metrologia

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OOBBJJEETTIIVVOO GGEENNEERRAALL

•• AAssiimmiillaarr llooss ccoonncceeppttooss ssoobbrree MMeettrroollooggííaa yy mmaanniippuullaarr aaddeeccuuaaddaammeennttee llaass hheerrrraammiieennttaass nneecceessaarriiaass ppaarraa ssaattiissffaacceerr llooss rreeqquuiissiittooss mmeettrróóllooggiiccooss ddee llaa nnoorrmmaa iinntteerrnnaacciioonnaall IISSOO//IIEECC 1177002255..

OOBBJJEETTIIVVOOSS

EESSPPEECCÍÍFFIICCOOSS

•• CCoonnoocceerr llooss ccoonncceeppttooss bbáássiiccooss yy ddeeffiinniicciioonneess ssoobbrree llaa mmeettrroollooggííaa yy ssoobbrree llooss ssiisstteemmaass ddee uunniiddaaddeess..

•• CCoonnoocceerr llooss iinnssttrruummeennttooss ddee mmeeddiiddaa bbáássiiccooss ppaarraa mmaaggnniittuuddeess lliinneeaalleess..

•• MMaanneejjaarr eell CCaalliibbrraaddoorr PPiiee ddee RReeyy,, eell MMiiccrróómmeettrroo yy eell GGoonniióómmeettrroo,, aassíí ccoommoo ccoonnoocceerr oottrrooss eelleemmeennttooss ddee mmeeddiiddaa..

CONTENIDO:

Definición 2

Importancia de la Metrología 2

Sistemas de Unidades 3

Sistema Internacional de Medidas 4

Conversión de Unidades 6

Las Medidas 7

Medición de una Serie de Muestras 9

Tolerancias 9

Términos Asociados a la Calibración 10

Sistema Nacional de Normalización, Certificación y Metrología 12

Métodos de Medición 13

Instrumentos de Medición 14

Instrumentos de Medición de Longitud 28

Medición de Precisión 31

Actividad No. 1. Actividad de Consulta y Estudio 41

Actividad No. 2. Ejercicios de Conversión de Unidades 42

Actividad No. 3. Uso del Calibrador o Pie de Rey 43

Actividad No. 4. Uso del Micrómetro o Tornillo Palmer 44

Actividad No. 5. Lectura del Goniómetro 45

Actividad No. 6. Actualización y Fomento del Uso de Otro Idioma 46

Actividad No. 7. Laboratorio: Mediciones de longitud y ángulos. 47

ANEXO IMPORTANTE. Normas Mínimas de Seguridad en el Taller 49

Bibliografía 50

medidas eran imperfectas y variaban de un lugar a otro, aun con el mismo nombre, al desarrollarse el comercio, la industria y la ciencia, fueron aumentando las dificultades y complicaciones en este aspecto de las relaciones humanas. Se hizo necesario unificar los diferentes sistemas de medidas. Por esto, Inglaterra establece patrones de masa y longitud (libra y yarda) y posteriormente el Sistema Inglés “BS” (Pie, Libra, Segundo), que adoptado por todas las colonias británicas y por Estados Unidos, fue durante largo tiempo el sistema de medidas mas utilizado en el mundo. También Francia, en 1.790, por medio de su academia de ciencias, propone a la Real Sociedad de Londres establecer "Patrones invariables para todas las medidas y pesos", pero Inglaterra no secundó este loable esfuerzo, porque ya disponía de un sistema propio. Sin embargo, los franceses

PPoorr:: IInngg.. RRiiccaarrddoo AA.. FFoorreerroo RR..

Guía Académica No. 2.

METROLOGÍA

PROCESOS INDUSTRIALES

TT//PP,, II//PP,, DD//EE,, II//II,, MM//II,, II//MM

LLaa MMeettrroollooggííaa eess eell ccaammppoo ddeell ccoonnoocciimmiieennttoo rreellaattiivvoo aa llaass mmeeddiiddaass,, aa llooss ssiisstteemmaass ddee uunniiddaaddeessaaddooppttaaddooss yy aa llooss iinnssttrruummeennttooss uussaaddooss ppaarraa eeffeeccttuuaarrllaass.. TTooddaass llaass pprrooppiieeddaaddeess ddee llaa MMaatteerriiaarreeqquuiieerreenn sseerr ccuuaannttiiffiiccaaddaass,, ppaarraa lloo ccuuaall llaa mmeettrroollooggííaa ttiieennee vvaarriiaass mmaaggnniittuuddeess..

Desde el principio de lacivilización, el hombre vaformando en su mente la idea demedida y comienza a medir.Comparaba masas de acuerdocon su sensibilidad muscular,medía distancias según losdistintos esfuerzos al tirar una piedra, o lo que podía recorrer apie en un día, y así por el estilorealizaba otras mediciones. A medida que avanzaba lacivilización el hombre comienza ausar para las medidas delongitud "Patrones Naturales"como: pie, pulgadas, dedo,palma, brazo, etc., que eran fácilmente transportables y quetenían cierta uniformidad. Las primeras mediciones que sehicieron se relacionaron con lamasa, la longitud y el tiempo;después surgieron las devolumen y ángulo, como una necesidad en el desarrollo de laconstrucción. Como estas unidades de

siguen adelante solos y logran establecer un sistema sencillo, cómodo, único, eficiente, capaz de evolucionar y fácil de aprender; el Sistema Métrico Decimal (SMD) que adoptó como unidades fundamentales el metro (unidad de longitud) y el gramo (unidad de masa). A partir de las medidas de los patrones físicos- básicos, metro y kilogramo, se hicieron en platino los patrones respectivos, (en relación con el patrón de masa, no se hizo el de la unidad fundamental "g" sino el de su múltiplo mil veces mayor, “kg”) y se depositaron en los archivos de Francia, en 1.799. Como este sistema fue creado con el propósito de resolver el problema de la falta de unificación universal en las mediciones, pronto fue progresando en su implantación, de tal manera que en 1.865 casi toda Europa y gran parte de América del Sur lo usaban.


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No existe una definición clara y completa de la Metrología, con laque al menos los metrólogos seencuentren satisfechos, fuera dela clásica que la define como“ciencia de la medición”. Sin duda ello es debido a que,estando latente enprácticamente todas las facetasde la vida diaria, casi nadie esconsciente de ello. En un intentode definición lo más completaposible, el profesor D. CarlosGranados propone la siguiente:“La Metrología es la ciencia quetiene por objeto el estudio de laspropiedades medibles, lasescalas de medida, los sistemasde unidades, los métodos ytécnicas de medición, así comola evolución de lo anterior, lavaloración de la calidad de lasmediciones y su mejoraconstante, facilitando el progresocientífico, el desarrollotecnológico, el bienestar social y la calidad de vida”.

DEFINICIÓN

La Metrología comprende pues todos los aspectos, tanto teóricos como prácticos, que se refieren a las mediciones, cualesquiera que sean sus incertidumbres, y en cualesquiera de los campos de la ciencia y de la tecnología en que tengan lugar. Cubre tres actividades principales: • La definición de las unidades de medida internacionalmente aceptadas. • La realización de las unidades de medida por métodos científicos. • El establecimiento de las cadenas de trazabilidad, determinando y documentando el valor y la exactitud de una medición y diseminando dicho conocimiento.

La Metrología se considera habitualmente dividida en tres categorías, cada una de ellas con diferentes niveles de complejidad y exactitud: 1. La Metrología Científica, que se ocupa de la organización y el desarrollo de los patrones de medida y de su mantenimiento (el nivel más alto). 2. La Metrología Industrial, que asegura el adecuado funcionamiento de los instrumentos de medición empleados en la industria y en los procesos de producción y verificación. 3. La Metrología Legal, que se ocupa de aquellas mediciones que influyen sobre la transparencia de las transacciones comerciales, la salud y la seguridad de los ciudadanos.

LLaa mmeettrroollooggííaa nnoo ssoolloo eessttuuddiiaa llaass uunniiddaaddeess yy llooss iinnssttrruummeennttooss ddee mmeeddiiddaa ppaarraa mmaaggnniittuuddeess ddee lloonnggiittuudd,, eessttuuddiiaa ccuuaallqquuiieerr pprrooppiieeddaadd ffííssiiccaa oo qquuíímmiiccaa ssuusscceeppttiibbllee ddee sseerr mmeeddiiddaa oo ccuuaannttiiffiiccaaddaa..

Constantemente vemos, oímos,olemos, probamos y tocamos objetos y productos, es decir,hay un constante flujo desensaciones. El trabajo de lametrología es describir en formaordenada esta experiencia, untrabajo que la curiosidad delhombre ha conducido pormuchos siglos y quepresumiblemente nuncaterminara. El metrólogo ha seleccionadocomo campo de estudio, una porción especial de la granvariedad de experienciashumanas; de la totalidad haabstraído ciertos aspectos que leparecen susceptibles de describircon exactitud. El mundo que está poblado por las creaciones y trabajos de laimaginación e ingenio delmetrólogo es el de las unidades,sistemas de unidades,trazabilidad, patrones, normas,métodos, sistemas decertificación, especificaciones,etc. Por muchos siglos, un experimento, en esencia, no

tenía nada, o muy poco, acerca de la cuantificación, sinembargo, el hombre ha sentido la urgencia de describir sus experimentos en términos numéricos, en otras palabras, hacer mediciones. En la actualidad, un experimento físico que no involucre medición es considerado poco valioso. El metrólogo experimentador siente que realmente no entiende como avanzan las cosas si la pregunta ¿cuánto?, no tiene respuesta. En cada laboratorio, taller, línea de producción y casi dondequiera, es posible encontrar aparatos o dispositivos con escalas, estas con marcas y con números asociados a cada hecho relacionado con la metrología. Es un hecho, que cada lector pensara en la medición física que le es más familiar, por ejemplo: consultar el reloj de pulsera; al hacerlo reconocerá en cada análisis la medición, leerá la hora desde la carátula con la posición de las agujas. Piense que esto a nivel global se han incrementado

un porcentaje notorio en las empresas, que día a día quieren ser más competitivas y rentables, brindándoles a sus funcionarios una formación continua para lograr optimizar los campos productivos de la compañía, en este campo existe un espacio para la metrología, que es de vital importancia para garantizar la calidad final de los productos en los procesos productivos. Así, las mediciones juegan un importante papel en la vida diaria de las personas. Se encuentran en cualquiera de las actividades, desde la estimación a simple vista de una distancia, hasta en un proceso de control oen la investigación básica. La Metrología es probablemente la ciencia más antigua del mundo y el conocimiento sobre su aplicación es una necesidad fundamental en la práctica de todas las profesiones con sustrato científico, ya que, la medición permite conocer de forma cuantitativa, las propiedades físicas y químicas de los objetos.

TTooddaa aacccciióónn rreeaalliizzaaddaa ccoonn llooss sseennttiiddooss,, eess ssuusscceeppttiibbllee ddee sseerr ccuuaannttiiffiiccaaddaa..

IMPORTANCIA DE LA METROLOGÍA


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un costo equivalente a más del1% del PIB, combinado con unretorno económico equivalentede entre el 2% y el 7% del PIB.Ya sea café, planchas demadera, agua, electricidad ocalor, todo se compra y se vendetras efectuar procesos demedición y ello afecta a nuestraseconomías privadas. Los radares (cinemómetros) de las fuerzas de militares, con sus consecuencias económicas y

El progreso en la ciencia siempre ha estado íntimamente ligado a los avances en la capacidad de medición. Las mediciones son un medio para describir los fenómenos naturales en forma cuantitativa. Como dijo Mendeleyev, “la Ciencia comienza donde empieza la medición, no siendo posible la ciencia exacta en ausencia de mediciones”. En la Europa actual, las mediciones suponen

penales, también son objeto de medición. Horas de sol, tallas de ropa, porcentaje de alcohol, peso de las cartas, temperatura de locales, presión de neumáticos, etc. Es prácticamente imposible describir cualquier cosa sin referirse a la metrología. Elcomercio, el mercado y las leyes que los regulan dependen de la metrología y del empleo de unidades comunes.

SISTEMA DE UNIDADES

segundo. • Sistema Natural: En el cual las unidades se escogen de forma que ciertas constantesfísicas valgan exactamente 1. • Sistema Técnico deUnidades: Derivado del sistemamétrico con unidades delanterior. Actualmente este sistema está en desuso. • Sistema Inglés: Aún utilizado en los paísesanglosajones. Muchos de ellos loestán intentando reemplazar porel Sistema Internacional de Unidades. Una unidad de medida es una cantidad estandarizada de unadeterminada magnitud física. En general, una unidad de medida

Un sistema de unidades es un conjunto consistente de unidades de medida. Definen un conjunto básico de unidades demedida a partir del cual se derivan el resto. Existen varios sistemas de unidades: • Sistema Internacional de Unidades o SI: Es el sistema más usado. Sus unidades básicas son: el metro, el kilogramo, el segundo, el ampere, el kelvin, la candela y el mol. • Sistema Métrico Decimal:Primer sistema unificado demedidas. • Sistema Cegesimal o CGS.: Denominado así porque sus unidades básicas son el centímetro, el gramo y el

toma su valor a partir de un patrón o de una composición de otras unidades definidas previamente. Las primeras se conocen como unidades básicaso de base (o, no muy correctamente, fundamentales), mientras que las segundas se llaman unidades derivadas. Un conjunto consistente de unidades de medida en el que ninguna magnitud tenga más de una unidad asociada es denominado sistema de unidades. Todas las unidades denotan cantidades escalares. En el caso de las magnitudes vectoriales, se interpreta que cada una de las componentes está expresada en la unidad indicada.

LLaa mmeettrroollooggííaa eess eesseenncciiaall ddeennttrroo ddee lloossddiiffeerreenntteess pprroocceessooss ddee mmaannuuffaaccttuurraa ppaarraappooddeerr rreeggllaarr llooss eeqquuiippooss,, hheerrrraammiieennttaass yyvveerriiffiiccaarr ssii llooss pprroodduuccttooss ssoonn ccoonnffoorrmmeess oonnoo ccoonnffoorrmmeess..

DDuurraannttee mmuucchhoo ttiieemmppoo eexxiissttiieerroonn uunniiddaaddeessddee mmeeddiiddaa ddiiffeerreenntteess ppaarraa llaass ddiissttiinnttaassmmaaggnniittuuddeess,, lloo qquuee ccoommpplliiccaabbaa llaassmmeeddiicciioonneess.. PPaarraa eevviittaarr eessttaa ssiittuuaacciióónn,, sseeeessttaabblleecciióó pprriimmeerroo eell SSiisstteemmaa mmééttrriiccooddeecciimmaall yy,, mmááss ttaarrddee,, eell SSiisstteemmaaiinntteerrnnaacciioonnaall ddee uunniiddaaddeess,, uuttiilliizzaaddoo hhooyy ddííaaeenn EEssppaaññaa yy eenn llaa mmaayyoorr ppaarrttee ddeell mmuunnddoo..

EEnn ttooddoo pprroocceessoo ddee mmeeddiicciióónn,, ssee eelliiggee uunnaa uunniiddaadd ddee mmeeddiiddaa eennttrree ttooddaass llaass ppoossiibblleess yy ssee ccoommppaarraaddiicchhaa uunniiddaadd ccoonn llaa mmaaggnniittuudd qquuee ssee vvaa aa mmeeddiirr.. EEll vvaalloorr rreessuullttaannttee ddee llaa mmeeddiiddaa ddeeppeennddee,, ppoorr ttaannttoo,, ddeellaa uunniiddaadd qquuee eelliijjaammooss..



El Sistema Internacional de Unidades (abreviado SI del francés: Le Système Inter-national d'Unités), también denominado Sistema Inter-nacional de Medidas, es el nombre que recibe el sistema de unidades que se usa en la mayoría de los países y es la forma actual del sistema métrico decimal. El SI también es conocido como sistema métrico, especialmente en las naciones en las que aún no se ha implantado para su uso cotidiano. Fue creado en 1960 por la Conferencia General de Pesos y Medidas, que inicialmente definió seis unidades físicas básicas. En 1971 se añadió la séptima unidad básica, el mol. Una de las principales características, que constituye la gran ventaja del SI, es que sus unidades están basadas en fenómenos físicos funda-mentales. La única excepción es la unidad de la magnitud masa, el kilogramo, que está definida como «la masa del prototipo internacional del kilogramo» o aquel cilindro de platino e iridio almacenado en una caja fuerte de la Oficina Internacional de Pesos y Medidas. Las unidades del SI son la referencia internacional de las indicaciones de los instrumentos de medida y a las que están referidas a través de una cadena ininterrumpida de calibraciones o comparaciones. Esto permite alcanzar la equivalencia de las medidas realizadas por instrumentos similares, utilizados y calibrados en lugares apartados y por ende asegurar, sin la necesidad de ensayos y mediciones duplicadas, el cumplimiento de las características de los objetos que circulan en el comercio internacional y su intercambiabilidad. Desde el 2.006 se está unificando el SI con la norma ISO 31 para formar el Sistema Internacional de Magnitudes (ISO/IEC 80.000). Hasta mayo del 2.008, ya se habían publicado 7 de las 14 partes de las que consta.

Cada unidad básica está definida exactamente en términos de mediciones físicas reproducirles en cualquier lugar, por ejemplo: el metro, que es la distancia que recorren la luz en el espacio vacío durante 1/299.792.458 de segundo. Las unidades del sistema internacional se pueden multiplicar o dividir con otros símbolos matemáticos para obtener unidades derivadas, por ejemplo: el metro cuadrado (m²). Todas las unidades se derivan de las siete unidades básicas. Unidad de Longitud - Metro (m): Se define como la longitud del trayecto recorrido en el vacío por la luz durante un tiempo de 1/299.792.458 de segundo (unidad de tiempo) (aproximadamente 3,34 ns). Inicialmente fue creada por la Academia de Ciencias Francesa en 1.791 y definida como la diezmillonésima parte de la distancia que separa el polo de la línea del ecuador terrestre. Si este valor se expresara de manera análoga a como se define la milla náutica, se correspondería con la longitud de meridiano terrestre que forma un arco de 1/10 de segundo de grado centesimal. Se realizaron mediciones cuidadosas al respecto, que en 1.889 se corporizaron en un metro patrón de platino e iridio depositado en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas (París). Unidad de Masa - el kilogramo (kg): Se define como la masa que tiene el prototipo internacional, compuesto de una aleación de platino e iridio, que se guarda en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas (BIPM) en Sèvres, cerca de París. Es la única unidad que emplea un prefijo y la única unidad del SI, que todavía se define por un objeto patrón y no por una característica física fundamental. Su símbolo es kg (adviértase que no es una abreviatura: no admite mayúscula, ni punto ni plural. No

SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES

debe confundirse con el símbolo del kelvin: K). Unidad de tiempo – Segundo (s): El tiempo es la magnitud física que mide la duración o separación de acontecimientos sujetos a cambio, de los sistemas sujetos a observación, esto es, el período que transcurre entre el estado del sistema, cuando éste aparentaba un estado X y el instante en el que X registra una variación perceptible para un observador (o aparato de medida). Es la magnitud que permite ordenar los sucesos en secuencias, estableciendo un pasado, un presente y un futuro, y da lugar, al principio de causalidad, uno de los axiomas del método científico. Su unidad básica en el Sistema Internacional es el segundo, cuyo símbolo es s (debido a que es un símbolo y no una abreviatura, no se debe escribir con mayúscula, ni como "seg", ni agregando un punto posterior). Unidad de Intensidad de Corriente Eléctrica - El Ampere (A): Fue nombrado en honor de André-Marie Ampère. El amperio es la intensidad de una corriente constante, que manteniéndose en dos conductores paralelos, recti-líneos, de longitud infinita, de sección circular despreciable y situados a una distancia de un metro uno de otro en el vacío, produciría una fuerza igual a 2x10-7 newton por metro de longitud. El amperio es definido sin referencia a la cantidad de carga eléctrica. La unidad de carga, el culombio, es definido, como una unidad derivada, es la cantidad de carga desplazada por una corriente de amperio en el tiempo de un segundo. Como resultado, las corrientes eléctricas también son el tiempo promedio de cambio o desplazamiento de cargas eléctricas. Un amperio representa el promedio de un culombio de carga por segundo.

sCA ×=11 (1)

LLaa CCoonnffeerreenncciiaa GGeenneerraall ddee PPeessooss yy MMeeddiiddaass ffuuee ccrreeaaddaa eenn 11..996600,, ddeeffiinniieennddoo iinniicciiaallmmeennttee sseeiiss uunniiddaaddeess ffííssiiccaass bbáássiiccaass,, eenn 11997700 ssee aaññaaddiióó llaa ssééppttiimmaa uunniiddaadd bbáássiiccaa,, eell mmooll..

EEnn 11..998899 ssee ccoorrppoorriizzoo eell mmeettrroo ppaattrróónn eenn ppllaattiinnoo ee iirriiddiioo yy ssee eennccuueennttrraa eenn llaa OOffiicciinnaa IInntteerrnnaacciioonnaall ddee PPeessooss yy MMeeddiiddaass ((PPaarriiss))..

SSee ddeeffiinnee ccoommoo llaa mmaassaa qquuee ttiieennee eell pprroottoottiippoo iinntteerrnnaacciioonnaall,, ccoommppuueessttoo ddee uunnaa aalleeaacciióónn ddee ppllaattiinnoo ee iirriiddiioo,, qquuee ssee gguuaarrddaa eenn llaa OOffiicciinnaa IInntteerrnnaacciioonnaall ddee PPeessooss yy MMeeddiiddaass ((PPaarriiss))..



histórico, ya que, es necesariodarle un valor numérico a una idea intuitiva como es lo frío o localiente. Multitud de propiedadesfisicoquímicas de los materiales olas sustancias varían en funciónde la temperatura a la que seencuentren, como por ejemplo,su estado (sólido, líquido,gaseoso, plasma), su volumen, lasolubilidad, la presión de vapor,su color o la conductividadeléctrica. Así mismo, es uno de losfactores que influyen en lavelocidad a la que tienen lugarlas reacciones químicas. La temperatura se mide contermómetros, los cuales pueden ser calibrados de acuerdo a unamultitud de escalas que danlugar a unidades de medición dela temperatura. En el SistemaInternacional de Unidades, launidad de temperatura es elgrado kelvin (K), y la escalacorrespondiente es la escalaKelvin o escala absoluta, queasocia el valor "cero kelvin" (0 K)al "cero absoluto", y se gradúacon un tamaño de grado igual aldel grado Celsius. Sin embargo,fuera del ámbito científico el usode otras escalas de temperaturaes común. La escala másextendida es la escala Celsius (antes llamada centígrada); y, enmucha menor medida, yprácticamente sólo en losEstados Unidos, la escalaFahrenheit. También, se usa a veces laescala Rankine (°R) que

Unidad de Temperatura Termodinámica - El Kelvin (K): La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de calor o frío. Por lo general, un objeto más "caliente" tendrá una temperatura mayor. Físicamente es una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico. Más específicamente, está relacionada directamente con la parte de la energía interna conocida como "energía sensible", que es, la energía asociada a los movimientos de las partículas del sistema, sea en un sentido traslacional, rotacional, o en forma de vibraciones. A medida que es mayor la energía sensible de un sistema se observa que esta más "caliente", es decir, que su temperatura es mayor. En el caso de un sólido, los movimientos en cuestión resultan ser las vibraciones de las partículas en sus sitios dentro del sólido. En el caso de un gas ideal monoatómico, se trata de los movimientos traslacionales de sus partículas (para los gases multiatómicos los movimientos rotacional y vibracional, deben tomarse en cuenta también). Dicho lo anterior, se puede definir la temperatura como la cuantificación de la actividad molecular de la materia. El desarrollo de técnicas para la medición de la temperatura ha pasado por un largo proceso

establece su punto de referencia en el mismo punto de la escala Kelvin, el cero absoluto, pero con un tamaño de grado igual al de la Fahrenheit, y es usada únicamente en Estados Unidos, y sólo en algunos campos de la ingeniería. Unidad de Cantidad de Sustancia - El mol (mol): Es la unidad con que se mide la cantidad de sustancia. Dada cualquier sustancia (elemento químico, compuesto o material) y considerando a la vez, un cierto tipo de entidades elementales que la componen, se define como un mol a la cantidad de esa sustancia que contiene tantas entidades elementales del tipo considerado, como átomos hay en 12 gramos de carbono-12. Esta definición no aclara a qué se refiere con cantidad de sustancia y su interpretación es motivo de debates, aunque normalmente se da por hecho que se refiere al número de entidades. El número de unidades elementales –átomos, moléculas, iones, electrones, radicales u otras partículas o grupos específicos de éstas– existentes en un mol de sustancia es, por definición, una constante que no depende del material, ni del tipo de partícula considerado. Esta cantidad es llamada número de Avogadro (NA) y equivale a 6,02214179 × 1023 unidades elementales por mol.

