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METROLOGÍA DE SUPERFICIES METROLOGÍA DE SUPERFICIES Lic. Fernando Kornblit [email protected] Lic. Fernando Kornblit [email protected] Nov-Dic 2004 Nov-Dic 2004

curso rugosidad

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Page 1: curso rugosidad

METROLOGÍA DE SUPERFICIESMETROLOGÍA

DE SUPERFICIES

Lic. Fernando [email protected]

Lic. Fernando [email protected]

Nov-Dic 2004Nov-Dic 2004

Page 2: curso rugosidad

TEXTURA SUPERFICIAL(LO “RUGOSO” Y LO “SUAVE” )

TEXTURA SUPERFICIAL(LO “RUGOSO” Y LO “SUAVE” )

Page 3: curso rugosidad

Superficie periódica anisótropicaproducida por torneado

Superficie periSuperficie perióódica dica anisanisóótropicatropicaproducida por torneadoproducida por torneado

Page 4: curso rugosidad

Superficie aleatoria anisótropicaproducida por moldeado

Superficie aleatoria Superficie aleatoria anisanisóótropicatropicaproducida por moldeadoproducida por moldeado

Page 5: curso rugosidad

Hoja de acero laminadaHoja de acero laminadaHoja de acero laminada

Page 6: curso rugosidad

Hoja de acero laminada –representación tridimensional

Hoja de acero laminada Hoja de acero laminada ––representacirepresentacióón tridimensionaln tridimensional

Page 7: curso rugosidad

TEXTURA SUPERFICIALPreguntas Iniciales

TEXTURA SUPERFICIALPreguntas Iniciales

¿Por qué medir la textura superficial?

¿Qué medir de la textura superficial?

¿Cómo medir la textura superficial?

¿Por qué medir la textura superficial?

¿Qué medir de la textura superficial?

¿Cómo medir la textura superficial?

Page 8: curso rugosidad

¿Qué medir de la textura superficial?

¿Qué medir de la textura superficial?

Page 9: curso rugosidad

¿Qué es lo que diferencia a estas montañas?

¿¿QuQuéé es lo que diferencia es lo que diferencia a estas montaa estas monta ññas?as?

Page 10: curso rugosidad

Rugosidad:Irregularidades inherentes al proceso de producción, generados por el maquinado, herramientas de corte, granulados, o por defectos de uso (rayas, etc)

Ondulación:Componente de la textura sobre la cual se superpone la rugosidad. Puede ocasionarse por deflexiones de la maquinaria o del trabajo, vibraciones, tensiones en el material, u otros factores

Perfil:Forma general de la superficie, una vez que se descartan las variaciones de rugosidad y ondulación. Relacionada con los “errores de forma”, o desvíos respecto de la forma pretendida en el diseño. Estos desvíos pueden ser causados por flexión de la máquina o pieza, o errores de guiado.

Rugosidad:Rugosidad:Irregularidades inherentes al proceso de producciIrregularidades inherentes al proceso de produccióón, n, generados por el maquinado, herramientas de corte, generados por el maquinado, herramientas de corte, granulados, o por defectos de uso (rayas, etc)granulados, o por defectos de uso (rayas, etc)

OndulaciOndulacióón:n:Componente de la textura sobre la cual se superpone la Componente de la textura sobre la cual se superpone la rugosidad. Puede ocasionarse por deflexiones de la rugosidad. Puede ocasionarse por deflexiones de la maquinaria o del trabajo, vibraciones, tensiones en el maquinaria o del trabajo, vibraciones, tensiones en el material, u otros factoresmaterial, u otros factores

Perfil:Perfil:Forma general de la superficie, una vez que se Forma general de la superficie, una vez que se descartan las variaciones de rugosidad y ondulacidescartan las variaciones de rugosidad y ondulacióón. n. Relacionada con los Relacionada con los ““errores de formaerrores de forma””, o desv, o desvííos os respecto de la forma pretendida en el diserespecto de la forma pretendida en el diseñño. Estos o. Estos desvdesvííos pueden ser causados por flexios pueden ser causados por flexióón de la mn de la mááquina quina o pieza, o errores de guiado. o pieza, o errores de guiado.

Page 11: curso rugosidad
Page 12: curso rugosidad

¿Cómo medir la textura superficial?

¿Cómo medir la textura superficial?

Page 13: curso rugosidad

Métodos subjetivos de caracterizar superficies

�aspecto

�tacto

�reflexión de la luz

Métodos subjetivos de caracterizar superficies

�aspecto

�tacto

�reflexión de la luz

Page 14: curso rugosidad

Patrón de comparaciónPatrón de comparación

Page 15: curso rugosidad

Rugosímetros primitivosRugosímetros primitivos

Obtención de un perfil impreso de la superficie

Page 16: curso rugosidad

Amplificaciones del perfilAmplificaciones del perfil

Page 17: curso rugosidad

¿por qué medir la textura superficial?¿por qué medir la textura superficial?

�relación con la función del producto

�caracterísitca de su calidad

�costo

• “tanto más suave mejor”

• “tanto más rugoso mejor” (picos)

• “tanto más rugoso mejor” (valles)

�relación con la función del producto

�caracterísitca de su calidad

�costo

• “tanto más suave mejor”

• “tanto más rugoso mejor” (picos)

• “tanto más rugoso mejor” (valles)

Page 18: curso rugosidad

�¿por qué medir la textura superficial?�¿por qué medir la textura superficial?

Algunos ejemplos

•lubricación

•superficies en movimiento relativo

•abrazaderas

•apariencia del producto

•conducción del calor

•conducíón de la corriente eléctrica

Algunos ejemplos

•lubricación

•superficies en movimiento relativo

•abrazaderas

•apariencia del producto

•conducción del calor

•conducíón de la corriente eléctrica

Page 19: curso rugosidad

SwitchSwitchGran Gran áárea de contactorea de contactoConducciConduccióón n elelééctricactrica

hoja de hoja de aceroacero

Rugosidad, Rugosidad, áárea de rea de contactocontactoAdhesiAdhesióónn

Anillo pistAnillo pistóónnGran Gran áárea de contacto, bajo rea de contacto, bajo desgastedesgasteSelladoSellado

RodilloRodilloPicos en punta, poca Picos en punta, poca áárea rea de contactode contactoFricciFriccióónn

Pintura de Pintura de automautomóóvilvilReflexiReflexióón de luz uniformen de luz uniformeDecoraciDecoracióónn

Paletas Paletas deslizantesdeslizantesBaja fricciBaja friccióón, desgasten, desgasteMovimiento Movimiento

relativorelativo

EjemploEjemploCriterio de CalidadCriterio de CalidadFunciFunci óónn

Productos cuya textura cumplen una función determinada

Productos cuya textura cumplen una función determinada

Page 20: curso rugosidad

Creación de superficies

�Proceso de remoción de material (molido, afilado, grabado)

�Procesos de agregado de material (enchapado, pintura, bañado)

�Procesos de elaboración de forma (apisonado, bruñido, moldeado)

CreaciCreacióón de superficiesn de superficies

�Proceso de remoción de material (molido, afilado, grabado)

�Procesos de agregado de material (enchapado, pintura, bañado)

�Procesos de elaboración de forma (apisonado, bruñido, moldeado)

