Metrologa
Dispositivo medidores entre ellos la temperatura del agua,
amperimetro y presin del aceite.La metrologa (del griego [metron],
medida, y el sufijo -loga, tratado, estudio, ciencia, y este del
sufijo griego - [logua])1 2 es la rama de la fsica que estudia las
mediciones de las magnitudes garantizando su normalizacin mediante
la trazabilidad. Acorta la incertidumbre en las medidas mediante un
campo de tolerancia. Incluye el estudio, mantenimiento y aplicacin
del sistema de pesos y medidas. Acta tanto en los mbitos cientfico,
industrial y legal, como en cualquier otro demandado por la
sociedad. Su objetivo fundamental es la obtencin y expresin del
valor de las magnitudes empleando para ello instrumentos, mtodos y
medios apropiados, con la exactitud requerida en cada caso.La
metrologa tiene dos caractersticas muy importantes; el resultado de
la medicin y la incertidumbre de medida.ndice [ocultar] 1 Objetivo
y aplicaciones2 Calibrado de instrumentos de medida2.1 Parmetros a
considerar en toda calibracin2.2 Trazabilidad2.3 Proceso de
calibracin2.4 Medicin de resultados2.5 Calibracin e
incertidumbre2.6 Otras fuentes de incertidumbre de medida3
Instrumentos de medicin4 Vase tambin5 Referencias6 Enlaces
externosObjetivo y aplicaciones[editar]Los cientficos y las
industrias utilizan una gran variedad de instrumentos para llevar a
cabo sus mediciones. Desde objetos sencillos como reglas y
cronmetros hasta potentes microscopios, medidores de lser e incluso
avanzadas computadoras muy precisas.Por otra parte, la metrologa es
parte fundamental de lo que en los pases industrializados se conoce
como Infraestructura Nacional de la Calidad,3 compuesta adems por
las actividades de normalizacin, ensayos, certificacin y
acreditacin, que a su vez son dependientes de las actividades
metrolgicas que aseguran la exactitud de las mediciones que se
efectan en los ensayos, cuyos resultados son la evidencia para las
certificaciones. La metrologa permite asegurar la comparabilidad
internacional de las mediciones y por tanto la intercambiabilidad
de los productos a escala internacional.En el mbito metrolgico los
trminos tienen significados especficos y estos estn contenidos en
el Vocabulario Internacional de Metrologa o VIM.4Dentro de la
metrologa existen diversas reas. Por ejemplo, la metrologa elctrica
estudia las medidas elctricas: tensin (o voltaje), intensidad de
corriente (o amperaje), resistencia, impedancia, reactancia, etc.
La metrologa elctrica est constituida por tres divisiones: tiempo y
frecuencia, mediciones electromagnticas y termometra.Al final se
expone un muestrario de los instrumentos de medicin ms utilizados
en las industrias metalrgicas de fabricacin de componentes, equipos
y maquinaria.Calibrado de instrumentos de medida[editar]El
calibrado o calibracin es el procedimiento de comparacin entre lo
que indica un instrumento y lo que "debiera indicar" de acuerdo a
un patrn de referencia con valor conocido. De esta definicin se
deduce que para calibrar un instrumento o patrn es necesario
disponer de uno de mayor precisin que proporcione el valor
convencionalmente verdadero que es el que se emplear para
compararlo con la indicacin del instrumento sometido a calibrado.
Esto se realiza mediante una cadena ininterrumpida y documentada de
comparaciones hasta llegar al patrn primario, y que constituye lo
que se llama trazabilidad. El objetivo del calibrado es mantener y
verificar el buen funcionamiento de los equipos, responder a los
requisitos establecidos en las normas de calidad y garantizar la
fiabilidad y trazabilidad de las medidas.Durante el calibrado, se
contrasta el valor de salida del instrumento a calibrar frente a un
patrn en diferentes puntos de calibracin. Si el error de calibracin
error puesto de manifiesto durante la calibracin es inferior al
lmite de rechazo, la calibracin ser aceptada. En caso contrario se
requerir ajuste del instrumento y una contrastacin posterior,
tantas veces como sea necesario hasta que se obtenga un error
inferior al lmite establecido. En equipos que no disponen de
ajuste, como termopares etc. en caso de no satisfacer las
tolerancias marcadas deberan ser sustituidos por otros previamente
calibrados.En la calibracin, los resultados deben documentarse con
un certificado de calibracin, en el cual se hacen constar los
errores encontrados as como las correcciones empleadas, errores
mximos permitidos, adems pueden incluir tablas, grficos,
etc.Parmetros a considerar en toda calibracin[editar]Error de
medicin: Resultado de una medicin menos el valor verdadero del
mensurando.Desviacin: Valor medido menos su valor de
referencia.Error relativo: Es la relacin entre el error de medida y
un valor verdadero del mensurando. Valor del mensurando recogido en
el patrn. El error relativo se suele expresar tambin en forma
porcentual: 100 %.Error sistemtico: Seran debidos a causas que
podran ser controladas o eliminadas por ejemplo medidas realizadas
con un aparato averiado o mal calibrado.Correccin: Valor sumado
algebraicamente al resultado sin corregir de una medicin para
compensar un error sistemtico. De lo que se deduce que la
correccin, o bien sea reflejada en la hoja de calibracin o bien
minimizada mediante el ajuste, solo aplica a las derivas de los
instrumentos.Ajuste: Al proceso de correccin se le denomina ajuste,
y es la operacin destinada a llevar a un instrumento de medida a un
estado de funcionamiento conveniente para su utilizacin. El ajuste
puede ser automtico, semiautomtico o manual.Patrn primario: Patrn
que es designado o ampliamente reconocido como poseedor de las ms
altas cualidades metrolgicas y cuyo valor se acepta sin referirse a
otros patrones de la misma magnitud.Patrn secundario: Patrn cuyo
valor se establece por comparacin con un patrn primario de la misma
magnitud.Patrn de referencia: Patrn, en general de la ms alta
calidad metrolgica, disponible en un lugar dado o en una
organizacin determinada, del cual se derivan las mediciones
realizadas en dicho lugar.Patrn de trabajo: Patrn que se utiliza
corrientemente para calibrar o controlar medidas materializadas,
instrumentos de medida o materiales de referencia.Patrn de medida:
Valor de medicin materializado, aparato o sistema de medida con el
que se intenta definir, realizar, conservar, o reproducir una
unidad fsica o bien uno o varios valores conocidos de una magnitud
con el fin de que sirvan de comparacin a otros elementos de medida
[BIPM 1993].4Trazabilidad[editar]La trazabilidad es la propiedad
del resultado de las mediciones efectuadas por un instrumento o por
un patrn, tal que puede relacionarse con patrones nacionales o
internacionales y a travs de stos a las unidades fundamentales del
sistema Internacional de Unidades por medio de una cadena
ininterrumpida de comparaciones, con todas las incertidumbres
determinadas.As se tiene una estructura piramidal en la que en la
base se encuentran los instrumentos utilizados en las operaciones
de medida corrientes de un laboratorio. Cada escaln o paso
intermedio de la pirmide se obtiene del que le precede y da lugar
al siguiente por medio de una operacin de calibracin, donde el
patrn fue antes calibrado por otro patrn, etc.Proceso de
calibracin[editar]
Errores en los instrumentos de medida.Al realizar una calibracin
