Conceptos básicos de metrologia


Medir es
Comparar dos objetos de acuerdo a una característica física que los distinga (magnitud) y asignarle un valor numérico a dicha comparación.


Unidad (de medición)
•Magnitud particular definida y adoptada por convención, con la cual otras magnitudes del mismo tipo son comparadas para expresar sus magnitudes relativas a esa magnitud.

El sistema de internacional de unidades







Unidad de longitud
•Inicialmente esta unidad de longitud fue creada por la Academia de las Ciencias francesa en 1791 y definida como la diezmillonésima parte de la distancia que separa el polo de la línea del ecuador terrestre.
•En 1960, la 11ª Conferencia de Pesos y Medidas adoptó una nueva definición del metro: 1.650.763,73 veces la longitud de onda en el vacío de la radiación naranja del átomo del criptón 86
•Actualmente el metro es la longitud de la trayectoria recorrida por la luz en el vacío en unlapso de   1/299 792 458 de segundo.
Unidad de masa
•La primera definición, decidida durante la Revolución francesa, especificaba que era la masa de un decímetro cúbico (un litro) de agua destilada a una atmósfera de presión y 3,98 °C, una temperatura singular dado que es la temperatura a la cual el agua tiene la mayor densidad a presión atmosférica normal. Esta definición era complicada de realizar con exactitud, porque la densidad del agua depende levemente de la presión, y las unidades de la presión incluyen la masa como factor, introduciendo una dependencia circular en la definición.
•Kilogramo: se define como la masa igual a la del prototipo internacional delkilogramo (primera y tercera conferencia general de pesas y medidas, 1889 y 1901).
•El prototipo internacional, compuesto de una aleación de platino e iridio, que se guarda en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM) en Sèvres, cerca de París (Francia).

Unidad de tiempo
•Hasta 1967 se definía como la ochenta y seis mil cuatrocientosava parte de la duración que tuvo el día solar medio entre los años1750 y 1890 y, a partir de esa fecha, su medición se hace tomando como base el tiempo atómico
•Segundo: se define como la duración de 9 192 631 770 períodos de la radiacióncorrespondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado base delátomo de cesio 133, a una temperatura de 0°k
Esto tiene por consecuencia que se produzcan desfases entre el segundo como unidad de tiempo astronómico y el segundo medido a partir del tiempo atómico, más estable que la rotación de la Tierra, lo que obliga a ajustes destinados a mantener concordancia entre el tiempo atómico y el tiempo solar medio.

Unidad de temperatura termodinámica
•Kelvin: es la fracción de 1/273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple delagua.
•Antes llamado grado Kelvin, Se representa con la letra K, y nunca "°K". Actualmente, su nombre no es el de "grados kelvin", sino simplemente "kelvin"

Unidad de cantidad de substancia
•Mol: es la cantidad de substancia que contiene tantas entidades elementales comoexistan átomos en 0,012 kg de carbono 12.
•Como se ha dicho, una cierta cantidad de sustancia expresada en moles se refiere al número de partículas (átomos, moléculas) que la componen, y no a su magnitud. Así como una docena de uvas contiene la misma cantidad de frutas que una docena de sandías, un mol de átomos de hidrógeno tiene la misma cantidad de átomos que un mol de átomos de plomo, sin importar la diferencia de tamaño y peso entre ellos.
Unidad de intensidad luminosa:
•Candela: es la intensidad luminosa, en una dirección dada, de una fuente que emiteuna radiación monocromática de frecuencia 540 x 10^12 hertz y cuya intensidadenergética en esa dirección es 1/683 watt por esterradián.
•Esta cantidad es equivalente a la que en 1948, en la Conferencia General de Pesas y Medidas, se definió como una sexagésima parte de la luz emitida por un centímetro cuadrado de platino puro en estado sólido a la temperatura de su punto de fusión (2046K).
Ejemplos de unidades derivadas:
•Velocidad = m/s
•Aceleración = m/s^2


Medición:
•Conjunto de operaciones que tiene por objeto determinar el valor de unamagnitud.

Método de medición:

•Secuencia lógica de operaciones descrita de una manera genérica, utilizada en la ejecución de las mediciones.


Procedimiento de medición:
Conjunto de operacionesdescrito específicamentepara realizar medicionesparticulares de acuerdo a un método determinado


Mensurando:

•Magnitud particular sujeta a medición.
•Ejem. La longitud de la mesa.
El propósito de una medición es determinar el valor de una magnitud, llamada el mensurando, que de acuerdo al VIM (Vocabulario Internacional de metrología), es el atributo sujeto a medición de un fenómeno, cuerpo o sustancia que puede ser distinguido cualitativamente y determinado cuantitativamente

Magnitud de influencia:

•Magnitud que no es el mensurando pero que afecta el resultado de lamedición.
EjemTemperatura

Instrumento de medición:

•Dispositivo destinado a ser utilizado para hacer mediciones, solo o enconjunto con otros dispositivos  complementarios.

