Nombre: Rivas Romero Jacksson Fernando Cdigo: 201421004602 Programa: Ingeniera Mecnica Asignatura: Introduccin a la Ingeniera Mecnica Fecha: 03/Septiembre/2014

INSTRUMENTOS DE MEDIDA 1. RESUMEN Desde la aparicin del ser humano sobre la tierra surgi la necesidad de contar y medir. No es posible saber cundo surgen las unidades para contar y medir, pero la necesidad de hacerlo aporta ingredientes bsicos que requiere la metrologa, como mnimo, para desarrollar su actividad fundamental como ciencia que estudia los sistemas de unidades, los mtodos, las normas y los instrumentos para medir. Como ejemplo podemos referirnos al Antiguo Testamento de la Biblia, donde se dice: Hazte un arca de maderas resinosas. Haces el arca de carrizo y la calafateas por dentro y por fuera con betn. As es como la hars: longitud del arca, trescientos codos, la anchura cincuenta codos, y su altura treinta codos. Hacer el arca con cubierta y a un codo la rematars por encima, pones la puerta del arca en su costado y haces un primer piso, un segundo piso y un tercero.

Gnesis, 6-14;16. En la actualidad, en cada laboratorio, taller o lnea de produccin es posible encontrar aparatos o dispositivos con escalas de medicin, en donde es muy importante manejar conceptos tales como unidades, sistemas de unidades, trazabilidad, patrones, normas, mtodos, calibracin, sistema de certificacin, etc. A travs del estudio de la metrologa se logra desarrollar en el estudiante la capacidad para estudiar y evaluar sistemas de medicin utilizados en ingeniera, con base en los requerimientos de normas nacionales e internacionales; Es importante recordar y reconocer las diferentes unidades de medida y las reglas generales de conversin con el fin de crear una cultura de excelencia y precisin en nuestras labores de ingeniera. Sumado a la capacidad de estudiar, evaluar, recordar, reconocer y convertir los diferentes sistemas y unidades de medicin es de vital importancia desarrollar la capacidad de identificar y conocer los instrumentos de medicin ms comunes utilizados en ingeniera, as como los detalles para realizar mediciones correctas. Dentro de la actividad profesional del Ingeniero, es importante tener las bases para que al momento de tomar

mediciones para el estudio y anlisis de un proceso; estas sean justas, exactas, consistentes y sobre todo de

acuerdo con las normas nacionales e internacionales reconocidas entre proveedores y consumidores porque

depende de ello el acceso exitoso a los mercados mundiales en un ambiente competitivo, ya que los acuerdos

internacionales e inclusive las relaciones bilaterales no pueden funcionar si no se establecen y no se cumplen

dichas normas, procedimientos y especificaciones de materia prima, mtodos, maquinaria y equipo, medio

ambiente, mercado, medicin y mano de obra.

2. INTRODUCCIN

Metrologa (metron: medida, logos: tratado) de acuerdo con sus races la metrologa est relacionada con todas y

cada una de las actividades de la humanidad. Y ayuda a todas las ciencias existentes para facilitar su

entrenamiento, aplicacin, evaluacin y desarrollo, habiendo estado ligada al hombre desde su creacin o

aparicin sobre la faz de la tierra.

Cada trabajo de medicin se hace bajo un sistema de unidades de medidas lo cual es un conjunto de unidades

confiables, uniformes y adecuadamente definidas que sirven para satisfacer las necesidades de medicin.

Al hacer mediciones, las lecturas que se obtienen nunca son exactamente iguales, an cuando las efecta la misma

persona, sobre la misma pieza, el mismo mtodo, etc. Esta variacin puede ser relativamente grande o pequeo,

pero siempre existir.

La metrologa dimensional se encarga de estudiar las tcnicas de medicin que determinarn correctamente las

magnitudes lineales y angulares (longitudes y ngulos). Se aplican en medicin de longitudes (exteriores,

interiores, profundidades, alturas, etc.), as como el acabado superficial.

La metrologa dimensional se puede clasificar de la siguiente manera:

3. OBJETIVOS

Objetivo General

Desarrollar la capacidad para estudiar y evaluar sistemas de medicin utilizados en Ingeniera, con base en los

requerimientos de normas nacionales e internacionales. Adems de presentar tpicos especiales de la actualidad

referente al rea.

Objetivos Especficos

Adquirir una visin global referente al rea de Metrologa y Calibracin as como el entendimiento de

conceptos bsicos al respecto.

Recordar las unidades bsicas de medida y las reglas generales de conversin, de acuerdo a normas

internacionales.

Identificar y conocer los instrumentos de medicin ms comunes utilizados en Ingeniera Industrial, as

como los detalles para realizar mediciones correctas.