Magnitud Nombre SímboloLongitud metro mMasa kilogramo kgTiempo segundo s Corriente Eléctrica Amper ATemperatura Kelvin K Intensidad Luminosa Candela cdCantidad de Sustancia Mol mol

Angulo radián radAngulo Sólido stero-radián srad

UNIDADES BÁSICAS

UNIDADES SUPLEMENTARIAS ""RReelloojj bbllaannddoo eenn eell mmoommeennttoo ddee ssuu pprriimmeerraaeexxpplloossiióónn""

SSaallvvaaddoorr DDaallíí..

LLaa tteemmppeerraattuurraa eess uunnaa mmaaggnniittuudd rreeffeerriiddaa aallaass nnoocciioonneess ccoommuunneess ddee ccaalloorr oo ffrrííoo.. PPoorr llooggeenneerraall,, uunn oobbjjeettoo mmááss ""ccaalliieennttee"" tteennddrrááuunnaa tteemmppeerraattuurraa mmaayyoorr.. FFííssiiccaammeennttee eessuunnaa mmaaggnniittuudd eessccaallaarr rreellaacciioonnaaddaa ccoonn llaaeenneerrggííaa iinntteerrnnaa ddee uunn ssiisstteemmaatteerrmmooddiinnáámmiiccoo..

UUnn mmuullttíímmeettrroo,, aa vveecceess ttaammbbiiéénnddeennoommiinnaaddoo ppoollíímmeettrroo oo tteesstteerr,, eess uunniinnssttrruummeennttoo ddee mmeeddiiddaa qquuee ooffrreeccee llaappoossiibbiilliiddaadd ddee mmeeddiirr ddiissttiinnttooss ppaarráámmeettrroosseellééccttrriiccooss yy mmaaggnniittuuddeess eenn eell mmiissmmooaappaarraattoo.. LLaass mmááss ccoommuunneess ssoonn llaass ddeevvoollttíímmeettrroo,, aammppeerríímmeettrroo yy óóhhmmeettrroo..

TTaabbllaass ddee UUnniiddaaddeess BBáássiiccaass



intensidad radiada en esa dirección es 1/683 vatios por estereorradián. Esta cantidad es equivalente a la que en 1948, en la conferencia general de pesos y medidas, se definió como una sexagésima

Unidad de Intensidadluminosa – La Candela (cd): Es la unidad básica del SI deintensidad luminosa en unadirección dada, de una fuenteque emite una radiación monocromática de frecuencia540 × 1012 hercios y de la cual la

parte de la luz emitida por un centímetro cuadrado de platino puro en estado sólido a la temperatura de su punto de fusión (2.046 K).

Magnitud Nombre Símbolo DefiniciónFuerza Newton N kg m s^ -2Energía Joule J N mPotencia Watt W J s^ -1Frecuencia Hertz Hz s^ -1

UNIDADES DERIVADAS

TTaabbllaass ddee UUnniiddaaddeess DDeerriivvaaddaass

La conversión de unidades es la transformación de una unidad en otra. Un método para realizar este proceso es con el uso de los factores de conversión y las muy útiles tablas de conversión. Bastaría multiplicar una fracción (factor de conversión) y el resultado es otra medida equivalente, en la que han cambiado las unidades.

Los tamaños de las unidadesbásicas no siempre son los másútiles, si tratamos de medir unapista de atletismo con unmicrómetro, tendríamos bastante trabajo, es por ello, que requerimos de implementos de medida mayores, tal vez undecámetro. Al medir el diámetrode un cabello requerimos de un implemento de medida más fino,tal vez, hasta las centésimas demm.

Cuando el cambio de unidades implica la transformación de varias unidades, se pueden utilizar varios factores de conversión uno tras otro, de forma que el resultado final será la medida equivalente en las unidades que buscamos, por ejemplo: si queremos pasar 8 metros a yardas, lo único que tenemos que hacer es multiplicar8 m x (0,914 yarda/m) = 7,312 yarda.

CONVERSIÓN DE UNIDADES

Nombre Símbolo Factoryotta Y 10^ 24zeta Z 10^ 21exa E 10^ 18peta P 10^ 15tera T 10^ 12giga G 10^ 9mega M 10^ 6kilo k 10^ 3hecto h 10^ 2deca da 10^ 1deci d 10^ -1centi c 10^ -2mili m 10^ -3micro μ 10^ -6nano n 10^ -9pico p 10^ -12femto f 10^ -15atto A 10^ -18zecto z 10^ -21yocto y 10^ -24

PREFIJOS

TTaabbllaa ddee PPrreeffiijjooss

EEll mmooll:: EEss llaa uunniiddaadd ccoonn qquuee ssee mmiiddee llaaccaannttiiddaadd ddee ssuussttaanncciiaa..

LLaa ccoonnvveerrssiióónn ddee uunniiddaaddeess eess llaa ttrraannssffoorrmmaacciióónn ddee uunnaa uunniiddaadd eenn oottrraa.. SSee ppuueeddee hhaacceerr ssiimmpplleemmeennttee uussaannddoo eell ffaaccttoorr ddee ccoonnvveerrssiióónn ddiirreeccttoo oo ccoonn uunnaa rreeggllaa ddee ttrreess ssiimmppllee..



El factor de conversión, es la expresión de una cantidad con sus respectivas unidades, que es usada para convertirla en su equivalente, en otras unidades de medida establecidas en dicho factor. En cualquier equivalencia de unidades de medida se pueden obtener dos factores de conversión, por ejemplo: cuando queremos pasar entre metros (m) y pies (ft), se encontrará un factor de conversión para pasa de metros a pies y otros de pies a metros. El siguiente procedimiento es usado para la conversión de unidades: • Cada una de las unidades

que aparece en la cantidad física y que se desea convertir, deberá definirse en términos de esa otra unidad.

veces incluye esa distancia alpalmo, cuantos palmos entran,uno a continuación de otro, enesa distancia. La medida debe ser exacta: debereflejar lo más exactamenteposible, con un número, lacantidad de magnitud medida.La aproximación al "valorverdadero o valor real" dependede la sensibilidad del aparato ydel proceso de medida.

Cuando medimos algo se debehacer con gran cuidado, paraevitar alterar el sistema queobservamos. Por otro lado , nohemos de perder de vista que lasmedidas se realizan con algúntipo de error, debido aimperfecciones del instrumentalo a limitaciones del medidor -errores experimentales- por eso,se ha de realizar la medida deforma que la alteraciónproducida sea mucho menor queel error experimental que sepueda cometer. En conclusión, todas las medidasvienen condicionadas porposibles errores experimentales(accidentales y sistemáticas) ypor la sensibilidad del aparato.Por lo cual, la pregunta sería sies posible conocer el “valorverdadero” de una magnitud?.La teoría de errores acota loslímites entre los que debe estar

Magnitud es todo aquello que sepuede medir, que se puederepresentar por un número y quepuede ser estudiado en lasciencias experimentales (queobservan, miden, representan). Para medir debemos diseñar elinstrumento de medida y elegiruna referencia, una cantidad deesa magnitud que tomamoscomo unidad. Para medir la masa, por ejemplo,tomamos (arbitrariamente) comounidad una cantidad de materia,a la que llamamos kg. Paramedir distancias tomamos unadeterminada longitud comoreferencia: la longitud de nuestropie, de nuestro palmo, denuestro paso, un metro. La Medida es el resultado demedir. Medir es comparar lacantidad de magnitud quequeremos medir con la unidadde esa magnitud tomada comopatrón y expresar cuántas vecesla contiene. Este resultado seexpresará mediante un númeroseguido de la unidad que hemosutilizado: 4 m, 200 Km , 5 kg. Por ejemplo, si la unidad demedida elegida es el palmo yquiero medir una distancia,comparo la longitud de ladistancia a medir con la delpalmo y compruebo cuantas

dicho valor. El error en las medidas tiene un significado distinto a “equivocación”: el error es inherente a todo proceso de medida. Así, los distintos tipos de error producidos durante la medición de una magnitud y su naturaleza, son: Errores Sistémicos: Son aquellos que se repiten constantemente y afectan al resultado en un solo sentido (aumentando o disminuyendo la medida). Pueden ser debidos a un mal calibrado del aparato o instrumento, a la utilización de fórmulas (teoría) incorrectas, al manejo del instrumento de forma no recomendada por el fabricante, etc. Estos errores sólo se eliminan mediante un análisis del problema y una auditoría de un técnico más cualificado que detecte lo erróneo del procedimiento. Errores Accidentales o Aleatorios: No es posible determinar su causa. Afectan al resultado en ambos sentidos y se pueden disminuir por tratamiento estadístico: realizando varias medidas para que la desviación, por encima y por debajo del valor que se supone debe ser el verdadero, se compensen.

Las Medidas

EEll ““hhoommee”” eess eell lluuggaarr ddoonnddee ssee hhaaccee eellccaacchheerr,, ddoonnddee ssee aannoottaa uunnaa ccaarrrreerraa,, eellJJaarrddíínn cceennttrraall eess llaa zzoonnaa qquuee qquueeddaa ddeettrráássddee llaa sseegguunnddaa bbaassee..

PPaarraa mmeeddiirr,, eenn ttéérrmmiinnooss ggeenneerraalleess,, sseeppuueeddee uuttiilliizzaarr ccuuaallqquuiieerr eelleemmeennttoo ddeerreeffeerreenncciiaa,, ssiinn eemmbbaarrggoo,, ppaarraa qquuee ssee ppuueeddaaggeenneerraalliizzaarr ssee rreeccoommiieennddaa uuttiilliizzaarriinnssttrruummeennttooss ddee mmeeddiiddaa nnoorrmmaalliizzaaddooss yyeessttaannddaarriizzaaddooss..

EEss iimmppoorrttaannttee vveerriiffiiccaarr pprriimmeerroo eell ssiisstteemmaaddee uunniiddaaddeess qquuee ssee mmaanneejjaa yy llaa ccaappaacciiddaaddddee mmeeddiicciióónn ddeell iinnssttrruummeennttoo,, ppuueess uunnaammeeddiiddaa qquuee ppuuddiieessee ppaarreecceerr mmaayyoorr qquueeoottrraa,, eenn llaa rreeaalliiddaadd ppuueeddee sseerr mmeennoorr,, ccoommooeenn llaa iimmaaggeenn..

• Para cada operación, tómese un factor de conversión que cancele todas las unidades excepto las deseadas.

Ejemplo 1: La distancia que hay del “home” al jardín central de un campo de béisbol, es de 400 pies (ft), convierta esta cantidad en metros.

1 pie ⇒ 0,3040 m 400 pies ⇒ X

X = piempie

13048,0400 ×

X = 121,92 m Ejemplo 2: Convierta una longitud de 1.500 millas a kilómetros.

1 milla ⇒ 1.609 m 1.500 millas ⇒ X

X= millammillas

1600.1500.1 ×

X= 2.412.000 m

1.000 m ⇒ 1 km 2.412.000 m ⇒ Y

Y= mkmm

000.11000.412.2 ×

Y= 2.412 km Ejemplo 3: Convertir una velocidad de 90 millas/h a km/h

1 milla ⇒ 1,609 km 1.500 millas ⇒ X

X= millahkmmillas

11600,190

××

X= 144,8 km/h Ejemplo 4: Convertir una velocidad de 100 millas/h a m/s.

1 milla ⇒ 1.609 m 1 h ⇒ 3.600 s

X=

smillahhmmillas

600.3111600.1100

××××

X= 44,7 m/s



El Factor Humano: El “medidor” puede originar erroressistemáticos por una formainadecuada de medir,introduciendo así un errorsiempre en el mismo sentido. Nosuele ser consciente de cómointroduce su error. Sólo seelimina cambiando deobservador. El observador puedeintroducir también erroresaccidentales por unaimperfección de sus sentidos.Estos errores van unas veces enun sentido y otros en otrosentido y se pueden compensarhaciendo varias medidas ypromediándolas. Factores Ambientales: La temperatura, la presión o lahumedad entre otras puedenalterar el proceso de medida si varían de una medida a otras. Esnecesario, fijar las condicionesexternas e indicar, en medidasprecisas, cuales fueron éstas. Silas condiciones externas varíanaleatoriamente durante lamedida, unos datos puedencompensar a los otros y el error accidental que introducen puedeser eliminado, hallando la mediade todos ellos. Los Instrumentos de Medida:Los instrumentos de medidapueden introducir un errorsistemático en el proceso demedida por un efecto deconstrucción o de calibración. Sólo se elimina el errorcambiando de aparato ocalibrándolo bien. Debemosconocer el rango de medida delinstrumento, es decir, entre quevalores, máximo y mínimo,

puede medir. Uno es la cota máxima y otro la cota mínima. Algunas de las cualidades que deben poseer los instrumentos de medida para que proporcionen resultados aceptables son: • Rapidez: Es rápido si

necesita poco tiempo para su calibración, antes de empezar a medir y si la aguja o cursor alcanza pronto el reposo frente a un valor de la escala cuando lanzamos la medida. La aguja no oscila mucho tiempo.

• Sensibilidad: Es tanto más

sensible, cuando más pequeña sea la cantidad que puede medir. Una balanza que aprecia “miligramos -mg” es más sensible que otra que aprecia “gramos -g”. Umbral de sensibilidad es la menor división de la escala del aparato de medida. La sensibilidad con que se fabrican los aparatos de medida, depende, de los fines a los que se destina. No tendría sentido fabricar una balanza que aprecie “miligramos – mg”, para usarla como balanza de un panadero.

• Exacto: Un aparato es

exacto, si reproduce siempre el mismo valor, o valores muy próximos, cuando medimos la misma cantidad de una magnitud en las mismas condiciones. Es exacto si la aguja de un reloj

comparador, por ejemplo, se coloca en el mismo punto de la escala, o muy próximo, cuando repetimos la medida con la misma cantidad de magnitud. Es exacto, pues, si la dispersión es poca, de las medidas.

• Precisión: Un aparato es

preciso, si los errores absolutos (desviación de la medida, del “valor verdadero”), que se produce al usarlo es mínimo. El valor que da en cada medida se desvía poco del “valor verdadero”. Un aparato es preciso si es muy sensible y además es fiel (produce poca dispersión de la medidas). Naturalmente debe estar previamente bien calibrado. La precisión define la “clase del instrumento” y está indicada en error relativo absoluto (porcentual absoluto) referido al valor máximo de la escala y especificado para cada rango o escala. El error absoluto máximo de una medida en esa escala se halla aplicando el error relativo al valor del fondo de escala.

Supongamos que p* es una aproximación al valor de una magnitud medida p. Se define el error absoluto como ׀ p-p* ׀ y el error relativo es ׀ p-p* ׀/ ׀ p ׀ si p≠0. Como una medida de exactitud, el error absoluto puede ser engañoso y el error relativo más significativo.

UUnn aappaarraattoo eess pprreecciissoo,, ssii llooss eerrrroorreessaabbssoolluuttooss ((ddeessvviiaacciióónn ddee llaa mmeeddiiddaa,, ddeell““vvaalloorr vveerrddaaddeerroo””)),, qquuee ssee pprroodduuccee aalluussaarrlloo,, eess mmíínniimmoo..

UUnn aappaarraattoo eess eexxaaccttoo,, ssii rreepprroodduuccee ssiieemmpprreeeell mmiissmmoo vvaalloorr,, oo vvaalloorreess mmuuyy pprróóxxiimmooss,,ccuuaannddoo mmeeddiimmooss llaa mmiissmmaa ccaannttiiddaadd ddee uunnaammaaggnniittuudd eenn llaass mmiissmmaass ccoonnddiicciioonneess..

EEll ppaarraallaajjee eess uunnoo ddee llooss ffaaccttoorreess ddee eerrrroorraalleeaattoorriioo qquuee iinncciiddeenn eenn llaa mmeeddiicciióónn..

EEll uussoo iinnccoorrrreeccttoo ddeell iinnssttrruummeennttoo ddeemmeeddiiddaa eess uunnoo ddee llooss ffaaccttoorreess ddee eerrrroorrssiissttéémmiiccoo..

EEll ooppeerraaddoorr ppuueeddee iinndduucciirr eerrrroorreess ddeemmeeddiiddaa ppoorr mmaall uussoo ddeell iinnssttrruummeennttoo,, ppoorrddeessccoonnoocciimmiieennttoo ddee llaa lleeccttuurraa ddeell aappaarraattoo ooppoorr eell ddeessccoonnoocciimmiieennttoo ddee llaa eessccaallaa ddeemmeeddiicciióónn..



AA.. NNoo EExxaaccttoo,, NNoo PPrreecciissoo;; BB.. EExxaaccttoo,, NNoo PPrreecciissoo;; CC.. NNoo EExxaaccttoo,, PPrreecciissoo;; DD..EExxaaccttoo,, PPrreecciissoo..

La homologación de una pieza es un requisito necesario para garantizar su validez dentro de su clase. Es en esta fase cuando se requiere un informe dimensional con relación a las especificaciones de su diseño, que se pueden clasificar en tres grupos de importancia: en el primero se incluyen las que tienen una importancia funcional; en el segundo las que son más susceptibles a cambios en el proceso de fabricación; y en el tercero las que no tienen importancia funcional y solo sirven para la definición geométrica. En el proceso de fabricación de una pieza existen factores que afectan directamente la estabilidad de sus dimensiones, tales como: el clima, el material, la máquina, el operario y el desgaste del instrumento. La suma de esta variabilidad y la que genera el propio sistema de medición crea una gran incertidumbre cuando se mide una sola muestra, puesto que pueden haber cotas dentro del campo de tolerancia que en otras muestras podrían estar fuera de éste o viceversa. Para hacer frente a esta problemática, se plantea la necesidad de medir varias muestras. Cuanto mayor sea el número de muestras a medir, menor será la incertidumbre

sobre la capacidad del proceso. Pero lo correcto es encontrar un equilibrio entre la criticidad de las especificaciones y el númerode muestras a medir, para no encarecer el proceso de medición. En este proceso de medición se debe intentar controlar al máximo los factores que pueden aumentar la incertidumbre de la medida. Para ello las medidas se realizarán enun local acondicionado a temperatura y humedad constante, se automatizarán las mediciones con medios de control CNC, siempre que sea posible, se emplearán instrumentos de medida calibrados y trazables, con una incertidumbre como mínimo seis veces inferior al campo detolerancia y se dedicarán esfuerzos en materia de la sujeción de la pieza para proceder a medirla, especialmente si se trata de una pieza de plástico. Una comprobación recomendable, antes de iniciar las mediciones de las distintas muestras, es la de medir unasola muestra repetidas veces, poniéndola y quitándola cada vez en el sistema de fijación, con ello comprobamos cual es el “ruido” de medida de nuestro sistema de fijación, que en cualquier caso deberá ser inferior a la incertidumbre del instrumento de medida.

LLaa iinnddiiccaacciióónn ddee llaass ttoolleerraanncciiaass ggeeoommééttrriiccaass eenn llooss ddiibbuujjooss ssee rreeaalliizzaa ppoorrmmeeddiioo ddee uunn rreeccttáánngguulloo ddiivviiddiiddoo eenn ddooss oo mmááss ccoommppaarrttiimmiieennttooss..

AA BB

CC DD

Medición de Una Serie de Muestras

Podemos encontrar dos tipos de tolerancias, las tolerancias dimensionales y geométricas. Tolerancias Dimensionales:Para poder clasificar y valorar la calidad de las piezas reales se han introducido las tolerancias dimensionales. Mediante estas se establece un límite superior y otro inferior, dentro de los cuales tienen que estar las piezas buenas o conformes. Según este criterio, todas las dimensiones deseadas, llamadas también dimensiones nominales, tienen que ir acompañadas de unos límites, que les definen un campo de tolerancia. Muchas cotas de planos, llevan estos límites explícitos, a continuación del valor nominal. Tolerancias Geométricas: Se especifican para aquellas piezas que han de cumplir funciones

importantes en un conjunto, de las que depende la fiabilidad del producto. Estas tolerancias pueden controlar formas individuales o definir relaciones entre distintas formas. Es usual la siguiente clasificación de estastolerancias: • Formas Primitivas:

Rectitud, planicidad,redondez, cilindricidad.

• Formas Complejas: Perfil, Superficie.

• Orientación: Paralelismo,

perpendicularidad, inclinación.

• Ubicación: Concentricidad,

posición.

• Oscilación: Circular radial, axial o total.

Tolerancias

CCuuaannttoo mmaayyoorr sseeaa eell nnúúmmeerroo ddee mmuueessttrraass aa mmeeddiirr,, mmeennoorr sseerráá llaaiinncceerrttiidduummbbrree ssoobbrree llaa ccaappaacciiddaadd ddeell pprroocceessoo..



EEll ppaattrróónn,, eess eell eelleemmeennttoo ddee rreeffeerreenncciiaa rreeccoonnoocciiddoo ppaarraa ccaalliibbrraarr llooss iinnssttrruummeennttooss ddee mmeeddiiddaa qquuee eessttáánn aaccoorrddee aa llaa uunniiddaadd qquuee mmaanneejjaa eell ppaattóónn..

El propósito de que losresultados de la medicióntengan trazabilidad, esasegurar la confiabilidad delos mismos, expresadacuantitativamente por laincertidumbre asociada aellos, conocida en términosde la confiabilidad queposeen los patronesnacionales o internacionalesde medición, referidos comoel origen de la trazabilidadpara tales mediciones.

• Elementos de la

Trazabilidad: Cadena ininterrumpida decomparaciones: La cadenadebe tener origen enpatrones de mediciónnacionales o internacionalesque realicen las unidades delSI, puede pasar por patronesde laboratorios de calibraciónacreditados y termina con elvalor del resultado de unamedición o con el valor deun patrón. Incertidumbre de medición:Es el “parámetro asociado alresultado de una medición,que caracteriza la dispersiónde los valores que podríanrazonablemente, seratribuidos al mesurando”.Estas incertidumbres debenestar soportadasmatemáticamente y estaránrepresentadas comoincertidumbres expandidasusando un nivel de confianzade aproximadamente el 95%y su factor de coberturacorrespondiente. Documentación: Cada pasode la cadena debe serejecutado de acuerdo conprocedimientos documen-tados y generalmentereconocidos, los resultadosdeben ser registrados de talforma que puedan serverificados. En el caso delaboratorios de ensayo sedeben tener registrosidentificados para evidenciarla trazabilidad de lasmediciones que realice, ypara el caso de loslaboratorios de calibración,se deben tener dichosregistros y además estarincluidos en los informes odictámenes de calibración. Competencia: Los

• Patrón: es una medidamaterializada en uninstrumento de medida,material de referencia osistema de medición,destinado a definir, realizar,conservar o reproducir unaunidad o uno o variosvalores conocidos de unamagnitud, a fin detransmitirlos por compara-ción a otros instrumentos demedir.

• Calibrar: Conjunto de

operaciones que establecenbajo condiciones especificas,la relación entre los valoresde una magnitud indicadospor un instrumento osistema de medición, o losvalores representados poruna medida materializada ylos valores correspondientesde la magnitud, realizadospor otros patrones.

El resultado de unacalibración permite atribuir alas indicaciones, los valorescorrespondientes delmensurando o determinar lascorrecciones que se debenaplicar a las indicaciones. Una calibración puedetambién determinar otraspropiedades metrológicastales como los efectos demagnitudes de influencia. El resultado de unacalibración puede serconsignado en undocumento, algunas vecesllamado certificado decalibración o informe decalibración.

• Trazabilidad: Propiedad delresultado de una medición odel valor patrón, tal que éstapuede ser relacionada areferencias determinadas,generalmente patronesnacionales o internacionales,por medio de una cadenaininterrumpida decomparaciones, teniendotodas incertidumbresdeterminadas.

