MEDICIÓN
MEDICIÓN
La medición es la determinación de la
proporción entre la dimensión o suceso de un
objeto y una determinada unidad de medida. La
dimensión del objeto y la unidad deben ser de
la misma magnitud. Una parte importante de la
medición es la estimación de error o análisis de
errores.
MEDICIÓN
MAGNITUD
Es una propiedad que poseen todos los cuerpos,
fenómenos y relaciones entre ellos, que permite que puedan ser medidos y dicha medida, representada en la cantidad, puede ser expresada mediante
números sobre la base de una comparación con otro cuerpo o fenómeno que se toma como patrón.
La masa, el tiempo, la longitud, el volumen, la
rapidez, la temperatura, entre muchas otras, son magnitudes. No debe confundirse magnitud con cantidad. La magnitud es la propiedad, la cantidad es cuánto de eso tiene la magnitud. Por ejemplo, el tiempo es una magnitud, pero 12 horas es una
cantidad.
MEDICIÓN
OPERACIONES DE MEDICIÓN
Para llevar a cabo una operación de medición se requieren al menos tres aspectos:
1. Un sistema físico sobre el que se quiere medir la magnitud que nos interesa
2. Un procedimiento uniforme de medida, aplicable a esos sistemas físicos. Para ello, normalmente se
usan aparatos
3. Una clase de resultados que comprenden los
posibles éxitos de la medición.
MEDICIÓN
TIPOS DE MEDICIÓN
Medición Directa
Asignación de cantidades a números en la que se asigna para una magnitud valores sin hacer uso de medidas previas, es decir, directamente.
Ej. Masa medida por una balanza
MEDICIÓN
Medición Indirecta
Asignación de valores a objetos haciendo uso de valores previos, bien de la misma magnitud para otros objetos, bien de otras magnitudes para el mismo objeto, bien ambos a la vez.
Ej. Medida de la longitud a partir del calentamiento
TIPOS DE MEDICIÓN
MEDICIÓN
Medir adquiere un papel fundamental en la ciencia moderna en la medida en que se pone el énfasis en la cuantificación de los datos.
Las mediciones se ofrecen básicamente como formas de precisar y controlar mejor las predicciones de las teorías.
Las mediciones sirven para consolidar cuantitativamente las teorías.
Las mediciones son herramientas que sugieren fallos en las
teorías y motivan la búsqueda de explicaciones alternativas.
COMPARAR
Comparar es la operación con la que se examinan dos o más elementos u objetos geométricos, para descubrir sus relaciones, diferencias o semejanzas.
Los instrumentos utilizados para comparar se
llaman comparadores y, estos, sirven para la
verificación del paralelismo de dos caras,
comprobar la redondez y concentricidad de ejes y
agujeros o la colocación de las piezas en las
máquinas herramientas, medir y clasificar piezas,
etc.
VERIFICAR
Verificar es, simplemente, comprobar si una cosa es verdadera. Aunque, en Mecánica, este término, también comprende los términos medir y
comparar, siendo
fundamental para saber si
las piezas, aparatos o
máquinas cumplen o no las
condiciones o requisitos
necesarios para llevar a
cabo la función a la que
están destinados.
ERRORES DE MEDICIONES
Al hacer mediciones, las lecturas que se obtienen nunca son exactamente iguales, aun cuando las efectúe la misma persona, sobre la misma pieza, con el mismo instrumento, el mismo método y en el mismo ambiente (repetibilidad).
Los errores surgen debido a la imperfección de los sentidos, de los
medios, de la
observación, de las
teorías que se aplican,
de los aparatos de
medición, de las
condiciones ambientales
y de otras causas.
Medida del error: En una serie de lecturas sobre una misma dimensión constante, la inexactitud o incertidumbre es la diferencia entre los valores máximo y mínimo obtenidos.
Incertidumbre = valor máximo - valor mínimo.
Media Aritmética: Es el valor más cercano al verdadero valor de la magnitud medida, es el resultado de obtener la media aritmética de varias mediciones directas efectuadas con igual exactitud.
