificación de la metrologíaSe puede definir a la Metrología como la Ciencia de las Mediciones, y que medir escomparar con algo (unidad) que se tomó como base de comparación. Para finesprácticos se puede distinguir los siguientes campos de aplicación de la metrología:Metrología científicaEs el conjunto de acciones que persiguen el desarrollo de patrones primarios demedición para las unidades de base y derivadas del Sistema Internacional de Unidades,SI.Metrología industrialLa función de la metrología industrial reside en la calibración,control ymantenimientoadecuados de todos los equipos de medición empleados enproducción,inspección ypruebas. Esto con la finalidad de que puedagarantizarse que los productos están deconformidad con normas. El equipo secontrola con frecuencias establecidas y de formaque se conozca laincertidumbre de las mediciones. La calibración debe hacerse contraequiposcertificados,con relación válida conocida a patrones,por ejemplo lospatronesnacionales de referencia.Metrología legalSegún la Organización Internacional de Metrología Legal (OIML) es la totalidadde losprocedimientos legislativos,administrativos y técnicos establecidos por, o por referenciaa,autoridades públicas y puestas en vigor por su cuenta con lafinalidad de especificar yasegurar,de forma regulatoria o contractual,lacalidad y credibilidad apropiadas de lasmediciones relacionadas con loscontroles oficiales,el comercio,la salud,la seguridad y elambiente.d) ORGANISMOS E INSTITUCIONES DE METROLOGIA Centro Nacional de Metrología (CENAM), México Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares, México Centro Nacional de Metrología de Panamá (CENAMEP) CONACYT, El Salvador INDECOPI, Perú INEN, Ecuador INMETRO, Brasil Laboratorio Nacional de Metrología das Radiaciones Ionizantes (LNMRI), Brasil INN, Chile Instituto Nacional de Tecnología Industrial (INTI), Argentina
  5. 5. Laboratorio Tecnológico del Uruguay (LATU) National Institute of Standards and Technology (NIST), E.U.A. Laboratorio Costarricense de Metrología (LACOMET), Costa Rica Institute for National Measurement Standards (NRC), Canada SENCAMER, Venezuela Superintendencia de Industria y Comercio (SIC), Colombia. 2. Según el sistema internacional de unidades: Investigue las unidades de medidas y unidad de medida (S.I) MAGNITUD UNIDAD DE MEDIDAS UNIDAD DE MEDIDA(S.I) DERIVADAS AREA m2 m2 VOLUMEN m3 m3 DENSIDAD kg·m-3 VELOCIDAD m·s-1 ACELERACION m·s-2 FUERZA m·kg·s-2 PRESION N·m-2 m-1·kg·s-2 TRABAJO Y ENERGIA N·m m2·kg·s-2 POTENCIA J·s-1 m2·kg·s-3 FRECUENCIA s-1 CARGA A·s POTENCIAL J·C-1 m2·kg·s-3·A-1 -1 RESISTENCIA V·A m2·kg·s-3·A-2 CAPACIDAD C·V-1 m-2·kg-1·s4·A2 CAMPO MAGNETICO A·m-1 FLUJO MAGNETICO V·s m2·kg·s-2·A-1 INDUCTANCIA V·A-1·s m2·kg·s-2·A-23. Realice una introducción mínima de una hoja sobre instrumentos de medición En física, química e ingeniería, un instrumento de medición es un aparato que se usa para comparar magnitudes físicas mediante un proceso de medición. Como unidades de medida se utilizan objetos y sucesos previamente establecidos como estándares o patrones y de la medición resulta un número que es la relación entre el objeto de estudio y la unidad de referencia. Los instrumentos de medición son el medio por el que se hace esta conversión. Existen instrumentos que a diario usamos, todos los días como lo puede ser un reloj o alguna otra cosa que se pueda medir. Los instrumentos de medición son muy importantes en nuestra vida ya que sin ellos no podríamos saber en qué día vivimos o en qué hora estamos, esto se dice porque un
  6. 6. calendario mide un año un reloj la hora es por eso que es muy importante conocersobre los instrumentos de medición porque todos los días los utilizamos.Otra forma de implementar otros instrumentos de medición podría ser cuando vamosala tienda a compra un kilo de tortillas este es un caso que requiere un instrumento demedición como lo es la báscula que sin ella no supiéramos cuanto nos están dando.Poresto y algunos otros motivos es de lo más requerido los instrumentos de medición ennuestras vidas.Luego defina:a) Exactitud y precisión: Precisiónes la capacidad de un instrumento de dar elmismo resultado en mediciones diferentes realizadas en las mismas condiciones yExactitudes la capacidad de un instrumento de medir un valor cercano al valor de lamagnitud real.b) Error:la inexactitud que se acepta como inevitable al comparar una magnitud consu patrón de medida. El error de medición depende de la escala de medida empleada, ytiene un límite. Los errores de medición se clasifican en distintas clases (accidentales,aleatorios, sistemáticos, etc.).c) Corrección:valor sumado algebraicamente al resultado sin corregir de unamedición para compensar un error sistemático. La corrección es igual al opuesto delerror sistemático estimado.Puesto que el error sistemático no puede conocerseperfectamente, la compensación no puede ser completad) Resolución:expresión cuantitativa de la capacidad de un dispositivo indicador,para permitir distinguir significativamente entre los valores inmediatamente adyacentesa la cantidad indicada.e) Sensibilidad: es la relación de desplazamiento entre el indicador de la medida yla medida real.f) Gama y escala:gama es una serie de cosas de la misma clase pero distintas enalguno de sus elementos constitutivos y escala es la relación matemática que existeentre las dimensiones reales y las del dibujo que representa la realidad sobre un planoo un mapa.g) Banda de frecuencia:son intervalos de frecuencias del espectroelectromagnético asignados a diferentes usos dentro de las radiocomunicaciones. Suuso está regulado por la Unión Internacional de Telecomunicaciones y puede variarsegún el lugar. El espacio asignado a las diferentes bandas abarca el espectro deradiofrecuencia y parte del de microondas y está dividido en sectores.