de un instrumento se pueden encontrar los siguientes tipos de
error:Error de cero: Corresponde al valor de las lecturas
realizadas estn desplazadas un mismo valor con respecto a la recta
caracterstica.Error de multiplicacin: Corresponde al valor de las
lecturas aumentan o disminuyen progresivamente respecto a la
caracterstica segn aumenta la variable de medida.Error de
angularidad: Las lecturas son correctas en el 0% y el 100% de la
recta caracterstica, desvindose en los restantes puntos.Para llevar
a cabo la calibracin de un instrumento, se siguen los siguientes
pasos:Chequeo y Ajustes Preliminares:Observar el estado fsico del
equipo, desgaste de piezas, limpieza y respuesta del
equipo.Determinar los errores de indicacin del equipo comparado con
un patrn adecuado segn el rango y la precisin.Llevar ajustes de
cero, multiplicacin, angularidad y otros adicionales a los mrgenes
recomendados para el proceso o que permita su ajuste en ambas
direcciones no en extremos. Luego se realizan encuadramientos
preliminares, lo cual reduce al mnimo el error de
angularidad.Ajuste de cero:Colocar la variable en un valor bajo de
cero a 10% del rango o en la primera divisin representativa a
excepcin de los equipos que tienen supresin de cero o cero vivo,
para ello se simula la variable con un mecanismo adecuado, segn
rango y precisin lo mismo que un patrn adecuado.Si el instrumento
que se est calibrando no indica el valor fijado anteriormente, se
ajusta el mecanismo de cero.Si el equipo tiene ajustes adicionales
con cero variable, con elevaciones o supresiones se hace despus del
punto anterior de ajuste de cero.Ajuste de multiplicacin: Colocar
la variable en un valor alto del 70 al 100%. Si el instrumento no
indica el valor fijado, se debe ajustar el mecanismo de
multiplicacin o span.Repetir los dos ltimos pasos hasta obtener la
calibracin correcta para los valores alto y bajo.Ajuste de
angularidad: Colocar la variable al 50% del span. Si el incremento
no indica el valor del 50% ajustar el mecanismo de angularidad segn
el equipo.Repetir los dos ltimos pasos 4 y 5 hasta obtener la
calibracin correcta, en los tres puntos.Como el patrn no permite
medir el valor verdadero, tambin tiene un error, y como adems en la
operacin de comparacin intervienen diversas fuentes de error, no es
posible caracterizar la medida por un nico valor, lo que da lugar a
la llamada incertidumbre de la medida o incertidumbre.En palabras
muy simples la calibracin no es ms que la comparacin de lecturas
(datos arrojados) entre un instrumento patrn y el instrumento de
prueba. Nunca se debe confundir la calibracin con el ajuste, que es
uno de los procesos de la calibracin.Medicin de
resultados[editar]El resultado de cualquier medida es slo una
aproximacin o estimacin del verdadero valor de la cantidad sometida
a medicin el mensurando. De esta forma, la expresin del resultado
de una medida es completa nicamente si va acompaado del valor de la
incertidumbre asociada a dicha medida. La incertidumbre es por
tanto una informacin numrica que completa un resultado de medida,
indicando la cuanta de la duda acerca de este resultado.La
incertidumbre de medida incluye generalmente varias
componentes:Tipo A: Aquellas que pueden estimarse a partir de
clculos estadsticos obtenidos de las muestras recogidas en el
proceso de medida. En la mayor parte de los casos, la mejor
estimacin disponible del valor esperado de una magnitud Xi, de la
cual se han obtenido n observaciones, bajo las mismas condiciones
de medicin, es la media aritmtica de las n observaciones
\overline{X}La desviacin normal experimental (s) es un estimador de
la dispersin de los valores alrededor del valor medio.
s=\sqrt{\frac{\sum_{i=1}^n (x_i-x)^2}{n-1} }La desviacin tpica
experimental de la media es an un mejor estimador de esta
variabilidad. s'=\frac{s}{\sqrt{n} }La incertidumbre asociada a
esta estimacin es:u(Xi)=s'(x)Tipo B: Aquellas que nicamente estn
basadas en la experiencia o en otras informaciones. Este tipo de
evaluacin viene determinada por las contribuciones a la
incertidumbre, estimadas mediante mtodos no estadsticos, y que se
caracterizan por unos trminos u^2(Xi) , que pueden ser consideradas
como unas aproximaciones de las varianzas correspondientes.Varianza
estimada asociada. u^2(Xi)Desviacin tpica estimada asociada.
u(Xi)Generalmente la calibracin de un equipo de medida para
procesos industriales consiste en comparar la salida del equipo
frente a la salida de un patrn de exactitud conocida cuando la
misma entrada magnitud medida es aplicada a ambos instrumentos.
Todo procedimiento de calibracin se puede considerar como un
proceso de medida del error que comete un equipo.Calibracin e
incertidumbre[editar]Puesto que cualquier proceso de medida lleva
asociada una incertidumbre, en las calibraciones se deben tener en
cuenta todas las fuentes significativas de incertidumbre asociadas
al proceso de medida del error que se lleva a cabo. En el entorno
industrial se acepta que una fuente de incertidumbre puede
considerarse no significativa cuando su estimacin es inferior en
valor absoluto a 4 veces la mayor de todas las fuentes
estimadas.
Factor de coberturaK=1 (68,27%) Valor esperado comprendido entre
y +K=2 (95,45%) Valor esperado comprendido entre 2 y +2K=3 (99,73%)
Valor esperado comprendido entre 3 y +3Incertidumbre tpica
combinada (u): Incertidumbre tpica del resultado de una medicin,
cuando el resultado se obtiene a partir de los valores de otras
magnitudes, expresada en forma de desviacin tpica:Ley de la
propagacin de la incertidumbre: u(y)=\sqrt{\sum_{i=1}^n u_i^2(y)
}Incertidumbre expandida (U): Magnitud que define un intervalo en
torno al resultado de medicin, y en el que se espera encontrar una
fraccin importante de la distribucin de valores que podran ser
atribuidos razonablemente a la cantidad medida (mensurando).
U=k\cdot u(y)Factor de cobertura (k): Factor numrico utilizado como
multiplicador de la incertidumbre tpica combinada para obtener la
incertidumbre expandida.Las contribuciones a la incertidumbre
vienen determinadas por los componentes de esa incertidumbre, junto
con su clculo y combinacin:Calibracin: Dada por el certificado de
calibracin. u_{cal}=\frac{U_{Cal} }{k_{Cal} }Deriva: Variacin de la
medida a lo largo del tiempo. u_{deriva}=\frac{[C_n-C_{n-1}]_{max}
}{\sqrt3}Temperatura: Debida a la influencia de la temperatura.
u_{temperatura}=\frac{Temperatura_{max} }{\sqrt3}Resolucin: Mnima
variacin perceptible. u_{resoluci\acute on}=\frac{Resoluci\acute
on}{\sqrt3}Inestabilidad: Inestabilidad de la fuente de medida o
equipo.u_{inestabilidad}=\frac{[a_{max}-a_{min}]/2}{\sqrt3}Mtodo:
Debida al mtodo de medida, posible mtodo de medida indirecta de la
magnitud a medir. u_{m\acute e todo}=\frac{L\acute imite\ m\acute
aximo}{\sqrt{3} }Repetibilidad: Debida a las medidas realizadas por
un mismo instrumento en distintas condiciones.
u_{repetitibidad}=\frac{s}{\sqrt3} \qquad
s=\sqrt{\frac{\sum_{i=1}{n}(x_i-x)^2}{n-1} }Operador: Debidos a
equipos de medida analgicas especialmente, por lo que se aconseja
hacer coincidir las medidas con las divisiones de la escala.
u_{operador}=\frac{\frac{division}{\frac{n}{2} }
}{\sqrt3}Reproducibilidad: Debida a las medidas realizadas por
distintos instrumentos en distintas condiciones.