Frecuentemente, esteconcepto se expresa por eladjetivo trazable. La cadena ininterrumpida decomparaciones se denominacadena de trazabilidad.

laboratorios que realizan uno o más pasos en la cadena deben proporcionar evidencia de su competencia técnica mediante su acreditación vigente. Referencia a unidades del SI:La cadena de comparaciones para establecer trazabilidad debe tener como punto único de origen a patrones de la máxima calidad metrológica para la realización de las unidades del Sistema Internacional. Cuando la relación a las unidades del SI no sea clara, se deberá solicitar un dictamen al respecto. Recalibración: Con el Objetivo de mantener la trazabilidad de las mediciones, la calibración de los patrones de referencia se deben realizar con una frecuencia tal, que asegure que la incertidumbre declarada del patrón no se degrada en un tiempo determinado. Esta frecuencia depende de aspectos tales como, incertidumbre requerida, frecuencia de uso, forma de uso, estabilidad del equipo.

• Resultado de la

Calibración: Representa-ción grafica de la relación matemática existente entre los valores indicados por el instrumento o el sistema sometido a la calibración y el valor certificado del patrón de referencia, implicado como mesurando.

• Ajuste de un

Instrumento: Acción de mejora que consiste en modificar mediante componentes físicos o mediantes programas, el resultado de salida de un instrumento, con el fin de compensar la curva de calibración. Así se eliminan los errores sistemáticos.

• Tipos de Patrones de Medición: En la ciencia y la tecnología, la palabra inglesa “standard”, se utiliza con dos significados diferentes; como una norma técnica escrita ampliamente adoptada, una especificación, recomenda-ción técnica o documento

Términos Asociados a la Calibración

DDeessppuuééss ddee ttooddoo pprroocceessoo ddee ccaalliibbrraacciióónn ddeellooss iinnssttrruummeennttooss ddee mmeeddiiddaa ssee ddeebbeeggeenneerraarr uunnaa cceerrttiiffiiccaacciióónn qquuee rreesseeññee eelleessttaaddoo ddeell eeqquuiippoo yy eell eerrrroorr ddee mmeeddiiddaa..



y también como un patrón de medición (en francés “étalon”). De este segundo significado nos referimos a continuación. Patrón (de medición):Medida materializada, instrumento de medición, material de referencia o sistema de medición, destinado a definir, realizar, conservar o reproducir una unidad o uno o más valores de una magnitud para utilizarse como referencia. Una serie de medidas materializadas similares o de instrumentos de medición que se utilizan conjuntamente, constituyen un patrón colectivo. Un conjunto de patrones de valores elegidos, que individualmente o en combinación, proporcionan una serie de valores de magnitudes de la misma naturaleza, son llamados una serie de patrones. Patrón primario: Patrón que es designado o reconocido ampliamente como patrón que tiene las más altas cualidades metrológicas y cuyo valor es aceptado sin referencia a otros patrones de la misma magnitud. El concepto de patrón primario es igualmente válido para magnitudes de base o para magnitudes derivadas. Patrón secundario: Patrón cuyo valor se establece porcomparación con un patrón primario de la misma magnitud. La mayor parte de los MRC , se encuentran dentro de esta categoría, puesto que la certificación de los calores de la propiedad, está usualmente realizada por un procedimiento que es trazable a patrones primarios. Patrón internacional: Patrón reconocido por un acuerdo internacional para utilizarse internacionalmente como base para asignar valores a otros patrones de la magnitud concerniente.

Patrón nacional: Patrón reconocido por una decisiónnacional en un país, quesirve de base para asignarvalores a otros patrones dela magnitud concerniente. Patrón de referencia: Patrón, en general, de la más altacalidad metrológica,disponible en un lugar dadoo en una organizacióndeterminada del cual sederivan las medicionesrealizadas en dicho lugar. Patrón de transferencia:Patrón utilizado comointermediario para compararpatrones. El término dispositivo detransferencia se debe utilizarcuando el intermediario noes un patrón. Patrón de trabajo: Patrón que es usado rutinariamentepara calibrar o controlar lasmedidas materializadas,instrumentos de medición olos materiales de referencia. Un patrón de trabajo esusualmente calibrado contraun patrón de referencia. Un patrón de trabajo que seusa rutinariamente paraasegurarse que lasmediciones se realizancorrectamente es llamado unpatrón de control. Material de referenciacertificado (MRC): Material de referencia, acompañadode un certificado, en el cualuno o más valores de laspropiedades están certifica-dos por un procedimientoque establece trazabilidad auna realización exacta de launidad en la cual seexpresan los valores de lapropiedad y en el que cadavalor certificado seacompaña de unaincertidumbre con un niveldeclarado de confianza. Los MRC, son en general,preparados en lotes dondese determinan los valores delas propiedades, dentro delos límites de incertidumbreindicados, por mediciones demuestras representativas dellote entero. Las propiedades certificadas

de materiales de referencia son algunas veces conveniente y confiablemen-te realizadas, cuando el material está incorporado en un dispositivo fabricado especialmente, por ejemplo, una sustancia cuyo punto triple es conocido dentro de una celda de punto triple; un vidrio de densidad óptica conocida dentro de un filtro de transmisión; esferas de granulometría uniforme, montadas en el objetivo de un microscopio. Tales dispositivos, pueden también ser considerados como materiales de referencia certificados. Todos los materiales de referencia responden a la definición de “patrón de medición”, definido en el Vocabulario Internacional de Metrología (VIM). Algunos MR y MRCs tienen propiedades que no pueden ser determinadas por métodos de medición físicos y químicos exactamente definidos, por que no pueden estar ligadas a una estructura química establecida o por otras razones. Dichos materiales incluyen ciertos materiales biológicos tales como vacunas para las cuales se les ha atribuido una unidad internacional, por la Organización Mundial de la Salud. Material de referencia (MR): Material o sustancia en la cual, uno o más valores de sus propiedades, son suficientemente homogéneos y bien definidos, para ser utilizadas para la calibración de aparatos, la evaluación de un método de medición o para asignar valores a los materiales. Un material de referencia puede presentarse bajo la forma de un gas, de un líquido o de un sólido, puro o compuesto. Como ejemplos tenemos el agua para la calibración de viscosímetros, el zafiro que permite calibrar la capacidad térmica de un calorímetro y las soluciones utilizadas para la calibración en química analítica.

MMaatteerriiaall ddee RReeffeerreenncciiaa CCeerrttiiffiiccaaddoo -- MMRRCC::EEss eell iinnssttrruummeennttoo uussaaddoo eenn ccaammppoo,, eell ccuuaallddeebbee eessttaarr cceerrttiiffiiccaaddoo,, ppaarraa ddaarr eell ““vvaalloorrrreeaall”” ddee llaa mmeeddiiddaa ddee aaccuueerrddoo aa llaa uunniiddaadd aaccoommppaarraarr..

PPaattrróónn PPrriimmaarriioo ddee MMeeddiiddaa.. PPaattrróónn qquuee eessddeessiiggnnaaddoo oo aammpplliiaammeennttee rreeccoonnoocciiddoo ccoommooppoosseeeeddoorr ddee llaass mmááss aallttaass ccuuaalliiddaaddeessmmeettrroollóóggiiccaass yy ccuuyyoo vvaalloorr ssee aacceeppttaa ssiinnrreeffeerriirrssee aa oottrrooss ppaattrroonneess ddee llaa mmiissmmaammaaggnniittuudd..



Sistema Nacional de Normalización, Certificación y Metrología Organismo de Acredita-ción: El Organismo de acreditaciónes la Superintendencia deIndustria y Comercio - SIC, entidad a la cual se le asignóesta función medianteDecreto 2153 de 1992 y seratifico con el Decreto 2269de 1993. La Superinten-dencia de Industria yComercio -SIC-, acredita a los diferentes organismosque soliciten hacer parte delSistema Nacional. La filosofíacontenida en el Decreto2269 garantiza que se utilicey se integre en el sistematoda la infraestructuranacional ya existente, en el campo de la certificación decalidad, de ensayos ymetrología. Así mismo, quese desarrolle la infraestruc-tura necesaria en los camposdonde no exista y seanecesario. La acreditación es elprocedimiento mediante elcual se reconoce la compe-tencia técnica y la idoneidadde organismos de certifi-cación e inspección, labora-torios de ensayos y demetrología, para que lleven acabo sus funciones. Para la acreditación la -SIC-se apoya en el ConsejoTécnico Asesor para laacreditación, el cual estáconformado por representan-tes del gobierno, del sector privado y de los organismosy laboratorios acreditados.La función del Consejo esasesorar a la SIC en lorelativo a la aplicación de losrequisitos de acreditación ygarantizar el consenso yparticipación de todos losque se involucren en esteproceso. Los organismos que podránser acreditados por la SIC y

El Gobierno Colombiano a través del Ministerio de Desarrollo Económico expidió el Decreto 2269 de 1993, el cual organiza el Sistema Nacional de Normalización, Certificación y Metrología -SNNCM, el esquema garan-tiza una amplia participación y exige el compromiso de todos los sectores involucra-dos: Gobierno, industria y consumidores en general. Así mismo, mediante Reso-lución No. 8728 del 26 de marzo de 2001, se estruc-turó el proceso de acredi-tación de laboratorios y entes certificadores, donde se establecen los requisitos de acuerdo con los linea-mientos internacionales, para responder con agilidad y eficiencia la demanda del comercio mundial. El Sistema Nacional de Normalización, Certificación y Metrología SNNCM, tiene como objetivos: Proteger al consumidor de bienes y servicios que puedan afectarlo en aspectos como la seguridad, salud, economía y medio ambiente. Incidir positivamente en los procesos de calidad y competitividad de la industria nacional productora de bienes y servicios. Facilitar el intercambio comercial. Racionalizar la infraestruc-tura nacional relacionada con la calidad. Disponer de un sistema nacional que garantice agil-idad y confiabilidad. La estructura del Sistema Nacional de Normalización, Certificación y MetrologíaSNNCM, lo conforman:

que conforman el Sistema Nacional de Normalización, Certificación y Metrología, son: Organismo de Certifica-ción: Entidad imparcial, pública o privada, nacional, extranjera o internacional, que posee la competencia y la confiabili-dad necesarias para adminis-trar un sistema de certifica-ción, consultando los intere-ses generales. Organismos de Inspe-cción: Organismo que ejecuta servicios de inspección a nombre de un organismo de certificación. Realiza activi-dades de medir, ensayar o comparar con un patrón o documento de referencia una o más características de un proceso, un producto, una organización, evaluar una persona, o varios de éstos y confrontar los resultados con requisitos especificados, para así establecer si se logra la conformidad de esas características. Laboratorio de Pruebas de Ensayo: Laboratorio nacional, extran-jero o internacional, que posee la competencia e idoneidad necesarias para llevar a cabo en forma general la determinación de las características, aptitud o funcionamiento de materia-les o productos. En los laboratorios se realizan pruebas y ensayos a sus-tancias, materiales o pro-ductos para la determinación de las características, aptitu-des o funcionamiento de éstos.

Laboratorio de calibra-ción:

Laboratorio nacional, extran-jero o internacional encar-gado de apoyar actividades de metrología industrial y en alguna medida labores de calificación de instrumentos de medición para coadyuvar labores de metrología legal. Para que realicen mediciones y calibraciones de patrones, instrumentos o sistemas de medición de magnitudes físicas o químicas, dentro de intervalos de medición e incertidumbres de medida específicas. Organismo Nacional de Normalización: La normalización en Colombia tiene como ente superior de política al Consejo Consultivo Asesor de Normas y Calidades (Decreto 219 de febrero 15 de 2000), y su desarrollo técnico havenido siendo ejecutado por el Organismo Nacional de Norma-lización, que de acuerdo al Decreto 2269 de 1993, es el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación ICONTEC, entidad priva-da, reconocida por el Gobierno Nacional cuya función principal es la elaboración, adopción y publicación de las normas técnicas nacionales y la adopción como tales de las normas elaboradas por otros entes.

El desarrollo del país ha generado mayores nece-sidades de normalización en muchos sectores industriales, lo cual hizo necesario la creación de las UnidadesSectoriales de Normalización,creadas por incitativa de sectores específicos donde se cuenta con la capacidad técnica para realizar procesos de normalización.

IInnssttiittuuttoo CCoolloommbbiiaannoo ddee NNoorrmmaass TTééccnniiccaass,, IICCOONNTTEECC.. LLaa SSuuppeerriinntteennddeenncciiaa ddee IInndduussttrriiaa yy CCoommeerrcciioo..hhttttpp::////wwwwww..ssiicc..ggoovv..ccoo//



SSiisstteemmaa IInntteerraammeerriiccaannoo ddee MMeettrroollooggííaa -- SSIIMM:: OOrrggaanniizzaaddoo eenn cciinnccoo ssuubbrreeggiioonneess((NNoorraammeett,, CCaarriimmeett,, CCaammeett,, AAnnddiimmeett ee SSuurraammeett)),, eell SSIIMM eess ccoommpprreennddiiddoo eennoorrggaanniizzaacciioonneess ddee mmeettrroollooggííaa ddee 3344 ppaaíísseess eenn llaass AAmméérriiccaass yy ddee bbeenneeffiicciiooss ddeeuunn CCoonnsseejjoo GGuubbeerrnnaammeennttaall eessttrruuccttuurraaddooss ppoorr uunn ccoooorrddiinnaaddoorr ddee ccaaddaassuubbrreeggiióónn,, ddee uunn CCoommiittéé TTééccnniiccoo,, ddee uunn CCoommiittéé ddee DDeessaarrrroolllloo PPrrooffeessiioonnaall yy ddeeuunnaa rreepprreesseennttaacciióónn iinntteeggrraaddaa ((JJCCRRBB)) qquuee ssuummiinniissttrree eell aacccceessoo ppaarraa eell SSIIMM eennuunn aaccuueerrddoo iinntteerrnnaacciioonnaall ppaarraa llaa ccoommppaarraacciióónn ddee llooss ppaattrroonneess eenn eell nniivveell mmáásseelleevvaaddoo ddee llaa mmeettrroollooggííaa..

LLaass ttrreess ccaatteeggoorrííaass ddee llaa mmeettrroollooggííaa ssoonn:: MMeettrroollooggííaa LLeeggaall,,MMeettrroollooggííaa CCiieennttííffiiccaa yy MMeettrroollooggííaa IInndduussttrriiaall..

LLaa MMeettrroollooggííaa IInndduussttrriiaall,, qquuee aasseegguurraa eell aaddeeccuuaaddooffuunncciioonnaammiieennttoo ddee llooss iinnssttrruummeennttooss ddee mmeeddiicciióónneemmpplleeaaddooss eenn llaa iinndduussttrriiaa yy eenn llooss pprroocceessooss ddeepprroodduucccciióónn yy vveerriiffiiccaacciióónn..

Existen diferentes métodos de medición, cada uno de ellos utiliza una amplia gama de técnicas y enfoques, para la selección de algún tipo de método de medición se debe de considerar al menos los siguientes factores: • Exactitud requerida. • Costo. • Tiempo. • Conveniencia. • Disponibilidad de equipos. Complementando los métodos de medición calificados por el VIM,podemos listar los siguientes: • Método de medición directa. • Método de medición

indirecta. • Método de medición por

sustitución (transferencia). • Método de medición

diferencial. • Método de medición por nulo

o cero. • Método de medición por

relación. A continuación se describen brevemente, los métodos de medición más comunes, utilizados en metrología técnica e industrial: • Medición Directa: En este

método se obtiene un valoren unidades delmensurando, mediante uninstrumento, cadena osistema de medición, digitalo analógico, en forma de:indicador, registrador,totalizador ó integrador. El sensor del instrumento escolocado directamente encontacto con el fenómeno que se mide. Por ejemplos:la medición de volumen ydensidad en base al principiode Arquímedes; Medición depresión, en un manómetrosecundario con indicacióndigital o analógica.

• Medición Indirecta: En

este método se obtiene elvalor del mensurandomediante: transformación, conversión o cálculo deindicaciones, señales demedición, magnitudes deinfluencia o mediciones delas variables de entrada(independientes). Porejemplos: la medición devolumen, con base, al principio geométricos deEuclides; medición depresión, en una balanza depesos muertos; medición de flujo con base a constantesdimensionales (placa deorificio), diferencial por caídade presión, presión estática y temperatura del fluido.

• Medición por Sustitución:

Este método utiliza unequipo auxiliar, llamadocomparador o detransferencia, con el que semide inicialmente al mensu-

Métodos de Medición



PPaarraa mmeeddiirr mmaassaa,, llaa bbaallaannzzaa ddee ddooss ppllaattoossffuuee mmuuyy uuttiilliizzaaddaa eenn eessppeecciiaall eenn eell mmeerrccaaddooccaammbbiiaarriioo..

EEll rreelloojj eess uunn iinnssttrruummeennttoo oommnniipprreesseennttee eenn llaa vviiddaa aaccttuuaall,, ddeebbiiddoo aa llaa iimmppoorrttaanncciiaa qquuee ssee ddaa aall ttiieemmppoo eenn llaass ssoocciieeddaaddeess mmooddeerr--nnaass..

rando y luego un valor de referencia. Este método también es conocido comométodo de medición por transferencia. Por ejemplo:medición de la masa de unamuestra o producto conpesas a través de una balanza analítica.

• Medición Diferencial: La medición es la diferenciaentre un valor conocido (referencia) y un valor

desconocido. Este método esmás exacto y proporcionamejor resolución que elobtenido en la medicióndirecta. Por ejemplos: elvalor de la fuente bajoprueba Vtest va ser igual a lasuma algebraica del valor dereferencia +10 V y laIndicación del voltímetro(Vtest = 10,0000 V + 26,3mV = 10,0263 V); calibra-ción de bloques patrónmediante un comparador de

bloques patrón. • Medición por Nulo o

Cero: Este método utiliza un detector de nulos o equilibrio (comparador), el cual permite comprobar la igualdad (diferencia cero) entre el mensurando y un valor de referencia (patrón).Por ejemplo: medición de masa de una muestra o producto en una balanza dedos platillos.

En física, química e ingeniería,un instrumento de medición esun aparato que se usa para comparar magnitudes físicasmediante un proceso demedición. Como unidades de medida seutilizan objetos y sucesospreviamente establecidos comoestándares o patrones y de lamedición resulta un número quees la relación entre el objeto de estudio y la unidad de referencia. Los instrumentos de mediciónson el medio por el que se haceesta conversión. Dos características importantesde un instrumento de medidason la precisión y la sensibilidad, como se había dichoanteriormente. Los físicos utilizan una granvariedad de instrumentos parallevar a cabo sus mediciones.Desde objetos sencillos comoreglas y cronómetros hastamicroscopios electrónicos yaceleradores de partículas. Algunos instrumentos demedición, Para medir masa:

• Balanza • Báscula • Espectrómetro de masa • Catarómetro

Para medir tiempo:

• Calendario • Cronómetro • Reloj • Reloj atómico • Datación radiométrica

Para medir temperatura:

• Termómetro

• Termopar • Pirómetro

Para medir presión:

• Barómetro • Manómetro • Tubo de Pitot (utilizado

para determinar lavelocidad)

• Anemómetro (utilizadopara determinar lavelocidad del viento)

Para medir flujo:

• Caudalímetro (utilizadopara medir caudal de unflujo)

Para medir propiedadeseléctricas:

• Electrómetro (mide lacarga)

• Amperímetro (mide lacorriente eléctrica)

• Galvanómetro (mide lacorriente)

• Óhmetro (mide laresistencia)

• Voltímetro (mide latensión)

• Wattmetro (mide lapotencia eléctrica)

• Multímetro (mide todoslos anteriores valores)

• Puente de Wheatstone • Osciloscopio

Para medir magnitudes sinclasificar:

• Colorímetro • Espectroscopio • Microscopio • Espectrómetro • Contador geiger • Radiómetro de Nichols • Sismógrafo • pHmetro (Medidor del

Ph) • Pirheliómetro

Para medir longitud:

• Metro y regla • Calibre • Vernier • Micrómetro • Reloj comparador • Interferómetro

Para medir ángulos:

• Goniómetro • sextante • transportador

• LA MASA: en física, es la

magnitud que cuantifica la cantidad de materia de un cuerpo. La unidad de masa, en el Sistema Internacional de Unidades es el kilogramo (kg). Es una cantidad escalar y no debe confundirse con el peso, que es una fuerza.

o La Balanza: (del latín:

bis - dos, lanx - plato) es una palanca de primer género de brazos iguales que mediante el establecimiento de una situación de equilibrio entre los pesos de dos cuerpos permite medir masas. Al igual que una romana, o una báscula, es un instrumento de medición que permite medir la masa de un objeto. Para realizar las mediciones se utilizan patrones de masa cuyo grado de exactitud depende de la precisión del instrumento. Al igual que en una romana, pero a diferencia de una báscula o un dinamó-metro, los resultados de las mediciones no varían

Instrumentos de Medición



BBaallaannzzaa:: EEss uunnaa ppaallaannccaa ddee pprriimmeerr ggéénneerrooddee bbrraazzooss iigguuaalleess qquuee mmeeddiiaannttee eelleessttaabblleecciimmiieennttoo ddee uunnaa ssiittuuaacciióónn ddeeeeqquuiilliibbrriioo eennttrree llooss ppeessooss ddee ddooss ccuueerrppoossppeerrmmiittee mmeeddiirr mmaassaass..

BBaallaannzzaa DDiiggiittaall..

LLaa BBaallaannzzaa AAnnaallííttiiccaa eess uunn iinnssttrruummeennttoo qquueemmiiddee eell ppeessoo ccoonn uunn aallttoo ggrraaddoo ddeesseennssiibbiilliiddaadd..

con la magnitud de la aceleración de la gravedad. El rango de medida y precisión de una balanza puede variar desde varios kilos (con precisión de gramos), en balanzas industriales y comerciales; hasta unos gramos (con precisión de miligramos) en balanzas de laboratorio. La evolución de las balanzas en los últimos tiempos ha sido radical, pues se ha pasado de utilizar las balanzas tradicionales, de funcionamiento mecá-nico, a balanzas electrónicas de lectura directa y precisa. Uso de la balanza: La principal utilidad de las balanzas es para pesar los alimentos que se venden a granel, al peso: carne, pescado, frutas, etc. Estas balanzas llevan incorporado una máquina calculadora donde el vendedor introduce el precio de la materia que pesa y realiza automáticamente el cálculo del coste, que el cliente puede ver en una pantalla, y al final de la compra emite una factura de todas las mercancías pesadas. Otro uso importante de las balanzas es para pesar pequeñas cantidades de masa que se utiliza en los laboratorios para hacer pruebas o análisis de determinados materiales. Estas balanzas destacan por su gran precisión. En los hogares también hay, a menudo, pequeñas balanzas para pesar los alimentos que se van a cocinar según las indicaciones de las recetas culinarias.

o La Báscula: (del francés

bascule) es un aparato que sirve para pesar; esto es, para determinar el peso, o más propiamente, la masa de los cuerpos.

Normalmente tienen una plataforma horizontal sobre la que se coloca el objeto que se quiere pesar. Dado que, a diferencia de una romana, no es necesario colgar el objeto a medir de ganchos ni platos, resulta más fácil pesar cuerpos grandes y pesados encima de la plataforma, lo que hizo posible construir bás-culas con una capacidad de peso muy grande, como las utilizadas para pesar camiones de gran tonelaje. Uso de la báscula: Actualmente existen dos tipos de básculas: mecánicas y electrónicas. Las básculas mecánicas actúan por medio de un muelle elástico o por un mecanismo de palancas. Ese mecanismo de palancas transforma la fuerza correspondiente al peso del objeto a medir en un momento de fuerzas, que se equilibra mediante el desplaza-miento de un pilón a lo largo de una barra graduada, donde se lee el peso de la masa. El principio de funciona-miento de estas básculas es similar al de una romana o una balanza, comparando masas, mediante una medición indirecta a través del peso. Los avances en las técnicas de pesado, han hecho desaparecer prácticamente las básculas de palanca, y ahora se usan básculas con muelle elástico, basadas en la deformación elástica de un resorte que soporta la acción gravitatoria del peso del objeto a medir, en lugar de realizar una comparación de masas. Por esta razón, actualmente el nombre báscula se aplica también a toda una serie de sistemas de pesada basados en la gravedad, del tipo dinamómetro.