  7. 7. h) Linealidad:Característica atribuida por F. de Saussure al significante del signo lingüístico. Por ella entiende que la realización de un signo tiene lugar en una extensión que se desarrolla temporalmente y es medible como una línea. Así una sucesión de formas constituye un morfema que combinándose con otros según determinadas leyes define una frase que con otras en sucesión define un texto comunicativo lingüístico i) Eficiencia:Se define como la capacidad de disponer de alguien o de algo para conseguir un objetivo determinado. j) Respuesta estática y dinámica:La estática es el estudio de los sistemas de fuerzas en equilibrio. La dinámica es el estudio de las fuerzas en movimiento, la aceleración que se imprime a la masa de un cuerpo al aplicarle dicha fuerza.k) Error dinámico: es la diferencia entre las señales de entrada y salida durante el período transitorio, es decir el tiempo que tarda la señal de respuesta en establecerse. l) Tiempo de respuesta: Intervalo de tiempo que comprende el instante en el cual una señal de entrada es sometida a un cambio brusco especificado y el instante en el cual la señal de salida alcanza dentro de límites especificados un valoren régimen estable y sostenido. m) Tiempo nulo:tiempo en que se esta ausente n) Sobre alcance: 4. Define patrones de medición. Un patrón de medición es una representación física de una medición. Una unidad se realiza con referencia a un patrón físico arbitrario o un fenómeno natural que incluyen constantes físicas y atómicas. 5. Identifica los tipos de patrones de medición. Además de unidades fundamentales y derivadas de medición, hay tipos de patrones de medición, clasificados por su función en las siguientes categorías: a).- Patrones internacionales. b).- Patrones nacionales c).- Patrones primarios. d).- Patrones secundarios. e).- Patrones de referencia f).- Patrones de Trabajo. g).- Patrones de transferencia
  8. 8. h).- Patrón viajero Patrones internacionales: Es el patrón reconocido por un acuerdo internacionalpara servir como referencia internacional para la asignación de valores a otros patronesde la magnitud considerada.La Conferencia General de Pesas y Medidas de la Convención del Metro es elorganismo que reconoce los patrones internacionales y que se encuentran depositadosen el Bureau. Internacional de Pesas y Medidas en Sèvres. Patrones nacionales: Es el patrón reconocido por una decisión. Nacional, en unpaís, para servir como referencia para la asignación de valores a otros patrones de lamagnitud considerada. Patrón primario: Es el patrón que es designado o ampliamente reconocidocomo poseedor de las más altas cualidades metrológicas y cuyo valor se acepta sinreferirse a otros patrones de la misma magnitud. Este concepto es válido tanto para lasunidades básicas como para las derivadas. Patrón secundario: Es el patrón cuyo valor se establece por comparación conun patrón primario de la misma magnitud. Patrón de referencia: Es el patrón, en general de la más alta calidadmetrológica disponible en un lugar dado o en una organización determinada, del cual sederivan las mediciones realizadas en dicho lugar. Patrón de Trabajo: Patrón que se utiliza corrientemente para calibrar o controlarmedidas materializadas, instrumentos de medición o materiales de referencia. Patrón de referencia: Patrón en general, de la más alta calidad metrológicadisponible en un lugar dado o en una organización determinada, de la cual se derivanlas mediciones efectuadas en dicho lugar. Los laboratorios de calibración mantienen lospatrones de referencia para calibrar sus patrones de trabajo. Patrón de transferencia: Patrón utilizado como intermediario para compararpatrones. Las resistencias se utilizan como patrones de transferencia para compararpatrones de voltaje. Las pesas se utilizan para comparar balanzas. Patrón viajero: Patrón, algunas veces de construcción especial, diseñado parael transporte entre distintos emplazamientos utilizado para la intercomparación depatrones. Un patrón de frecuencia de cesio accionado por acumulador portátil puedeutilizarse como patrón de fuerza viajero.6. Investigue el calibrador Vernier luego dibújelo y señale cada una de suspartes.
  9. 9. 7. Abre la páginawww.youtube. Com y accede al video: Institución nacional de metrología de Colombia.Luego de observar el video responda la siguiente pregunta:¿Qué incidencia tiene la metrología en el país, en el sector económico?El instituto nacional de metrología tiene como objetivo la coordinación nacional de lametrología científica e industrial y la ejecución de actividades que permitan lainnovación, y soporten el desarrollo económico, científico y tecnológico del país.Mediante la investigación la prestación de serviciosmetrológicos, el apoyo a lasactividades de control metrológico y la diseminación de medición trazables al sistemainternacional de medidas.La red colombiana de metrología es un conjunto de sinergias del sector público yprivado que busca garantizar la trazabilidad de las mediciones que se realizan en elpaís para ello se están garantizando a los mejores laboratorios que tiene en el paísbuscando determinar los laboratorios nacional de referencias que permitan a Colombiaparticipar en el foro más importante de la metrología científica e industrial a nivelinternacional que es la oficina internacional de pesas y medidas.8. Generando una aplicación on-line de fácil manejo, personal y colaborativaplasme las respuestas de las preguntas 1,3,4,5,6 luego comparta la dirección consu tutora.

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