u_{reproductibilidad}=\frac{s}{\sqrt3} \qquad
s=\sqrt{\frac{\sum_{i=1}^n(x_i-x)^2}{n-1} }Otras fuentes de
incertidumbre de medida[editar]Un conocimiento completo exigira una
cantidad infinita de informacin. Los fenmenos que contribuyen a la
incertidumbre y, por tanto, al hecho de que el resultado de una
medicin no pueda ser caracterizado con un nico valor. En la
prctica, pueden existir muchas fuentes de incertidumbre en una
medicin, entre ellas las siguientes:Definicin incompleta del
mensurando.Realizacin imperfecta de la definicin del
mensurando.Muestreo no representativo - la muestra medida no
representa el mensurando definido.Efectos no adecuadamente
conocidos de las condiciones ambientales o mediciones imperfectas
de las mismas.Lmites en la discriminacin o resolucin del
instrumento.Valores inexactos de los patrones y materiales de
referencia utilizados en la medicin.Valores inexactos de constantes
y otros parmetros obtenidos de fuentes externas y utilizados en el
algoritmo para la obtencin de datos.Aproximaciones e hiptesis
incorporadas en el mtodo y el procedimiento de medicin.Variaciones
en observaciones repetidas del mensurando realizadas en condiciones
aparentemente idnticas.Instrumentos de medicin[editar]Artculo
principal: Instrumento de medicinEn la siguiente lista se muestran
algunos instrumentos de medicin e inspeccin:
Calibre pie de rey.Pie de rey o calibrador Vernier
universalSirve para medir con precisin elementos pequeos
(tornillos, orificios, pequeos objetos, etc.). La precisin de esta
herramienta llega a la dcima, a la media dcima de milmetro e
incluso llega a apreciar centsimas de dos en dos (cuando el nonio
est dividido en cincuenta partes iguales). Para medir exteriores se
utilizan las dos patas largas, para medir interiores (por ejemplo
dimetros de orificios) las dos patas pequeas, y para medir
profundidades un vstago que sale por la parte trasera, llamado
sonda de profundidad. Para efectuar una medicin, se ajusta el
calibre al objeto a medir y se fija. La pata mvil tiene una escala
graduada (10, 20 o 50 divisiones, dependiendo de la precisin).La
medicin con este aparato se har de la siguiente manera: primero se
deslizar la parte mvil de forma que el objeto a medir quede entre
las dos patillas si es una medida de exteriores. La patilla mvil
indicar los milmetros enteros que contiene la medicin. Los
decimales debern averiguarse con la ayuda del nonio. Para ello se
observa qu divisin del nonio coincide con una divisin (cualquiera)
de las presentes en la regla fija. Esa divisin de la regla mvil
coincidir con los valores decimales de la medicin.Pie de rey de
torneroEs muy parecido al anteriormente descrito, pero con las uas
adaptadas a las mediciones de piezas en un torno. Este tipo de
calibres no dispone de patillas de interiores pues con las de
exteriores pueden realizarse medidas de interiores, pero deber
tenerse en cuenta que el valor del dimetro interno deber
incrementarse en 10 mm debido al espesor de las patillas del
instrumento (5 mm de cada una).Calibre de profundidadEs un
instrumento de medicin parecido a los anteriores, pero tiene unos
apoyos que permiten la medicin de profundidades, entalladuras y
agujeros. Tiene distintas longitudes de bases y adems son
intercambiables.Banco de una coordenada horizontalEquipo de medicin
para la calibracin de los instrumentos de medida. Provisto de una
regla de gran precisin permite comprobar los errores de los tiles
de medida y control, tales como pies de rey, micrmetros,
comparadores, anillos lisos y de rosca, tampones, quijadas,
etc.
Micrmetro de exteriores.MicrmetroPerno micromtrico o Palmer: es
un instrumento que sirve para medir con alta precisin (del orden de
una micra, equivalente a 10-6 metros) las dimensiones de un objeto.
Para ello cuenta con dos puntas que se aproximan entre s mediante
un tornillo de rosca fina, el cual tiene grabado en su contorno una
escala. La escala puede incluir un nonio. Frecuentemente el
micrmetro tambin incluye una manera de limitar la torsin mxima del
tornillo, dado que la rosca muy fina hace difcil notar fuerzas
capaces de causar deterioro de la precisin del instrumento. Los
micrmetros se clasifican de la siguiente manera:Micrmetro de
exteriores: es un instrumento de medida capaz de medir el exterior
de piezas en centsimas. Posee contactos de metal duro rectificados
y lapeados. Ejerce sobre la pieza a medir una presin media entre 5
y 10 N, posee un freno para no daar la pieza y el medidor si
apretamos demasiado al medir.Micrmetro digital: es exactamente
iguale al anterior, pero tiene la particularidad de realizar
mediciones de hasta 1 milsima de precisin y es digital, a
diferencia de los anteriores que son analgicos.Micrmetro exterior
con contacto de platillos: de igual aspecto que los anteriores,
pero posee unos platillos en sus contactos para mejor agarre y para
la medicin de dientes de coronas u hojas de sierra
circulares.Micrmetro de exteriores de arco profundo: tiene la
particularidad de que tiene su arco de mayor longitud que los
anteriores, para poder realizar mediciones en placas o sitios de
difcil acceso.Micrmetro de profundidades: se parece mucho al
calibre de profundidades, pero tiene la capacidad de realizar
mediciones en centsimas de milmetro.Micrmetro de interiores: mide
interiores basndose en tres puntos de apoyo. En el estuche se
contienen galgas para comprobar la exactitud de las mediciones.
Reloj comparador.Reloj comparadorEs un instrumento que permite
realizar comparaciones de medicin entre dos objetos. Tambin tiene
aplicaciones de alineacin de objetos en maquinarias. Necesita de un
soporte con pie magntico.Visualizadores con entrada DigimaticEs un
instrumento que tiene la capacidad de mostrar digitalmente la
medicin de un instrumento analgico.Verificador de interioresEs un
instrumento que sirve para tomar medidas de agujeros y compararlas
de una pieza a otra. Posee un reloj comparador para mayor precisin
y piezas intercambiables.
Gramil normal y gramil digital.Gramil o calibre de altitudEs un
instrumento capaz de realizar mediciones en altura verticalmente, y
realizar sealizaciones y paralelas en piezas.Gonimetro universalEs
un instrumento que mide el ngulo formado por dos visuales, cifrando
el resultado. Dicho ngulo podr estar situado en un plano horizontal
y se denominar ngulo azimutal; o en un plano vertical, denominndose
ngulo cenital si el lado origen de graduacin es la lnea cenit-nadir
del punto de estacin; o ngulo de altura si dicho lado es la lnea
horizontal del plano vertical indicado que pasa por el punto de
vista o de puntera.Nivel de aguaEs un instrumento de medicin
utilizado para determinar la horizontalidad o verticalidad de un
elemento. Es un instrumento muy til para la construccin en general
y para la industria. El principio de este instrumento est en un
pequeo tubo transparente (cristal o plstico) el cual est lleno de
lquido con una burbuja en su interior. La burbuja es de tamao
inferior a la distancias entre las dos marcas. Si la burbuja se
encuentra entre las dos marcas, el instrumento indica un nivel
exacto, que puede ser horizontal o vertical.RevolucionesTacmetro:
es un instrumento capaz de contar el nmero de revoluciones de un
eje por unidad de tiempo.Estroboscopio: es un elemento capaz de
contar revoluciones y vibraciones de una maquinaria, sin tener
contacto fsico, a travs del campo de accin que sta
genera.ElctricosVoltmetro: instrumento para medir la diferencia de
potencial entre dos puntos.Ampermetro: instrumento para medir la
intensidad de corriente que circula por una rama de un circuito
elctrico.Polmetro: instrumento capaz de medir diferentes medidas
elctricas como tensin, resistencia e intensidad de corriente normal
que hay en un circuito, adems de algunas funciones ms que tenga el
instrumento, dependiendo del fabricante.BalanzaInstrumento que es
capaz de medir la masa de un determinado elemento. Las hay de
distintos tamaos y de distintos rangos de apreciacin de masas.
Calibre tapn cilndrico pasa-no pasa.Galgas para roscas y
espesoresSon reglas comparacin para ver el tipo de rosca de un
tornillo o el espesor de un elemento. La galga de rosca puede ser
de rosca mtrica o Whitworth.Calibre pasa-no pasaCalibre tampn
cilndrico: son elementos que sirven para comprobar el dimetro de
agujeros y comprobar que se adaptan a lo que necesitamos; para
respetar las tolerancias de equipo, se someten a la condicin de
pasa-no pasa y tienen el uso contrario al calibre de
herradura.Calibre de herradura: sirve para medir el dimetro
exterior de piezas con la condicin de pasa-no pasa.Calibre de
rosca: permite medir la rosca tanto de un macho como de una hembra,
sometidos a la condicin de pasa/no pasa.Instrumentos para inspeccin
pticaLupa: es un instrumento de inspeccin que permite ver objetos y
caractersticas que nos es imposible ver a simple vista. Consigue
aumentar lo que estamos viendo y el aumento depende de la graduacin
ptica del instrumento.Microscopio: instrumento de visualizacin que
nos permite ver aspectos o caractersticas de objetos con una visin
microscpica, y con los dos ojos simultneamente.Proyector de
perfiles: instrumento que permite ampliar con un factor conocido,
una pieza y poder observar su estructura ms pequea mediante la
reflexin de su sombra.Rugosmetro: es un instrumento que mediante
ondas es capaz de medir la rugosidad de la superficie de un objeto,
sin necesidad de ampliacin visual de la superficie del
objeto.TermmetroInstrumento que permite realizar mediciones de
temperatura.LserComo instrumento de medicin para la medicin de
distancias con alta precisin.
