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Introducción a la Ingeniería Unidad 4 METROLOGÍA

CONCEPTOS BASICOS DE MEDICION

METROLOGÍA • Ciencia de la Medición • Acuerdos internacionales para patrones de medida • Aseguramiento de la calidad en mediciones • Empresas de Certificación • Calibraciones CONCEPTOS BASICOS DE MEDICION

SISTEMA LEGAL DE UNIDADES EN COLOMBIA Resolución No. 005 de 95-04-03 Consejo Nacional de Normas y Calidades Departamento Nacional de Planeación

Con base en la conferencia del Profesor Gerardo Domínguez del Departamento de Física 2003 CONCEPTOS BASICOS DE MEDICION

SUPERINTENDENCIA DE INDUSTRIA Y COMERCIO CENTRO DE METROLOGÍA SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES SI

CONCEPTOS BASICOS DE MEDICION

SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES - SI Desde 1889, las definiciones de las unidades son establecidas por una Organización Internacional llamada Conferencia General de Pesas y Medidas, que cuenta con representantes de la mayoría de los países del mundo. El sistema de unidades definido por esta organización, basado en el Sistema Métrico Decimal, se conoce oficialmente desde 1960 como Sistema Internacional de Unidades - SI CONCEPTOS BASICOS DE MEDICION

SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES - SI • El lenguaje universal de las mediciones es el Sistema Internacional de Unidades SI • El SI sirve ahora como la norma estándar para los cálculos de Ingeniería en la mayor parte del mundo CONCEPTOS BASICOS DE MEDICION

DEFINICIONES • Se entiende por Sistema de Unidades el conjunto sistemático y organizado de unidades adoptado por convención.

• Es un sistema coherente ya que el producto o el cociente de dos o más de sus magnitudes da como resultado la unidad derivada correspondiente.

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DEFINICIONES • Magnitud: todo aquello que puede ser medido.

• Magnitud fundamental: Cada una de las magnitudes que en un sistema, se aceptan por convención como funcionalmente independiente una respecto de otro.

• Magnitud derivada: Su nombre lo dice, es aquella que se deriva de las fundamentales y están ligadas mediante relaciones matemáticas bien definidas.

• Magnitud Suplementaria: Lo que se agrega para completar.

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DEFINICIONES Unidad de Medida: Valor de una magnitud para la cual se admite, por convención, que su valor numérico es igual a uno (1).

Se fija la unidad de medida de una magnitud para hacer posible la comparación cuantitativa entre diferentes valores de una misma magnitud.

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UNIDADES SI FUNDAMENTALES MAGNITUD • • • • •

UNIDAD

LONGITUD metro MASA kilogramo TIEMPO segundo CORRIENTE ELECTRICA ampere TEMPERATURA TERMODINAMICA kelvin • INTENSIDAD LUMINOSA candela • CANTIDAD DE SUSTANCIA mol CONCEPTOS BASICOS DE MEDICION

SÍMBOLO m kg s A K cd mol

LONGITUD (metro - m)

El metro es la longitud del trayecto recorrido en el vacĂ­o por la luz, durante un intervalo de tiempo de 1/299 792 458 segundos.

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MASA ( kilogramo - kg)

El kilogramo es la masa del prototipo de Platino-Iridio, aceptada por la Conferencia General de Pesas y Medidas en 1889.

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TIEMPO (segundo - s)

El segundo es la duración de 9 192 631 770 períodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de Cesio 133 CONCEPTOS BASICOS DE MEDICION

CORRIENTE ELECTRICA (ampere - A) El ampere es la intensidad de una corriente constante que, mantenida en dos conductores paralelos, rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular despreciable y colocados a una distancia de un metro uno del otro en el vacío, produce entre estos conductores una fuerza igual a 2 x 10-07 newton por metro de longitud.

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TEMPERATURA TERMODINAMICA (kelvin - K)

El kelvin, unidad de temperatura, es la fracciรณn 1/273,16 de la temperatura termodinรกmica del punto triple del agua.

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INTENSIDAD LUMINOSA (candela - cd) La candela es la intensidad luminosa en una direcciรณn dada, de una fuente que emite una radiaciรณn monocromรกtica de frecuencia 540 x 1012 hertz y de la cual la intensidad radica en esa direcciรณn es 1/683 watt por estereoradian.