Al funcionar por muelle elástico, estas básculas miden la fuerza ejercida por un objeto sujeto a la fuerza de gravedad, es decir, el peso. Sin embargo, el peso (P) y la masa (m) están relacionados por la siguiente relación:

gmP=

(2)

Donde, P es el peso, m es la masa y g es la intensidad del campo gravitatorio o aceleración de la gravedad. Esta relación permite calcular la masa, ya que, si la intensidad gravitatoria es constante, entonces la masa es directamente proporcional al peso. Con el tiempo las básculas han evolucio-nado mucho y hoy día, ya funcionan con métodos y sistemas electrónicos, mostrando en una pantalla de fácil lectura la masa del objeto que se pesa. Las básculas electrónicas utilizan sensores cono-cidos como célula de carga o celda de carga. Las celdas de carga convencionales consisten en una pieza de metal a la que se adhieren galgas extensométricas. Estas galgas cambian su resistencia eléctrica al traccionarse o compri-mirse cuando se deforma la pieza metálica que ,soporta el peso del objeto. Por tanto, miden peso. El metal se calcula para que trabaje en su zona elástica; esto es lo que define la operati-vidad de una celda. El ajuste de las resistencias se hace con un puente de Wheatstone, de modo que al alimentarse con un voltaje entregan una salida de voltaje proporcional a la fuerza aplicada en el metal (en el orden de milivoltios). Asimismo, se utilizan filtros electrónicos de “pasa bajo” para disminuir el efecto de las perturbaciones de alta frecuencia.



EEqquuiippoo EEssppeeccttrróómmeettrroo ddee MMaassaa..

EEqquuiippoo ddee ccrroommaattooggrraaffííaa ggaasseeoossaa..

Cuando la celda sesomete a esfuerzos porencima de su capacidad,el metal del cuerpo de lacelda pasa a una zonainelástica, adquiriendo deformaciones plásticaso permanentes y ya noregresa a su estadoinicial. Antes de llegar a la zonaplástica, se sale de lazona de elasticidadlineal, dando lugar a quelas deformaciones nosean proporcionales a lafuerza que soporta la célula de carga y en consecuencia, la salidade voltaje no varía de manera lineal a la deformación de la piezametálica y la célula decarga no funcionacorrectamente. Paraevitar esto, los fabricantes colocantornillos ajustables paralimitar el movimiento dela plataforma de labáscula de manera quela celda no se flexionemás allá de su rango defuncionamiento.

o El Espectrómetro de

Masa: Es una técnica experimental que per-mite la medición de iones derivados de molé-culas. El espectrómetro de masas es uninstrumento que permiteanalizar con granprecisión la composición de diferentes elementosquímicos e isótoposatómicos, separando losnúcleos atómicos enfunción de su relaciónmasa-carga (m/z). Puede utilizarse para identificarlos diferentes elementosquímicos que forman un compuesto o paradeterminar el contenidoisotópico de diferentes elementos en un mismocompuesto. Confrecuencia se encuentracomo detector de uncromatógrafo de gases, en una técnica híbridaconocida por sus iniciales en inglés, GC-MS.

El espectrómetro demasas mide razonescarga/masa de iones,calentando un haz de

material del compuesto a analizar hasta vapori-zarlo e ionizar los diferentes átomos. El haz de iones produce un patrón específico en el detector, que permite analizar el compuesto. En la industria es altamente utilizado en el análisis elemental de semiconductores, bio-sensores y cadenas poliméricas complejas. Funcionamiento: En tér-minos generales, molé-culas diversas tienen masas diversas, hecho utilizado por un espectrómetro de masas para determinar qué moléculas están pre-sentes en una muestra. Por ejemplo, se vaporiza sal de mesa (NaCl) y se analizan los iones en la primera parte del espectrómetro de masa. Esto produce iones del sodio e iones del cloro que tienen pesos moleculares específicos. Estos iones también tienen una carga, que significa que debido a ella tendrán movimiento bajo influencia de un determinado campo eléctrico. Estos iones se envían a un compartimiento de aceleración y se pasan a través de una lámina metálica. Se aplica un campo magnético a un lado del compartimiento que atrae a cada uno de los iones con la misma fuerza (suponiendo carga idéntica) y se los desvía sobre un detector. Naturalmente, los iones más ligeros se desviarán más que los iones pesados porque la fuerza aplicada a cada ion es igual pero los iones ligeros tienen menos masa. El detector mide exactamente cuán lejos se ha desviado cada ion y a partir de ese dato, se calcula el "cociente masa por unidad de carga". Con esta información es posible determinar con un alto nivel de certeza cuál es la composición

química de la muestra original. Hay muchos tipos de espectrómetros de ma-sas que no solamente analizan los iones, sino que también producen diversos tipos de iones. Sin embargo, todos utilizan campos eléc-tricos y magnéticos para cambiar la trayectoria iónica de determinada manera.

o El Catarómetro: Un catarómetro es un instrumento utilizado para la determinación de la composición de una mezcla de gas. El equipo se compone de dos tubos paralelos que contienen el gas de las bobinas de calefacción. Los gases son exami-nados comparando el radio de pérdida de calor de las bobinas de calefacción en el gas. Las bobinas son dispue-stas dentro de un cir-cuito de puente que tiene resistencia a los cambios debido al desigual enfriamiento que puede ser medido. Un canal contiene nor-malmente una referencia del gas y la mezcla que se probará se pasa a través del otro canal. El principio de funcio-namiento se basa en la conductividad térmica de un gas, que es inver-samente proporcional con su peso molecular. Puesto que varios de los componentes de las mezclas de gas tienen masa generalmente di-versa es posible estimar las concentraciones rela-tivas. El hidrógeno tiene aproximadamente seis partes de la conduc-tividad del nitrógeno por ejemplo. Los catarómetros seutilizan médicamente para el análisis del funcionamiento pulmo-nar y en la cromatografía de gases.



EEll ccrroonnóómmeettrroo eess uunn rreelloojj oo uunnaa ffuunncciióónn ddeerreelloojj ppaarraa mmeeddiirr ffrraacccciioonneess tteemmppoorraalleess,,nnoorrmmaall--mmeennttee bbrreevveess yy pprreeccii--ssaass..

EEss llaa mmaaggnniittuudd qquuee ppeerrmmiittee oorrddeennaarr lloossssuucceessooss eenn sseeccuueenncciiaass,, eessttaabblleecciieennddoo uunnppaassaaddoo,, uunn pprreesseennttee yy uunn ffuuttuurroo,, yy ddaa lluuggaarr aallpprriinncciippiioo ddee ccaauussaalliiddaadd,, uunnoo ddee llooss aaxxiioommaass ddeellmmééttooddoo cciieennttííffiiccoo..

Los resultados son más lentos de obtener comparado al del espec-trómetro de masa, pero el dispositivo es económico, y tiene buena exactitud cuando de gases se trata, y es solamente la proporción que debe ser determinada. A continuación se muestra una tabla de los gases más comunes; como se puede notar, el monóxido de carbonotiene una masa atómicacasi idéntica al nitrógeno molecular; por lo tanto, es prácticamente impo-sible distinguirlos con un catarómetro.

• EL TIEMPO: El tiempo es la

magnitud física que mide la duración o separación de acontecimientos sujetos a cambio, de los sistemas sujetos a observación, esto es, el período que transcurre entre el estado del sistema cuando éste aparentaba un estado X y el instante en el que X registra una variación perceptible para un observador (o aparato de medida).

Es la magnitud que permite ordenar los sucesos en secuencias, estableciendo un pasado, un presente y un futuro, y da lugar al principio de causalidad, uno de los axiomas del método científico. Su unidad básica en el Sistema Internacional es el segundo, cuyo símbolo es s(debido a que es un símbolo y no una abreviatura, no se debe escribir con mayúscula, ni como "seg", ni agregando un punto posterior).

o El Calendario: (del latín

calenda) es una cuenta sistematizada del tiempo para la organización de las actividades humanas. Antiguamente estaba basado en los ciclos lunares. En la actualidad, los diversos calendarios tienen base en el ciclo que describe la Tierra alrededor del Sol y se denominan calendarios solares. El calendario

sideral se basa en elmovimiento de otrosastros diferentes al Sol.

o El Cronometro: El

cronómetro es un reloj ouna función de reloj paramedir fraccionestemporales, normal-mente breves y preci-sas. La palabra cronó-metro es un neolo-gismo de etimología griega:Χρόνος Cronos es el diosdel tiempo, μετρον -metron es hoy un sufijoque significa '[aparato]para medir'.

El funcionamiento usualde un cronómetro,consiste en empezar acontar desde cero alpulsarse el mismo botónque lo detiene. Ademáshabitualmente puedanmedirse varios tiemposcon el mismo comienzo ydistinto final. Para ello secongela los sucesivostiempos con un botóndistinto, normalmentecon el de reinicio,mientras sigue contandoen segundo plano hastaque se pulsa el botón decomienzo. Para mostrar el segundotiempo o el tiempoacumulado, se pulsareset o reinicio. Los cronómetros puedenactivarse con métodosautomáticos, con menormargen de error y sinnecesidad de un actor.Algunos de estossistemas son: el corte deun haz luminoso o ladetección de untransceptor. También enlos ciclocomputadores seusa un cronómetroautomático activado porel movimiento de larueda. Son habituales lasmedidas en centésimasde segundo, como en losrelojes de pulsera oincluso milésimas desegundo. Está extendido su uso encompeticiones depor-tivas, así como enciencia y tecnología.

o El Reloj: Se denomina

reloj a un instrumentoque permite medir eltiempo. Existen diversostipos, que se adecuansegún el propósito:

Conocer la hora actual (reloj de pulso, reloj debolsillo, reloj de salón opared). Medir la duración de un suceso(cronómetro, reloj dearena). Señalar las horas por sonidos parecidos acampanadas o pitidos(reloj de péndulo, relojde pulso con bip a cadahora). Activar una alarma en cierta horaespecífica (reloj desper-tador). Los relojes se utilizandesde la antigüedad. Amedida que ha idoevolucionando la cienciay la tecnología de sufabricación, han idoapareciendo nuevos mo-delos con mayor preci-sión, mejor prestancia ymenor costo de fabri-cación. Es quizá uno delos instrumentos máspopulares que existenactualmente y casi todaslas personas disponen de uno o varios relojespersonales de pulsera. Mucha gente, además dela utilidad que loscaracteriza, los ostentacomo símbolo dedistinción, por lo que haymarcas de relojes muyfinos y lujosos. Asimismo, en loshogares hay varios ydiferentes tipos de relojes; muchoselectrodomésticos – in-corporan relojes –digi-tales y en cada computadora hay un reloj. El reloj es uninstrumento omnipresen-te en la vida actual,debido a la importanciaque se da al tiempo enlas sociedades moder-nas. Sin embargo, laspersonas que viven enlas comunidades rurales,lejos del ruido de la vida moderna, pueden darse el lujo de omitir el usode este instrumentodebido a que no tienen



LLaa tteemmppeerraattuurraa eess uunnaa mmeeddiiddaa ddeell ccaalloorr oo eenneerrggííaa ttéérrmmiiccaa ddee llaass ppaarrttííccuullaass eenn uunnaa ssuussttaanncciiaa..

SSoonnddaa ddee TTeemmppeerraattuurraa oo TTeerrmmooppaarr..

prisa en su modo de vida. Aun las personas que viven en las grandes ciudades industriales, podrían omitir el uso del reloj cuando ya tienen un esquema de actividades en pleno dominio, o bien cuando su vida ya no requiere los tiempos precisos de estar en determinados lugares. La mayor precisión conseguida hasta ahora es la del último reloj atómico desarrollado por la Oficina Nacional de Normalización (NIST) de los EE.UU., el NIST-F1, puesto en marcha en 1.999, es tan exacto que tiene un margen de error de solo un segundo cada 30 millones de años.

o El Reloj Atómico: Se denomina reloj atómico a un reloj cuyo funcionamiento se basa en la frecuencia de una vibración atómica.

Un reloj atómico es un tipo de reloj que utiliza una frecuencia de resonancia atómica nor-mal para alimentar su contador. Los primeros relojes atómicos toma-ban su referencia de un “MASER” (Microwave Amplification by Stimu-lated Emission of Radia-tion). Las mejores referencias atómicas de frecuencia (o relojes) modernas se basan en físicas más avanzadas que involucran átomos fríos y las fuentes atómicas. Las agencias de las normas nacionales mantienen una exactitud de 10-9 segundos por día, y una precisión igual a la frecuencia del transmisor de la radio que bombea el MASER. Los relojes atómicos mantienen una escala de tiempo continua y estable, el Tiempo Atómico Internacional (TAI). Para el uso cotidiano, se disemina otra escala de tiempo, el Tiempo Universal Coordinado (UTC). El UTC se deriva del TAI,

pero se sincroniza usando segundos de intercalación con el Tiempo Universal (UT1), el cual se basa en el paso del día y la noche según las observaciones astronómicas.

o Datación Radiometri-

ca: La datación radiométrica es el procedimiento técnico empleado para determinar la edad absoluta de rocas, minerales y restos orgánicos. En los tres casos se analizan las proporciones de un isótopo padre y un isótopo hijo de los que se conoce su semivida o vida media. Ejemplos de estos pares de isótopos radiactivos pueden ser el K/Ar, U/Pb, Rb/Sr, Sm/Nd, etc.

La Datación por radiocarbono (basada en la desintegración del isótopo carbono-14) es comúnmente utilizada para datación de restos orgánicos relativamente recientes. El isótopo usado depende de la antigüedad de las rocas o restos que se quieran datar. Por ejemplo, para restos orgánicos de hasta 60.000 años se usa el carbono-14, pero para rocas de millones de años se usan otros isótopos de semivida más larga. Ecuación de datación: Considerando el decai-miento radioactivo pro-ducido en los elementos inestables para conver-tirse en estables, se tiene una expresión matemática que relacio-nan los períodos de semidesintegración y el tiempo geológico tal que:

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +=

PDt 1ln1

λ (3)

Donde, t = Edad de la muestra D = Número de átomos que han decaído radioac-tivamente

P = Número de isótopos en la muestra original λ = periodo de semide-sintegración del isótopo padre ln = Logaritmo neperia-no Esta ecuación es válida siempre que el padre tenga un único modo de decaimiento y el hijo sea estable. Para otros casos se pueden obtener otras ecuaciones más comple-jas que tienen en cuenta los múltiples decaimien-tos que pueden tener lugar.

• LA TEMPERATURA: Los

átomos y moléculas en una sustancia no siempre se mueven a la misma velocidad. Esto significa que hay un rango de energía (energía de movimiento) en las moléculas. En un gas, por ejemplo, las moléculas se mueven en direcciones aleatorias y a diferentes velocidades - algunas se mueven rápido y otras más lentamente.

La temperatura es una medida del calor o energía térmica de las partículas en una sustancia. Como lo que medimos en su movimiento medio, la temperatura no depende del número de partículas en un objeto y por lo tanto no depende de su tamaño. Por ejemplo, la temperatura de un cazo de agua hirviendo es la misma que la temperatura de una olla de agua hirviendo, a pesar de que la olla sea mucho más grande y tenga millones y millones de moléculas de agua más que el cazo.

Nosotros experimentamos la temperatura todos los días. Cuando hace calor o cuando tenemos fiebre sentimos calor y cuando está lloviendosentimos frío. Cuando estamos hirviendo agua, hacemos que la temperatura aumente y cuando estamos haciendo polos o paletas de helado esperamos que la temperatura baje.

o El Termómetro: Es un

instrumento de medición de temperatura.



EEnn ffííssiiccaa yy ddiisscciipplliinnaass aaffiinneess llaa pprreessiióónn eess uunnaammaaggnniittuudd ffííssiiccaa qquuee mmiiddee llaa ffuueerrzzaa ppoorr uunniiddaaddddee ssuuppeerrffiicciiee..

TTaammbbiiéénn llllaammaaddoo ppiirróómmeettrroo óóppttiiccoo,, eessuunn ddiissppoossiittiivvoo ccaappaazz ddee mmeeddiirr llaatteemmppeerraattuurraa ddee uunnaa ssuussttaanncciiaa ssiinnnneecceessiiddaadd ddee eessttaarr eenn ccoonnttaaccttoo ccoonneellllaa..

Desde su invención ha evolucionado mucho, principalmente a partir del desarrollo de los termómetros electrónicos digitales. Inicialmente se fabrica-ron aprovechando el fenómeno de la dila-tación, por lo que se prefería el uso de materiales con elevado coeficiente de dilatación, de modo que, al aumentar la tempera-tura, su estiramiento era fácilmente visible. El metal base que se utilizaba en este tipo de termómetros ha sido el mercurio, encerrado en un tubo de vidrio que incorporaba una escala graduada. El creador del primer termoscopio fue Galileo Galilei; éste podría considerarse el prede-cesor del termómetro. Consistía en un tubo de vidrio terminado en una esfera cerrada; el extremo abierto se sumergía boca abajo dentro de una mezcla de alcohol y agua, mientras la esfera quedaba en la parte superior. Al calentar el líquido, éste subía por el tubo. Sanctorius incorporó una graduación numérica al instrumento de Galilei, con lo que surgió el termómetro.

o El Termopar: Un termopar es un dispositivo formado por la unión de dos metales distintos que produce un voltaje (efecto Seebeck), que es función de la diferencia de tempera-tura entre uno de los extremos denominado "punto caliente" o unión caliente o de medida y el otro denominado "punto frío" o unión fría o de referencia.

En Instrumentación In-dustrial, los termopares son ampliamente usados como sensores de temperatura. Son econó-micos, intercambiables, tienen conectores están-dar y son capaces de

medir un amplio rangode temperaturas. Suprincipal limitación es laexactitud, ya que, los errores del sistemainferiores a un gradoCelsius son difíciles deobtener. El grupo de termoparesconectados en serie recibe el nombre determopila. Tanto lostermopares, como lastermopilas son muyusados en aplicacionesde calefacción a gas. Modalidades de Termo-pares: Los termoparesestán disponibles endiferentes modalidades,como sondas. Estasúltimas son ideales para variadas aplicaciones demedición, por ejemplo,en la investigaciónmédica, sensores detemperatura para losalimentos, en la industriay en otras ramas de laciencia, etc. A la hora de seleccionaruna sonda de este tipodebe tenerse enconsideración el tipo deconector. Los dos tiposson el modelo estándar,con pines redondos y elmodelo miniatura, conpines chatos, siendoestos últimos (contradic-toriamente al nombre delos primeros) los máspopulares. Otro punto importanteen la selección es el tipo de termopar, elaislamiento y la cons-trucción de la sonda.Todos estos factorestienen un efecto en elrango de temperatura amedir, precisión y fiabi-lidad en las lecturas.

Tipos de Termopares: 1. Tipo K (Cromo (Ni-Cr)

Chromel / Aluminio(aleación de Ni -Al) Alumel): con unaamplia variedad deaplicaciones, está dis-ponible a un bajocosto y en unavariedad de sondas.Tienen un rango detemperatura de -200 ºC a +1.372 ºC y una

sensibilidad 41µV/°C aprox. Posee buenaResistencia a la oxidación.

2. Tipo E (Cromo /

Constantán (aleación de Cu-Ni)): No son magnéticos y gracias a su sensibilidad, son ideales para el uso en bajas temperaturas, en el ámbito criogénico. Tienen una sensibilidad de 68 µV/°C.

3. Tipo J (Hierro /

Constantán): debido a su limitado rango, el tipo J es menos popular que el K. Son ideales para usar en viejos equipos que no aceptan el uso de termopares más modernos. El tipo J no puede usarse a temperaturas superio-res a 760 ºC. ya que,una abrupta transfor-mación magnética cau-sa una descalibración permanente.Tienen un rango de -40 ºC a +750 ºC y una sensibilidad de ~52 µV/°C. Es afectado por la corrosión.

4. Tipo N (Nicrosil (Ni-Cr-

Si / Nisil (Ni-Si)): es adecuado para mediciones de alta temperatura gracias a su elevada estabilidad y resistencia a la oxidación de altas temperaturas, y no necesita del platino utilizado en los tipos B, R y S que son más caros.

Por otro lado, los termopares tipo B, R y Sson los más estables, pero debido a su baja sensibilidad (10 µV/°C aprox.) generalmente son usados para medir altas temperaturas (su-periores a 300 ºC). 1. Tipo B (Platino (Pt)-

Rodio (Rh)): son adecuados para la medición de altas temperaturas superio-res a 1.800 ºC. Los tipo B presentan el mismo resultado a 0



UUnn bbaarróómmeettrroo eess uunn iinnssttrruummeennttoo qquuee mmiiddee llaa pprreessiióónn aattmmoossfféérriiccaa..

MMaannóómmeettrroo eess uunn aappaarraattoo ddee mmeeddiiddaa qquueessiirrvvee ppaarraa mmeeddiirr llaa pprreessiióónn ddee fflluuiiddoossccoonntteenniiddooss eenn rreecciippiieenntteess cceerrrraaddooss..

ºC y 42 ºC debido a su curva de temperatura / voltaje, limitando así su uso a temperaturas por encima de 50 ºC.

2. Tipo R (Platino (Pt)-

Rodio (Rh)): adecuados para la medición de temperaturas de hasta 1.300 ºC. Su baja sensibilidad (10 µV/°C) y su elevado precio quitan su atractivo.

3. Tipo S (Platino /

Rodio): ideales para mediciones de altas temperaturas hasta los 1.300 ºC, pero su baja sensibilidad (10 µV/°C) y su elevado precio lo convierten en un instrumento no ade-cuado para el uso general. Debido a su elevada estabilidad, el tipo S es utilizado para la calibración universal del punto de fusión del oro (1.064,43 °C).

Los termopares con una baja sensibilidad, como en el caso de los tipos B, R y S, tienen además una resolución menor. La selección de termopares es importante para asegurarse que cubren el rango de temperaturas a determinar.

o El Pirometro: También llamado pirómetro óptico, es un dispositivo capaz de medir la temperatura de una sustancia sin necesidad de estar en contacto con ella. El término se suele aplicar a aquellos instrumentos capaces de medir temperaturas superiores a los 600 ºC. El rango de temperatura de un pirómetro se encuentra entre -50 ºC hasta +4.000 ºC. Una aplicación típica es la medida de la temperatura de metales incandescentes en moli-nos de acero o fundi-ciones. Principio Básico: Cual-quier objeto con una temperatura superior a los 0 grados kelvin (0 K)

emite radiación térmica. Esta radiación será captada y evaluada por el pirómetro. Cuando el objeto de medida tiene una temperatura inferior al pirómetro, es negativo el flujo de radiación. De todas formas se puede medir la temperatura.

Uno de los pirómetros más comunes es el pirómetro de absorción-emisión, que se utiliza para determinar la temperatura de gases, a partir, de la medición de la radiación emitida por una fuente de referencia calibrada, antes y después de que esta radiación haya pasado a través del gas y haya sido parcialmente absor-bida por éste. Ambas medidas se hacen en el mismo intervalo de las longitudes de onda. Para medir la tempe-ratura de un metal incandescente, se obser-va éste a través del piró-metro, y se gira un anillo para ajustar la tempe-ratura de un filamento incandescente proyec-tado en el campo de visión. Cuando el color del filamento es idéntico al del metal, se puede leer la temperatura en una escala según el ajuste del color del filamento.

• LA PRESION: En física y

disciplinas afines la presión es una magnitud física que mide la fuerza por unidad de superficie, y sirve para caracterizar, como se aplica una determinada fuerza resultante sobre una superficie. En el Sistema Interna-cional de Unidades (SI) la presión se mide en una unidad derivada que se denomina pascal (Pa), que es equivalente a una fuerza total de un newton, actuando unifor-memente en un metro cuadrado. La presión es la magnitud que relaciona la fuerza con la superficie sobre la que

actúa, es decir, equivale a la fuerza que actúa sobre la unidad de superficie.

Cuando sobre una superficie plana de área A se aplica una fuerza normal F de manera uniforme y perpendicu-larmente a la superficie, la presión P viene dada por:

AFP= (4)

En determinadas aplica-ciones la presión se mide, no como la presión absoluta, sino como la presión por encima de la presión atmosférica, denominándose presión relativa, presión normal, presión de gauge o presión manométrica. Consecuentemente, la presión absoluta es la presión atmosférica más la presión manométrica (presión que se mide con el manómetro).

o El Barómetro: Un

barómetro es un instrumento que mide la presión atmosférica. La presión atmosférica es el peso por unidad de superficie ejercida por la atmósfera. Los primeros barómetros estaban formados por una columna de líquido encerrada en un tubo cuya parte superior está cerrada. El peso de la columna de líquido compensa exactamente el peso de la atmósfera. Los primeros barómetros fueron realizados por el físico y matemático ita-liano Evangelista Torri-celli en el siglo XVII. La presión atmosférica equi-vale a la altura de una columna de agua de unos 10,13 m de altura. En los barómetros de mercurio, cuya densidad es 13,6 veces mayor que la del agua, la columna de mercurio sostenida por la presión atmos-férica al nivel del mar en un día despejado es de aproximadamente unos 760 mm. Los barómetros son instrumentos funda-



AAnneemmóómmeettrroo ttiippoo PPiittoott ccoonn vveelleettaa..