Page 21: curso rugosidad

Superficie rayada

Superficie rayada

Superficie lijada

Superficie lijada

Superficie maquinadaSuperficie maquinada

Page 22: curso rugosidad

Superficie amoladaSuperficie amolada

Superficie amolada finaSuperficie

amolada fina

Superficie torneada al diamante

Superficie torneada al diamante

Superficie lapidadaSuperficie lapidada

Page 23: curso rugosidad

Superacabado

Lapidado

Pulido

Afilado

Amolado

Rectificado

Rectificado cilíndrico

Torneado

Fresado

Molido

Corte

Moldeado

Aplanado

SuperacabadoSuperacabado

LapidadoLapidado

PulidoPulido

AfiladoAfilado

AmoladoAmolado

RectificadoRectificado

Rectificado cilRectificado cilííndricondrico

TorneadoTorneado

FresadoFresado

MolidoMolido

CorteCorte

MoldeadoMoldeado

AplanadoAplanado

RUGOSIDADES TRUGOSIDADES TÍÍPICAS DE DISTINTOS PROCESOS DE ACABADO SUPERFICIALPICAS DE DISTINTOS PROCESOS DE ACABADO SUPERFICIAL

Page 24: curso rugosidad

La textura superficial es una huella digital del proceso de producción

Afecta al costo y a la calidad del producto

La textura superficial es una huella digital del proceso de producción

Afecta al costo y a la calidad del producto

Page 25: curso rugosidad

10 20 30 40

rugosidad alcanzada (Rz, en µm)

cost

o re

lativ

o de

pr

oduc

ción

lapidadolapidado

pulidopulido

molidomolido

Rugosidad alcanzada, en función del proceso superficial

Rugosidad alcanzada, en función del proceso superficial

Page 26: curso rugosidad

Perfiles de superficies amoladas, de acuerdo al filo de la amoladora

Perfiles de superficies amoladas, de acuerdo al filo de la amoladora

Control del proceso de terminación a través de la evaluación de la textura

Control del proceso de terminación a través de la evaluación de la textura

Page 27: curso rugosidad

Parámetros de rugosidad

Parámetros de rugosidad

¿cómo asignar valores numéricos a las texturas de superficies?

¿cómo asignar valores numéricos a las texturas de superficies?

Page 28: curso rugosidad

Superficie realSuperficie realSuperficie contorno de un cuerpo, que separa a éste del medio que lo circunda

Perfil de superficie:Intersección de la superficie real con un plano especificado

Page 29: curso rugosidad

dirección de palpado

dirección de palpado

perfil obtenidoperfil obtenido

x

z

Page 30: curso rugosidad

Perfil medidoPerfil medido

Recta de cuadrados

mínimosRecta de cuadrados

mínimos

x

z

zznivniv

xxx

Perfil niveladoPerfil nivelado

Page 31: curso rugosidad

Recta de cuadrados mRecta de cuadrados m íínimos:nimos:

( )xbya

;xx

yxyxb

⋅−=−

⋅−⋅=2

2

( )xbazzniv ⋅+−=Perfil niveladoPerfil nivelado

Page 32: curso rugosidad

Filtros de perfilFiltros que separan perfiles de acuerdo a sus longitudes de onda

Filtro λλλλsfiltro que define la separación entre la rugosidad y componentes de ruido de longitud de onda aún más cortas

Filtro λλλλcfiltro que define la separación entre los componentes de rugosidad y los componentes de ondulación

Filtro λλλλffiltro que define la separación entre los componentes de ondulación y los componentes de longitud de onda aún mayores de la superficie

Page 33: curso rugosidad

Perfil primarioBase para la evaluación de los parámetros primarios de perfil

Perfil de rugosidadPerfil derivado del primario, modificado intencionalmente para suprimir los componentes de longitud de onda mayores que λcBase para la evaluación de los parámetros de rugosidad.

Perfil de ondulaciónPerfil derivado del primario, modificado intencionalmente para suprimir los componentes de longitud de onda menores que λc. y los mayores que λf. Base para la evaluación de los parámetros de ondulación

Page 34: curso rugosidad

Perfil primario

Perfil de rugosidad

Perfil de ondulación

Perfil filtrado

Perfil primario

Perfil de rugosidad

Perfil de ondulación

Perfil filtrado

Page 35: curso rugosidad

Longitud de base ( Lp, Lr, Lw)

Longitud en la dirección del eje x usada para identificar las irregularidades del perfil bajo evaluación (Habitualmente, Lr=λc; Lw = λf )

Longitud de evaluación ( L )

Longitud en la dirección del eje x usada para medir el perfil bajo evaluación. Puede comprender varias longitudes de base.

Page 36: curso rugosidad

ParParáámetros estimado a partir de una longitud de basemetros estimado a partir de una longitud de base

ParParáámetros estimado a partir del promedio aritmmetros estimado a partir del promedio aritm éético tico de todas las longitudes de base en la longitud de de todas las longitudes de base en la longitud de evaluacievaluaci óón (habitualmente 5) n (habitualmente 5)

ParParáámetros definidos directamente sobre la longitud de metros definidos directamente sobre la longitud de evaluacievaluaci óónn

Curvas estimadas a partir de los datos tomados de l a Curvas estimadas a partir de los datos tomados de l a longitud de evaluacilongitud de evaluaci óón n

DIFERENTES TIPOS DE PARÁMETROS

ParParáámetros de amplitudmetros de amplitud

ParParáámetros de espaciadometros de espaciado

ParParáámetros hmetros h ííbridosbridos

ParParáámetros de rugosidadmetros de rugosidad

ParParáámetros de ondulacimetros de ondulaci óónn

ParParáámetros de perfilmetros de perfil

Page 37: curso rugosidad

DesviaciDesviaci óón media aritmn media aritm éética del perfil tica del perfil (rugosidad media aritm(rugosidad media aritm éética)tica)

promedio de los desvíos absolutos con respecto ala línea media

(análogo a Pa, Wa )

En la práctica:

( )∫=L

adxxZ

LR

0

1

( )∑=x

axZ

LR

1

Page 38: curso rugosidad

RepresentaciRepresentaci óón grn gr ááfica de fica de RRaa

longitud de base

RRaa es utilizado para monitorear procesos de producción donde puede haber cambios graduales en el acabado superficial debidos a desgaste del herramental

No está afectado por defectos de la superficie, los que son eliminados al promediar

La repetibilidad al medir RRaa es mejor que al medir otros parámetros

Page 39: curso rugosidad

Muchas veces Ra no es suficiente para caracterizar la textura o rugosidad de una superficie:

Page 40: curso rugosidad

PICOS Y VALLESPICOS Y VALLES

Page 41: curso rugosidad

Altura mAltura m ááxima de perfil (picos)xima de perfil (picos)

Rp máxima altura de perfil dentro de una longitud de base

(análogo a Pp, Wp )

Page 42: curso rugosidad

Profundidad mProfundidad m ááxima de perfil (valles)xima de perfil (valles)

Rv máxima altura de perfil dentro de una longitud de base

(análogo a Pv, Wv )

Page 43: curso rugosidad

Altura mAltura m ááxima de perfil (picos y valles)xima de perfil (picos y valles)

Rzsuma de la altura del mayor pico Zp y del mayor valle Zv dentro de una longitud de base