4. CONTENIDO GENERAL

4.1 Conceptos Bsicos

Metrologa: es la ciencia que trata de las medidas, sistemas de unidades adoptados, instrumentos usados para efectuarlos e interpretarlos, as como los mtodos y normas que aplican a las mediciones. Abarca campos tales como: metrologa trmica, elctrica, dimensional, etc. Cotidianamente enfrentamos en el trabajo y en la vida diaria el problema de medir. Medir: es comparar dos objetos de acuerdo a una caracterstica fsica que lo distinga (magnitud) por ejemplo: su peso, temperatura, etc. No basta con decir que un objeto es ms pesado que otro que est muy pesado. Medir responde a la pregunta Cuntos ms? O Cul es su peso? Sistema de medicin: es el conjunto de operaciones, procedimientos, instrumentos (software) y personal utilizado

para llevar a cabo el proceso de medicin.

Instrumentos de medicin: cualquier dispositivo para obtener mediciones.

Unidad (de medida): unidad particular, definida y adoptada por convencin, con la cual se comparan las otras magnitudes de la misma naturaleza para expresar cuantitativamente su relacin con sta relacin. Ref. International Vocabulary of Basic and General Terms. ISO Calibracin: comparacin de las lecturas proporcionadas por un instrumento o equipo de medicin contra un patrn de mayor exactitud conocida. Trazabilidad: es la cadena de comparaciones que relaciona un instrumento con su patrn primario.

4.2 Errores de Medicin

Al hacer mediciones, las lecturas que se obtienen nunca son exactamente iguales, an cuando las efecta la misma persona, sobre la misma pieza, el mismo mtodo, etc. Esta variacin puede ser relativamente grande o pequeo, pero siempre existir. El error de medicin se puede representar como: Error absoluto: diferencia entre el valor ledo y el valor convencionalmente verdadero. Error relativo: es el error absoluto entre el valor convencionalmente verdadero.

De acuerdo al origen donde se produce el error, estos pueden ser: Errores por el instrumento o equipo de medicin. Puede deberse a defectos de fabricacin (deformaciones, imperfecciones mecnicas, etc.) y tiene valores mximos permisibles establecidos en normas o informacin tcnica de fabricantes de instrumentos. Los errores por el instrumento pueden determinarse mediante calibracin. Error del operador o por el mtodo de medicin. Muchas de las causas del error aleatorio se deben al operador, por ejemplo falta de agudeza visual, descuido, cansancio, alteraciones emocionales, etc. Otro tipo de error es debido al mtodo o procedimiento con que se efecta la medicin. El principal es la falta de un mtodo definido y documentado. Error por condiciones ambientales:

Humedad: debido a los xidos que se pueden formar por humedad excesiva en las caras de medicin del instrumento o en otras partes, se establece como norma una humedad relativa de 55% 10%.

Polvo: Los errores debido al polvo o mugre se observan con mayor frecuencia de lo esperado, algunas veces alcanza el orden de 3 micrmetros. Se recomienda utilizar filtros de aire que limiten la cantidad y tamao de las partculas en el ambiente.

Temperatura: En mayor o menor grado, todos los materiales que componen tanto las piezas por medir como los instrumentos de medicin, estn sujetos a variaciones longitudinales debido a cambios de temperatura. Para eliminar estos errores se estableci internacionalmente, desde 1932, como norma una temperatura de 20C para efectuar mediciones.

4.3 Instrumentos de Medicin

A continuacin se describirn una serie de instrumentos de medicin para saber el manejo y cuidados que se deben de tener para utilizarlos de la mejor manera. Regla Las reglas de acero se fabrican en una gran variedad de tipos y tamaos, adecuados a la forma o tamao de una seccin o la longitud de una pieza. Para satisfacer los requisitos de la pieza que se produce y se va a medir, hay disponible reglas graduadas en fracciones o decimales de pulgadas o en milmetros; la ms comn es de 6 pulgadas o 150 milmetros. Se emplean cuando hay que tomar medidas rpidas y cuando no es necesario un alto grado de exactitud. Las reglas ms comnmente utilizadas son: Las reglas rgidas de acero templado, y las reglas flexibles que regularmente son ms estrechas y delgadas, lo que permite flexionarla, para realizar las lecturas donde la rigidez de la regla de acero no permite la medicin adecuada. Calibrador Vernier El calibrador vernier fue elaborado para satisfacer la necesidad de un instrumento de lectura directa que pudiera brindar una medida fcilmente, en una sola operacin. El calibrador tpico puede tomar 3 tipos de mediciones exteriores, interiores y profundidades, pero algunos adems pueden realizar medicin de peldao. Existe una gran variedad de calibradores vernier como por ejemplo: calibradores vernier tipo estndar, tipo M, etc., cada uno con caractersticas muy especiales y que son convenientes de acuerdo a las condiciones de la medicin que se vaya a realizar. Los factores que afectan la exactitud de la medicin con calibradores son: 1) Error inherente a la construccin de calibrador 2) Error de paralaje 3) Condiciones ambientales y fuerza de medicin