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CANTIDAD DE MATERIA (mol - mol) Cantidad de materia de un sistema que contiene tantas entidades elementales como รกtomos hay en 0,012 kilogramos de carbono 12.

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UNIDADES SI DERIVADAS QUE NO TIENEN NOMBRES ESPECIALES MAGNITUD • • • • • • •

NOMBRE

SÍMBOLO

SUPERFICIE metro cuadrado m2 VOLUMEN metro cúbico m3 DENSIDAD DE MASA kilogramo por metro cúbico kg/ m3 VELOCIDAD LINEAL metro por segundo m/s VELOCIDAD ANGULAR radián por segundo rad/s ACELERACIÓN metro por segundo cuadrado m/s2 ACELERACIÓN ANGULAR radián por segundo cuadrado rad/s2

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UNIDADES SI QUE TIENEN NOMBRES ESPECIALES • • • • • • • •

MAGNITUD UNIDAD FRECUENCIA hertz FUERZA newton PRESIÓN pascal ENERGÍA, TRABAJO joule POTENCIA watt VOLTAJE volt FLUJO LUMINOSO lumen ILUMINACIÓN lux CONCEPTOS BASICOS DE MEDICION

SIMBOLO Hz N Pa J W V lm lx

UNIDADES ACEPTADAS QUE NO PERTENECEN AL SI MAGNITUD • MASA • TIEMPO

NOMBRE tonelada minuto hora día • TEMPERATURA grado Celsius • ÁNGULO PLANO grado minuto segundo • VOLUMEN litro CONCEPTOS BASICOS DE MEDICION

SÍMBOLO t min h d ºC º ’ ’’ Lól

VALOR EN SI 1 t = 1000 kg 1 min = 60 s 1 h = 60 min 1 d = 24 h ºC = K - 273,15 1º = (π/180) rad 1’ = (1º/60) rad 1’’ (1’/60) rad 1 l = 1 dcúbico

UNIDADES SI SUPLEMENTARIAS MAGNITUD • ÁNGULO PLANO • ÁNGULO SOLIDO

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UNIDAD radián estereorradián

SIMBOLO rad sr

FACTORES DE CONVERSIÓN Longitud ( distancia) 1 metro = 3.821 pies = 39.37 pulgadas 1 pie = 12 pulgadas 1 pie = 0.3048 metros 1 yarda = 3 pies 1 pulgada = 2.54 centímetro 1 milla = 5,280 pies 1 kilómetro = 0.6 milla 1 milla = 1.609 Kilómetro 1 pulgada = 2.54 cm CONCEPTOS BASICOS DE MEDICION

FACTORES DE CONVERSIร N Volumen 1 litro = 0,2642 galรณn 1 galรณn = 4 cuartos 1 galรณn = 3,785 litros 1 onza fluida = 29,57 mililitros 1 cuarto = 0,9463 litros CONCEPTOS BASICOS DE MEDICION

FACTORES DE CONVERSIÓN Masa ( Peso)

1 gramo = 0.03527 onzas 1 libra = 16 onzas 1 Kilogramo = 2.205 libras 1 libra = 453.6 gramos 1 tonelada = 2,000 libras 1 gramo = .035 onzas 1 onza = 28.35 gramos 1 libra = 0.4536 kilogramo

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PREFIJOS SI (múltiplos) PREFIJO • • • • • • • • • •

yota zeta exa peta tera giga mega kilo hecto deca CONCEPTOS BASICOS DE MEDICION

SÍMBOLO Y Z E P T G M k h da

FACTOR 1024 1021 1018 1015 1012 109 106 103 102 10

PREFIJOS SI (Submúltiplos) PREFIJO • • • • • • • • • •

SÍMBOLO

deci centi mili micro nano pico femto ato zepto yocto CONCEPTOS BASICOS DE MEDICION

d c m µ n p f a z y

FACTOR 10-1 10-2 10-3 10-6 10-9 10-12 10-15 10-18 10-21 10-24

REGLAS GENERALES PARA EL USO DEL SI • Todo lenguaje construye reglas para su escritura que evitan confusiones y facilitan la comunicación • El Sistema Internacional de Unidades - SI construyó sus propias reglas • Cambiar o alterar las reglas causa ambigüedades CONCEPTOS BASICOS DE MEDICION