(análogo a Pv, Wv )

Page 44: curso rugosidad

( )54321 zzzzzmax R,R,R,R,RmaxR =

ParParáámetros mmetros m ááximos en la longitud de ximos en la longitud de evaluacievaluaci óónn

Page 45: curso rugosidad

5

54321 zzzzzz

RRRRRR

++++=

Page 46: curso rugosidad

��RRzz es mes máás sensible a los cambios en el s sensible a los cambios en el tratamiento superficial que Ra. en este sentido, es tratamiento superficial que Ra. en este sentido, es un herramienta un herramienta úútil para monitorear el proceso de til para monitorear el proceso de producciproduccióónn

��RRmaxmax es una medida del mes una medida del mááximo defecto de ximo defecto de altura (picos y valles) en la longitud de altura (picos y valles) en la longitud de evaluacuevaluacuóónn, , y es y es úútil en superficies donde no es admisible ni til en superficies donde no es admisible ni siquiera tener un defecto (por ejemplo, en sellos)siquiera tener un defecto (por ejemplo, en sellos)

��RRzz yy RRmaxmax usados conjuntamente son usados conjuntamente son herramientas herramientas úútiles al monitorear la variacitiles al monitorear la variacióón del n del acabado superficial en un proceso de producciacabado superficial en un proceso de produccióón. n. Valores muy diferentes entre estos dos parValores muy diferentes entre estos dos paráámetros metros puede significar un acabado superficial no puede significar un acabado superficial no consistenteconsistente

Page 47: curso rugosidad

ParParáámetros definidos directamente sobre la longitud metros definidos directamente sobre la longitud de evaluacide evaluaci óónn

Pt : Altura máximo del perfil sobre la longitud de evaluación (análogo a Pt, ,Wt)

Se aplica sobre un perfil nivelado pero no filtrado

Page 48: curso rugosidad

LA SUPERFICIE COMO OBJETO ESTADÍSTICO

DistribuciDistribucióón de amplitudesn de amplitudes

La textura de una superficie puede estar sujeta a diferentes causas de variación (por ejemplo, cuando se somete la superficie a diversos

procesos sucesivos). La estadística analiza la interrelación de diversas causas

Page 49: curso rugosidad

DISTRIBUCIDISTRIBUCIÓÓN DE AMPLITUDESN DE AMPLITUDES

DISTRIBUCIDISTRIBUCIÓÓN ACUMULADA DE AMPLITUDESN ACUMULADA DE AMPLITUDES(Curva de Abbott(Curva de Abbott --Firestone)Firestone)

Page 50: curso rugosidad

(Curva de Abbott(Curva de Abbott --Firestone)Firestone)La calidad de una superficie a veces depende de cómo se relaciona ésta con otra superficie.

Ejemplos de superficies con buenas propiedades de contacto son sellos, rodamientos, contactos eléctricos o térmicos, recubrimientos adhesivos, etc.

Si las dos superficies están sepradas por un fluido lubricante, cualquier pico mayor que el espesor de fluido contatcará la superficie opuesta, causando desgaste y fricción. PAra esta aplicación es preferible una superficie con picos bajos (aunque tenga valles profundos). Sin embargo, los parámetros definidos hasta aquí no diferencian entre picos y valles.

La superficie es la transición entre dos medios (aire y material). La curva de Abbott-Firestone describe cómo es esa transición, estadísiticamente

Page 51: curso rugosidad

(Curva de Abbott(Curva de Abbott --Firestone)Firestone)Se calcula, a cada profundidad, la proporción de material.

La línea de referencia puede ser el pico más alto del perfil, o, más para mayor precisión, la línea correspondiente a un pocentajeespecificado

Page 52: curso rugosidad

Otros casosOtros casos

Page 53: curso rugosidad

La curva de Abbott- Firestoe se utiliza para el cálculo de

los cocientes tp, que simulan el desgaste de la pieza.

Page 54: curso rugosidad

DesviaciDesviaci óón media cuadrn media cuadr áática del perfil tica del perfil (rugosidad media cuadr(rugosidad media cuadr áática)tica)

( )∫=L

q dxxZL

R0

21

(análogo a Pq, ,Wq)

( )∑= xZL

R iq21

En la práctica,.:

RRqq es la desviacies la desviaci óón n standardstandard de la distribucide la distribuci óón de n de amplitudesamplitudes

Page 55: curso rugosidad

Representación gráfica de Rq

(desviación standard del perfil)

Page 56: curso rugosidad

Representación gráfica de Ra y Rq pàradiferentes perfiles

perf

il pe

rfil

gaus

sian

oga

ussi

ano

perf

il co

n pe

rfil

con

valle

sva

lles

Page 57: curso rugosidad

AsimetrAsimetr íía (a (skewnessskewness ))

( )

= ∫

L

sk dxxZLR

R

q 0

3

3

11

otra forma de evaluar si el perfil posee picos o valles)

En la práctica

( )

= ∑ isk xZLR

R

q

3

3

11

Page 58: curso rugosidad

Representación gráfica del coeficiente de asimetría en diferentes perfiles

Page 59: curso rugosidad

AsimetrAsimetr íía negativa indica concentracia negativa indica concentraci óón del material n del material cerca del tope de la superficie (mcerca del tope de la superficie (m áás valles que picos)s valles que picos)

Es un parEs un par áámetro muy sensible a defectos de superficiemetro muy sensible a defectos de superficie

Page 60: curso rugosidad

KurtosisKurtosis

( )

= ∫

L

ku dxxZLR

R

q 0

4

4

11

Mide la forma de la distribución de amplitudes

( )

= ∑ isk xZLR

R

q

4

4

11En la práctica

Page 61: curso rugosidad

Representación gráfica de la kurtosis en diferentes perfiles

Page 62: curso rugosidad

Representación gráfica de la kurtosis en diferentes perfiles (II)

Page 63: curso rugosidad

ParParáámetros de espaciadometros de espaciado

La apariencia de la superficie depende no sólo de la profundidad de los picos y los vallles, sino también del espacio entre ellos. Superficie con el mismo Ra o Rzpueden variar mucho en apariencia.

En casos donde la apariencia es crítica, se utilizan parámetros de espaciado.

Por ejemplo, hojas de metal, moldes plásticos, terminaciones texturadas, o recubrimientos.

En la industria metalúrgica, por ejemplo: con picos muy espaciados puede resultar dificultosa la adhesión de pintura. En cambio, picos demasiado juntos puednocasionar roturas o fallas.

Page 64: curso rugosidad

ParParáámetros de espaciadometros de espaciado

Se basan en el conteo de picos por unidad de Se basan en el conteo de picos por unidad de longitud, pero longitud, pero

¿¿ququ éé es un pico?es un pico?