ERRORES DE MEDICIONES DIRECTAS
Mediciones realizadas: x
1, x
2, x
3, ……..x n Media
Aritmética
ERRORES DE MEDICIONES
Error Absoluto: Es el valor absoluto de la diferencia entre la media aritmética y el valor de cada medición, se simboliza con la letra griega Delta
Valor Medio del Error Absoluto: Se encuentra sumando los errores absolutos de cada medición y dividiendo para el número de mediciones.
Error Relativo: Es la relación entre el error
absoluto, y el valor de la medición.
ERRORES DE
MEDICIONES Error Relativo Porcentual: Es la relación entre el error absoluto, y el valor de la medición expresado en porcentaje.
NOTACIÓN DE UNA MEDICIÓN
El resultado de las mediciones, considerando el
error absoluto se debe escribir de la siguiente
manera:
TIPOS DE ERRORES
De acuerdo con su influencia y determinación, los errores de medición son de dos tipos básicamente diferentes:
Controlables,
Sistemáticos, Acumulativos o Constantes
Fortuitos, Accidentales o
Casuales.
TIPOS DE ERRORES
Estos son errores que invariablemente tendrán la misma magnitud y el mismo signo bajo las mismas condiciones.
Estos errores pueden ser controlables, es decir, pueden ser determinados y tenidos en cuenta.
Los mismos son determinables, aunque algunas veces su determinación exacta no sea posible porque quizá solo se sabe algunas causas de error que están presente, pero no pueden ser aislados en lo que respecta a la magnitud.
La suma total de los errores controlables conocidos se llama INEXACTITUD. Si estos errores son conocidos, las lecturas de medición pueden ser enmendadas o corregidas.
ERRORES CONTROLABLES SISTEMÁTICOS
ACUMULATIVOS O CONSTANTES
TIPOS DE ERRORES
Si un Error Controlable es solo conocido como una
tolerancia (ERROR CONTROLABLE
DESCONOCIDO), es decir, como una inexactitud admitida, él recibe el signo . No debe por lo tanto ser usado para corregir una medición.
ERRORES CONTROLABLES SISTEMÁTICOS
ACUMULATIVOS O CONSTANTES
TIPOS DE
ERRORES ERRORES NO CONTROLABLES
Estos errores no pueden ser controlados por el operador de los instrumentos de medición.
TIPOS DE ERRORES NO CONTROLABLES
Atendiendo a las causas tenemos los siguientes errores de medición:
Errores Naturales
Errores Instrumentales
Errores Personales
TIPOS DE
ERRORES TIPOS DE ERRORES NO CONTROLABLES ERRORES NATURALES
Se originan de los fenómenos naturales y ellos son en realidad los efectos de ciertas influencias ambientales, para que el observador pueda leer mediciones con error.
Errores adicionales son también los causados por iluminación como las vibraciones, el polvo, la refracción de los rayos de luz, la presión atmosférica y la humedad.
La más importante influencia ambiental es la
temperatura, o más precisamente la diferencia de
temperatura y el patrón de medida, así como
también las desviaciones en la temperatura de cada
uno de estos elementos de la temperatura de
referencia de 20ºC.
TIPOS DE
ERRORES TIPOS DE ERRORES NO CONTROLABLES ERRORES INSTRUMENTALES
Estos son debidos a las tolerancias admitidas de varios componentes de instrumentos de medida o a imperfecciones en la construcción o ajuste al ensamblarse.
Por ejemplo juego excesivo entre la regla y la
corredera de un
calibrador Pie de Rey, rosca defectuosa en el
tambor de los
micrómetros, errores en la
guía y la forma de los
dientes de la rueda y
piñón en los indicadores
de carátula, errores de
graduación en las escalas.
TIPOS DE
ERRORES TIPOS DE ERRORES NO CONTROLABLES ERRORES PERSONALES
Estos errores dependen de las limitaciones físicas y también de los hábitos del observador. Surgen de la misma manera con cada operador y en cada medición, por esta razón es aconsejable el cambio de observador durante mediciones repetidas.
Recordemos que el hombre es
binocular por lo tanto resulta difícil
apreciar con exactitud la
coincidencia entre dos líneas
separadas, o no situadas en el
mismo plano. Por lo tanto a lo
expuesto anteriormente se puede
denominar error de paralaje.