Durmetro.DurmetroInstrumento electrnico que permite medir y
hacer pruebas de la dureza de distintos materiales, ya sean
metlicos, cermicos, plsticos o de piedra.INTRODUCCION.
La humana es muy variada; constantemente vemos, omos, olemos,
probamos y tocamos objetos y productos, es decir, ha un constante
flujo de sensaciones. El trabajo de la metrologa es describir en
forma ordenada esta experiencia, un trabajo que la curiosidad del
hombre ha conducido por muchos siglos y que presumiblemente nunca
terminara, por fortuna.
El metrlogo ha seleccionado como campo de estudio una porcin
especial de la gran variedad de experiencias humanas; de la
totalidad ha abstrado ciertos aspectos que le parecen susceptibles
de describir con exactitud. Al principio el metrlogo se contento en
adquirir esta experiencia en forma pasiva para describir tanto lo
vea, ola, etc., como la forma en que estas sensaciones llegaban a
l. En tiempos mas recientes ha decidido tomar un papel activo en la
adquisicin del conocimiento o por medio de la experimentacin. En
este caso, con sus descripciones, el metrlogo construye un nuevo
mundo, un mundo propio e integrado a su compaa, institucin,
comunidad, estado, nacin, tanto en el mbito internacional como en
el global.
El mundo que esta poblado por las creaciones y trabajos de la
imaginacin e ingenio del metrlogo es el de las unidades, sistemas
de unidades, trazabilidad, patrones, normas, mtodos, sistemas de
certificacin, especificaciones, etc. El metrlogo construye estos
sentidos y percepciones mentales entre los grandes grupos de
fenmenos. En resumen, un experimento es controlado en cuanto a la
percepcin sensora que se tiene de l. Tres elementos lo
caracterizan:
En primer lugar, en el desarrollo de un experimento el
investigador abstrae deliberadamente de la experiencia total una
pequea porcin para estudiarla en forma intensiva. Por ejemplo, de
los fenmenos asociados con el concepto de calor, el experimentador
puede elegir investigar aquel que concierne a la relacin entre el
calentamiento y el tamao de un objeto.
En segundo lugar, el experimentador tiene ciertas ideas acerca
del procedimiento y el resultado que el puede esperar.
En tercer lugar, el investigador realiza una serie de
operaciones manuales para lograr su objetivo. El sigue activamente
la naturaleza con sus conocimientos.
Como fue descrito anteriormente, un experimento en esencia no ha
tenido nada, o muy poco, acerca de la cuantificacin. Por muchos
siglos, sin embargo, el hombre ha sentido la urgencia de describir
sus experimentos en trminos numricos, en otras palabras, hacer
mediciones.
En la actualidad, un experimento fsico que no involucre medicin
es considerado poco valiosos. El metrlogo experimentador siente que
el realmente no entiende como avanzan las cosas si la pregunta
cuanto ?, no tiene respuesta. En cada laboratorio, taller, lnea de
produccin y casi dondequiera, es posible encontrara aparatos o
dispositivos con escalas, estas con marcas y con nmeros asociados a
cada hecho relacionado con la metrologa.
Es un hecho que cada lector pensara en la medicin fsica que le
es mas familiar, por ejemplo: consultar el reloj de pulsera; al
hacerlo reconocer en cada anlisis la medicin, leer la hora desde la
cartula con la posicin de las agujas. Piense que esto sucede en los
medidores elctricos, reglas medidores de corriente, voltaje y
potencia, en los termmetros, rugosimetros, micrmetros,
calibradores, medidores de presin, etc.
DEFINICION DE METROLOGA.
La metrologa es la ciencia de las medidas; en su generalidad,
trata del estudio y aplicacin de todos los medios propios para la
medida de magnitudes, tales como : longitudes, ngulos, masas,
tiempos, velocidades, potencias, temperaturas, intensidades de
corriente, etc. Por esta enumeracin, limitada voluntariamente, es
fcil ver que la metrologa entra en todos los dominios de la
ciencia.
SIMBOLISMO EN LA METROLOGA.
Un smbolo es la representacin de un estado mental, ya sea
puramente conceptual o emocional. Es difcil imaginar la compleja
que seria la vida sin el uso de smbolos. La mera existencia de las
palabras que ahora leemos es un ejemplo de uno de los simbolismos
mas significantes.
La metrologa es la descripcin de una parte de la experiencia
humana por medio del lenguaje y la escritura. Aparte de la gran
cantidad de escritura que se requerira para exponer el resultado de
los experimentos parecera innecesaria y difcil la descripcin de la
medicin la cual como se ha visto, es el tipo mas importante de
experimento metrolgico. Ante tal situacin, los experimentos
metrolgicos simplemente son descritos en trminos de nmeros, los
cuales tambin son representados por smbolos cuya manipulacin han
simplificado los matemticos.
Pero el simbolismo metrologico rebasa el uso de nmeros de
aritmtica. Esto puede probarse con una simple medicin fsica, tal
como el estiramiento de un alambre del cual pendemos un peso. La
medicin de la longitud del alambre por medio de un metro u otra
escala, antes y despus de que una particular carga haya sido
colocada, se denomina la evaluacin del cambio de medicin o el
alargamiento o elogacin del alambre. Este hecho tambin puede
denominarse la asignacin de un numero al smbolo por el cual se
representa el alargamiento. Asimismo, en la operacin de medicin del
peso colocado en un extremo del alambre se le asigna un numero al
smbolo p , el cual designa el peso. Entonces cualquier relacin
encontrada entre la lista de ambos nmeros relacionados por una
constante quedan simbolizados por una expresin algebraica.
En metrologa o en fsica no debe confundirse el uso de la palabra
ley con su significado en la conversacin diaria. Nosotros hablamos
de toda clase de leyes, desde leyes divinas hasta normas
legislativas.
Es esencial notar que una ley fsica o metrolgica solo es la
descripcin fundamental preferiblemente en forma simblica
algebraica, de una rutina a de experiencia fsica. En particular
debemos tener cuidado de no asociarla con la idea filosfica de
necesidad, esto es, la nocin de que la ley fsica representa also
solamente eso, porque la naturaleza esta hecha en esa forma. Por lo
tanto una ley fsica describe, desde la mejor percepcin, como la
naturaleza parece ser. Las leyes fsicas las elaboran los seres
humanos, por lo que esta es una construccin humana y con frecuencia
presentan errores.
INSTRUMENTOS ELECTRICOS.
COMPROBADOR UNIVERSAL O TESTER : Con el comprador universal es
posible verificar todo el sistema elctrico de cualquier coche o en
el taller u hogar para localizacin de averas que lo deje
inmovilizado y proceder a su reparacin inmediata.
INYECTOR DE SEALES: El anlisis dinmico consiste en la aplicacin
progresiva de una seal simulada o de prueba para comprobar de forma
real la respuesta de cada etapa del aparato averiado.
PALPADORES : Son instrumentos que son empleados de forma similar
al palpador de un comparador de esfera, tipos de palpadores:
-palpadores deslizantes
-palpadores de aplicacin o lamina doble.
-palpadores oscilantes.
RUGOMETROS: Aparato dispuesto para la medicin de la rugosidad
por indicacin directa de la altura media aritmtica.
OHMETROS: Sirve para la medicin de resistencias. Esta destinado
a determinar el valor de la resistencia de cualquier componente o
de cualquier tramo del circulo bajo medida, facilitando la medida
de este valor en una escala directamente calibrada en ohmios.