Distinguimos picos sDistinguimos picos sóólo cuando se supera una lo cuando se supera una profundidad predeterminadaprofundidad predeterminada

Page 65: curso rugosidad

Distinguimos picos sDistinguimos picos sóólo cuando se supera una lo cuando se supera una profundidad predeterminadaprofundidad predeterminada

no son picosno son picossí son picossí son picossí son picosno son picosno son picossí son picossí son picossí son picos

Page 66: curso rugosidad

TambiTambi één se define:n se define:

donde D es la longitud total de picos sobre la longitud de evaluación

DL

RSm =

NR: Número de picos en la longitud de evaluación, normalizado a una longitud standard

Page 67: curso rugosidad

Perfiles con diferentes Perfiles con diferentes NR

Aplicación:Industria metalúrgica: Nr y Rz suelen ser parámetros suficientes para caracterizar la apariencia y funcionalidad del producto final

Page 68: curso rugosidad

FUNCIFUNCIÓÓN DE AUTOCORRELACIN DE AUTOCORRELACI ÓÓN N DE UNA SUPERFICIEDE UNA SUPERFICIE

( ) ( ) ( )dxxxyxyxAC ∆+=∆ ∫permite caracterizar superficies de permite caracterizar superficies de

perfil periperfil peri óódicodico

Page 69: curso rugosidad

Reglas y

procedimientos para

evaluar la textura

superficial

(ISO 4288)

Reglas y

procedimientos para

evaluar la textura

superficial

(ISO 4288)

Page 70: curso rugosidad

ParParáámetro estimado:metro estimado: Estimación a partir de una longitud de base

ParParáámetro estimado promediometro estimado promedio : A partir del promedio aritmético de todas las longitudes de base en la longitud de evaluación (habitualmente 5)

ParParáámetros definidos sobre la longitud de evaluacimetros definidos sobre la longitud de evaluaci óón: n: Son estimados directamente sobre toda la longitud de evaluación (por ejemplo: Pt, Rt, ,Wt)

Curvas y parCurvas y par áámetros relacionadosmetros relacionados :: Son estimados a partir de los datos tomados de la longitud de evaluación

Reglas y procedimientos para evaluar la textura superficial – cómo evaluar los parámetros

Page 71: curso rugosidad

AreasAreas de la superficie a inspeccionar:de la superficie a inspeccionar: Se debe proceder a inspeccionar visualmente la superficie

�Si aparenta ser homogénea, los parámetros se miden sobre la superficie entera

�Si hay áreas obviamente diferentes, los parámetros se determinan en cada área por separado, o bien en la que aparenta tener valores máximos (si la especificación corresponde a un valor máximo)

Regla del 16%: Regla del 16%: Para especificaciones correspondientes a límites máximos, la superficie se considera aceptable si no más del 16% de todos los valores medidos del parámetro indicado excede el valor especificado Para especificaciones correspondientes a límites mínimos, la superficie se considera aceptable si no más del 16% de todos los valores medidos es menor que el valor especificado

Page 72: curso rugosidad

Justificación de la regla del 16% Justificación de la regla del 16% (límites inferior y superior de especificación)(límites inferior y superior de especificación)

%68

σµ ±16% 16%

Porcentaje

%68

σµ ±16% 16%

Porcentaje permitido sobre un

límite superior

Porcentaje permitido debajo

de un límite inferior

Justificación de la regla del 16% Justificación de la regla del 16% (límites inferior y superior de especificación)(límites inferior y superior de especificación)

%68

σµ ±

%68

σµ ±16% 16%

Porcentaje

%68

σµ ±

%68

σµ ±16% 16%

Porcentaje permitido sobre un

límite superior

Porcentaje permitido debajo

de un límite inferior

Justificación de la regla del 16% Justificación de la regla del 16% (límites inferior y superior de especificación)(límites inferior y superior de especificación)

%68

σµ ±

%68

σµ ±16% 16%

Porcentaje

%68

σµ ±

%68

σµ ±16% 16%

Porcentaje permitido sobre un

límite superior

Porcentaje permitido debajo

de un límite inferior

Justificación de la regla del 16% Justificación de la regla del 16% (límites inferior y superior de especificación)(límites inferior y superior de especificación)

%68

σµ ±

%68

σµ ±16% 16%

Porcentaje

%68

σµ ±

%68

σµ ±16% 16%

Porcentaje permitido sobre un

límite superior

Porcentaje permitido debajo

de un límite inferior

Porcentaje permitido debajo

de un límite inferior

Page 73: curso rugosidad

Regla del mRegla del m ááximo: ximo: Si el requerimiento especifica el valor máximo de un parámetro, ninguno de los valores medidos de ese parámetro debe superar al valor especificado

Ramax, Rz1 max, etc

Incertidumbre de mediciIncertidumbre de medici óónn : : En la evaluación de la conformidad de una superficie, al evaluar la incertidumbre no debe tenerse en cuenta el componente asociado a la falta de homogeneidad de la misma, el cual ya es considerado en la regla del 16%

NNúúmero de longitudes de basemero de longitudes de base: Al calcular un parámetro de rugosidad promedio, se utilizan 5 longitudes de base. Si se utilizara un número diferente (n), hay que tener en cuenta que la dispersión del valor promedio σn se modifica de acuerdo a:

55 nn ⋅= σσ

Page 74: curso rugosidad

GuGuíía para determinar el a para determinar el cutcut --offoff λλλλλλλλcc

Ra

[ µm]

LONGITUD DE BASE

[mm]

LONGITUD DE EVALUACIÓN

[mm] 0,006 a 0,02 0,08 0,4

0,02 a 0,1 0,25 1,25 0,1 a 2 0,8 4 2 a 10 2,5 1,25

10 a 80 8 40

1. Perfil no periódico, determinación de Ra

Rz

[ µm]

LONGITUD DE BASE

[mm]

LONGITUD DE EVALUACIÓN

[mm] 0,025 a 0,1 0,08 0,4 0,1 a 0,5 0,25 1,25 0,5 a 10 0,8 4 10 a 50 2,5 1,25 50 a 200 8 40

2. Perfil no periódico, determinación de Rz

Page 75: curso rugosidad

RSm

[ µm]

LONGITUD DE BASE

[mm]

LONGITUD DE EVALUACIÓN

[mm] 0,013 a 0,04 0,08 0,4 0,04 a 0,13 0,25 1,25 0,13 a 0,4 0,8 4 0,4 a 1,3 2,5 1,25 1,3 a 4 8 40

3. Perfil periódico, determinación de Ra y Rz,,

y perfil periódico o no periódico, determinación de Sm,

4. Longitudes establecidas en las especificaciones o los requerimientos de diseño: de acuerdo a ellos

Page 76: curso rugosidad

Paralelo

Perpendicular

Cruzado

Multidireccional

Particulado

Circular

Radial

ParaleloParalelo

PerpendicularPerpendicular

CruzadoCruzado

MultidireccionalMultidireccional

ParticuladoParticulado

CircularCircular

RadialRadial

Page 77: curso rugosidad

RUGOSÍMETROSMecánicos (de palpado)

Transductor piezoleléctrico

Transductor de bobina

Transductor láser

Ópticos

RUGOSÍMETROSMecánicos (de palpado)

Transductor piezoleléctrico

Transductor de bobina

Transductor láser

Ópticos

Page 78: curso rugosidad

Componentes de un Componentes de un rugosrugos íímetrometro de palpado de palpado

((stylusstylus instrumentinstrument –– ISO 3274)ISO 3274)

Page 79: curso rugosidad

PalpadorPalpador ((pick up):pick up):Componente que contiene el elemento de trazado, la Componente que contiene el elemento de trazado, la ppúúa a ((stylusstylus tiptip)) y el transductory el transductor