TIPOS DE ERRORES
ERRORES PARALAJE
TIPOS DE ERRORES NO CONTROLABLES
Se origina en la falta de perpendicularidad entre el rayo visual del observador y la escala respectiva.
Se debe reducir al mínimo posible la distancia entre el índice y la escala.
Esta incertidumbre se
puede reducir con la
colocación de un espejo en la
parte posterior del índice. Así
la perpendicularidad del rayo
visual se logrará cuando el
observador no vea la imagen
del mismo en el espejo.
TIPOS DE
ERRORES TIPOS DE ERRORES NO CONTROLABLES
Errores Accidentales o Casuales.
Errores debidos a las Fuerzas.
PRINCIPIO METROLÓGICO
El Principio Metrológico afirma que “la colocación del instrumento debe hacerse siempre de forma que la distancia a medir sea la prolongación rectilínea de la graduación que sirve de escala”.
Por lo consiguiente la pieza
a medir y el instrumento de
medir deben alinearse uno
detrás de otro.
PATRONES Y CALIBRES
PATRONES Y CALIBRES
PATRONES Y CALIBRES
TIPOS DE GALGAS
ANGULARES
DE FORMA
PATRONES Y CALIBRES
GALGAS PRISMÁTICAS O BLOQUES PATRÓN
También llamados “calibres Prismáticos” fueron ideados en Suecia alrededor del año 1900 por el Sr. Johansson, a quien se le ocurrió fabricar unas piezas prismáticas de lados paralelos de distintas alturas.
En 1911 ya se fabricaban los calibres
Johansson en escala industrial reducida. En 1920, la
FORD MOTOR COMPANY contrató al Sr. Johansson
y lo llevó a los EEUU, después de la 1ª guerra
mundial y allí se idearon métodos para producirlos
en gran escala. En 1940 ya se producían por varias
empresas de USA y Europa.
PATRONES Y CALIBRES
Material de las galgas: Aleación de Acero endurecida, estabilizada. Las galgas son rectificadas hasta “casi” exactamente el espesor que deben tener, y luego repulidas con un alto grado de planitud y paralelismo entre sus caras. Tienen una rugosidad de menos de 0,025 µm. Los calibres se comercializan en juegos.
Por ejemplo, un juego de 88 piezas contiene los siguientes bloques:
1 bloque de ... 1,0005 mm
9 bloques de ... 1,001 a 1,009 mm (razón r = 0,001 mm)
49 bloques de ... 1,01 a 1,49 mm (razón r = 0,01 mm)
19 bloques de ... 0,5 a 9,5 mm (razón r = 0,5 mm)
10 bloques de ... 10 a 100 mm (razón r = 10 mm).
Los bloques se acoplan uno sobre otro hasta lograr
la longitud deseada. Se fabrican en seis calidades:
PATRONES Y CALIBRES
Grados de Calidad
INSTRUMENTOS DE MEDIDA PARA
MAGNITUDES LINEALES
Los instrumentos de medida pueden clasificarse en:
Instrumentos Mecánicos
Instrumentos Ópticos
Instrumentos Eléctricos
Instrumentos Neumáticos
INSTRUMENTOS DE MEDIDA PARA MAGNITUDES LINEALES
Entre los mecánicos se encuentran las reglas, compases, calibradores Pie de Rey, micrómetros, comparadores y los indicadores de precisión.
Proyector de Perfiles.
Instrumento Óptico
Mecánico de medición en 2 coordenadas
PARTES FUNDAMENTALES DE UN INSTRUMENTO
INSTRUMENTOS DE MEDIDA PARA MAGNITUDES LINEALES
Elemento sensible
Índice
Equipo móvil
CARACTERÍSTICAS DE UN INSTRUMENTO
Campo de medida
Sensibilidad Absoluta
Precisión
Fiabilidad
Estabilidad
Aproximación
INSTRUMENTOS DE MEDIDA PARA MAGNITUDES LINEALES
REGLAS MILIMETRADAS
Son barras de acero de sección rectangular, por lo general chaflanadas en una de sus caras sobre la cual se han grabado las divisiones en milímetros y en 0,5 milímetros o también en pulgadas subdivididas en 16, 32 o 64 partes. Son de longitud variable llegando en algunos casos hasta más de 1,5 m de longitud.