TTuubboo ddee PPiittoott..

mentales para medir el estado de la atmósfera y realizar predicciones me-teorológicas. Las altas presiones se corres-ponden con regiones sin precipitaciones, mientras que las bajas presiones son indicadores de regio-nes de tormentas y borrascas. La unidad de medida de la presión atmosférica que suelen marcar los barómetros se llama hectopascal, de abrevia-ción (hPa).

o El Manómetro: (del gr.

μανός, ligero, poco denso, y ‒ metro), es un aparato de medida que sirve para medir la presión de fluidos contenidos en recipientes cerrados. Existen, básicamente, dos tipos: los de líquidos y los de gases.

Características y tipos de manómetros: Muchos de los aparatos empleados para la medida de presiones utilizan la presión atmosférica como nivel de referencia y miden la diferencia entre la presión real o absoluta y la presión atmosférica, llamándose a este valor presión manométrica; dichos aparatos reciben el nombre de manómetros y funcionan según los mismos principios en que se fundamentan los barómetros de mercurio y los aneroides. La presión manométrica se expresa bien sea por encima o por debajo de la presión atmosférica. Los manómetros que sirven para medir presiones inferiores a la atmosférica se llaman manómetros de vacío o vacuómetros. De dos ramas abiertas. El manómetro más sencillo consiste en un tubo de vidrio doblado en “U”, que contiene un líquido apropiado (mercurio, agua, aceite, ...). Una de las ramas del tubo está abierta a la

atmósfera; la otra está conectada con el depósito que contiene el fluido cuya presión se desea medir. El fluido del recipiente penetra en parte del tubo en “U”, haciendo contacto con la columna líquida. Los fluidos alcanzan una configuración de equi-librio, de la que resulta fácil deducir la presión manométrica en el depósito:

gdghppP matmm ρρ ++−=

(5)

Donde, ρm y ρ son las densidades del líquido manométrico y del fluido contenido en el depósito, respectivamente. Si la densidad de dicho fluido es muy inferior a la del líquido manométrico, en la mayoría de los casos podemos despreciar el término ρgd, y tenemos:

ghppP matmm ρ+−≈

(6)

De modo que la presión manométrica p-patm es proporcional a la diferencia de alturas que alcanza el líquido manométrico en las dos ramas. Evidentemente, el manómetro será tanto más sensible cuanto menor sea la densidad del líquido manométrico utilizado.

El manómetro truncado. Sirve para medir pequeñas presiones gaseosas, desde varios torrs hasta 1 Torr. No es más que un barómetro de sifón con sus dos ramas cortas. Si la rama abierta se comunica con un depósito cuya presión supere la altura máxima de la columna barométrica, el líquido barométrico llena la rama cerrada. En el caso contrario, se forma un vacío barométrico en la rama cerrada y la presión absoluta en el depósito vendrá dada por

ghppP matmm ρ+−≈

(7)

Obsérvese que este dispositivo mide presiones absolutas, por lo que no es un verdadero manómetro. Manómetros metálicos o aneroides. En la industria se emplean casi exclusi-vamente los manómetros metálicos o aneroides, que son Marómetros aneroides modificados de tal forma que dentro de la caja actúa la presión desconocida que se desea medir y fuera actúa la presión atmosférica. El más corriente es el manó-metro de Bourdon, consistente en un tubo metálico, aplastado, her-mético, cerrado por un extremo y arrollado en espiral. El extremo abierto se comunica con el depósito que contiene el fluido cuya presión se desea medir; entonces, al aumentar la presión en el interior del tubo, éste tiende a desen-rollarse, y pone en movimiento una aguja indicadora frente a una escala calibrada en unidades de presión.

o El Tubo de Pitot:

Inventado por el inge-niero francés Henri Pitot en 1.732, sirve para calcular la presión total, también llamada presión de estancamiento, pre-sión remanente o pre-sión de remanso (suma de la presión estática y de la presión dinámica).

En la embocadura del tubo, se forma un punto de estancamiento, la velocidad allí (V1) es nula, y la presión según la ecuación de Bernoulli aumenta hasta:

2

2001 vppP t +==

ρρρ

(8)

Por lo tanto:

2

20

0v

PPt ρ+=

(9)

Siendo: V0 y P0 = presión y velocidad de la corriente



EEnn eell aammppeerríímmeettrroo llaa mmeeddiicciióónn ssee rreeaalliizzaaeenn sseerriiee.. YY mmiiddee llaa iinntteennssiiddaadd ddeeccoorrrriieennttee ccoonnssuummiiddaa ppoorr uunn cciirrccuuiittoo..

EElleeccttrróómmeettrroo..

imperturbada. Pt = presión total o de estancamiento. Aplicando la misma ecuación entre las secciones (1) y (2) (Figura Tubo de Pitot), considerando que V1 = V2 = 0, se tiene:

gPy

gPy

ρρ

22

21

1 +=+ (10)

Siendo: y2 - y1 = L (lectura en el tubo piezométrico) Luego:

gLPt ρ= (11)

Esta es llamada la expresión de Pitot.

o El Anemómetro: Es un

aparato meteorológico que se usa para la predicción del tiempo y, específicamente, para medir la velocidad del viento.(No siempre es exacto a menos que sea un anemómetro digital).

En meteorología, se usan principalmente los ane-mómetros de cazoletas o de molinete, especie de diminuto molino cuyas cuatro aspas se hallan constituidas por cazo-letas sobre las cuales actúa la fuerza del viento; el número de vueltas puede ser leído directamente en un contador o registrado sobre una banda de papel (anemograma), en cuyo caso el aparato se denomina anemógrafo. Aunque también los hay de tipo electrónicos.

Para medir los cambios repentinos de la velo-cidad del viento, ESPE-cialmente en las turbu-lencias, se recurre al anemómetro de filamen-to caliente, que consiste en un hilo de platino o níquel calentado Electric-camente: la acción del viento tiene por efecto enfriarlo y hace variar así su resistencia; por Fonsi-

guiente, la corriente que atraviesa el hilo es proporcional a la veloci-dad del viento.

• EL FLUJO: Como tal el flujo

puede tener muchas aplicaciones e interpretaciones en diferentes campos, sin embargo de forma general, cuando nos referimos al flujo nos referimos al movimiento de algo, quiere decir que existe un estado inicial y un estado final, distinto y bien definido.

o El Caudalímetro:

Instrumento empleado para la medición del caudal de un fluido o Gasto másico. Estos aparatos suelen colo-carse en línea con la tubería que transporta el fluido. También suelen llamarse medidores de caudal, medidores de flujo o flujómetros.

Existen versiones mecá-nicas y eléctricas. Entre las mecánicas se en-cuentran los viejos con-tadores de agua insta-lados a la entrada de una vivienda para deter-minar cuantos metros cúbicos de agua se consumieron. Un ejem-plo de caudalímetro eléctrico lo podemos encontrar en los calen-tadores de agua de paso que lo utilizan para determinar el caudal que está circulando o en las lavadoras para llenar su tanque a diferentes niveles.

• PROPIEDADES ELECTRI-

CAS:

o Electrómetro: Se denomina electrómetro a un electroscopio dotado de una escala. Los electró-metros, al igual que los electroscopios, han caído en desuso debido al desarrollo de instruyen-tos electrónicos de precisión.

Uno de los modelos deelectrómetro consiste en una caja metálica en la cual se introduce, debi-

damente aislada por un tapón aislante, una vari-lla que soporta una lámina de oro muy fina o una aguja de aluminio, apoyada en este caso de tal manera que pueda girar libremente sobre una escala graduada. Al establecer una dife-rencia de potencial entre la caja y la varilla con la lámina de oro (o la aguja de aluminio), esta es atraída por la pared del recipiente. La intensidad de la desviación puede servir para medir la diferencia de potencial entre ambas.

o El Amperímetro: Un amperímetro es un instrumento que sirve para medir la intensidad de corriente que está circulando por un circuito eléctrico. Un microampe-rímetro está calibrado en millonésimas de amperio y un miliamperímetro en milésimas de amperio.

Si hablamos en términos básicos, el amperímetro es un simple galvanó-metro (instrumento para detectar pequeñas canti-dades de corriente) con una resistencia en paralelo, llamada shunt. Disponiendo de una gama de resistencias shunt, podemos disponer de un amperímetro con varios rangos o inter-valos de medición. Los amperímetros tienen una resistencia interna muy pequeña, por debajo de 1 ohmnio, con la finalidad de que su presencia no disminuya la corriente a medir cuando se conecta a un circuito eléctrico. El aparato descrito corresponde al diseño original, ya que, en la actualidad los amperí-metros utilizan un con-versor analógico/digital para la medida de la caída de tensión en un resistor por el que circula la corriente a medir. La lectura del conversor esleída por un micropro-cesador que realiza loscálculos para presentar



EEll WWaattíímmeettrroo..

EEll vvoollttíímmeettrroo mmiiddee llaa ddiiffeerreenncciiaa ddee ppootteenncciiaalleellééccttrriiccoo yy ssee mmiiddee eenn ppaarraalleelloo..

en un display numérico el valor de la corriente eléctrica circulante.

o El Galvanómetro:

Instrumento que se usa para detectar y medir la corriente eléctrica. Se trata de un transductor analógico electromecá-nico que produce una deformación de rotación en una aguja o puntero en respuesta a la corriente eléctrica que fluye a través de su bobina. Este término se ha ampliado para incluir los usos del mismo dispositivo en equipos de grabación, posiciona-miento y servomeca-nismos.

o El Óhmetro: El diseño

de un óhmetro, se compone de una pequeña batería para aplicar un voltaje a la resistencia bajo medida, para luego mediante un galvanómetro medir la corriente que circula a través de la resistencia.

La escala del galva-nómetro está calibrada directamente en ohmios, ya que, en aplicación de la ley de Ohm, al ser el voltaje de la batería fija, la intensidad circulante a través del galvanómetro sólo va a depender del valor de la resistencia bajo medida, esto es, a menor resistencia mayor intensidad de corriente y viceversa. Existen también otros tipos de óhmetros más exactos y sofisticados, en los que la batería ha sido sustituida por un circuito que genera una corriente de intensidad constante I, la cual se hace circular a través de la resistencia R bajo prueba. Luego, mediante otro circuito se mide el voltaje V en los extremos de la resistencia. De acuerdo con la ley de Ohm, el valor de R vendrá dado por:

IVR= (12)

Para medidas de alta precisión, la disposición indicada anteriormente no es apropiada, por cuanto que la lectura del medidor es la suma de la resistencia de los cables de medida y la de la resistencia bajo prueba.Para evitar este inconveniente, un óhmetro de precisión tiene cuatro terminales, denominados contactos Kelvín. Los terminales llevan la corriente constante desde el medi-dor a la resistencia, mientras que los otros dos permiten la medida del voltaje directamente entre terminales de la misma, con lo que la caída de tensión en los conductores que aplican dicha corriente constante a la resistencia bajo prueba no afecta a la exactitud de la medida.

o El Voltímetro: Es un

instrumento que sirve para medir la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico.

Podemos clasificar los voltímetros por los principios en los que se basan su funciona-miento. Voltímetros electromecá-nicos: Estos voltímetros, en esencia, están constituidos por un galvanómetro cuya escala ha sido graduada en voltios. Existen modelos para corriente continua y para corriente alterna.

Voltímetros electrónicos: Añaden un amplificador para proporcionar mayor impedancia de entrada (del orden de los 20 megaohmios) y mayor sensibilidad. Algunos modelos ofrecen medida de "verdadero valor eficaz" para corrientes alternas. Los que no miden el verdadero valor eficaz es por que miden el valor de pico a pico, y suponiendo que se trata de una señal sinusoidal perfecta, calculan el valor eficaz por medio de

la siguiente fórmula:

22pp

ef

VV = (13)

Voltímetros vectoriales: Se utilizan con señales de microondas. Además, del módulo de la tensión dan una indicación de su fase. Se usa tanto por los especialistas y repa-radores de aparatos eléctricos, como por aficionados en el hogar para diversos fines; la tecnología actual ha permitido poner en el mercado versiones eco-nómicas y al mismo tiempo precisas para el uso general. Son disposi-tivos presentes en cual-quier casa de ventas dedicada a la electrónica. Voltímetros digitales: Dan una indicación numérica de la tensión, normalmente en una pantalla tipo LCD. Suelen tener prestaciones adi-cionales como memoria, detección de valor de pico, verdadero valor eficaz (RMS), autorrango y otras funcionalidades. El sistema de medida emplea técnicas de conversión analógico-digital (que suele ser, empleando un integrador de doble rampa) para obtener el valor numé-rico mostrado en una pantalla numérica LCD. El primer voltímetro digital fue inventado y producido por Andrew Kay de "Non-Linear Systems" (y posterior-mente fundador de Kaypro) en 1.954.

o El Vatímetro: Es un instrumento electrodiná-mico para medir la potencia eléctrica o la tasa de suministro de energía eléctrica de un circuito eléctrico dado. El dispositivo consiste en un par de bobinas fijas, llamadas “bobinas de corriente”, y una bobina móvil llamada “bobina de potencial”.

Las bobinas fijas se conectan en serie con el



PPaarrtteess ddeell MMuullttíímmeettrroo..

MMuullttíímmeettrroo DDiiggiittaall..

circuito, mientras la móvil se conecta en paralelo. Además, en los vatímetros analógicos la bobina móvil tiene una aguja que se mueve sobre una escala para indicar la potencia medida. Una corriente que circula por las bobinas fijas, genera un campo electromagnético cuya potencia es proporcional a la corrien-te y está en fase con ella. La bobina móvil tiene, por regla general, una resistencia grande conectada en serie para reducir la corriente que circula por ella. El resultado de esta disposición es que en un circuito de corriente continua, la deflexión de la aguja es proporcional tanto a la corriente como al voltaje, conforme a la ecuación

EIPVAW == o (14)

En un circuito de corrien-te alterna la deflexión es proporcional al producto instantáneo medio del voltaje y la corriente, midiendo pues la poten-cia real y posiblemente (dependiendo de las características de carga) mostrando una lectura diferente a la obtenida, multiplicando simple-mente las lecturas arrojadas por un voltí-metro y un amperímetro independientes en el mismo circuito. Los dos circuitos de un vatímetro son propensos a resultar dañados por una corriente excesiva. Tanto los amperímetros como los voltímetros son vulnerables al recalenta-miento: en caso de una sobrecarga, sus agujas pueden quedar fuera de escala; pero en un vatímetro el circuito de corriente, el de potencial o ambos pueden recalentarse, sin que la aguja alcance el extremo de la escala. Esto se debe a que su posición depende del factor de potencia, el voltaje y la corriente. Así, un circuito

con un factor de potencia bajo dará una lectura baja en el vatímetro, incluso aun-que ambos de sus circuitos estén cargados al borde de su límite de seguridad. Por tanto, un vatímetro no sólo se clasifica en vatios, sinotambién en voltios y amperios.

o El Multímetro: Un

multímetro, a veces también denominado polímetro o tester, es un instrumento de medida que ofrece la posibilidad de medir distintos parametros electricos y magnitudes en el mismo aparato. Las más comunes son las de voltímetro, amperímetro y óhmetro. Es utilizado frecuentemente por personal en toda la gama de electrónica y electricidad.

Funciones Comunes

Multímetro o polímetro analógico:

1. Las tres posiciones del

mando sirven para medir intensidad en corriente contínua(D.C.), de izquierda a derecha, los valores máximos que podemos medir son: 500μA, 10mA y 250mA (μA se lee microamperio y corresponde a 10−6 A =0,000001A y mA se lee miliamperio y corresponde a 10−3 A = 0,001A).

2. Vemos 5 posiciones,

para medir voltaje en corriente contínua (D.C.= Direct Current), correspondientes a 2,5V, 10 V, 50 V, 250 V y 500 V, en donde V=voltios.

3. Para medir resistencia

(x10 Ω y x1 kΩ); Ω se lee ohmio. Esto no lo usaremos apenas, pues si se fijan en la escala milimetrada que está debajo del número 6 (con la que se mide la resistencia), verán que no es lineal, es decir, no hay la

misma distancia entre el 2 y el 3 que entre el 4 y el 5; además, los valores decrecen hacia la derecha y la escala en lugar de empezar en 0, empieza en (un valor de resistencia igual, que significa que el circuito está abierto). A veces usamos estas posicio-nes para ver si un cable está roto y no conduce la corriente.

4. Como en el apartado

2, pero en este caso para medir corriente alterna (A.C.: = Alter-nating Current).

5. Sirve para comprobar el estado de carga de pilas de 1,5V y 9V.

6. Escala para medir resistencia.

7. Escalas para el resto de mediciones. Desde abajo hacia arriba vemos una de 0 a 10, otra de 0 a 50 y una última de 0 a 250.

Multímetros con funcio-nes avanzadas: Más raramente se encuentran también multímetros que pueden realizar funciones más avanzadas como: Generar y detectar la Frecuencia intermedia de un aparato, así como un circuito amplificador con altavoz para ayudar en la sintonía de circuitos de estos aparatos. Permiten el seguimiento de la señal a través de todas las etapas del receptor bajo prueba. Realizar la función de osciloscopio por encima del millón de muestras por segundo en velocidad de barrido, y muy alta resolución. Sincronizarse con otros instrumentos de medida, incluso con otros multímetros, para hacer medidas de potencia puntual (Potencia = Voltaje * Intensidad). Utilización como aparato telefónico, para poder conectarse a una línea telefónica bajo prueba,



OOsscciilloossccooppiioo..

PPuueennttee ddee WWhheeaattssttoonnee..

mientras se efectúan medidas por la misma o por otra adyacente. Comprobación de circuitos de electrónica del automóvil. Grabación de ráfagas de alto o bajo voltaje. Un polímetro analógico genérico o estándar suele tener los siguientes componentes: - Conmutador alterna-continua (AC/DC): permite seleccionar una u otra opción depen-diendo de la tensión (continua o alterna). - Interruptor rotativo: permite seleccionar funciones y escalas. Girando este componen-te se consigue seleccio-nar la magnitud (tensión, intensidad, etc.) y el valor de escala. - Ranuras de inserción de condensadores: es donde se debe insertar el condensador cuya capacidad se va a medir. - Orificio para la Hfe de los transistores: permite insertar el transistor cuya ganancia se va a medir. - Entradas: en ellas se conectan las puntas de medida. Habitualmente, los polímetros analógicos poseen cuatro bornes (aunque también existen de dos), uno que es el común, otro para medirtensiones y resistencias, otro para medir inten-sidades y otro para medir intensidades no mayores de 20 amperios. Es una palabra compuesta (multi =muchas; Metro=medidas Muchas medidas).

Como medir con el multímetro: - Midiendo voltajes: Para medir una tensión, colocaremos los Bornesen las clavijas, y notendremos mas que colocar ambas puntas entre los puntos de lectura que queramos medir. Si lo que queremos es medir

voltaje absoluto, coloca-remos el borne negro en cualquier masa (un cablenegro de molex o elchasis del ordenador) yel otro borne en el puntoa medir. Si lo quequeremos es medirdiferencias de voltajeentre dos puntos, notendremos más quecolocar un borne en cada lugar.

- Midiendo resistencias:El procedimiento paramedir una resistencia esbastante similar al demedir tensiones. Bastacon colocar la ruleta enla posición de Ohmios yen la escala apropiada altamaño de la resistenciaque vamos a medir. Sino sabemos cuantosOhms tiene la resistenciaa medir, empezaremoscon colocar la ruleta enla escala más grande, eiremos reduciendo laescala hasta queencontremos la que masprecisión nos da sinsalirnos de rango. - Midiendo intensidades:El proceso para medirintensidades, es algo más complicado, puestoque en lugar de medirseen paralelo, se mide enserie con el circuito encuestión. Por esto, paramedir intensidades ten-dremos que abrir elcircuito, es decir,desconectar algún cablepara intercalar el testeren medio, con el propó-sito de que la intensidadcircule por dentro deltester. Precisamente poresto, se ha comentadoantes que un tester conlas bornas puestas paramedir intensidades tieneresistencia interna casinula, para no provocarcambios en el circuitoque queramos medir. Para medir unaintensidad, abriremos elcircuito en cualquiera desus puntos, yconfiguraremos el testeradecuadamente (bornaroja en clavija deAmperios de mascapacidad, 10A en elcaso del tester delejemplo, borna negra enclavija común COM).

Una vez tengamos el circuito abierto y el tester bien configurado, procederemos a cerrar el circuito usando para ello el tester, es decir, colocaremos cada borna del tester en cada uno de los dos extremos del circuito abierto que tenemos. Con ello se cerrara el circuito y la intensidad circulara por el interior del multímetro para ser leída.

o El Puente de

Wheatstone: es un instrumento eléctrico de medida inventado por. Samuel Hunter Christie en 1.832, mejorado y popularizado por Sir Charles Wheatstone en 1.843. Se utiliza para medir resistencias desco-nocidas mediante el equilibrio de los brazos del puente. Estos están constituidos por cuatro resistencias que forman un circuito cerrado, siendo una de ellas la resistencia bajo medida.

o El Osciloscopio: Un

osciloscopio es un instrumento de medición electrónico para la representación gráfica de señales eléctricas que pueden variar en el tiempo. Es muy usado en electrónica de señal, frecuentemente junto a un analizador de espectro.

Presenta los valores de las señales eléctricas en forma de coordenadas en una pantalla, en la que normalmente el eje X (horizontal) representa tiempos y el eje Y (vertical) representa tensiones. La imagen así obtenida se denomina oscilograma. Suelen incluir otra entrada, llamada "eje Z" o "Cilindro de Wehnelt" que controla la luminosidad del haz, permitiendo resaltar o apagar algunos segmen-tos de la traza. Los osciloscopios, clasifi-cados según su funcio-namiento interno, pue-den ser tanto analógicos como digitales, siendo el



CCoolloorríímmeettrroo..

PPrriinncciippiioo ddee ffuunncciioonnaammiieennttoo ddeellEEssppeeccttrróómmeettrroo..

EEssppeeccttrróómmeettrroo..

resultado mostrado idén-tico en cualquiera de losdos casos, en teoría.

• MAGNITUDES SIN

CLASIFICAR:

o El Colorímetro: Es cualquier herramientaque identifica el color yel matiz para una medidamás objetiva del color.

El colorímetro tambiénes un instrumento quepermite la absorbanciade una solución en unaespecífica frecuencia deluz a ser determinada. Es por eso, que hacenposible descubrir laconcentración de unsoluto conocido que seaproporcional a laabsorbancia.

Diferentes sustanciasquímicas absorbendiferentes frecuencias deluz. Los colorímetros sebasan en el principio deque la absorbancia de una sustancia esproporcional a suconcentración, y es poreso que las sustanciasmás concentradasmuestran una lecturamás elevada deabsorbancia. Se usa unfiltro en el colorímetropara elegir el color de luzque más absorberá elsoluto, para maximizar la precisión de la lectura.Note que el color de luzabsorbida es lo opuestodel color del espécimen,por lo tanto un filtro azulsería apropiado para unasustancia naranja.

Los sensores miden lacantidad de luz queatravesó la solución,comparando la cantidadentrante y la lectura dela cantidad absorbida. Se realiza una serie desoluciones de concen-traciones conocidas de lasustancia química enestudio y se mide laabsorbancia para cadaconcentración, así seobtiene una gráfica deabsorbancia respecto a concentración. Por extra-polación de la absor-bancia en la gráfica se

puede encontrar el valorde la concentración des-conocida de la muestra.

Otras aplicaciones de loscolorímetros son paracualificar y corregirreacciones de color enlos monitores, o paracalibrar los colores de laimpresión fotográfica.Los colorímetros tambiénse utilizan en personascon déficit visual(ceguera o daltonismo),donde los nombres delos colores sonanunciados en medidasde parámetros de color(por ejemplo, saturacióny luminiscencia)

El color de APHA(asociación americana dela salud pública) seutiliza típicamente paracaracterizar los políme-ros con respecto a laamarillez de lospolímeros. El color deAPHA o el número deAPHA refiere a unestándar del platino-cobalto. Los colorímetrosse pueden calibrar segúnlas soluciones estándardel cobalto del platino ylas soluciones polimé-ricas se pueden compa-rar a los estándares paradeterminar el número deAPHA. Cuanto más altoes el número de APHA,más el amarillo lasolución polimérica.

o El Espectrómetro: es

un aparato capaz deanalizar el espectrocaracterístico de unmovimiento ondulatorio.Se aplica a variadosinstrumentos que operansobre un amplio campode longitudes de onda.