Calibrador de Cartula Debido al mecanismo del indicador basado en cremallera y pin, el calibrador de cartula ofrece lecturas fciles; pero, al mismo tiempo, esta caracterstica requiere poner una atencin especial en su manejo, que no se requiere en el calibrador vernier. De acuerdo a normas establecidas, se recomienda utilizarlos en lugar de los vernieres cuando se toman mediciones de hasta 0, 02 mm ya que en este ltimo puede generarse un error en la lectura.

Calibrador Electro Digital Estos calibradores en la actualidad se utilizan extensamente debido a sus ventajas de fcil lectura, operacin y funcionalidad mejorada. Estn disponibles en una amplia variedad de tamaos con rangos de medicin de 100, 150, 200, 300, 450, 600 y 1000 mm. Estn provistos con un conector para salida de datos.

Micrmetro Uno de los instrumentos que se utiliza con mayor frecuencia en la industria en general; principalmente utilizado en la industria metalmecnica. Puede generar valores con hasta 0, 001 pulg. El principio de medicin del micrmetro es un dispositivo que mide el desplazamiento del husillo cuando ste es movido mediante el giro de un tornillo, lo que convierte el movimiento giratorio del tambor en el movimiento lineal del husillo. El desplazamiento de ste amplifica la rotacin del tornillo y el dimetro del tambor. Las graduaciones alrededor de la circunferencia del tambor permiten leer un cambio pequeo en la posicin del husillo. Existen diferentes tipos de micrmetros: mecnicos y digitales con diferentes rangos de medicin, al igual que los vernieres estos tipos de micrmetros tambin cuentan con diferentes diseos (puntas de medicin, topes, mecanismo, material, etc.)

Las principales causas de errores cuando se realizan mediciones con micrmetros u otros instrumentos de medicin son: 1) Principio de Abbe: la mxima exactitud puede obtenerse nicamente cuando el eje del instrumento est alineado con el eje de la pieza que est siendo medida. 2) Error de paralaje: es el cambio en la orientacin relativa aparente de un objeto cuando es visto desde diferentes posiciones; causa errores de medicin cuando hay una diferencia de altura entre 2 superficies graduadas. 3) Puntos Airy y puntos Bessel: cuando una barra larga y delgada est soportada horizontalmente, la cantidad de flexin debida a su propio peso vara significativamente dependiendo de las posiciones de los soportes. Los puntos Airy y los puntos Bessel son puntos de soporte para obtener condiciones especficas de flexin.

Bloques Patrn Son utilizados comnmente como patrones para calibrar instrumentos de medicin, por el acabado superficial y la exactitud de la composicin de sus caras.

Caliper Checker Es una composicin de medidas estndares para la calibracin de vernieres y medidores de altura.

5. CONCLUSIONES

La necesidad de contar y medir existe desde la existencia misma del hombre y se realiza en el da a da.

Dentro de la actividad profesional del Ingeniero es importante tener las bases para que al momento de tomar mediciones para el estudio y anlisis de un proceso; estas sean justas, exactas, consistentes y sobre todo de acuerdo con las normas nacionales e internacionales.

Es importante considerar todas las condiciones que pueden generar errores en las mediciones para lograr resultados ms precisos.

Al momento de manipular un instrumento de medicin es importante tomar todas las precauciones necesarias para evitar descalibrarlo y generar mediciones erradas a futuro.

Al momento de hacer una medicin es importante tomar varias mediciones y promediar los valores para evitar tomar una lectura errada en el primer intento.

Al igual que la importancia de identificar los diferentes instrumentos de medicin, tambin es importante identificar las herramientas de calibracin para lograr mantener los instrumentos en ptimas condiciones.

No existen las mediciones o lecturas perfectas, pero en cada tarea de medicin se debe buscar una precisin que nos acerque a la exactitud a travs de la repetitividad.

6. BIBLIOGRAFA

Gonzlez Carlos. Metrologa Dimensional 2da edicin, Mc Graw Hill (2000)

Bentley John. Sistemas de Medicin 2da edicin, CECSA (2001)

Morales Ramn. Notas de Instrumentacin y Metrologa, Universidad de Sonora

Curso Bsico de Metrologa, SENA (2013)