Permite efectuar mediciones directas con grado de
precisión del medio milímetro. También se utilizan
para el trazado de rectas, en cuyo caso no están
graduadas, o si lo están, ésta es de menor precisión,
debiendo cumplir con la condición de ser
perfectamente rectas. Se presentan también como
metro articulado, cinta métrica y curvímetro.
INSTRUMENTOS DE MEDIDA PARA MAGNITUDES LINEALES
COMPASES Antes de que fueran introducidos instrumentos como el calibrador vernier, las partes eran medidas con compases (interiores, exteriores, divisores) y reglas.
Por ejemplo, para medir un diámetro exterior la parte es puesta entre las puntas del compás
y luego las puntas del compás son colocadas sobre
una regla para medir la lectura En otra aplicación las
puntas del compás de exteriores se separan una
distancia específica utilizando una regla, entonces
las partes son maquinadas hasta que las puntas del
compás se deslizan justamente sobre la superficie
maquinada.
INSTRUMENTOS DE MEDIDA PARA MAGNITUDES LINEALES
CALIBRADOR O PIE DE REY El calibrador vernier es uno de los instrumentos mecánicos para medición lineal de exteriores, medición de interiores y de profundidades más ampliamente utilizados.
Se creé que la escala vernier fue inventado por un portugués llamado Petrus Nonius. El calibrador vernier
actual fue desarrollado después, en 1631 por Pierre Vernier.
El vernier o nonio que poseen los calibradores
actuales permiten realizar fáciles lecturas hasta
0.05 o 0.02 mm y de 0.001" o 1/128" dependiendo
del sistema de graduación a utilizar (métrico o
inglés).
INSTRUMENTOS DE MEDIDA PARA MAGNITUDES LINEALES
1. Mordazas para medidas externas 2. Orejetas para medidas internas
3. Aguja para medida de profundidades
4. Escala principal con divisiones en milímetros y centímetros
5. Escala secundaria con divisiones en pulgadas y fracciones de pulgada
6. Nonio para la lectura de las fracciones de milímetros en que esté dividido 7. Nonio para la lectura de las fracciones de pulgada en que esté dividido 8. Botón de deslizamiento y freno
PARTES DE UN PIE DE REY
INSTRUMENTOS DE MEDIDA PARA MAGNITUDES LINEALES
CLASES DE MEDICIONES
EXTERIORES
INTERIORES
PROFUDIDADES
INSTRUMENTOS DE MEDIDA PARA MAGNITUDES LINEALES
PRINCIPIO DE MEDICIÓN
El principio de medición del pie de rey consiste en
dividir nueve divisiones de la regla principal en 10
divisiones del nonio, de manera que cada división del nonio tiene 9/10 de la longitud de una división de la regla principal y la
diferencia entre ambas es de 1/10 de esa longitud.
Cuando el instrumento está cerrado coinciden ambos
ceros, el del nonio y el de la
regla principal.
INSTRUMENTOS DE MEDIDA PARA
MAGNITUDES LINEALES
INSTRUMENTOS DE MEDIDA PARA MAGNITUDES LINEALES
APRECIACIÓN
La apreciación del nonio, es decir, el valor de menor fracción medible, viene dada por la diferencia entre la longitud de la menor división de la escala de la regla y la menor división de la escala de la corredera (nonio), cuando la longitud del nonio no es normalizada.
Para nonios con longitudes normalizadas la apreciación viene dada por la diferencia entre la longitud de dos menores divisiones de la escala de la regla y la menor división de la escala de la corredera (nonio). a= división de la regla - división
del nonio
a= 1-9/10=10/10-9/10=1/10mm
Nonio de 20 divisiones
a=1 - 19/20 = 20-19/20 = 1/20 mm;
a= 1/20 = 0.05
Nonio de 50 divisiones
a = 1 - 49/50 = 50-49/50 = 1/50 mm;
a = 1/50 =0.02