Un espectrómetro ópticoo espectroscopio, es uninstrumento que sirvepara medir las propie-dades de la luz en unadeterminada porción delespectro electromagné-tico. La variable que semide generalmente es laintensidad de la luz perose puede medir tambiénel estado de polarización,por ejemplo. La variableindependiente suele serla longitud de onda de laluz, generalmente expre-

sada en submúltiplos del metro, aunque alguna vez pueda ser expresada en cualquier unidad directamente proporcio-nal a la energía del fotón, como la frecuen-cia o los electrón-voltios, que mantienen un rela-ción inversa con la longitud de onda. Se utilizan espectrómetros en espectroscopia para producir líneas espec-trales y medir sus longui-tudes de onda e intensidades.

En general, un instru-mento concreto sólo operará sobre una pe-queña porción de éste campo total, debido a las diferentes técnicas nece-sarias para medir distintas porciones del espectro. Por debajo de las frecuencias ópticas (es decir, microondas, radio y audio), el analizador de espectro es un dispositivo electró-nico muy parecido.

o El Microscopio: (de

micro-, μικρο, pequeño, y scopio, σκοπεω, observar) es un instru-mento que permite observar objetos que son demasiado pequeños para ser vistos a simple vista. El tipo más común y el primero que se inventó es el microscopio óptico. Se trata de un instrumento óptico que contiene una o varias lentes que permiten obtener una imagen aumentada del objeto y que funciona por refracción.

La ciencia que investiga los objetos pequeños utilizando este instruyen-to se llama microscopía.

Tipos de microscopios:

- Microscopio óptico - Microscopio simple - Microscopio compuesto- Microscopio de luz ul-travioleta - Microscopio de fluo-rescencia - Microscopio petrográ-fico - Microscopio en campo oscuro



CCoonnttaaddoorr GGeeiiggnneerr MMooddeerrnnoo..

MMiiccrroossccooppiioo..

- Microscopio de con-traste de fase - Microscopio de luz po-larizada - Microscopio confocal - Microscopio electrónico - Microscopio electrónicode transmisión - Microscopio electrónicode barrido - Microscopio de ionesen campo - Microscopio de sondade barrido - Microscopio de efectotúnel - Microscopio de fuerzaatómica - Microscopio virtual - Microscopio de anti-materia

o El Contador Geiger: Es

un instrumento quepermite medir la radiac-tividad de un objeto olugar.

Está formado, normal-mente, por un tubo conun fino hilo metálico a lolargo de su centro. Elespacio entre ellos estáaislado y relleno de ungas, y con el hilo a unos1.000 V relativos con eltubo. Un ion o electrón pe-netra en el tubo (o sedesprende un electrónde la pared, por losrayos X o gamma),desprende electrones delos átomos del gas ydebido al voltaje positivodel hilo central, sonatraídos hacia el hilo. Alhacer esto gananenergía, colisionan conlos átomos y liberan máselectrones, hasta que elproceso se convierte enuna «avalancha» queproduce un pulso decorriente detectable.Relleno de un gasadecuado, el flujo deelectricidad se para porsi mismo o incluso elcircuito eléctrico puedeayudar a pararlo. Al instrumento se lellama un "contador"debido a que cadapartícula que pasa por élproduce un pulsoidéntico, permitiendocontar las partículas(normalmente de formaelectrónica) pero sindecirnos nada sobre su

identidad o su energía(excepto que deberántener energía suficientepara penetrar lasparedes del contador).Los contadores de VanAllen estaban hechos deun metal fino, conconexiones aisladas ensus extremos.

o Radiómetro de

Nichols: Un radiómetrode Nichols es un aparatopara medir la presión dela radiación. Recibe sunombre del físicoamericano E. F. Nichols,quién lo ideara a finalesdel siglo XIX.

Consistía en un par depequeños espejos decristal plateados por unacara suspendidos de unadelgada fibra de cuarzoen equilibrio de torsión,y encerrados dentro deun recinto en el cual sepodía regular la presiónde aire. El cabezal detorsión al cual estabaunida la fibra se podíagirar desde el exteriorpor medio de un imán. Para realizar las medidasse dirigía un hazluminoso primero a unespejo y después al otro,y las desviacionesopuestas observadas sedeterminaban con laayuda de un espejo yuna escala. La influenciadel aire se podíacomprobar girando elsistema de forma que losespejos recibieran la luzpor su lado no plateado.Se encontró que estainfluencia era mínima, devalor casi despreciable, auna presión de 16mmHg. La energía radiante delhaz incidente se deter-minaba a partir de suefecto térmico sobre unpequeño disco de plataennegrecido, métodoque se demostró másfiable que el bolómetroutilizado inicialmente. El perfeccionamiento delaparato permitió a Nichols y Hull obtener en1903 una medida de lapresión de la radiaciónque no difería en másdel 10% de la teórica.

Otros experimentadores continuarían con su mejora hasta obtener un acuerdo entre las presiones de la radiación observadas y calculadas mejor del 1%. A veces se confunde este aparato con el radió-metro de Crooke.

o El Sismómetro: Un

sismómetro o sismógrafo es un instrumento para medir terremotos para la sismología o pequeños temblores provocados, en el caso de la Sismología de explora-ción.

Este aparato, en sus versiones iniciales, consistía en un péndulo que por su masa permanecía inmóvil debido a la inercia, mientras todo a su alrededor se movía; dicho péndulo llevaba un punzón que iba escri-biendo sobre un rodillo de papel pautado entiempo, de modo que al empezar la vibración se registraba el movimiento en el papel, constituí-yendo esta represen-tación gráfica el deno-minado sismograma.

Los instrumentos moder-nos son, por supuesto, electrónicos. Estos sis-mógrafos se parecen a los acelerómetros, y tienden a llegar a ser instrumentos univer-sales. En años anterio-res, los sismómetros podrían “quedarse cor-tos” o ir fuera de la escala para el movi-miento de la Tierra que es suficientemente fuerte para ser sentido por la gente. En este caso, solo los instrumentos que podrían trabajar serían los acelerómetros menos sensibles. Los modernos sismóme-tros de banda ancha (lla-mados así por la capa-cidad de registro en un ancho rango de frecuen-cias) consisten de un pe-queña ‘masa de prueba’, confinada por fuerzas eléctricas, manejada por electrónica sofisticada.



ppHH mmeettrroo..

PPiirraannóómmeettrroo..

Instrumentos de Medición para Medir Longitud

m in ft yd mi Å ÷Metro 1,0000 39,3701 3,2808 0,9144 0,0006 1.000.000 1.000.000.000Pulgada 0,0254 1,0000 0,0833 0,0232 1,57828 x 10^ -5 25.400 254.000.000Pie 0,3048 12,0000 1,0000 0,2787 0,0002 304.800 3.048.000.000Yarda 1,0936 43,0556 3,5880 1,0000 0,0007 1.093.613 10.936.133.000Milla 1.609,3440 63.360,0000 5.280,0000 1.471,5842 1,0000 1.609.344.000 16.093.440.000.000Angstrom 1,0 x 10^ -6 3,93701 x 10^ -5 3,28084 x 10^ -6 3,28084 x 10^ -6 6,21371 x 10^ -10 1,0000 10.000,0000Micrón 1,0 x 10^ -10 3,93701 x 10^ -9 3,28084 x 10^ -10 3,28084 x 10^ -10 6,21371 x 10^ -11 0,0001 1,0000

Equivalencia AproximadaUnidad de Medida

UNIDADES DE LONGITUD

EEqquuiivvaalleenncciiaa UUnniiddaaddeess ddee LLoonnggiittuudd..

sin, por ejemplo, un metro quele facilite el trabajo. No cabe duda, que la dimensión que más se mide dentro del taller y el bricolaje, es la longitud. Y en el sistemadecimal, el metro es la unidad de

Los instrumentos que sirven paramedir dimensiones son útilespara todas y cada una de laslabores de bricolaje y dentro del taller, por eso no pueden faltaren ningún maletín deherramientas. De hecho, nadiepuede ponerse manos a la obra

medida por excelencia, aunque también se usan mucho en el bricolaje, dentro de la misma convención decimal, el centímetro (0,01 m) y el milímetro (0,001 m). Sin embargo, depende del caso

nos podemos encontrar que se mide con otras unidades diferentes: es el caso, de la pulgada, la yarda o la milla. A continuación se exponenalgunas equivalencias para que se hagan una idea:

las ondas P. Los sismómetros que son usados en la Sismología de exploración tienen nombres según el medio en que se usan, el caso de los usados en Tierra son llamados geófonos y los usados en agua, son hidrófonos. Existen tam-bién los sismómetros de fondo oceánico (OBS, acrónimo en inglés).

o PH-metro: El pH-metro

es un sensor utilizado en el método electroquímico para medir el pH de una disolución.

La determinación de pH consiste en medir el potencial que se desarrolla a través de una fina membrana de vidrio que separa dos soluciones con diferente concentración de proto-nes. En consecuencia se conoce muy bien la sensibilidad y la selec-tividad de las mem-branas de vidrio delante el pH.

Una celda para la medida de pH consiste en un par de electrodos, uno de calomel (mer-curio, cloruro de mer-curio) y otro de vidrio, sumergidos en la disolución en la que queremos encontrar el pH. La varita de soporte del

Cuando la Tierra semueve, electrónicamentese trata de mantener la masa fija a través de laretroalimentación del cir-cuito. La cantidad defuerza necesaria paraconseguir esto esentonces registrada. La salida de los acele-rómetros es directamen-te como aceleración (re-cordando F=m*a de Newton), pero lossismómetros usan un circuito integrado parauna salida de velocidad. Los sismómetros espa-ciados en un arreglopueden ser usados paralocalizar a precisión, entres dimensiones, lafuente del terremoto,usando el tiempo quetoma a las ondassísmicas propagarsehacia fuera desde el epicentro, el punto de laruptura de la falla. Lossismógrafos son tambiénusados para detectarexplosiones de pruebasnucleares. Al estudiar lasondas sísmicas, los geó-logos pueden tambiénhacer mapas del interiorde la Tierra. Cuando ocurre un terre-moto, los sismógrafosque se encuentran cercadel epicentro son capa-ces de registrar las on-das S y las P, pero del otro lado de la Tierrasólo pueden registrarse

electrodo es de vidrio común y no es con-ductor, mientras que el bulbo sensible, que es el extremo sensible del electrodo, esta formado por un vidrio polarizable (vidrio sensible de pH). Se llena el bulbo con la solución de ácido clorhí-drico 0.1N saturado con cloruro de plata. El voltaje en el interior del bulbo es constante, por-que se mantiene su pH constante (pH 7) de manera que la diferencia de potencial solo depen-de del pH del medio externo. El alambre que se sumerge al interior (nor-malmente Ag/AgCl) per-mite conducir este po-tencial hasta un ampli-ficador.

o El Piranómetro: Un

piranómetro (también llamado solarímetro y actinómetro) es un instrumento meteoro-lógico, utilizado para medir de manera muy precisa la radiación solar incidente sobre la superficie de la tierra. Se trata de un sensor diseñado para medir la densidad del flujo de radiación solar (vatios por metro cuadrado) en un campo de 180 grados.



LLooss IInnssttrruummeennttooss ppaarraa MMeeddiicciióónn ddee áánngguullooss..

LLooss iinnssttrruummeennttooss ppaarraa mmeettrroollooggííaa ddiimmeennssiioonnaall ssee ccllaassiiffiiccaann eenn iinnssttrruummeennttooss ppaarraa mmeeddiicciióónn ddee lloonnggiittuuddeess ee iinnssttrruummeennttooss ppaarraa mmeeddiicciióónn ddee áánngguullooss..

LLooss IInnssttrruummeennttooss ppaarraa MMeeddiicciióónn ddee áánngguullooss..

accidentes o deterioro enlos instrumentos demedición.

o Las piezas de trabajo

imantadas (por ejemplo, por sujeción magnética)se deben desimantarantes de realizar unamedición.

o Verificar la aptitud del

instrumento para medirsegún la frecuencia deverificación.

o No aplicar excesiva

fuerza sobre aquellosinstrumentos que notienen mecanismo decontrol de presión. (porejemplo el trinquete enmicrómetros).

• REGLAS PARA LA

ESCRITURA DE UNIDA-DES Y SÍMBOLOS:

Todo lenguaje contienereglas para su escritura queevitan confusiones y facilitanla comunicación. El SistemaInternacional de Unidades(SI), tiene sus propias reglasde escritura que permitenuna comunicación unívoca.

• REGLAS PARA LA MEDICIÓN:

Las mediciones deben hacerse con la debida exactitud y con todo cuidado. Para ello debe emplearse el instrumento que corresponda a la precisión exigida. Además,debe tenerse en cuenta indicaciones como las siguientes:

o Limpiar las superficies

del material y del instrumento antes de realizar la medición.

o Desbarbar previamente

las piezas de trabajo.

o En mediciones de precisión, prestar especial atención a la temperatura de refe-rencia (20 ºC) (si la pieza está caliente, debe esperarse hasta que logre la temperatura de referencia).

o Jamás debe hacerse

mediciones en una pieza en movimiento o en una maquina en marcha, esto podría ocasionar



FFaallssaa EEssccuuaaddrraa.. CCiinnttaa MMééttrriiccaa,, eell mmááss ccoommúúnn ddee llooss eelleemmeennttooss ddee mmeeddiiddaa..

EEnn ggeenneerraall uunnaa cciinnttaa mmééttrriiccaa vviieennee rreeggllaaddaa eennMMiillíímmeettrrooss ((SSII)) yy eenn PPuullggaaddaass ((BBSS –– BBrriittiisshhSSttaannddaarrdd))

• MEDICIÓN DE LONGI-TUD:

Por asimilación al sistema de medición que utilizamos, los instrumentos básicos de medida se llaman metro. Existen diferentes tipos de metros:

o Metro / Cinta

métrica: Es el más común, de cinta metálica, muy útil, versátil y que no ocupa espacio, porque, se enrolla sobre sí mismo. Deberá ser de 5 metros como mínimo, así como ancho y resistente para que no se doble.

o Metro plegable: La

ventaja de esta herramienta es que no se dobla cuando está desplegada. Es muy habitual en carpintería.

o Escuadra: También

muy utilizada por los carpinteros y por los mecánicos en el taller de ajuste, porque aumenta

la precisión del trazo yfacilita el marcaje.Además, es perfectapara comprobar elángulo de los ensamblesy escuadrado demuebles y/o piezas. La idea es que sirva paramedir ángulos rectosexactos (90º), aunquepueden tener el ángulo

regulable.

o Falsa escuadra: Se trata de una escuadracon distintas reglas quepermite medir y trazarángulos de distintasdimensiones.

o Metro láser: Es un

aparato tecnológico quemide distancias porláser. Es muy preciso,pero también bastantecostoso.

• OTROS APARATOS PARA

MEDIR:

o Transportador deángulos: se utilizan

para medir los ángulos en grados.

o Nivel: los niveles de

burbuja son aliadosinsustituibles en brico-laje, sobre todo, en albañilería y carpintería y dentro de las actividades de ajuste y montaje del Taller. Con una burbuja en el centro, el nivel sirve para medir con precisión la línea vertical y la horizontal: por ejemplo, para saber si un cuadro está bien colgado o si un ladrillono tiene más inclinación de la debida o al soldar una estructura que se encuentre paralela al suelo. Algunos niveles digitales emiten un sonido cuando hemos alcanzado la horizon-talidad o verticalidad adecuada, facilitando enormemente el trabajo. Cuanto más grande es el nivel, más preciso: unos 60 cm. de largo suele ser suficiente.

NNiivveell yy PPlloommaaddaa.. EElleemmeennttooss mmuuyy uuttiilliizzaaddooss eenn llaaccoonnssttrruucccciióónn ppeerroo vviittaalleess aall mmoommeennttoo ddeell mmoonnttaajjeeddee uunn eeqquuiippoo..

MMeettrroo LLáásseerr.. TTrraannssppoorrttaaddoorr ddee áánngguullooss oo GGoonniióómmeettrroo..

o Rayador o Punta de

marcar: Cuando no podemos usar el lápiz para hacer trazados y marcas, como en el casode algunos metales, esta punta afilada nos resolverá el problema.

o Compás: Tradicional instrumento de medición para medir y trazar circunferencias.

o Plomada: sirve para

medir la verticalidad. No es más que una cuerda atada a un peso, que cuando se tensa por efecto de la gravedad, dibuja una línea vertical. Se utiliza mucho en

albañilería.

o Goniómetro: Un gonió-metro es un instrumento de medición con forma de semicírculo o círculo graduado en 180º o 360º, utilizado para medir o construirángulos.



OOppeerraacciioonneess ddee mmeeddiicciióónn ccoonn eell ccaalliibbrraaddoorr oo ppiiee ddee rreeyy..

En ocasiones lo que deseamos esobtener mediciones con unaprecisión muy grande. Por ejemplo, cuando tenemosque realizar un taladrado ycolocar un eje que ajuste endicho agujero sin holgura. Ocuando trabajamos con piezaspequeñas y no podemos cometergrandes errores en las medidas. En estos casos es necesarioutilizar instrumentos deprecisión, siendo algunos deellos: el Pié de Rey y elMicrómetro. • PIE DE REY O CALIBRE:

Instrumento de medición deprecisión, que va de 0,1 mmhasta 0,02 mm; 0,001milésima de pulgada y 1/128pulgadas. Muy utilizado entalleres de mecánicaindustrial, automotriz y en laindustria en general. Puedemedir longitudes internas,externas, profundidades y escalonadas. Hay dediferentes clases pero unode los más utilizados es elpie de rey universal como elde la imagen. Como puedever se compone de:

o Mordazas para exte-

riores: Una fija solidariaa la regla y otra móvilsolidaria al cursor. Estascontienen los palpa-dores.

o Puntas para interio-

res: La fija va solidaria ala regla fija. La móvilsolidaria al cursor. Estascontienen los palpa-dores.

o Regleta o palpador de

profundidad: Tambiénllamado profundímetropor su función de medirprofundidades.

o Regla fija: Sobre la cual

se encuentran grabadaslas escalas en mm ydieciseisavos de pulgada.

o Cursor o nonio:

Elemento deslizantesobre la regla fija ycontiene las escalasnonio. En la escala enmilimetros en valores de

0,1 mm, 0,05 mm y 0,02mm, en fracciones depulgada con valor de1/128 y en milésimas depulgada con valor de0,001 in.

o Impulsor: Apoyo para

deslizar el cursor.

o Tornillo de fijación: En muchos tipos decalibradores, según elfabricante, puede contarcon un tornillo defijación, con el cual seasegura el cursor a laregla fija, para mantenerla medida.

En muchos calibradores,también según el fabricantese encuentra que la partealta de la regla fija, coincidecuando esta cerrada con laparte alta del cursor o nonio,con lo cual se pueden hacermedidas relativas comoescalones, de acuerdo aldesplazamiento de unasuperficie (la del cursor) enrelación a la otra (la de laregla fija) como se observaen la figura. Los calibradores puedenclasificarse según suconstrucción o según suprecisión. Según su forma oconstrucción, encontramos: o Pie de rey universal:

El más común y utilizadoen el taller. Con él sepueden tomar lecturasen milímetros y enfracciones de pulgada.Los hay también conescala en milésimas depulgadas.

o Pie de rey de tornero:

Las diferencias princi-pales con respecto delanterior, son que es demayor precisión (0.02mm) y es mas grande(300 mm.). tambiéntiene mecanismo deajuste fino (por suprecisión).

o Calibrador de esfera o

con carátula: Es muypráctico y de fácilprocedimiento paratomar lecturas. Los haytanto en milímetros

Medición de Precisión

CCaalliibbrraaddoorr oo PPiiee ddee RReeyy.. CCoonnssttaa ddee:: 11.. MMoorrddaazzaa FFiijjaa yy MMoorrddaazzaa MMóóvviill ppaarraaeexxtteerriioorreess;; 22.. PPuunnttaa FFiijjaa yy PPuunnttaa MMóóvviill ppaarraa IInntteerriioorreess;; 33.. RReegglleettaa oo ppaallppaaddoorr ppaarraaPPrrooffuunnddiiddaaddeess;; 44.. RReeggllaa FFiijjaa EEssccaallaa eenn MMiillíímmeettrrooss;; 55.. RReeggllaa FFiijjaa EEssccaallaa eennPPuullggaaddaass;; 66.. NNoonniioo oo CCuurrssoorr eenn cceennttééssiimmaass ddee MMiillíímmeettrroo;; 77.. NNoonniioo oo CCuurrssoorr eennFFrraacccciioonneess ddee PPuullggaaddaass oo eenn MMiillééssiimmaass ddee PPuullggaaddaa;; 88.. IImmppuullssoorr..

MMeeddiicciióónn ddee lloonnggiittuuddeess eessccaalloonnaaddaassccoonn eell ccaalliibbrraaddoorr oo ppiiee ddee rreeyy.. HHaayy qquueeaannoottaarr qquuee eess bbáássiiccoo qquuee llaa ppaarrttee aallttaaddeell nnoonniioo oo ccuurrssoorr ddeebbee ccooiinncciiddiirr,,ccuuaannddoo eessttáánn cceerrrraaddaass llaass mmoorrddaazzaassppaarraa eexxtteerriioorreess,, ccoonn llaa ppaarrttee aallttaa ddee llaarreeggllaa ffiijjaa..

MMeeddiicciióónn ddee ddiiáámmeettrrooss eexxtteerriioorreess..

MMeeddiicciióónn ddee ddiiáámmeettrrooss iinntteerriioorreess.. MMeeddiicciióónn ddee pprrooffuunnddiiddaaddeess..



CCaalliibbrraaddoorr ddee TToorrnneerroo DDiiggiittaall..

CCaalliibbrraaddoorr ddee EEssffeerraa oo CCaarrááttuullaa..

CCaalliibbrraaddoorr DDiiggiittaall..

RReellaacciióónn ddee llaass uunniiddaaddeess eenn eell nnoonniioo eenn ccoommppaarraacciióónn ccoonn llaa rreegglleettaa ffiijjaa,,hhaabbiieennddoo eennttrree ccaaddaa ttrraazzoo rroojjoo uunn mmiillíímmeettrroo..

RReevviissee ddoonnddee eessttaa eell cceerroo ddeell nnoonniioo yy ccuueennttee eell nnuummeerroo ddee ddiivviissiioonneess qquuee hhaayyaa llaa iizzqquuiieerrddaa yy lluueeggoo rreevviissee ccuuaall llíínneeaa ddeell nnoonniioo ccooiinncciiddee ccoonn uunnaa llíínneeaa ddee llaaRReeggllaa ffiijjaa..

(hasta 0.01 mm) como en pulgadas (0.001 milésima de pulgada). Trae un solo tipo de unidad de medida.

o Pie de Rey digital:

Tiene un visualizador que entrega la lectura directamente. Por su construcción con sistemas de origen electrónico, permite el manejo fácil de variables. Por ejemplo, convierte unidades métricas a pulgadas, almacena lecturas, etc.

Según su precisión: Tomando como base el pie de rey universal, encon-tramos los siguientes grados de precisión: En milímetros: o de una décima de

milímetro: 1/10 mm = 0,1 mm.

o de 5 centésimas de

milímetro: 1/20mm = 0,05 mm.

o de 2 centésimas de

milímetro: 1/50 mm = 0,02 mm.

En pulgadas: o 1/128 de pulgada. o una milésima de pulgada

(0,001 pulgada)

El Principio de funciona-miento del calibrador pie de rey se fundamenta, en una escala fija y en una escala móvil. El cursor tiene la escala móvil o escala nonio, que es la genialidad creada por los señores Núñez de Portugal y Vernier de Francia. De ahí su nombre escala nonio o vernier. En la Figura están representadas las escalas de un pie de rey para una precisión de una décima de milímetro (0,1 mm). La escala roja es la escala fija y cada trazo representa 1 mm. La escala azul es la móvil. Observe que los ceros coinciden y que el trazo 10 del nonio coincide con el trazo (marca grabada sobre la regla) milímetro 9 de la escala fija. Quiere decir esto

que en 9 milímetros introducimos 10 divisiones de la escala nonio. La distancia entonces entre trazo y trazo de la escala nonio, es sencillamente 9 mm/10 trazos = 0,9 mm (9 décimas de mm). Para realizar la lectura en milímetros en un pie de rey universal, se procede así: o Realice el procedimiento

básico. Pág. 28. o Observe que sobre la

regla fija está grabada la escala en milímetros. Cada trazo indica uno.

o Definir la resolución o

apreciación de un pie de rey, con la relación entre la menor división de la regla fija por el número de divisiones del nonius.