Calibración:
•Conjunto de operaciones que establecen, bajo condiciones específicas, la relación entre los valores de una magnitud indicados por uninstrumento o sistema de medición, o los valores representados poruna medida materializada y los valores correspondientes de lamagnitud, realizados por los patrones.

Patrón (de medición)
•Medida materializada, instrumento de medición, material de referenciao sistema de medición destinado a definir, realizar, conservar oreproducir una unidad o uno o más valores de una magnitud parautilizarse como referencia.

Tipos de patrones:
•Internacional
•Nacional
•Primario
•Secundario
•De referencia
•De trabajo
•De transferencia
•Viajero

Trazabilidad:
•Propiedad del resultado de una medición o del valor de unpatrón por la cual puede ser relacionado a referenciasdeterminadas, generalmente patrones nacionales, por mediode una cadena ininterrumpida de comparaciones, teniendotodas, incertidumbres determinadas.
•A la cadena ininterrumpida de comparaciones se le llama cadenade trazabilidad.

Sistema de unidades de las magnitudes físicas:
}CGS   Centímetro, gramo segundo
}MKS  Metro, kilogramo, segundo
}MKFS   Metro, kilogramo, fuerza, segundo
}MKSA   Metro, kilogramo, segundo, amperio
}SAU  Sistema Anglosajon de unidades
}SMD  Sistema Métrico Decimal
SI  Sistema Internacional de Unidades



Unidades básicas del SI  






































































Mediciones dimencionales:

}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)



Redondez:


}Lo que se mide en redondez son variaciones de radio y se define Redondez como “la desviación de una redondez ideal que es determinada por la diferencia entre los radios mayor y menor del contorno medido de un mensurando



Planitud:


}La planitud se mide, por ejemplo, en elementos tales como las mesas de máquina, las cintas sinfín de las máquinas de fabricación de papel, las bridas y los cojinetes giratorios (planos circulares), los asientos de máquina, etc.
}En primer lugar, el haz se alinea de forma aproximada a lo largo y a lo ancho del objeto de medición. Después, el detector se coloca en los puntos de medición seleccionados y se registran los valores, de hasta 300 puntos de medición



Rugosidad:


}Los equipos para medición de rugosidad lucen como es mostrado en la Figura 1, aunque también existen de tipo portátil. Sobre una base se coloca un dispositivo de nivelación/sujeción/alineación sobre el que se coloca la pieza a medir, un palpador con una punta cónica con un radio esférico muy pequeño recorre una pequeña distancia sobre la superficie a la que se desea medir la rugosidad elpalpador es movido por el dispositivo de alimentación que esta montado sobre una columna. 



Mediciones de flujo:

Existe una amplísima variedad de dispositivos que permiten medir parámetros cinéticos en fluidos. Los hay que miden exclusivamente velocidad ( Sondas de  Velocidad ), Caudal volumétrico o Caudal másico. Dentro de cada una de estas clase, existen otras que se clasifican según su método de funcionamiento. Es difícil dar una regla general que nos permita determinar cual será la más conveniente en nuestro proceso. Depende de que queremos medir, velocidad, caudal volumétrico ( m3/s) o másico ( kg/s ), del tipo y geometría de la tubería, de la naturaleza del fluido a medir ( gas, líquido, o mezcla de los dos, limpio o sucio, sin o con partículas disueltas, conductividad, etc ) , de la  precisión que se desee alcanzar, y sobre todo, de la economía. Por regla general, los aparatos de medida son bastante caros si se desea cierta precisión.


Medidores de fuerza:


}Los medidores de fuerza con dinamómetros internos o externos cubren el rango completo. Los medidores de fuerza son ideales para su empleo en el control de calidad o en pruebas de materiales. El rango de medición de fuerza empieza en 0,1 N y termina en 200.000 N (por encima de eso a petición). Algunos de los modelos disponen de interfaces para la transferencia de los datos a un ordenador de mesa o portátil, así como algunos de los medidores de fuerza están dotados de dispositivos de montaje para puestos de prueba. Este puesto de prueba es una buena solución para muchas mediciones de fuerzas compresivas y de tracción. La oferta incluye tanto medidores de fuerza con dinamómetros interiores como aparatos con dinamómetros exteriores. La resolución de los medidores de fuerza está entre 0,001 N ... 0,1 N,



Mediciones de temperatura:


}Funciona por la dilatación de un líquido alojado en un bulbo , que se visualiza en un capilar cuyopequeño diámetro permite apreciar grandes variaciones de la longitud del fluido dilatado para un determinado volumen.





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