INTRUMENTOS MECANICOS.
APARATOS OPTICOS PARA LA MEDICION DE LA RUGOSIDAD: Se reservan
generalmente para uso de los laboratorios y salas de metrologa, por
la delicadeza de su manejo.
BANCOS PARA MEDIR MAQUINAS PARA MEDIR LONGITUDES: Estas maquinas
estn destinadas fundamentalmente a la medicin de longitudes, aun
cuando mediante accesorios adecuados pueden algunas de ellas
utilizarse tambin para mediciones angulares.
BLOQUES PATRON: Estas herramientas se usan para efectuar
operaciones de calibracin, de precisin y para calibrar otras
herramientas de medicin.
COMPARADORES: Son amplificadores que permiten efectuar la
medicin de una longitud por comparacin, despus de ser
calibrada.
COMPARADORES DE AMPLIACION MECANICA: Tambin conocidos como
comparadores de contacto como los tipos mas corrientes son los
de:
-ampliacin por engranes
-ampliacin por palanca.
COMPARADORES DE AMPLIACION OPTICA: El fundamento del sistema de
aplicacin utilizada en estos aparatos es el de palanca de
reflexin.
COMPARADORES UNIVERSALES: Son aparatos de construccin mas
resientes y que, debido a su reduccin de tamao y a la disposicin de
su palpador, permite mediciones en lugares difciles e incluso
imposible para los comparadores normales.
MEDIDOR DE ANILLOS EN EQUILIBRIO: Es un medidor del momento de
torsin radial que utiliza un cuerpo anular hueco para convertir la
presin diferencial correspondiente a una diferencial en la presin
esttica, en la rotacin que se trasmite al registrador o
indicador.
MANOMETRO DE PESO MUERTO: Consta de un embolo maquinado con
exactitud que se introduce de ajuste apretado, los dos de rea de la
seccin transversal conocida.
MANOMETRO: El manometro que mas se usa es el de tipo de tubo en
U , lleno parcialmente de liquido apropiado. Este tipo de manometro
es uno de los mas usados para medir presiones, fluidos en
condiciones de estado estacionario; en general se desprecia los
efectos por capilaridad.
MICROMANOMETRO: Sirven como estndares de presin en el intervalo
de 0, 005 a 500 ml. De agua.
Tipo micromtrico: En este tipo de micromanmetros, los efectos de
meisco y por capilaridad se minimizan midiendo los desplazamientos
de liquido con tornillos micromtrico dotados con ndices ajustables
de agua localizados en el centro, o cerca de el, de tubos
transparentes grandes unidos en su base para formar una v
Tipo prandtl: Consta de un recipiente de dimetro grande y un
tubo inclinado con dos marcas conectados a travs de un tubo
flexible.
Micromanometro de aire: Un micromanometro sumamente sencillo, de
alta respuesta, usa aire como fluido de trabajo y , por
consiguiente evita todos los defectos por capilaridad y de meisco
que por lo general se encuentra en la manimetria con lquidos.
Manometro de mcleod: Este es un manometro de mercurio modificado
que se utiliza principalmente para medir presiones de vaco desde un
ml. Hasta 0, 000 000 1 ml. De Hg. Mide una presin diferencial y,
por consiguientes muy sensible.
MICROCALIBRADORES: Se utiliza para las mediciones de mas alta
medicin en las salas de metrologa.
MICROSCOPIO DE MEDICION: Las aplicaciones de estos aparatos son
similares a los de las maquinas de medir, pero su campo de medicin
es mas reducido, emplendose en consecuencia para la medicin de
piezas relativamente pequeas, galgas, herramientas, etc.
NIVELES: Las reglas de borde recto y las escuadras se utilizan
para inspeccionar superficies planas y ngulos rectos:
Niveles de bolsillo.
Niveles de dos ejes.
Niveles de precisin.
NIVELES DE AIRE O NIVELES DE BURBUJA: Esta formado bsicamente
por un tubito de vidrio curvado determinado. El tubo esta lleno de
un liquido muy fluido (ter o alcohol), dejando una burbuja de 20 a
30 ml. De longitud.
PIROMETRO OPTICO MONOCROMATICO: Es el mas exacto de todos los
pirometros de radiacin y se utiliza como estndar de calibracin por
encima del punto de oro. Sin embargo esta limitado a temperaturas
superiores a 700 C. ya que requiere que un operador humano compare
visualmente la brillantes.
REGLAS DE ACERO: Es la herramienta de medicin mas simple y
verstil que utiliza el mecnico:
Regla con temple de muelle.
Reglas angostas.
Reglas flexibles.
Reglas de ganchos.
TERMOMETRO DE CRISTAL DE CUARZO: Este esta basado en la
sensibilidad de la frecuencia resonante de un cristal de cuarzo
resistente a los cambios de temperatura.
TERMOMETRO DE EXPANCION:
Expansin de slidos:
Termmetros de varilla slida.
Termmetros bimetalicos.
Expansin de lquidos :
Termmetros de lquidos de vidrio.
Termmetros de liquido en metal.
Expansin en gases:
Termmetro de gas.
MICROMETRO: Es un dispositivo que mide el desplazamiento del
husillo cuando este es movido mediante el giro de un tornillo, lo
que convierte al movimiento giratorio del tambor en movimiento
lineal del husillo. El desplazamiento de este lo amplifica la
rotacin del tornillo y el dimetro del tambor.
Las graduaciones de alrededor de la circunferencia del tambor
permiten leer un cambio pequeo en la posicin del husillo.
MICROMETROS PARA APLICACIN ESPECIAL:
Micrmetros para tubo: este tipo de micrmetro esta diseado para
medir el espesor de la pare3d de partes tubulares, tales como
cilindros o collares .
Existen tres tipos los cuales son:
1.- Tope fijo esfrico
2.- Tope fijo y del husill0o esfricos
3.- Tope flujo tipo cilndrico
MICROMETRO PARA RANURAS: En este micrmetro ambos topes tiene un
pequeo dimetro con el objeto de medir pernos ranurados, cueros,
ranuras, etc., el tamao estndar de la porcin de medicin es de 3 mm
de dimetro y 10 mm de longitud.
MICROMETRO DE PUNTAS: Estos micrmetros tiene ambos topes en
forma de punta . Se utiliza para medir el espesor del alma de
brocas, el dimetro de raz de roscas externas , ranuras pequeas y
otras porciones difciles de alcanzar. El ngulo de los puntos puede
ser de 15 ,30, 45, o 60 grados . Las puntas de medicin normalmente
tiene un radio de curvatura de 0, 3 mm, ya que ambas puntas pueden
no tocarse ; un bloque patrn se utiliza para ajustar el punto cero.
Con el objeto de `proteger las puntas , la fuerza de medicin en el
trinquete es menor que la del micrmetro estndar de exteriores.
MICROMETRO PARA CEJA DE LATAS: Este micrmetro esta especialmente
diseado para medir los anchos y alturas de cejas de latas.
MICROMETRO INDICATIVO: Este micrmetro cuenta con un indicador de
cartula . El tope del arco `puede moverse una pequea distancia en
direccin axial en su desplazamiento lo muestra el indicador. Este
mecanismo permite aplicar una fuerza de medicin uniforme a las
piezas.
MICROMETRO DE EXTERIORES CON HUSILLO NO GIRATORIO: En los
micrmetros normales el husillo gira con el tambor cuando este se
desplaza en direccin axial . A su vez, en este micrmetro el husillo
no gira cuando es desplazado . Debido a que el husillo no giratorio
no produce torsin radial sobre las caras de medicin , el desgaste
de las mismas se reduce notablemente. Este micrmetro es adecuado
para medir superficies con recubrimiento, piezas frgiles y
caractersticas de partes que requieren una posicin angular
especifica de la cara de medicin del husillo.
MICROMETRO CON DOBLE TAMBOR: Una de las caractersticas del tipo
no giratorio con doble tambor, es que la superficie graduada del
tambor esta al ras con la superficie del cilindro en que estn
grabadas la lnea ndice y la escala vernier , lo cual permite
lecturas libres de error de paralaje.