Elemento de trazadoElemento de trazadoElemento que transmite los desplazamientos de la pElemento que transmite los desplazamientos de la púúa a al transductoral transductor

PPúúa a ((stylusstylus tiptip ))Cono con un Cono con un áángulo definido (ngulo definido (normalamentenormalamente, 60, 60ºº o 90o 90ºº) ) y con una punta esfy con una punta esféérica de un radio definido (2rica de un radio definido (2 µµm, m, 55 µµm, 10m, 10 µµm )m )

TransductorTransductorDispositivo que convierte las coordenadas z del perfil Dispositivo que convierte las coordenadas z del perfil trazado, referido al perfil de referencia, en una setrazado, referido al perfil de referencia, en una seññal al

Page 80: curso rugosidad

Radio de la punta:Radio de la punta:

6060ºº ±± 55ºº 9090ºº ±± 55ºº

Angulo de la puntaAngulo de la punta ::

22ºº±±11ºº 55ºº±±22ºº 1010ºº±±33ºº

Fuerza de mediciFuerza de medici óón estn est ááticatica

≤≤0,7 0,7 mNmN ≤≤4 4 mNmN ≤≤16mN 16mN

VariaciVariaci óón en la fuerza de medicin en la fuerza de medici óón estn est ááticatica

≤≤0,035 0,035 mNmN/m /m ≤≤0,2 0,2 mNmN/m /m ≤≤0,8 0,8 mNmN/m/m

CaracterCaracter íísticas de los sticas de los palpadorespalpadores

Page 81: curso rugosidad

Distancia de la pDistancia de la p úúa:a:

dependiendo del disedependiendo del diseñño de la po de la púúaa

RadioRadio ::

0,3mm 1mm 0,3mm 1mm 3mm 3mm 10mm 10mm 30mm 30mm ∝∝

AnchoAncho

dependiendo del disedependiendo del diseñño de la po de la púúaa

RugosidadRugosidad

RRzz ≤≤ 0,10,1µµmm

CaracterCaracter íísticas de los patinessticas de los patines

Page 82: curso rugosidad

Diferentes tipos de Diferentes tipos de palpadorespalpadores

Page 83: curso rugosidad

Transductor Transductor piezolelpiezolelééctricoctrico

Page 84: curso rugosidad

Transductor de bobinaTransductor de bobina

Page 85: curso rugosidad

Transductor lTransductor lááserser

Page 86: curso rugosidad

Transductor inductivoTransductor inductivo

Es capaz de medir la posiciEs capaz de medir la posicióón absoluta del, palpado, n absoluta del, palpado, es utilizado en la mayores utilizado en la mayoríía de los equipos de exactitud.a de los equipos de exactitud.

Dos bobinas forman los brazos de un circuito puente, Dos bobinas forman los brazos de un circuito puente, prpróóximos a dos planos de ferrita adheridos al ximos a dos planos de ferrita adheridos al palpadorpalpador

Una tensiUna tensióón alterna ( 10 n alterna ( 10 kHzkHz) es aplicada al circuito. ) es aplicada al circuito.

Un cambio en la Un cambio en la pocicipocicióónn del del palpadorpalpador modifica la modifica la inductancia de las bobinas. Esto inductancia de las bobinas. Esto desbalanceadesbalancea el el crcuitocrcuito, modificando su tensi, modificando su tensióón. La salida del puente n. La salida del puente es rectificada, obteniendo una sees rectificada, obteniendo una seññal proporcional, en al proporcional, en polaridad y amplitud, al perfil medido.polaridad y amplitud, al perfil medido.

Page 87: curso rugosidad

Transductor inductivoTransductor inductivo

Ventajas: Ventajas:

��Alta linealidad. El instrumento se calibra para un Alta linealidad. El instrumento se calibra para un superficie suave, y puede ser utilizado para medir superficie suave, y puede ser utilizado para medir rugosidades diferentes. rugosidades diferentes.

��InsensiblidadInsensiblidad al ambiente. La exactitud del equipo al ambiente. La exactitud del equipo no es influenciada por temperatura, humedad, o no es influenciada por temperatura, humedad, o vibraciones. vibraciones.

��TamaTamañño. Las bobinas pueden ser miniaturizadas o. Las bobinas pueden ser miniaturizadas para permitir para permitir rugosrugosíímetrosmetros muy pequemuy pequeññosos

Page 88: curso rugosidad

Transductor inductivoTransductor inductivo

Page 89: curso rugosidad

AmplificadorAmplificador

Convertidor AnalConvertidor Anal óógicogico --digitaldigital

Interfase (data Interfase (data inputinput --output)output)

Software de procesamiento de perfilesSoftware de procesamiento de perfiles

Registrador de perfilesRegistrador de perfiles

Otros componentes Otros componentes (ISO 3274)(ISO 3274)

Page 90: curso rugosidad

CaracterCaracter íísticas metrolsticas metrol óógicas y geomgicas y geom éétricastricas

Fuerza de medición estática: nominal 0,00075 N

Cambio de la fuerza de medición estática: nominal 0 N/m

Fuerza de medición dinámica: resultantes de la aceleración del palpador

Histéresis

Función de transmisión de ondas sinusoidales

Rango de palpado

Rango del instrumento

Resolución de cuantización CAD

Resolución del instrumento

Linealidad del palpado

Límite de transmisión de onda corta

Fuerza de medición estática: nominal 0,00075 N

Cambio de la fuerza de medición estática: nominal 0 N/m

Fuerza de medición dinámica: resultantes de la aceleración del palpador

Histéresis

Función de transmisión de ondas sinusoidales

Rango de palpado

Rango del instrumento

Resolución de cuantización CAD

Resolución del instrumento

Linealidad del palpado

Límite de transmisión de onda corta

Page 91: curso rugosidad

RelaciRelaci óón entre radio de la punta del n entre radio de la punta del palpadorpalpador , , cutcut --off off λλλλλλλλcc y y λλλλλλλλss (ISO 3274)(ISO 3274)

510300258

1,5530082,5

0,523002,50,8

0,521002,50,25

0,52302,50,08

Distancia de muestreo

máxima [µm]

radio máximo [µm]λλλλs/ λλλλsλλλλs [nm]λλλλc [nm]

Page 92: curso rugosidad

RugosRugosíímetrosmetros opticosopticos

Page 93: curso rugosidad

FILTROS

Page 94: curso rugosidad

¿Qué es un filtro?

Page 95: curso rugosidad

FILTRO ANALÓGICO (2RC)

Separa los componentes de alta y baja Separa los componentes de alta y baja frecuencia (baja y alta longitud de onda)frecuencia (baja y alta longitud de onda)

Page 96: curso rugosidad

¿Cómo filtrar un perfil como este?