(15)

En caso de la imagen, y de los calibradores en general, cada división en la regla fija en la escala en milímetros, es un milímetro y el número de divisiones es de veinte, en el nonio, por lo cual:

Sobre el cursor esta grabada la escala nonio. Para este caso, cada trazo indica 0,05 mm y siendo la que más comúnmente se utiliza. No olvide que también existen en 0,1 mm y 0,02 mm.

o Tome la medida, según el tipo de longitud que requiera medir, usando la parte del calibrador apropiada para esa medida.

o Una vez tomada la

medida, sin retirar el calibrador verifique donde esta el cero del nonio y determine cuantas líneas se encuentran a la izquierda de este hasta el cero de la regla fija.



EEnn ffrraacccciioonneess ddee ppuullggaaddaa ssiieemmpprree hhaabbrráá oocchhoo llíínneeaass eenn eell nnoonniioo,, ccuuaannddoo eessttaa eennmmiillééssiimmaass hhaabbrráá 2255..

CCaalliibbrraaddoorr PPiiee ddee RReeyy eenn ffrraacccciioonneess ddee ppuullggaaddaa.. VVaalloorr ddee lleeccttuurraa ssiimmpplliiffiiccaaddaa ppaarraa ccaaddaa llíínneeaa ddeell nnoonniioo..

RReevviissee ddoonnddee eessttaa eell cceerroo ddeell nnoonniioo yy ccuueennttee eell nnuummeerroo ddee ddiivviissiioonneess qquuee hhaayy aa llaaiizzqquuiieerrddaa yy lluueeggoo rreevviissee ccuuaall llíínneeaa ddeell nnoonniioo ccooiinncciiddee ccoonn uunnaa llíínneeaa ddee llaa RReeggllaaffiijjaa..

o Ahora determine cual línea del nonio coincide más con una de las líneas de la Regla fija.

o En este orden de ideas,

sume el valor de la regla fija (recuerde que el valor de esta es en milímetros) con el valor del nonio (recuerde que este esta en valores decimales o centesimales de milímetro), como se muestra en la imagen, el valor total corresponderá a la suma de ambas y se lee, para este caso, diez milímetros y cincuenta y cinco centésimas.

Para realizar la lectura en fracciones de pulgada en un pie de rey universal, se procede así: o Realice el procedimiento


regla fija está grabada la escala en pulgadas. Cada trazo indica un dieciseisavo de pulgada (1/16”) y antes de una pulgada deben haber 16 trazos.

o La resolución o

apreciación de un pie de rey en la escala del nonio en fracciones de pulgadas, es de un ciento veintiochoavos.

(15)

Sobre el cursor esta grabada la escala nonio. Para este caso, cada trazo indica 1/128 in. No olvide que también existe en milésimas de pulgada, que se analizará a continuación.


o Una vez tomada la

medida, sin retirar el

calibrador verifiquedonde esta el cero delnonio en pulgadas ydetermine cuantas líneasse encuentran a laizquierda de este hastael cero de la regla fija,en la escala de pulgadas.

o Ahora determine cual

línea del nonio coincidemás con una de laslíneas de la Regla fija.


sume el valor de la reglafija (corresponderá alnúmero de líneas a laizquierda del cero sobredieciséis, para este casoson seis líneas, por lo tanto será seis sobredieciséis, es decir: 6/16)con el valor del nonio(en este caso la línea delnonio que más coincidees la cinco y como cadauna es de uno sobreciento veintiocho, serácinco sobre ciento vein-tiocho, es decir: 5/128),como se muestra en laimagen, el valor totalcorresponderá a la sumade los dos valores y selee, para este caso,cincuenta y tres cientoventiochoavos depulgada (53/128 in).

Para realizar la lectura enmilesimas de pulgadas en un pie de rey universal, seprocede así: o Realice el procedimiento


regla fija está grabada laescala en milesismas depulgada, el nonio tiene25 trazos y cada unoequivale a una milésimade pulgada (0,001 in).

o Adicionalmente, observe

que la escala principal, en la regla fija, estadada en décimas depulgadas, cada décima a su vez tiene cuatrodivisiones y cada una deellas indican cada una deellas indica 0.025pulgadas o 25 milésimasde pulgada.

o Definir la resolución o

apreciación de un pie derey, con la relación entre



EEll ttrruuccoo ppaarraa llaa ccoorrrreeccttaa lleeccttuurraa eenn mmiillééssiimmaass ddee ppuullggaaddaa eessttaa eenn nnoo oollvviiddaarrqquuee ppaarraa llaass llíínneeaass ppeeqquueeññaass ccaaddaa uunnaa eeqquuiivvaallee aa 00,,002255 iinn yy qquuee llaassmmeeddiiaannaass aa 00,,11 iinn yy llaass ggrraannddeess aa 11 iinn..

MMiiccrróómmeettrroo oo TToorrnniilllloo PPaallmmeerr..

EEssccaallaass ddeell TTaammbboorr FFiijjoo,, ddeell ttaammbboorr MMóóvviill yy NNoonniiooss..

la menor división de la regla fija por el número de divisiones del nonius.

(15)

a= 0,025 in25 div

= 0,001 ina= 0,025 in25 div

= 0,001 in

Sobre el cursor esta grabada la escala nonio. Para este caso, cada trazo indica 0,001 in. Recuerde que también existe y siendo la que más comúnmente se utiliza. No olvide que también existen fraccio-nes de pulgadas, como se vio anteriormente.


o Una vez tomada la

medida, sin retirar el calibrador verifique donde esta el cero del nonio y determine cuantas líneas grandes hay a la izquierda de este, este serán las pulgadas. Determine ahora, cuantas líneas medianas hay entre el cero del nonio y la línea grande más cercana a la izquierda, esas serán las décimas. Ahora, cuente cuantas líneas pequeñas hay entre el cero del nonio y la primera línea mediana que se encuentre a la izquierda, recuerde el máximo serían 3 líneas y cada una de estas líneas equivale a 0,025 in.

o Luego, determine cual es

la línea del nonio que más coincide con una de la regla fija y determine el número de esta, sume los valores anteriores y tendrá, el valor de la medida.


sume los valores de la regla fija así: las líneas grandes, para este caso 1 y corresponde a una pulgada, las líneas medianas entre el cero del nonio y la línea

grande que para este caso representa a una pulgada, para el ejemplo encontramos dos, es decir, dos décimas de pulgada (0,2 in) y las líneas pequeñas entre el cero del nonio y la línea mediana inmediatamente a la izquierda, es decir entre el cero del nonio y la que tiene el número dos y se observa que es una línea, donde para este caso, equivale a veinticinco milésimas, es decir, 0,025 in. Así, se suma 1 in + 0,2 in + 0,025 in, para un total de 1,225 in en la regleta fija.

o Ahora, determine la línea

más coincidente del nonio con la regleta fija, para este caso la 21, como cada una equivale a 0,001, entonces 21 lineas equivale a 0,021 in, que al sumarse con el valor de la regleta (1,225 in + 0,021 in), da como resultado la medida total, que para el caso mostrado en la figura, es de 1,246 pulgadas o una pulgada y doscientas cuarenta y seis milésimas de pulgada.

• MICRÓMETRO O TORNI-

LLO DE PALMER:

El micrómetro (del griego micros, pequeño, y metros, medición), también llamado Tornillo de Palmer, es un instrumento de medición cuyo funcionamiento está basado en el tornillo micrométrico que sirve para medir con alta precisión las dimensiones de un objeto, del orden de centésimas de milímetros - 0,01 mm y demilésimas de milímetros o micras - 0,001mm. Para ello cuenta con 2 puntas que se aproximan entre sí mediante un tornillo de rosca fina, el cual tiene grabado en su contorno una escala. La escala puede incluir un nonio. La máxima longitud de medida del micrómetro de exteriores es de 25 mm, por lo que es necesario disponer de un micrómetro para cada campo de medidas que se quieran tomar.

(0 - 25 mm), (25 - 50 mm), (50 - 75 mm), etc.



Rosca Exterior o Macho Rosca Interior o Hembra

1 Fondo o base Cresta o vértice2 Cresta o vértice Fondo o base3 Flanco Flanco4 Diámetro del núcleo Diámetro del taladro5 Diámetro exterior Diámetro interior67

Profundidad de la roscaPaso

Rosca Exterior o Macho Rosca Interior o Hembra

1 Fondo o base Cresta o vértice2 Cresta o vértice Fondo o base3 Flanco Flanco4 Diámetro del núcleo Diámetro del taladro5 Diámetro exterior Diámetro interior67

Profundidad de la roscaPaso

EEll ffuunncciioonnaammiieennttoo ddeell MMiiccrróómmeettrroo,, ssee bbaassaa eenn eell pprriinncciippiioo ““TTuueerrccaa –– TToorrnniilllloo””,, eenn eell ccuuaalleell ffrreennttee ddeell ttoorrnniilllloo rreeccoorrrree lliinneeaallmmeennttee uunnaa uunniiddaadd ddiimmeennssiioonnaall ((ppoorr eejjeemmpplloo:: uunnmmiillíímmeettrroo)),, ccuuaannddoo llaa rroossccaa hhaa ddaaddoo uunn ggiirroo ccoommpplleettoo,, lloo qquuee eeqquuiivvaallee aa uunn ppaassoo ddee llaarroossccaa..

PPaarrtteess ddeell MMiiccrróómmeettrroo..

MMiiccrróómmeettrroo ddee eexxtteerriioorreess ccoonn ppllaattiilllloo ppaarraa vveerriiffiiccaarr eennggrraannaajjeess.. EEnn eell rreeccuuaaddrroo aaddeemmáássddiiggiittaall ppaarraa mmaayyoorr pprreecciissiióónn..

micrométrico, así porcada vuelta del tambor,el desplazamiento esigual al paso del tornillo. 6. Chicharra: Asegura una presiónconstante y adecuada demedición. 7. Freno: Permite inmovilizar eltornillo.

o Tipos de Micrómetros:

1. Micrómetro de Exte-riores: El micrómetro paramedidas exteriores es unaparato formado por uneje móvil, con una parteroscada, al extremo de lacual va montado untambor graduadohaciendo girar el tamborgraduado se obtiene elmovimiento del tornillomicrométrico y por con-siguiente el eje móvil,que va a apretar la pieza contra el punto plano.Sobre la parte fija, queestá solidaria al arco, va marcada la escala linealgraduada en milímetroso pulgadas. A diferenciadel vernier hay unmicrómetro para cadasistema de unidades. Dentro de losMicrómetros de exte-riores encontramos:

- Micrómetro de exterio-res con platillo paraverificar engranajes. - Micrómetro de exte-riores digitales paramedidas de muchaprecisión.

- Micrómetros exterioresde puntas para lamedición de roscas.

2. Micrómetro de Inte-riores: El micrómetro parainteriores sirve paramedir el diámetro delagujero y otras cotas internas superiores a 50mm. Está formado poruna cabeza micrométricasobre la que pueden sermontados uno o más

o Principio de Funciona-miento: El principio defuncionamiento de unMicrómetro se asemejaal de una tuerca ytornillo. Así existe unatuerca fija y un tornillomóvil, el cual al dar unavuelta completa, provo-ca un desplazamientoigual al paso de este. De esta manera,dividiendo la cabeza deltornillo podremos obte-ner fracciones menores las cuales estarán dadaspor la medida del pasodividida por la cantidadde marcas de la cabezadel tornillo. Este principio es utilizadopor todos los tipos demicrómetros que existeno cualquier sistema queutilice como principio elsistema de tornillo ytuerca.

o Nomenclatura: 1. Aislante Térmico: Fijado al arco, evita sudilatación, porque aíslala transmisión de calor,desde las manos alinstrumento. 2. Tornillo Micromé-trico: Construido de aceroespecial templado, paragarantizar exactitud en elpaso de la rosca. 3. Caras de Medición: Sirven de apoyo para lapieza a ser medida, paraeso precisan serrigurosamente planos yparalelos, en algunosinstrumentos, son demetal duro de altaresistencia al desgaste. 4. Tuerca de Ajuste: Permite el desplaza-miento del tornillomicrométrico y su ajustecuando es necesario. 5. Tambor: En este lugar seencuentra la escalacentesimal, este giraligado al tornillo



MMiiccrróómmeettrrooss eexxtteerriioorreess ddee ppuunnttaass ppaarraa llaa mmeeddiicciióónn ddee rroossccaass..

AA.. MMiiccrróómmeettrroo ddee iinntteerriioorreess ppaarraa llaa mmeeddiicciióónn ddee aagguujjeerrooss;; BB.. MMiiccrróómmeettrroo ddeeIInntteerriioorreess ppaarraa llaa mmeeddiicciióónn ddee eessppaacciiooss eennttrree ppllaaccaass..

MMiiccrróómmeettrroo ppaarraa mmeeddiirr pprrooffuunnddiiddaaddeess..

ejes combinables de prolongamiento. Dentro de los Micrómetros de inte-riores encontramos:

- Micrómetro de inte-riores para la medición de agujeros, de tres puntas. - Micrómetro de inte-riores, para la medición de espacios entre placas.

3. Micrómetro de Pro-fundidad: El micrómetro de profun-didad sirve para com-probar la medida de fondo de agujeros, acanaladuras, etc. Se diferencia del micró-metro para medidas externas en que se sustituye el arco por un puente aplicado a la cabeza del micrómetro.

El campo de medida de este instrumento es de 25 mm y su aproxima-ción es de 0,01 mm. Las partes fundamentales son:

- Puente de acero. La anchura puede variar de 50 a 100 mm. - Plano de apoyo.

- Eje móvil.

- Dispositivo de blo-queo.

- Cuerpo graduado.

- Micrómetro para medir profundidades.

o Características de los Micrómetros: Las tres características principales de los micró-metros son:

1. Capacidad 2. Resolución 3. Aplicación

La capacidad de medi-ción de los Micrómetros normalmente es de 25 mm, en los de sistema métrico y de 1” pulgada, en los de sistema ingles. Los rangos mayores

llegan a 2.000 mm y 80” respectivamente. La resolución de los micrómetros puede ser de 0,01 mm, 0,001 mm, en los de sistema metrico y 0,001” y 0,0001” en los del sistema ingles. En los micrómetros de 0-25mm o en los de 0-1” cuando el instrumento se encuentra completamen-te cerrado, el cero que se encuentra en el tambor debe coincidir con la línea central de la escala fija, precisamente en el cero de la escala graduada en el tambor fijo.

o Micrómetro en Siste-

ma Métrico:

1. Micrómetro con sen-sibilidad de 0,01mm: Como ya sabemos por cada vuelta del tambor el tornillo micrométrico que se encuentra fijo a este gira y a su vez avanza en forma lineal una medida; a esta medida se le conoce como paso del tornillo, para saber cual es la resolución del instrumento se debe dividir el paso del tornillo micrométrico por el número de divisiones del tambor, así:

a=Paso del Tornillo Micrométrico

No de Divisiones del Tambora=

Paso del Tornillo Micrométrico

No de Divisiones del Tambor(16)

El paso de un tornillo micrométrico en el sistema métrico es de 0,5 mm, esto quiere decir que, por cada vuelta del tambor el tornillo se desplaza 0,5 mm en forma lineal, por otro lado el tambor posee 50 divisiones en su perímetro, así la resolución de este instrumento estará dada por:

a= mmdivmm 01,0

.505,0

=

Así, girando el tambor cada división provocara un avance del tornillo de 0,01 mm lineal.



CCuuaannddoo eell iinnssttrruummeennttoo ssee eennccuueennttrraa ccoommpplleettaammeennttee cceerrrraaddoo,, eell cceerroo qquuee sseeeennccuueennttrraa eenn eell ttaammbboorr ddeebbee ccooiinncciiddiirr ccoonn llaa llíínneeaa cceennttrraall ddee llaa eessccaallaa ffiijjaa,,pprreecciissaammeennttee eenn eell cceerroo ddee llaa eessccaallaa ggrraadduuaaddaa eenn eell ttaammbboorr ffiijjoo..

PPaarraa uunn ttoorrnniilllloo mmiiccrroommééttrriiccoo,, ccuuyyoo ppaassoo ddee ttoorrnniilllloo eess 00,,55 mmmm yy qquuee ccuueenntteeccoonn 5500 ddiivviissiioonneess eenn eell nnoonniioo,, tteennddrráá uunnaa sseennssiibbiilliiddaadd 00,,000011 mmmm,, aassíí,,ggiirraannddoo eell ttaammbboorr ccaaddaa ddiivviissiióónn pprroovvooccaarraa uunn aavvaannccee ddeell ttoorrnniilllloo ddee 00,,0011 mmmmlliinneeaall

TToommaa ddee mmeeddiiddaa eenn eell MMiiccrróómmeettrroo eenn ssiisstteemmaa ddeecciimmaall.. CCoonn pprreecciissiióónn ddee00,,0011 mmmm

Lectura de un micró-metro con sensibilidad de 0,01mm:

Paso No. 1: Lectura de los milímetros en la escala fija. Paso No. 2: Lectura de los medios milímetros en la escala fija. Paso No. 3: Lectura de los centésimos de milímetro en el tambor. Ahora bien, Revisando la tercera imagen a la izquierda y siguiendo los pasos antes reseñados, podemos determinar que: sí contamos después de la línea reseñada con el número cinco (5), en la parte inferior de la escala graduada, que se encuentran los milíme-tros, encontramos cuatro líneas más dándonos nueve milímetros (9 mm). A continuación, revisando en la parte superior de esta escala fija, entre la última raya correspondiente a los milímetros y la base del tambor móvil, encon-tramos una raya más correspondiente a medio milímetro más (0,5 mm). Y finalmente, revisamos la línea coincidente del nonio con la línea central de la escala fija, para este caso es la línea cuarenta y tres (43), como cada línea en el nonio corresponde a 0,01 milímetro, quiere decir que las cuarenta y tres líneas equivale a cuarenta y tres centésimas de milímetro (0,43 mm). Así, sumando los resultados de cada uno de los pasos obtenemos: 9,00 mm + 0,50 mm + 0,43 mm = 9,93 mm 2. Micrómetro con sen-sibilidad de 0,001 mm:

Cuando un micrómetro tiene un nonio en la escala fija este indica que la sensibilidad del tambor a sido dividida para obtener medidas aun menores, para poder obtener la sensibilidad

de un instrumento que posee un nonio en la escala fija se debe hacer lo siguiente. Se divide la sensibilidad del tambor por la cantidad de divisiones que posee el nonio que se encuentra en la escala fija, así:

a= Sensibilidad del Tambor Móvil

No de Divisiones del Nonioa= Sensibilidad del Tambor Móvil

No de Divisiones del Nonio(17)

La sensibilidad del Tambor Móvil en el sistema métrico es de 0,01 mm, como se calculó anteriormente, esto quiere decir que, por otro lado el nonio posee 10 divisiones, así la resolución de este instrumento estará dada por:

a = mmdivmm 001,0

.1001,0

=a = mmdivmm 001,0

.1001,0

=

Lectura de un micró-metro con sensibilidad de 0,001 mm: Paso No. 1: Lectura de los milímetros en la escala fija. Paso No. 2: Lectura de los medios milímetros en la escala fija Paso No. 3: Lectura de los centésimos de milímetro en el tambor. Paso No. 4: Lectura de las milésimas con ayuda del nonio de escala fija La lectura final será el resultado de estas cuatro lecturas parciales, para el paso No. 4 es posible ayudarse de una lupa para discernir en forma correcta que línea coincide con una del tambor. Ahora bien, Revisando la primera imagen de la siguiente página y siguiendo los pasos antes reseñados, pode-mos determinar que: el número de milímetros (que en este caso esta en la parte superior de la Regla Fija), corresponde a veinte milímetros (20



TToommaa ddee mmeeddiiddaa eenn eell MMiiccrróómmeettrroo eenn ssiisstteemmaa ddeecciimmaall,, ccoonn pprreecciissiióónn ddee00,,000011 mmmm..

PPaarraa uunn ttoorrnniilllloo mmiiccrroommééttrriiccoo,, ccuuyyoo ppaassoo ddee ttoorrnniilllloo eess 00,,002255 iinn yy qquuee ccuueenntteeccoonn 2255 ddiivviissiioonneess eenn eell nnoonniioo,, tteennddrráá uunnaa sseennssiibbiilliiddaadd 00,,000011 iinn,, aassíí,, ggiirraannddooeell ttaammbboorr ccaaddaa ddiivviissiióónn pprroovvooccaarraa uunn aavvaannccee ddeell ttoorrnniilllloo ddee 00,,0011 iinn lliinneeaall..

TToommaa ddee mmeeddiiddaa eenn eell MMiiccrróómmeettrroo eenn ssiisstteemmaa iinngglleess.. CCoonn pprreecciissiióónn ddee00,,000011 iinn

mm). A continuación, revisando en la parte inferior de esta escala fija, entre la ultima raya correspondientes a los milímetros y la base del tambor móvil, encon-tramos una raya más correspondiente a medio milímetro más (0,5 mm). Revisando la línea coincidente del tambor móvil, con la línea central de la escala fija, para este caso, observamos, que como tal no hay una línea coincidente exactamen-te, por lo cual, debemos escoger la línea inmediatamente anterior, la cual será la línea once(11), como cada línea en el tambor móvil corres-ponde a 0,01 milímetro, quiere decir que las oncelíneas equivalen a oncecentésimas de milímetro (0,11 mm). Y Finalmente, como vimos que no había coincidencia entre las líneas del tambor móvil y el eje de la escala fija, buscamos ahora una línea coincidente entre el nonio y la escala del tambor móvil, tal como se hacia con el Pie de Rey, en este caso se observa que la línea del nonio marcada con 8 coincide con la línea marcada con el número 25 del tambor móvil, por lo cual es esta la que nos va a dar la medida de las milésimas, así estas ocho líneas nos corresponden a ocho milésimas (0,008 mm). Así, sumando los resultados de cada uno de los pasos obtenemos: 20,000 mm + 0,500 mm + 0,110 mm + 0,008 mm = 20,618 mm.

o Micrómetro sistema ingles: El Micrómetro en sistema ingles presenta las siguientes característi-cas:

En la escala fija, que comprende el rango de una pulgada, cada pulgada se encuentra dividida en 40 partes

iguales de este modo cada división equivale a 1” : 40 = 0.025”

El tambor posee 25 divisiones. con una sensibilidad 0.001”. Para medir con un micrómetro de resolución 0,001”, se deben consi-derar los siguientes pasos:

Paso No. 1: Leer las milésimas de pulgada en la escala fija Paso No. 2: Leer las milésimas que indique el tambor. Ahora bien, Revisando la tercera imagen de la derecha y siguiendo los pasos antes reseñados, podemos determinar que: el valor en la escala fija, corresponde a 675 milésimas de pulgada(0,675 in). Para el tambor Móvil, la línea concordante es el trazo diecinueve (19), como cada una corresponde a una milésima de pulgada (0,001 in), los diecinueve trazos equivaldrán a diecinueve milésimas de pulgada (0,019 in). Así, sumando los resultados de cada uno de los pasos obtenemos: 0,675 in + 0,019 in= 0,694 in.

o Precauciones al Medir: Punto 1. Verificar la limpieza del micrómetro. El mantenimiento ade-cuado del micrómetro es esencial, antes de guar-darlo, no deje de limpiar las superficies del husillo, yunque y otras partes, removiendo el sudor, polvo y manchas de aceite, después aplique aceite anticorrosivo. No olvide limpiar perfec-tamente las caras de medición del husillo y el yunque o no obtendrá mediciones exactas. Para efectuar las mediciones correctamente, es esen-cial que el objeto amedir se limpie perfec-



EEll mmaanntteenniimmiieennttoo ddeell mmiiccrróómmeettrroo,, eell ccaalliibbrraaddoorr ooccuuaallqquuiieerr oottrroo iinnssttrruummeennttoo ddee mmeeddiiddaa,, eess eesseenncciiaall,,aanntteess ddee gguuaarrddaarrlloo..

EEssttaa eess llaa ffoorrmmaa ccoorrrreeccttaa ddee ssuujjeettaarr eell mmiiccrróómmeettrrooccuuaannddoo ssee eessttaa mmiiddiieennddoo..