MICROMETRO TIPO DISCOS PARA ESPESOR DE PAPEL: Este tipo es
similar al micrmetro tipo discos de diente de engrane , pero
utiliza un husillo no giratorio con el objeto de eliminar torsin
sobre la superficie de la pieza, lo que hace adecuado para medir
papel o `piezas delgadas.
MICROMETRO DE CUCHILLAS: En este tipo los topes son cuchillas
por lo que ranuras angostas cueros, y otras porciones difciles de
alcanzar pueden medirse .
MICROMETROS PARA ESPESOR DE LAMINAS: Este tipo de micrmetros
tiene un arco alargado capaz de medir espesores de laminas en
porciones alejadas del borde de estas. La profundidad del arco va
de 100 a 600 mm.
MICROMETRO PARA DIENTES DE ENGRANE: El engrane es uno de los
elementos mas importantes de una maquina , por lo que su medicin
con frecuencia requerida para asegurar las caractersticas deseadas
de una maquina. Para que los engranes ensamblados funcionen
correctamente , sus dientes devn engranar adecuadamente entre ellos
sin cambiar su distancia entre los dos centros de rotacin.
MICROMETROS PARA DIMENSIONES MAYORES A 25 MM: Para medir
dimensiones exteriores mayores a 25 mm ( 1 plg ) se tienen 2
opciones. La primera consiste en utilizar una serie de micrmetros
para mediciones de 25 a 50 mm ( de 1 a 2 plg. ) , 50 a 75 mm ( 2 a
3 plg. ), etc. La segunda consiste en utilizar un micrmetro con
rango de medicin de 25 mm y arco grande con tope de medicin
intercambiable.
MICROMETROS DE INTERIORES: Al igual que los micrmetros de
exteriores los de interiores estn diversificados en muchos tipos
para aplicaciones especificas y pueden clasificarse en los
siguientes tipos:
Tubular
calibrador
3 puntos de contacto.
CALIBRADORES: El vernier es una escala auxiliar que se desliza a
travs de una escala principal para permitir en esta lectura
fraccinales exactas de la mnima divisin.
Para lograr lo anterior una escala vernier esta graduada en un
numero de divisiones iguales en la misma longitud que n-1
divisiones de la escala principal; ambas escalas estn marcadas en
la misma direccin. Una fraccin de 1/n de la mnima divisin de la
escala principal puede leerse .
VERNIER ESTANDAR: Este tipo de vernier es el mas comnmente
utilizado , tiene n divisiones que ocupan la misma longitud que n-1
divisiones sobre la escala principal.
VERNIER LARGO: Esta diseado para que las graduaciones adyacentes
sean mas fciles de distinguir.
VERNIER EN PULGADAS: El ndice 0 del vernier esta entre la
segunda y tercera graduaciones despus de la graduacin de una
pulgada sobre la escala principal. El vernier esta graduado en 8
divisiones que ocupan 7 divisiones sobre la escala principal.
CALIBRADOR VERNIER TIPO M: Llamado calibrador con barras de
profundidades este calibrador tiene un cursor abierto y puntas para
medicin de interiores. Los calibradores con un rango de 300 mm o
menos cuentan con una barra de profundidades mientras que carecen
de ella los de rango de medicin de 600 mm y 1000 mm. Algunos
calibradores vernier tipo M estn diseados para facilitar la medicin
de peldao, ya que tienen un borde del cursor al ras con la cabeza
del brazo principal cuando las puntas de medicin estn completamente
cerradas.
CALIBRADOR VERNIER TIPO CM: Tiene un cursos abierto y esta
diseado en forma tal que las puntas de medicin de exteriores pueden
utilizarse en la medicin de interiores . Este tipo por lo general
cuanta con un dispositivo de ajuste opera el movimiento fino del
cursor.
CALIBRADORES DE CARATULA CON FUERZA CONSTANTE: En la actualidad
se utilizan en gran escala , materiales plsticos para partes
maquinadas, los cuales requieren una medicin dimensional exacta.
Debido a que estos materiales son suaves, pueden deformarse con la
fuerza de medicin de los calibradores y micrmetros ordinarios, lo
que provocara mediciones inexactas. Los calibradores con cartula
con fuerza constante han sido creados para medir materiales
fcilmente deformables.
INSTRUMENTOS HIDRAULICOS.
ANAMOMETROS LASER: Permiten medir el valor de las variaciones de
inters en forma directa o indirecta del agua.
ANAMOMETROS DE HILO CALIENTE: Los tipos son: ecosondas, de
resistividad, de membrana de presin.
LIMNIMETROS: Sirve para medir los niveles del agua .
MEDIDORES DE CANTIDAD: En esta clase de instrumentos, se mide la
cantidad total que fluye en el tiempo dado y se obtiene un gasto
promedio dividiendo la cantidad total entre el tiempo. Se usa para
medir el flujo tanto de lquidos como de gases.
Tanques de peso o volumen
Medidores de desplazamiento positivo o semipositivo.
MEDIDORES DE GASTO: En estos instrumentos se mide el gasto
real.
1.- Medidores de obstruccin
De orificio
De tobero
Venturi
Medidores de rea variable
2.- Sondas de velocidad:
Sondas de presin esttica
Sondas de presin total
3.- Mtodos especiales
Medidores del tipo de tubera
Medidores del gasto magntico
Medidores de gasto snico
Anammetros de alambre/pelcula caliente
Anemmetro lser
SONDAS ELECTRICAS: Funciona bajo el principio de resistividad
para medir las caractersticas de las olas ( altura y periodos )
.
SONDAS DE RESISTIVIDAD: Sirve para medir molinetes y niveles,
para medir velocidades en secciones de control y otras de
inters.
INSTRUMENTOS NEUMATICOS.
COMPARADORES DE AMPLIFICACION NEUMATICA: En estos aparatos la
amplificacin esta basada en los cambios de presin que se producen
en una cmara en la que entra un gas a una velocidad constante al
variar las condiciones de salida del gas por un orificio.
El mas conocido es el denominado comparador solex o micrmetro
solex; probablemente es la realizacin francesa mas notable en el
campo de la amplificacin. Este mtodo ha sido puesto a punto por la
Sociedad Solex, que lo utilizo primeramente para la verificacin de
las secciones de inyectores de carburadores; luego fueron puestas a
punto las aplicaciones metrolgicas hacia 1931 en colaboracin con la
precisin macanique.
La amplificacin puede alcanzar 100 000 en los aparatos
construidos especialmente para los laboratorios de metrologa.
MICROMETRO SOLEX: Es un comparador neumtico de baja presin
constante de 2 secciones principales que son :
La fuente de aire: compresor de aire con dispositivo regulador
de aire, filtro y dispositivo de aire
La seccin de medicin: Plano de revisin, escala de comparacin,
palpadores intercambiables.
Solo trataremos de las aplicaciones a las medidas de longitud
por comparacin. A este efecto, los aparatos empleados pueden
subdividirse en 2 grupos, que comprenden:
Los aparatos de vlvula, los cuales se conectan al manometro y en
los que el palpador se apoya sobre la pieza a medir o sobre el
patrn de calibrado; la variacin de cota de la pieza arrastra la
variacin de la abertura de la vlvula, la cual determina el escape
del aire;
El otro grupo corresponden los aparatos de surtidores, tales
como el esfermetro, en los cuales el escape de aire esta
determinado por la distancia entre el surtidor y la superficie
misma de la pieza.
La tendencia es preferir el empleo de los aparatos de vlvula,
pues en los de surtidor el caudal del surtidor de salida esta
influido por el estado de superficie de la pieza controlada, lo que
no ocurre en los aparatos de vlvula. Por otra parte, es
precisamente sobre esta propiedad en la que se basa el aparto
Nicolau para el control de los estados de superficie.
INSTRUMENTOS ANALOGICOS Y DIGITALES.
COMPARADOR DE SOBRETENSION: Es un equipo robusto porttil y de
bajo costo, diseado para hacer pruebas de sobre tensin en corriente
alterna de equipos elctricos, componentes, tarjetas de circuitos
impresos y maquinaria elctrica en general.