FILTRO 2RCFILTRO 2RC

ondulaciondulacióónn rugosidadrugosidad

Page 97: curso rugosidad

Ventana rectangular

FILTROS DE PROMEDIOS MÓVILES

x

Perfil filtrado (ondulación)

Diferencia (rugosidad)

Page 98: curso rugosidad

PARA OTRO TAMAÑO DE VENTANA

Perfil filtrado (FORMA)

Diferencia (rugosidad y ondulación)

Page 99: curso rugosidad

Los resultados dependen del cut-off

utilizado (λc)

Page 100: curso rugosidad

FILTRO 2RCFenómeno de Gibbs

El filtro RC El filtro RC ““camina para atrcamina para atrááss””. No es posible . No es posible ““verver”” que que pasa hacia delante. Reacciona a un cambio en el perfil pasa hacia delante. Reacciona a un cambio en el perfil una vez que este ya ocurriuna vez que este ya ocurrióó. Esto puede distorsionar el . Esto puede distorsionar el

resultadoresultado

Page 101: curso rugosidad

Ventanas gaussianas

Promedio pesado

FILTRO GAUSSIANO

Page 102: curso rugosidad

FILTRO GAUSSIANO(corrección de fase)

Page 103: curso rugosidad

perfil original

Promedio pesado

perfil filtrado

Como funciona el filtro gaussiano

Page 104: curso rugosidad

FunciFunci óón de transmisin de transmisi óón de la longitud n de la longitud de onda (filtro rectangular)de onda (filtro rectangular)

λs λc λfrugosidad ondulación formaforma

longitudes de onda

100%

0%

porc

enta

je d

e tr

ansm

isió

n

Page 105: curso rugosidad

FunciFunci óón de transmisin de transmisi óón de la longitud n de la longitud de onda (filtro de onda (filtro gaussianogaussiano ))

longitudes de ondalongitudes de onda

λs λc λfrugosidad ondulación

100%

0%

porc

enta

je d

e tr

ansm

isió

n

50%

λs λc λfrugosidad ondulación

100%

0%

porc

enta

je d

e tr

ansm

isió

n

50%

λs λc λfrugosidad ondulación

100%

0%

porc

enta

je d

e tr

ansm

isió

n

50%

λs λc λfrugosidad ondulación

100%

0%

porc

enta

je d

e tr

ansm

isió

n

50%

Page 106: curso rugosidad

EjemploEjemplo

SeSeññal originalal original

Filtro 2 RCFiltro 2 RC

Filtro Filtro gaussianogaussiano

Page 107: curso rugosidad

Efectos del palpador: filtro mecánicoEfectos del palpador: filtro mecánico

Page 108: curso rugosidad

PalpadorPalpador ccóónico nico (60(60ºº))

Los ángulos mayores que 45º en el perfil serán modif icados

Page 109: curso rugosidad

PalpadorPalpador ccóónico nico dadaññadoado

Page 110: curso rugosidad

Efecto del radio de la punta del palpador

Cuanto menor sea la punta, más fiel es el perfil trazado a la superficie original

Page 111: curso rugosidad

Perfiles Perfiles reentrantesreentrantes

Page 112: curso rugosidad

PATINESPATINES

Para guiar el movimiento del palpador puede utilizarse un patín (skid)

El patín viaja a través de las irregularidades de ondulación y forma, pero filtra las de rugosidad

Page 113: curso rugosidad

El patEl pat íín puede utilizarse sn puede utilizarse s óólo slo s íí::��Se miden parSe miden paráámetros de rugosidad (no de metros de rugosidad (no de ondulaciondulacióón o perfil)n o perfil)

��El radio del patEl radio del patíín en la direccin en la direccióón de trazado debe n de trazado debe superar 50 vecessuperar 50 veces λλcc

��La fuerza aplicada por el patLa fuerza aplicada por el patíín sobre la superficie n sobre la superficie no debe superar 0,5Nno debe superar 0,5N

Page 114: curso rugosidad

RUGOSRUGOSÍÍMETRO CON PATMETRO CON PATÍÍN INTERNO N INTERNO ((skidlessskidless ))

Este modo de funcionamiento asegura mayor exactitud

Page 115: curso rugosidad

RugosRugos íímetrometro en modo paten modo pat íínn

1: 1: palpadorpalpador

2: ajuste fino 2: ajuste fino

3: soporte m3: soporte m óóvilvil

Page 116: curso rugosidad

Patrones de rugosidad(ISO 5436)

Patrones de rugosidad(ISO 5436)

Page 117: curso rugosidad

Medidas materiales�El material debe ser lo suficientemente duro como para garantizar larga vida útil en relación al costo

�La superficie debe ser lo suficientemente suave y plana

�La zona de medición debe ser lo suficientemente grande como para garantizar las longitudes de evaluación

�El mismo bloque puede tener una o más zonas de medición

�Limpieza de los patrones:

El mejor método de limpiarlos es evitar que se ensucien!

Page 118: curso rugosidad

TIPOS DE PATRONES

Patrón de medición decoordenadas de perfil

E

Patrón de medición

de rugosidadD

Patrón de longitud de ondaC

Patrón de verificación dela punta del palpador

B

Patrón de profundidadA

NOMBRETIPO

Page 119: curso rugosidad

PATRONES DE TIPO A1 Y A2PATRONES DE TIPO A1 Y A2

A1:caracterizado por d y W

A2:caracterizado por d y r

Page 120: curso rugosidad

Cómo calibrarlos

rectas de rectas de cuadrados cuadrados mmíínimosnimos

círculo de cuadrados mínimos

Page 121: curso rugosidad

PATRONES DE TIPO B2PATRONES DE TIPO B2

deben ser calibrados con un palpador con punta de ra dio < 2µm, con filtro gaussiano, no menos que 18 trazas

patrones para verificar la punta del palpador

Page 122: curso rugosidad

PATRONES DE TIPO B3PATRONES DE TIPO B3

patrón para verificar la punta del palpador

Si el radio de la superficie es mucho menor que el del palpador, el radio de curvatura del perfil es similar a éste

último

Page 123: curso rugosidad

PATRONES DE TIPO CPATRONES DE TIPO C

C1

C2

C3

Caracterizados por RSsmy Ra

Page 124: curso rugosidad

PATRPATRÓÓN DE TIPO CN DE TIPO C

C4

Caracterizados por PSsmy Pa

En los patrones de tipo C la distorisón causada por la punta y por el filtro se considera

despreciable

Page 125: curso rugosidad

PATRONES DE TIPO DPATRONES DE TIPO D

Patrones irregulares unidireccionales o circulares, caracterizados por Ra y Rz

El perfil debe repetirse en forma periódica cada 5λc

Page 126: curso rugosidad

PATRONES DE TIPO EPATRONES DE TIPO E

Esferas, semiesferas o prismas de precisión

Caracterizados por los ángulos entre sus caras, o por sus radios, y por Pz en cada cara

Page 127: curso rugosidad

COMPONENTES DEL CERTIFICADO DE COMPONENTES DEL CERTIFICADO DE CALIBRACICALIBRACIÓÓNN

�Radio efectivo

�Detalles del procedimeinto, número de repeticiones efectuadas

�Valores obtenidos, o su promedio

�Incertidumbre estimada

�Desviación standard de los valores obtenidos

�Referencia a las condiciones de medición

�Identificación del patrón

Page 128: curso rugosidad

CALIBRACICALIBRACIÓÓN DE N DE RUGOSRUGOSÍÍMETROS DE PALPADORMETROS DE PALPADOR

(EA (EA -- G20)G20)

�El instrumento comprende: el indicador, las unidades de control y evaluacuón, la unidad de recorrido, los palpadores con sus puntas, y el registrador. Sólo las combinaciones completas son calificadas para calibración. Si se utilizan varias combinaciones, éstas deben ser calibradas separadamente