LLaa ppoossiicciióónn ccoorrrreeccttaa ppaarraa oobbsseerrvvaarr llooss vvaalloorreessmmeeddiiddooss eess mmuuyy iimmppoorrttaannttee ppaarraa eevviittaarr eerrrroorreess eennllaa mmeeddiicciióónn..

que viene equipado elmicrómetro en el agujerodel trinquete, sostengael manguito, gírelo deltrinquete, sostenga elmanguito, gírelo ensentido contrario a lasmanecillas del reloj. 3) Empuje el manguitohacia afuera (hacia eltrinquete), y se moverálibremente, relocalice elmanguito a la longitudnecesaria para corregir elpunto cero. 4) Atornille toda la roscadel trinquete y apriételocon la llave. 5) Verifique el puntocero otra vez, y si lagraduación cero estádesalineada, corríjala deacuerdo al método I. Método correcto parasujetar el micró-metro con las manos: Algunos cuerpos de losmicrómetros están pro-vistos con aisladores decalor, si se usa uncuerpo de éstos, sostén-galo por la parte aislada,y el calor de la mano noafectará al instrumento. El trinquete es paraasegurar que se aplicauna presión de mediciónapropiada al objeto quese está midiendomientras se toma lalectura. Inmediatamente antesde que el husillo entreen contacto con elobjeto, gire el trinquetesuavemente, con losdedos; cuando el husillohaya tocado el objeto,de tres a cuatro vueltasligeras al trinquete a unavelocidad uniforme (elhusillo puede dar 1,5 o 2vueltas libres). Hecho esto, se haaplicado una presiónadecuada al objeto quese está midiendo. Si acerca la superficie delobjeto directamentegirando el manguito, elhusillo podría aplicar unapresión excesiva demedición al objeto y seráerrónea la medición.

tamente del aceite ypolvo acumulados. Punto 2. Utilice el mi-crómetro adecuadamen-te. Para el manejo adecuadodel micrómetro, sostengala mitad del cuerpo en lamano izquierda y elmanguito o trinquete enla mano derecha, man-tenga la mano fuera delborde del yunque. Puto 3. Cuando se mideun objeto cilíndrico, esuna buena prácticatomar la medición dosveces; cuando se midepor segunda vez, gire elobjeto 90º.

Puto 4. No levante elmicrómetro con el objetosostenido entre el husilloy el yunque.

Puto 5. No gire elmanguito hasta el límitede su rotación. Puto 6. No gire elcuerpo mientras sostieneel manguito. Como Corregir elPunto Cero: Método I. Cuando lagraduación cero estádesalineada. 1) Fije el husillo con elseguro (deje el husilloseparado del yunque) 2) Inserte la llave conque viene equipado elmicrómetro en el agujerode la escala graduada. 3) Gire la escalagraduada para prolon-garla y corregir ladesviación de la gradua-ción. 4) Verifique la posicióncero otra vez, para ver siestá en su posición. Método II. Cuando lagraduación cero estádesalineada dos gradua-ciones o más. 1) Fije el husillo con elseguro (deje el husilloseparado del yunque) 2) Inserte la llave con

Cuando la medición esté completa, despegue el husillo de la superficie del objeto girando el trinquete en dirección opuesta. Al sujetar el micrometro es muy importante garantizar el paralelismo de las superficies de medición, así: 1) El husillo debe moverse libremente. 2) El paralelismo y la lisura de las superficies de medición en el yunque deben ser correctas. 3) El punto cero debe estar en posición (si está desalineado siga las instrucciones para corre-gir el punto cero.

• GONIÓMETRO:

El goniómetro es un instrumento que a diferencia del pie de rey y el micrómetro, sirve par controlar medidas angulares. Los Goniómetros simples también conocidos como transportadores de grados son utilizados en las medidas angulares que no necesitan de extremo rigor de control,su menor desviación es de 1º (un grado). Existen diferentes tipos degoniómetros a continuación mostramos los mas comunes, con ellos podemos observar las medidas de un Angulo agudo y de un Angulo obtuso. Tipos de Goniómetro: Uno de los más sencillos está constituido por un semi-círculo graduado (transpor-tador) y un brazo móvil que tiene un índice señalador de ángulo. El brazo móvil puede girar teniendo como eje el centro del semicírculo. Estánfabricados en acero inoxi-dable. El goniómetro universal está formado por dos reglas, una de ellas provista de un limbo graduado y la otra de un vernier circular y de un anillo dentro del cual puede girar



tiene un tornillo de ajuste que es el que une los dos elementos, si se desenrosca este, se podría sacar la regla y sustituirla por otra de diferente longitud o el más acertado para la medición. Si se sigue analizando la imagen, se observa, que en el centro hay otro tornillo de ajuste más grande y de color blanco (con borde negro) que atraviesta todos los elementos del goniómetro y siendo el que se ocupa de la sujeción del goniometro y del pequeño apoyo.

Puesta en Cero: Siguiendo con el análisis de la imagen, se observa que la un tornillo de ajuste mediano al lado derecho de la blanca con borde negro, que es la que se ocupa del circulo graduado, que sera util para poner en cero el goniómetro. Para ponerlo en cero, se tiene que desen-roscar esta tuerca y posicionar el cero del disco graduado con el cero del disco vernier. Recuerde que el disco graduado esta dividido en cuatro cuadrantes que van de 0º hasta 90º, así podemos calibrar en cuatro posisiones, según sea el caso. Calculo de la Sensibilidad del instrumento: Para la lectura del nonio se debe utilizar un valor de 5’ (5 minutos) para cada trazo del nonio, de esa forma si el segundo trazo del nonio coincide con una línea de la escala fija, adicionamos 10’ a la medida leída en la escala fija, si fuera la tercera línea adicionamos 15’ y así sucesivamente.

La sensibilidad de un instrumento esta dada por la formula general, que es la misma utilizada en otros instrumentos de medida con nonio, ósea divídase la menor división de escala fija por el numero de divisiones del nonio.

(15)

Ósea:

el limbo o disco graduado de la primera regla. Poseen un tornillo de fijación que permite inmovilizar las reglas en una posición determinada. Están construi-das en acero inoxidable, teniendo la regla que posee el vernier una longitud de 200mm a 300mm general-mente. El limbo está gra-duado en ambas direcciones y pueden medirse ángulos según convenga a la derecha o izquierda. El limbo está graduado en 360º con lecturas de 0º a 90º, 90º a 0º, 0º a 90º y de 90º a 0º. Características:

o Goniómetro analógico. o Lupa magnificadora

del vernier. o Rango de medición

360º. o División mínima 5’ o Ajuste fino. o Dispositivo para

medición de ángulos agudos.

o Fabricado en acero inoxidable.

Uso:

El goniómetro es un instru-mento para tomar medidas de ángulos, en grados. Para tomar medidas con el goniómetro, primero se tiene que apoyar la regla con el extremo que mejor se acomode al ángulo que se va a medir, apoyando a su vez el pequeño apoyo del goniómetro en el ángulo contiguo de éste o “perpen-dicularmente”, por decirlo de algún modo. Para este acomodamiento del gonió-metro en la pieza, de requiere tener algo sueltas las tuercas del instrumento para un fácil manejo y para que se deslice facilmente. Una vez se haya posicionado bien el instrumento se habrá conseguido el ángulo que se desea medir. Y a partir de ahí, con base a los conocimientos de trigono-metría, se podrá sacar lados y todos los datos deseados. El cambio de la regla es muy sencillo. Si se observa la primera imagen del lado izquierdo, se ve, que para unir el goniómetro a la regla

GGoonniióómmeettrroo UUnniivveerrssaall

EElleemmeennttooss ccoonnssttiittuuttiivvooss ddeell GGoonniióómmeettrroo UUnniivveerrssaall..

TTrraannssppoorrttaaddoorr ddee GGrraaddooss yy GGoonniióómmeettrroo uunniivveerrssaall..



En la tercera imagen, seobserva que la línea del cero del nonio no concuerda nicon la línea correspondientea 61 º, ni con la línea correspondiente a 62 º,como se reseña en el detalle,por lo cual, el valor engrados de la medida,corresponderá al trazoinmediatamente anterior a lalínea Cero del Nonio, esdecir, 61 º; y el valorcorrespondiente a ladiferencia reseñada en eldetalle, saldrá del valor correspondiente a la líneadel nonio que correspondaexactamente con una líneadel disco graduado, tal comose hace en el calibrador,para este caso la línea quecorresponde a 30 ‘, dandocomo tal la medida delángulo de sesenta grados treinta minutos (60º 30 ‘)

Toma de la Medida: Una vez determinada la sensibilidad del Instrumento de medida, posicionar el Goniómetro de acuerdo al ángulo a medir y según sea el tipo de Goniómetro. En caso del uso de un Goniómetro Universal, la medida puede ser dada en Grados y Minutos, puesto que la sensibilidad del instrumento es mayor que la del Transportador – Braso. Sí el cero del Nonio concuerda con alguna línea del disco graduado, ese será el valor y únicamente en grados. En el caso de la segunda imagen del lado derecho, se observa que el cero del Nonio concuerda con la segunda línea después del 60 º, por lo cual el valor de la medida son 62 º.

FFoorrmmaa ddee ppoossiicciioonnaarr eell GGoonniióómmeettrroo,, sseeggúúnn eell áánngguulloo aa mmeeddiirr..

SSíí eell cceerroo ddeell NNoonniioo ccoonnccuueerrddaa..

SSíí eell cceerroo ddeell NNoonniioo NNoo ccoonnccuueerrddaa..

Actividad No. 1. Actividad de Consulta y Estudio 1. ¿Se refiere sólo a la indicación del instrumento de medición, el término "resultado de la medición"? 2. ¿Qué factores influyen en el resultado de la medición? 3. ¿Es o no necesario suministrar la incertidumbre cuando informamos el resultado de la medición? 4. ¿Es la incertidumbre de la medición una característica metrológica del instrumento de medición o una propiedad del resultado de la medición? 5. ¿Cuál es la incertidumbre de calibración más apropiada que debe lograr el laboratorio de calibración que nos calibra nuestros instrumentos de

medición? 6. ¿La exactitud de la medición es una cantidad o es una cualidad? 7. ¿Es la precisión una característica cualitativa? 8. ¿Qué diferencia hay entre precisión, veracidad y exactitud? ¿Qué diferencia hay entre error e incertidumbre? 9. ¿Poseen el mismo significado los términos "error de la medición" y "error del instrumento de medición"? 10. ¿Quién establece el Error Máximo Permisible “EMP” de un instrumento de medición? 11. ¿Qué importancia tiene la clase de exactitud como característica metrológica de un instrumento de medición? 12. ¿Es igual para todos los tipos de instrumentos de medición la forma de expresar la clase de exactitud? 13. ¿Cuál es la característica metrológica más importante a la hora de seleccionar un instrumento de medición? 14. ¿Qué significa que los laboratorios de calibración o ensayos en la actualidad deben someterse a un proceso permanente de acreditación? 15. ¿Esto es válido también para las empresas que prestan servicios de mediciones? 16. ¿La incertidumbre de una medición se respalda con el concepto de la trazabilidad? 17. ¿Un órgano de certificación, certifica a una organización de acreditación o un órgano de acreditación acredita a una organización de certificación? 18. ¿Cuál es la relación que existe entre las normas de calidad y la metrología? 19. ¿Es lo mismo acreditarse que certificarse? 20. ¿Qué diferencia hay entre repetibilidad y reproducibilidad? 21. ¿La repetibilidad, la reproducibilidad y la incertidumbre son parámetros cuantitativos asociados al resultado de la medición? 22. ¿Cuáles son los factores a considerar para el cálculo de la incertidumbre? ¿Qué es incertidumbre tipo A? ¿Qué es incertidumbre tipo B? 23. ¿Dónde podemos encontrar información sobre la forma en la cual debemos calibrar un instrumento de medición? 24. ¿Cómo podemos asegurar que los instrumentos y procesos de medición son los adecuados para el uso previsto y minimizar el riesgo de los resultados

incorrectos que los instrumentos y procesos de medición podrían producir? 25. ¿Qué debemos hacer si deseamos calibrar internamente?



Actividad No. 2. Ejercicios de Conversión de Unidades 1. Convertir 1milla a metros Procedimiento A) 16 m B) 1609 m C) 1000 m D) 500 m

2. Convertir 12.3 millas a metros Procedimiento A) 12500 m B) 12000 m C) 19794 m D) 1609 m

3. Convertir 45 millas a kilómetros Procedimiento A) 72.420 km B) 70 .858 km C) 75.900 km D) 78.9 km

4. Convertir 1 metro a yardas Procedimiento A) .9 yardas B) 2.54 yardas C) 1 Yarda D) 1.093 yardas

5. Convertir 100 metros a yardas Procedimiento A) 109.3 yardas B) 100.3 yardas C) 1.3 yarda D) 900.3 yardas

6. Convertir 3 metros a pies Procedimiento A) 6.895 ft B) 7.598 ft C) 9.842 ft D) 800 ft

7. Convertir 6 pies a metros Procedimiento A) 2 m B) 1.828 m C) 2.567 m D) 1.5 m

8. Convertir 2.5 pies a pulgadas Procedimiento A) 28 in B) 25 in C) 30 in D) 27.5 in

9. Convertir 1 galón a litros Procedimiento A) 3.5 lts B) 4 lts C) 4.356 lts D) 3.785 lts

10. Convertir 4 galones a litros Procedimiento A) 16.956 lts B) 16 lts C) 15.139 lts D) 14 lts

11. Completa la siguiente tabla. Cant. Dar en Procedimiento Respuesta

8 K ºC

8 t kg

7 g kg

200 m km

2 cm ft

60 mm ft

8 cl l

10 ml l

10 ft mm

20 in m

33 ºF K

10 cm3 ft3

10 in3 cm3

8 dm3 m3

10 cm3 m3

10 ft2 cm2

10 dm3 l

10 ml dm3

20 cm2 ft2

200 ml m3

1,3 kg/l kg/m3

6 g/cm3 kg/m3

980 lb/ft3 kg/cm3

20 km/h m/s

20 m/s km/h

20 cm/s pie/h



Actividad No. 3. Uso del Calibrador o Pie de Rey De la medida del Calibrador en Milímetros o en Pulgadas según sea el caso.

_________________________________________ _________________________________________

_________________________________________ _________________________________________

_________________________________________ _________________________________________

_________________________________________ _________________________________________

_________________________________________ _________________________________________



Actividad No. 4. Uso del Micrómetro o Tornillo Palmer De la medida del Micrómetro en Milímetros.



Actividad No. 5. Lectura del Goniómetro De la medida del Goniómetro en Grados y Minutos.



Actividad No. 6. Actualización y Fomento del Uso de Otro Idioma Hacer la lectura del Capítulo No. 3 del Reporte del National Nanotechnology Initiative Workshop, de enero 27 – 29 de 2004, titulado “Intrumentation andMetrology for Nanotechnology”, que encontraran en el siguiente Link: http://www.nano.gov/NNI_Instrumentation_Metrology_rpt.pdf , conteste a lo siguiente:

1. Según el alcance del artículo presentado ¿cuales son las técnicas de obtención de propiedades mecánicas, que se abordan y que se consideran máscomúnmente utilizadas?

2. Para una metrología exitosa a nivel de nanoescala, ¿cuales son las exigencias que se le hacen a la instrumentación y a sus áreas de soportetécnico?

3. Indique para cada una de las tres técnicas especificadas en el estado del arte de la instrumentación actual, su Exactitud, Sensibilidad, Resolución,Precisión y su Compatibilidad con Sistemas de Diferentes Materiales.

4. Resuma brevemente los avances científicos y tecnológicos actuales, reseñados en el Artículo.

5. Reseñe y explique los principales desafíos y obstáculos para la Nanomecánica.

6. ¿Cuales son las necesidades prioritarias en investigación y desarrollo, que requiere la Nanomecánica?

7. ¿Que necesidades de infraestructura técnica y científica se requieren satisfacer?

8. ¿Cuales son las estrategias de implementación necesarias?

9. ¿Cual es su criterio a futuro sobre el desarrollo de los nanodispositivos del futuro?



Actividad No. 7. Laboratorio: Mediciones de longitud y ángulos. Objetivos

• Familiarizar a estudiante con las técnicas de medida, sistemas de unidades y el uso de instrumentos de medición directa como el calibrador pie de rey, micrómetro y goniómetro.

• Obtener criterios entre los conceptos de resolución, exactitud y precisión, error absoluto, error relativo y error porcentual

Instrumentos Para la realización de las prácticas se requieren los siguientes equipos e instrumentos:

• Calibrador Pie de Rey análogo. • Micrómetro análogo. • Goniómetro. • Boques Patrón. • Papel milimetrado.

MARCO CONCEPTUAL 1 Las mediciones representan el proceso de obtención de un valor que de idea del orden de magnitud de cualquier variable. Este proceso consiste en la comparación de un cuerpo con otro considerado como patrón. Mientras que la magnitud se define como todo aquello que se puede medir. Las mediciones pueden realizarse de dos maneras ellas son: a) Mediciones Directas: las que resultan de la comparación de la magnitud a ser medida con una magnitud de la misma especie elegida como “patrón”. Esto se realiza generalmente con la ayuda de un instrumento diseñado para tal fin. b) Mediciones Indirectas: Son el resultado de cálculos que envuelven una o varias medidas directas, usando ecuaciones teóricas o empíricas que relacionan la magnitud buscada con aquellas magnitudes que pueden ser medidas directamente.

Recuerde: Solo utilice los instrumentos de medición para medir! Estos no son una herramienta (no utilizar como martillo, atornillador, etc) , y no dejarlos golpear. Procedimiento 1

1. Escoger la pieza a medir. 2. Elegir los instrumentos a utilizar de acuerdo con los sistemas de medición seleccionados (milímetros, pulgadas fraccional o decimal y grados

sexagesimales). 3. Establecer las dimensiones de la pieza mínimo en los dos sistemas de medición; Sistema Ingles y Sistema Internacional (milímetros y fracciones de

pulgadas o milésimas de pulgada y grados sexagesimales). 4. De acuerdo con las dimensiones obtenidas hacer un levantamiento metrológico de la pieza medida en escala 1:1 y a mano alzada en el papel

milimetrado. 5. Entregar el desarrollo de la guía al docente encargado, en formato artículo o en el que el docente destine conveniente, anexando el plano a mano

alzada en hoja milimetrada y con el plano en un programa CAD o de dibujo. MARCO CONCEPTUAL 2 Toda medición está afectada por un cierto error, que puede ser del instrumento, del método o personal. Por ello es importante detectar las posibles fuentes de error y el grado en que se afecta la medición, con la finalidad de minimizarlos para hacer el resultado más confiable. En esta actividad práctica se determinará la resolución, que es la mínima medida que puede realizarse con un instrumento para calcular el error absoluto, relativo y porcentual. El error absoluto es una medida de exactitud la cual representa la cercanía del valor medido con el valor real. Mientras que la precisión se refiere a la concordancia que tienen entre si un grupo de resultados experimentales que no necesariamente son cercanos al valor teórico. El error relativo puede considerarse una medida de precisión cuando la medición se realiza una sola vez. Procedimiento 2

1. Escoger los bloques patrón con el cual se va a verificar nuestro instrumento de medición. 2. Determine la resolución (apreciación) del instrumento con la siguiente formula.

(1)

3. Determine la longitud de los bloques con el instrumento de medición seleccionado 5 veces. 4. Anote en la tabla los resultados obtenidos. 5. Calcule el error absoluto, relativo y porcentual de cada medición, sabiendo que:

Error absoluto = Resultado de la medición – Valor nominal Error Relativo = Error absoluto / Valor nominal Error Porcentual = (Error absoluto / Valor nominal x 100%)


Metrología Página 48 de 506. Indique los resultados en la siguiente tabla:

INSTRUMENTO:

Nombre: Valor nominal Bloque Patrón (mm)

Longitud (mm) Error absoluto Error Relativo Error porcentual

7. Entregar el desarrollo de la guía al docente encargado, formato artículo o en el que el docente destine conveniente, anexando l tabla a mano

levantada durante la práctica y con el plano en un programa CAD o de dibujo.

ANEXO IMPORTANTE. Normas Mínimas de Seguridad en el Taller LEA CUIDADOSAMENTE ESTE ANEXO, EL DESCONOCIMIENTO DE ESTAS NORMAS MINIMAS PUEDEN SER CAUSAL DE UN ACCIDENTE PARA USTED O SUS COMPAÑEROS: 1. En la seguridad Habrá que Considerar:

Responsabilidad Recomendaciones para el personal Orden y Limpieza Manejo adecuado de herramientas y maquinaria

2. Recomendaciones Generales:

No corra o juegue en el taller Deje floja la palanca de la prensa después de usarla No camine o corra llevando herramientas agudas en las manos

o en bolsas, dirigidas hacia adelante o atrás Trabaje a un ritmo constante No tocar con las manos partes y conexiones eléctricas de las

maquinas 3. Orden y Limpieza:

Mantener el piso alrededor de la máquina, libre de

herramientas o material Barrer con frecuencia las virutas del material que caen

al piso Mantener siempre limpias las máquinas y herramientas No poner herramientas o materiales en las mesas de

las máquinas Detener y ojala quitar el poder, siempre a la máquina

antes de tratar de limpiarla



4. Recomendaciones para el Operador:

Use gafas o anteojos de seguridad durante todo el proceso No use ropa suelta o floja junto a la maquinaria (No corbatas,

Bufandas, etc.) Usar el calzado adecuado al manipular materiales pesados No usar anillos, relojes, pulseras o cadenas No usar cabello largo, en caso de tenerlo recogerlo bien No usar guantes al tener cercanía con máquinas móviles No usar aire comprimido para limpiar la ropa, herramientas o las

máquinas 4. Manejo Adecuado de Herramientas y Materiales:

Eliminar siempre las rebabas y bordes agudos de las piezas de trabajo

No manipular elementos eléctricos conductivos con la palma de la mano desnuda y hacia ellos

Usar técnicas adecuadas para levantar herramientas o material (para evitar lesiones de espalda)

Con extremo cuidado puede utilizar guantes para cargar herramienta y materiales o manipuladores en trabajo manual en el banco

5. Operación de las Máquinas Herramientas:

Nunca operar una máquina que no se conozca su operación, sus partes y la forma de detenerla rápidamente

La ropa floja, lo mismo que los puño de la camisa, corbatas, anillos, pulseras, cadenas, el cabello largo y los guantes, son elementos que propician accidentes al poder ser agarrados por la máquina o las piezas en movimiento, no los utilice en momentos de trabajo sobre las máquinas

Retire siempre las llave de ajuste y apriete antes de poner la máquina en marcha

Comprobar que la máquina cuenta con todos sus protectores o guardas de seguridad

Únicamente el operador debe poner en marcha y detener una máquina, salvo en casos de urgencia

Mantener las manos alejadas de las piezas cuando estas se encuentren en movimiento

Detenga siempre la máquina para tomar medidas, retirar las virutas o revisar acabados

No tocar las virutas que se desprenden del proceso, ya que salen con mucho filo y con altas temperaturas

La localización de los botones de seguridad o los interruptores de parada deben ser del conocimiento de todos

Después de detener una máquina, corte o abra el circuito de alimentación eléctrica

Siempre detenga y corte el poder de la máquina antes e limpiarla

RECURDE: El Taller tiene todos los elementos necesarios, solicítelos cuando los necesite, USELOS y hágalo de forma responsable, si tiene alguna duda pregunte, los técnicos o el profesor, estarán prestos a colaborarle.

Walter Link, Inmetro, “Metrología Mecánica, Expresión de la

Incertidumbre de la Medición”, Brasil, 1997.

Carlos González González y Ramón Zeleny Vázquez, “Metrología”, Mc

Graw Hill, 1998.

Guía ISO 25.

Ministerio de Desarrollo, “Resolución 140 de la República de

Colombia”, 4 de febrero de 1994.

Norma ISO 17025.

NTC serie 3000.

NTC-ISO 10012.

GCT-51

Bibliografía

Escuela Colombiana de Carreras Industriales, ECCI

Cra. 19 No. 49 - 20 Bogotá D.C., Cundinamarca

Colombia

TELÉFONO: (57 1) 353 71 71 Ext. 136

FAX:

(57 1) 353 71 71 Ext. 104

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Links de Interés

Aclaración: Desarrollado como notas de clase, como apoyo de estudio de los estudiantes de Procesos Industriales I, del

programa Desarrollo Empresarial de la ECCI. Toda o parcialmente la

información plasmada ha sido tomada de diferentes autores y

fuentes, por lo cual no puede ser reproducida con intenciones

comerciales, únicamente académicas, sin valor comercial.

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