COMPROBADOR DE RIGIDEZ DIELECTRICA, FUGAS DE IONIZACION: El
comprobador esta diseado para ser utilizado en pruebas de sobre
tensin y de aislamiento no destructivo en materiales, componentes
elctricos y equipo.
MEDIDORES DE AISLAMIENTO: Es un instrumento porttil con
indicadores de agujas que permite efectuar medidas de resistencia
hasta de 100 ohmios.
VOLTIMETRO: Este es bsicamente un aparato sensible a las
corrientes, pero se usa para medir voltajes manteniendo constante
la resistencia del circuito por medio de tcnicas compensadores.
VOLTIMETRO DIGITAL: Este instrumento acepta entradas analgicas
de voltaje que produce una imagen visual de la lectura del voltaje
en dgitos decimales.
VOLTIMETRO DE PLATA: Permite la medicin de la intensidad, basada
en la definicin internacional del amperio.
VOLTIMETRO DE GAS RETONANTE: Electrodos sumergidos en agua
acidulada , una mas fcil determinacin de la cantidad de gas formada
y una mas rpida disponibilidad del aparato para una nueva
medida.
METROLOGA OPTICA.
INTRODUCCION A LA OPTICA: Parte de la fsica que estudia las
leyes y fenmenos de la luz. El estudio de la ptica se divide en 2
partes, la ptica geomtrica y la ptica fsica.
La primera se ocupa de los fenmenos de radiacin luminosa en
medios homogneos sin considerar su naturaleza u origen; la segunda
estudia la velocidad, la naturaleza y caractersticas de la luz.
Gran parte de los conocimientos que poseemos sobre estas
materias se hayan sintetizados en unos cuantos principios conocidos
por las leyes de ptica geomtrica, que son:
1.- Propagacin de la luz. En un medio homogneo la luz se propaga
en lnea recta, cumpliendo as su principio de fernat , que dice que
el camino mas corto entre 2 puntos es una lnea recta.
2.- Independencia reciproca. Dado un haz de rayos luminosos, si
se intercepta una parte con un cuerpo opaco los rayos restantes no
interceptados no sufren variacin.
3.- Ley de reflexin.- a) el rayo incidente el reflejo y la
normal al punto de incidencia estn en un mismo plano. B)El ngulo de
incidencia es igual al ngulo de reflexin
4.- Leyes de refraccin: a) El rayo incidente la normal y el rayo
refractado estn en un mismo plano. B) la relacin entre el seno del
rayo de incidencia y el seno del rayo de refraccin es una constante
llamada constante de refraccin , que depende de cada medio.
Aunque la ptica geomtrica da una adecuada explicacin terica los
hechos relativos a la explicacin de la imagen, es sin embargo
incompleta a l explicar algunos resultados del experimento en
ciencia ptica. Los fenmenos de interferencia , difraccin,
pulverizacin y aun dispersin cromtica rebasan completamente este
objetivo.
Con una simple afirmacin de interferencia podremos decir que es
posible, para dos fuentes de luz, producir obscuridad a lo largo de
ciertas trayectorias comenzndose esto con la iluminacin reforzada a
lo largo de otras.
OPTICA GEOMETRICA: Se ocupa de los fenmenos de radiacin luminosa
en los medios homogneos, sin considerar su naturaleza u origen.
OPTICA FISICA: Estudia la velocidad , la naturaleza y las
caractersticas de la luz.
Los espejos esfricos cncavos permiten obtener imgenes mayores,
menores o de mismo tamao que el objeto. Estas imgenes pueden ser
tambin virtuales ( aparentes ) o reales ( formada por la
interseccin de los verdaderos rayos reflejados ).
Los espejos esfricos convexos producen siempre imgenes
virtuales, y mas pequeas que el objeto, independientemente de la
distancia a la que esta se encuentra .
FOTOMETRO: Instrumento para medir la intensidad de 2 fuentes
luminosas de la cual una se toma como tipo midiendo la distancia a
que ambas tiene igual brillo sobre la superficie pulimentada.
Los mtodos por comparacin permiten una exactitud del 1 % .
Pueden disminuirse los errores de apreciacin utilizando fotmetros
fotoelctricos, que miden directamente la iluminacin.
El flujo luminoso total emitido en todos sentidos por un
manantial pueden medirse con un fotmetro esfrico. Tiene una esfera
recubierta en su interior con pintura blanca, para reflexin difusa
y una puerta con bisagras que pueden abrirse para introducir
primero la lampara patrn y luego la sometida a ensayo.
FOTOMETRIA: Medicin de la intensidad y densidad de la luz; la
intensidad es la cantidad de luz emitida por segundo en una
direccin dada, y su unidad de medida es la buja; la densidad es la
cantidad de luz que atraviesa una superficie dada por segundo, y su
unidad es la lumen.
En los ltimos aos la fotometra ha adquirido una importancia
especial en la astrofsica, pues la medicin de la luz proveniente de
las estrellas ha permitido establecer una escala precisa de
magnitudes de estas; ha llevado al descubrimiento de las estrellas
dobles y las variables, entre estas las cefopides, y, por
consiguiente a calcular las distancias interestelares inaccesibles
al mtodo del paralaje.
Otra definicin seria la siguiente: es una medida de la
intensidad luminosa de una fuente de luz, o de la cantidad de flujo
luminoso que incide sobre una superficie. La fotometra es
importante en fotografa, astronoma e ingeniera de iluminacin . Los
instrumentos empleados para la fotometra se denominan fotmetros.
Las ondas de luz estimulan el ojo humano en diferentes grados segn
su longitud de onda. Como es difcil fabricar un instrumento con la
misma sensibilidad que el ojo humano para las distintas longitudes
de onda, muchos fotmetros requieren un observador humano. Los
fotmetros fotoelctricos necesitan filtros coloreados especiales
para responder igual que el ojo humano . Los instrumentos que miden
toda la energa radiante, no slo la radiacin visible, se llaman
radimetros y deben construirse de forma que sean igual de sensibles
a todas las longitudes de onda.
La intensidad de una fuente de luz se mide en candelas,
generalmente comparndola con una fuente patrn. Se iluminan zonas
adyacentes de una ventana con las fuentes conocida y desconocida y
se ajusta la distancia de las fuentes hasta que la iluminacin de
ambas zonas sea la misma. La intensidad relativa se calcula
entonces sabiendo que la iluminacin decrece con el cuadrado de la
distancia.
CALORIMETRIA: Tcnica para medir las constantes trmicas como el
calor especifico, el latente o la potencia calorifica.
CALORIMETRO: Instrumento para medir la cantidad de calor
absorbido por un cuerpo o desprendida de el en un fenmeno fsico o
qumico; se usa para determinar la energa de los combustibles ( gas,
carbn) , el valor energtico de los alimentos, etc.
INTERFEROMETRO: Instrumento para medir longitudes de ondas de
luz, radio, sonido, etc., y para efectuar otras observaciones de
precisin aprovechando el fenmeno de la interferencia de las ondas;
el instrumento divide un haz de ondas homogneas en dos o mas rayos
por medio de dispositivos adecuados como espejos semitransparentes
y los dirige por trayectorias distintas.
Por ejemplo uno a travs a de la sustancia que se desea examinar
y otro por el aire. En el detector del instrumento se vuelven a
combinar estos rayos: la intensidad de las ondas superpuestas es
mayor donde estn en fase, y viceversa. Esta comparacin de fases
permite medir desde las longitudes pequeisimas de ciertas ondas
hasta el dimetro de una estrella o la separacin entre 2 estrellas
dobles. El inferometro tiene muchas aplicaciones en cristalografia,
acstica, astronoma, etc.
PIROMETRIA OPTICA: Parte de la fsica que se ocupa de la medicin
de las temperaturas por medio de los instrumentos oprticos.
RADIOMETRO: El radimetro infrarrojo es un instrumento tpico que
sirve para medir la radiacin terrestre de onda larga en la regin
infrarroja de 4 a 50 mm.