�El instrumento debe ser calibrado en su lugar de uso, para que las condiciones ambientales que puedan afectar a las mediciones sean tenidas en cuenta

Page 129: curso rugosidad

CALIBRACICALIBRACIÓÓN DE RUGOSN DE RUGOSÍÍMETROS DE PALPADORMETROS DE PALPADOR

�Patrones de referencia

•Plano óptico

•Patrón de profundidad, tipo A1 o A2 (asegura la trazabilidad del perfil vertical: Pt

• Patrones de rugosidad, preferiblementetipo D. Reproducen Ra, Ra, ,y Rmax

�Pueden uitilizarse también

•patrón de inclinación

•esfera

•Patrón tipo C

Page 130: curso rugosidad

EJEMPLO DE PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIÓN

Previo a la calibración�Verificar el correcto funcionamiento del instrumento, de acuerdoa las indicaciones del fabricante

�Establecer los efectos de desvíos de rectitud, condiciones

ambientales y ruido instrumental por medio de la medición de Ra

y Rz sobre un plano óptico. Estos valores deben ser informados

�Alinear el plano del patrón de profundidad el eje de desplazamiento del palpador dentro de un 10% del rango de medición

�Elegir siempre el rango de medición más pequeño posible

�Tomar las mediciones en el centro de tal rango

Page 131: curso rugosidad

EJEMPLO DE PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIÓN (2)

Calibración por medio de un patrón de profundidad

Medir cada ranura en 5 secciones de perfil, y calcular Pt en cada

una deellas. Indicar el desvío del valor medio respecto del valor

indicado en el certificado del patrón, en % y en µm

Calibración por medio de un patrones de rugosidad�Realizar 12 mediciones en cada patrón, distribuidas sobre la

superficie de medición, de acuerdo a las siguientes condiciones:

5 longitudes de muestreo sobre L = 4 mm, cut-off=0,8 mm

�Calcular el promedio y desviación standard para cada

parámetro medido, e indicar los desvíos de los promedios

respecto del valor indicado en el certificado

Page 132: curso rugosidad

EJEMPLO DE PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIÓN (3)

Incertidumbre de medición

�Debe calcularse de acuerdo a EA-4/02

�Deben contemplarse dos componentes

• La incertidumbre del valor medidio del patrón, indicada en el

certificado de calibración. Incluye la falta de uniformidad del

patrón

•la incertidumbre experimental de la transferencia del valor del

patrón al instrumento. Incluye la repetuibilidad del mismo.

�La incertidumbre expandida será informada con un factor de

cobertura k = 2

Page 133: curso rugosidad

EJEMPLO DE PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIÓN (4)

El certificado de calibración debe contener

�Identificación de todos los componentes relevantes del instrumento

�Lugar de la calibración

�Método de calibración

�Tipos de patrones utilizados

�Condiciones de la medición

•rango de medición•velocidad de recorrido

•longitud de evaluación•cut-off utilizado

•tipo de filtro•radio de la punta del palpador

Page 134: curso rugosidad

EJEMPLO DE PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIÓN (5)

El certificado de calibración debe contener

�Resultados de Ra y Rz sobre un plano óptico

�Profundidad promedia medida para cada patrón de ranura, y sus desvíos respectos de su certificado de calibración

�Valores medidos de Ra y Rz en cada patrón de rugosidad, su

desviación standard experimental y los desvíos respectos de su certificado de calibración

�Cada resultado de medición informado debe estar acompañado de su incertidumbre

Page 135: curso rugosidad

Evaluación de la IncertidumbreFuentes de incertidumbre a tener en cuenta en

una medición de rugosidad

1.Homogeneidad de alturas del patrón utilizado para calibrar el instrumentoEsto genera una incertidumbre en las mediciones del patrón con el rugosímetro, al obtener la constante de calibración del instrumentoPor lo general, el certificado de calibración debería informar valores estadísticos asociados a la falta de homogeneidad del patrón

Evaluación de la IncertidumbreFuentes de incertidumbre a tener en cuenta en

una medición de rugosidad

1.Homogeneidad de alturas del patrón utilizado para calibrar el instrumentoEsto genera una incertidumbre en las mediciones del patrón con el rugosímetro, al obtener la constante de calibración del instrumentoPor lo general, el certificado de calibraciPor lo general, el certificado de calibracióón n deberdeberíía informar valores estada informar valores estadíísticos sticos asociados a la falta de homogeneidad del asociados a la falta de homogeneidad del patrpatróónn

Page 136: curso rugosidad

2.Variaciones en la constante de calibració n asociadas con ruidos en el transductor, errores de topografí a de la superficie patró n, efecto de muestreo y digitalizació n en el controlador y redondeo en los cálculosEste componente puede estimarse a partir de Este componente puede estimarse a partir de la medicila medicióón de n de RRzz en una superficie tan plana en una superficie tan plana como se pueda conseguircomo se pueda conseguir

Page 137: curso rugosidad

3.Variaciones asociadas con la no linealidad del transductorEste componente es estimado a partir de Este componente es estimado a partir de verificaciones de la linealidad con patrones de verificaciones de la linealidad con patrones de diversos valores, diferentes al diversos valores, diferentes al ppáátrtróónn de de calibracicalibracióón. Debe incluirse la incertidumbre de n. Debe incluirse la incertidumbre de calibracicalibracióón de estos patronesn de estos patrones

4. La incertidumbre de calibració n del patró n utilizado para calibrar el factor de ajuste del instrumento. Este componente se origina en la calibraciEste componente se origina en la calibracióón n de ese patrde ese patróón (ya sea por otro instrumento de n (ya sea por otro instrumento de palpado o bien palpado o bien interferominterferoméétricotrico))

Page 138: curso rugosidad

5.Incertidumbre en la resolució n horizontal del instrumento (para mediciones de rugosidad: Ra, Rz, Sm , etc). Este componente se origina en el ancho de la punta del palpadorEste componente puede estimarse a partir del mediciones realizadas con palpadores con puntas de diferentes radios

6. Ruido instrumentalPuedePuede ser ser estimadoestimado a a partirpartir de la de la resoluciresolucióónn de de la la salidasalida del del instrumentoinstrumento

Page 139: curso rugosidad

7. Exactitud en la longitud de de palpado (sólo para Sm u otrosparámetros de espaciado , no de amplitud)A menudo está especificado en el instrumento. Si no puede realizarse una verificación a travésde un patróm geométrico

6.Variación aleatoriaEvaluada por medio de la desviación standard

del promedio informado, s/√n donde n es el número de mediciones promediadas.