RADIOMETRO ULTRAVIOLETA: La cantidad de energa solar absorbida o
reflejada en una especifica de la superficie terrestre se mide con
la energa total de las contribuciones, por lo que se refiere a la
longitud de onda, que se van desde el ultravioleta hasta el
infrarrojo.
REFLEXION DE LA LUZ: Toda superficie donde los rayos de luz se
reflejan al incidir, constituyen un espejo: tales como las aguas
tranquilas, laminas de metal pulidas, vidrio pulido, etc., estos
cuerpos al reflejar la luz producen una sensibilizacin en nuestros
ojos al percibir la imagen que se forma siendo estas de mayor o
menor intensidad, dependiendo de las diferentes clases de
superficies reflectantes, as como de su capacidad para reflejar la
luz que perciben del sol o de cualquier otra fuente luminosa
natural o artificial. A continuacin damos algunas de las
caractersticas de las superficies reflectantes:
Cuando los rayos de luz inciden sobre superficies blancas y
rugosas se reflejan en todas direcciones, esto se debe a que la luz
incidente llega a la superficie con diferentes ngulos. Sin embargo
si la superficie es blanca y sin rugosidad, los rayos de luz se
reflejan regularmente, siendo su ngulo de incidencia igual al ngulo
de reflexin.
Si la superficie es negra no reflejan la luz solo la
absorben.
Las superficies bien pulidas reflejan la luz uniformemente
debido a que los rayos inciden con un mismo ngulo, dando como
resultado rayos reflejados paralelos entre si.
Se llama reflexin difusa o de difusin al fenmeno que se produce
cuando un haz de rayos paralelos incide sobre una superficie
ordinaria y se desvan en todas direcciones al grado que es difcil
percibir una imagen virtual.
INSTRUMENTOS OPTICOS:
MICROSCOPIOS: Las aplicaciones de estos aparatos estn destinados
fundamentalmente a la medicin de longitudes, pero su campo de
medicin es mas reducido emplendose en consecuencia para la medicin
de piezas relativamente pequeas, reglas, herramientas, etc.
El objeto de muy pequeas dimensiones que se desea examinar se
coloca en una placa de vidrio llamado porta objetos, se coloca a
distancia algo superior a la distancia focal del objeto,
iluminndola por la parte inferior mediante un espejo plano. Se
forma una imagen real y aumentada dentro de la distancia focal del
ocular que a su vez produce una imagen virtual, todava mayor en
algn punto situado entre el prximo y el distante del
observador.
COMPARADORES: Son amplificadores que permiten efectuar la
medicin de la longitud por comparacin. El sistema de amplificacin
utilizada en estos aparatos es el de palanca de reflexin.
PERFILOMETROS: En estos aparatos la imagen del perfil de la
pieza es aumentada por un microscopio y proyectada por medio de
espejos sobre una pantalla de vidrio deslustrado. El aumento de las
dimensiones de las piezas en imagen proyectada puede ser de 10, 20,
50 y hasta 100 veces.
Las mediciones del perfil proyectado puede hacerse sobre la
pantalla con reglas graduadas, teniendo en cuenta el aumento de la
imagen. Las mediciones regulares se realizan con transportadores
graduados de material transparente.
LUPAS: Permite que el ojo vea una imagen segn el ngulo visual
mayor que el ngulo con el que vera el objeto sin su intermedio. La
relacin entre los dos ngulos representa el aumento angular.
TELESCOPIOS: Los telescopios astronmicos se dividen en
reflectores y refractores. Un refractor puede construirse mediante
2 lentes sencillas, en forma parecida a un microscopio
compuesto.
Una lente de gran tamao ( longitud ) focal hace de objetivo
siendo su misin recoger tanta luz como sea posible. El ocular es
una lente de corta longitud focal. El objetivo forma una imagen
real y disminuida de un cuerpo celeste, a la que a su vez se
observa mediante el ocular.
TEODOLITOS: Instrumento de precisin que se compone de un
circuito horizontal y un semicrculo vertical, ambos graduados y
provistos de anteojos, para medir ngulos en sus planos
respectivos.
NIVELES: Los niveles se usan para inspeccionar superficies
planas y ngulos rectos. Aunque estas herramientas no estn
clasificadas en revalidada como calibradores, sirve bsicamente para
los mismos propsitos.
La mayora de los niveles que se usan en el taller de maquinado
pertenece al tipo de alcohol o de burbuja y se utilizan en una
amplia gama de ajustes de piezas de trabajo y en la instalacin de
maquinas herramientas.
CAMARAS FOTOGRAFICAS: Las cmaras fotogrficas se parecen a cierto
modo al ojo en algunos detalles, proporcionando como el ojo, una
imagen real e invertida de los objetos. La cmara requiere de un
concurse de un fotmetro para guardar adecuadamente la abertura.
CONCLUSIONES.
En este trabajo se intento ampliar mas dentro del conocimiento
de algunos instrumentos de medicin y calibracin existentes en el
mbito de la medicin as pues se lograron disipar algunas dudas de
los mtodos y formas correctas de medicin.
Tambin cabe constatar que no tenamos conocimiento de varios
instrumentos que aparentemente conocamos pero en su forma mas comn,
sin embargo conocimos sus diferentes tipos y aplicaciones de los
instrumentos.
As pues logramos entender aun mas la importancia que tiene la
metrologia para la vida debido a que utilizamos la mayora de estos
aparatos para as determinar distancias, voltajes, presiones entre
otras muchas y variadas formas de medicin.
BIBLIOGRAFIA
LIBRO: Mediciones mecnicas
AUTOR: R. S. Sirohi, H. C. Radha Krishna.
EDITORIAL: Limusa.
LIBRO: Tcnicas de modelacion en hidrulica.
AUTOR: Miguel A. Vergara Snchez.
EDITORIAL: Alfa-Omega.
LIBRO: Instrumentos bsicos de medicin.
AUTOR: Edwar G. Hoffman.
EDITORIAL: Limusa.
LIBRO: La Medicin en el Taller.
AUTOR: Esteves somolinos.
EDITORIAL: Ceac, tomo 1.
LIBRO: Diseo y Aplicacin de los Sistemas de Medicin.
AUTOR: Ernest O. Doebelin.
EDITORIAL: Diana.
INDICE
INTRODUCCION
INSTRUMENTOS ELECTRICOS:
Comprobador universal o tester
Inyector de seales
Palpadores
Rugmetros
Ohmetros
INSTRUMENTOS MECANICOS:
Aparatos pticos para la medicin de la rugosidad
Bancos para medir o maquinas para medir longitudes
Bloques patrn
Comparadores
Comparadores de ampliacin mecnica
Comparadores de ampliacin ptica
Comparadores Universales
Medidor de anillos en equilibrio
Manometro de peso muerto
Manometro
Micromanometro
Microcalibradores
Microscopio de medicin
Niveles
Niveles de aire o niveles de burbuja
Pirometro ptico monocromtico
Reglas de acero
Termmetro de cristal de cuarzo
Termmetro de expansin
Micrmetro
Micrmetros para aplicacin especial
Micrmetro para ranuras
Micrmetro de puntas
Micrmetro para ceja de latas
Micrmetro indicativo
M. para exteriores
M. con doble tambor
M. tipo disco
M. de cuchillas
M. para espesor de laminas
M. para interiores
Calibradores
Vernier estndar
Vernier largo
Vernier en pulgadas
Calibrador vernier tipo M
Calibrador vernier tipo CM
Calibradores de cartula con fuerza constante
INSTRUMENTOS HIDRULICOS
Anometros lser
Anammetros de hilo caliente
Limnimetros
Medidores de cantidad
Medidores de gasto
Sondas elctricas
Sondas de resistividad
INSTRUMENTOS NEUMATICOS:
Comparadores de amplificacin neumtica
Micrmetro solex
INSTRUMENTOS ANALOGICOS Y DIGITALES:
Comparador de sobretension
Comprobador de rigidez dielectrica, fugas de ionizacin
Medidores de aislamiento
Voltmetro
Voltmetro digital
Voltmetro de plata
Voltmetro de gas retonante
METROLOGIA OPTICA:
Introduccin a la ptica
Optica geomtrica
Optica fsica
Fotmetro
Fotometra
Calorimetria