Page 140: curso rugosidad

EJEMPLO: Balance de incertidumbres de las EJEMPLO: Balance de incertidumbres de las

calbracionescalbraciones realizadas por el NIST. Patrrealizadas por el NIST. Patr óón de n de RRaa

( ) nsIuuc22 +=

Incertidumbre standard de cada componente

H(µm) 1 2 3 40 5

(nm)6

(nm)

IncertidumbreCombinada

0.02937 0.014 R 0.0064 R 0.0018 R 0.0073 R 0.13 0.08 [ ( 0.017 R )2 + ( 0.15 nm )2 ]1/2

Incertidumbre standard de cada componente

H(µm) 1 2 3 40 5

(nm)6

(nm)

IncertidumbreCombinada

0.02937 0.014 R 0.0064 R 0.0018 R 0.0073 R 0.13 0.08 [ ( 0.017 R )2 + ( 0.15 nm )2 ]1/2

0.09065 0.0035 R 0.0030 R 0.0018 R 0.0024 R 0.13 0.08 [ ( 0.0055 R )2 + ( 0.15 nm )2 ]1/2

0.3024 0.00085 R 0.0015 R 0.0012 R 0.0041 R 3.5 0.08 [ ( 0.0046 R )2 + ( 3.5 nm )2 ]1/2

0.09065 0.0035 R 0.0030 R 0.0018 R 0.0024 R 0.13 0.08 [ ( 0.0055 R )2 + ( 0.15 nm )2 ]1/2

0.3024 0.00085 R 0.0015 R 0.0012 R 0.0041 R 3.5 0.08 [ ( 0.0046 R )2 + ( 3.5 nm )2 ]1/2

1 and 2 Combinados1.0157 0.0054 R 0.0012 R 0.0012 R 3.5 [ ( 0.0057 I>R )2 + ( 3.5 nm )2 ]1/2

1 and 2 Combinados1.0157 0.0054 R 0.0012 R 0.0012 R 3.5 [ ( 0.0057 I>R )2 + ( 3.5 nm )2 ]1/2

2.587 0.0054 R 0.0012 R 0.0093 R 3.5 [ ( 0.011 R )2 + ( 3.5 nm )2 ]1/2

3.0289 0.0054 R 0.0012 R 0.0064 R 3.5 [ ( 0.0085 R )2 + ( 3.5 nm )2 ]1/2

2.587 0.0054 R 0.0012 R 0.0093 R 3.5 [ ( 0.011 R )2 + ( 3.5 nm )2 ]1/2

3.0289 0.0054 R 0.0012 R 0.0064 R 3.5 [ ( 0.0085 R )2 + ( 3.5 nm )2 ]1/2

12.668 0.0054 R 0.0020 R 0.0047 R 3.5 [ ( 0.0074 R )2 + ( 3.5 nm )2 ]1/2

22.90 0.0054 R 0.0020 R 0.00087 R 3.5 [ ( 0.0059 R )2 + ( 3.5 nm )2 ]1/2

152.37 0.0054 R 0.0020 R 0.00066 R 3.5

12.668 0.0054 R 0.0020 R 0.0047 R 3.5 [ ( 0.0074 R )2 + ( 3.5 nm )2 ]1/2

22.90 0.0054 R 0.0020 R 0.00087 R 3.5 [ ( 0.0059 R )2 + ( 3.5 nm )2 ]1/2

152.37 0.0054 R 0.0020 R 0.00066 R 3.5 [ ( 0.0058 I>R )2 + ( 3.5 nm )2 ]1/2

u(I)

Page 141: curso rugosidad

EJEMPLO: Balance de incertidumbres de las EJEMPLO: Balance de incertidumbres de las calbracionescalbraciones realizadas por el NIST. Medicirealizadas por el NIST. Medici óón de ranura n de ranura

( ) nsIuuc22 +=

Componentes de

incertidumbre standard

Incertidumbre combinada

H

µm

1

2

3

4 u(I)

0.02937 0.014 X 0.0064 X 0.0018 X 0.0073 X 0.017 X

0.09065 0.0035 X 0.0030 X 0.0018 X 0.0024 X 0.0055 X

0.3024 0.00085 X 0.0015 X 0.0012 X 0.0041 X 0.0046 X

1.0157 0.0010 X 0.0015 X 0.0012 X 0.0012 X 0.0025 X

2.587 0.0013 X 0.0014 X 0.0012 X 0.0093 X 0.0096 X

3.0289 0.0010 X 0.0016 X 0.0012 X 0.0064 X 0.0068 X

12.668 0.00095 X 0.0012 X [ ( 0.0020 X )2 + ( 8.7 nm )2 ]1/2 0.0047 X [ ( 0.0053 X )2 + ( 8.7nm )2 ]1/2

22.90 0.0013 X 0.00079 X [ ( 0.0020 X )2 + ( 8.7 nm )2 ]1/2 0.00087 X [ ( 0.0027 X )2 + ( 8.7nm )2 ]1/2

152.37 0.00073 X 0.00053 X [ ( 0.0020 X )2 + ( 8.7 nm )2 ]1/2 0.00066 X [ ( 0.0023 X )2 + ( 8.7nm )2 ]1/2

12.668 0.00095 X 0.0012 X [ ( 0.0020 X )2 + ( 8.7 nm )2 ]1/2 0.0047 X [ ( 0.0053 X )2 + ( 8.7nm )2 ]1/2

Page 142: curso rugosidad

ELEMENTOS NECESARIOS PARA ELEMENTOS NECESARIOS PARA PREPARAR UN LABORATORIO PREPARAR UN LABORATORIO

DE RUGOSIDADDE RUGOSIDAD

1.1. EquipoEquipo

1.1.Equipo general (no es 1.1.Equipo general (no es necearioneceario con trazabilidad): con trazabilidad): Registro de temperatura y humedad.Registro de temperatura y humedad.

CCáámara con amplificador (5xmara con amplificador (5x--10x)10x)

Page 143: curso rugosidad

1.2. Equipo de medici1.2. Equipo de medicióón n

RugosRugosíímetrometro de palpadode palpado

Unidad de alimentaciUnidad de alimentacióónn

PalpadoresPalpadores, con radios de (2, con radios de (2µµm y 5m y 5µµm)m)

Sistema de patSistema de patíín, si sern, si seráá utilizadoutilizado

Columna si serColumna si seráá utilizarutilizaráá

Mesa de posicionamiento Mesa de posicionamiento xyxy (con resoluci(con resolucióón de 1n de 1ºº))

Mecanismo de inclinaciMecanismo de inclinacióón y posicionamiento de las n y posicionamiento de las piezas a medirpiezas a medir

Plano de basePlano de base

Unidad de evaluaciUnidad de evaluacióónn

Page 144: curso rugosidad

1.3. Patrones 1.3. Patrones

PatrPatróón de ranuran de ranura

Patrones de rugosidad irregulares o periPatrones de rugosidad irregulares o perióódicosdicos

Patrones de verificaciPatrones de verificacióón de la linealidad n de la linealidad

Cristal tan plano como sea posibleCristal tan plano como sea posible

Patrones de trabajo para cadena de trazabilidad Patrones de trabajo para cadena de trazabilidad internainterna

2. Documentaci2. Documentaci óónn

Manuales de instrumentos, registros y certificados Manuales de instrumentos, registros y certificados de calibracide calibracióón, procedimientos escritos, n, procedimientos escritos, etcetc

Page 145: curso rugosidad

2.2. Normas2.2. Normas

ISO 3274 DescripciISO 3274 Descripci óón de instrumentos, n de instrumentos, definicidefinici óón de tn de t éérminos, condiciones rminos, condiciones de medicide medici óónn

ISO 4287 DefiniciISO 4287 Definici óón de los parn de los par áámetrosmetros

ISO 4288 Condiciones de evaluaciISO 4288 Condiciones de evaluaci óónn

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