REGLAS PARA USAR LOS SIMBOLOS • No se colocarán puntos luego de los símbolos de las unidades SI, sus múltiplos o submúltiplos. Ejemplo: kg • El símbolo de la unidad será el mismo para el singular que para el plural. Ejemplo: 1 kg - 5 kg • No se acepta la utilización de abreviaturas para designar las unidades SI. Ejemplo: grs • Los símbolos se escriben a la derecha de los valores numéricos separados por un espacio en blanco.

Ejemplo: 10 A CONCEPTOS BASICOS DE MEDICION

REGLAS PARA USAR LOS SIMBOLOS • Cuando se deba escribir (o pronunciar) el plural del nombre de una unidad SI, se usarán las reglas de la gramática española.

Ejemplo: metro - metros • No deberán combinarse nombres y símbolos al expresar el nombre de una unidad derivada. Ejemplo: metro/s • Cada unidad y cada prefijo tiene un solo símbolo y éste no puede ser alterado de ninguna forma. No se debe usar abreviaturas. Ejemplo: CORRECTO INCORRECTO 30 kg 30 kgrs 5m 5 mts CONCEPTOS BASICOS DE MEDICION

REGLAS PARA USAR LOS SIMBOLOS • Los símbolos se escriben a la derecha de los valores numéricos separados por un espacio en blanco. Ejemplo: 10 A - 30 m 40º 30’20’’ • Todo valor numérico debe expresarse con su unidad, incluso cuando se repite o cuando se especifica la tolerancia. Ejemplo: 30 m ± 0,1 m • Luego de un símbolo no debe escribirse ningún signo de puntuación, salvo por regla de puntuación gramatical, dejando un espacio de separación entre el símbolo y el signo de puntuación. Ejemplo: 7,1 m .

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POR QUÉ LA COMA COMO MARCADOR DECIMAL • La coma es reconocida por la Organización Internacional de Normalización - ISO- como único signo ortográfico en la escritura de los números utilizados en documentos y normalización.

• La importancia de la coma para separar la parte entera de la decimal, es enorme.

• La grafía de la coma se identifica y distingue mucho más fácilmente que la del punto.

• El punto facilita el fraude, puede ser transformado en coma, pero no viceversa.

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USO DEL NOMBRE DE LAS UNIDADES • El nombre completo de las unidades SI se escribe con letra minúscula, con la única excepción de grado Celsius, salvo en el caso de comenzar la frase o luego de un punto.Ejemplo: metro - kilogramo - newton - watt • Las unidades, los múltiplos y submúltiplos, solo se podrán designarse por sus nombre completos. Ejemplo: m (metro)- kg (kilogramo) - K (kelvin) • Las unidades cuyos nombres son los de los científicos, no se deben traducir, deben escribirse tal como en el idioma de origen. Ejemplo: newton - joule - ampere CONCEPTOS BASICOS DE MEDICION

ESCRITURA DE NUMEROS EN DOCUMENTOS • En números de muchas cifras, éstas se agrupan de tres en tres, a partir de la coma, tanto para la parte entera como para la decimal. Ejemplo: 1 234 567,890 12 • La primera cifra a la izquierda de la coma decimal tiene, como valor posicional, el de la unidad en la que se expresa el número. Ejemplo: 34,50 m (la cifra 4 indica metros) • Si un símbolo que contiene un prefijo está afectado por un exponente, éste (el exponente) afecta toda la unidad. Ejemplo: 1 cm2 = (0,01m)2 CONCEPTOS BASICOS DE MEDICION

USO DE LOS PREFIJOS • Todos los nombres de los prefijos del SI se escriben con letra minúscula. Ejemplo: kilo - mega - micro • Los símbolos de los prefijos para formar múltiplos se escriben con letra griega mayúscula, salvo el prefijo kilo, que por convención se escribe con letra (k) minúscula. Ejemplo: exa E - giga G - kilo k • Los símbolos de los prefijos para forma submúltiplos se escriben con letra latina minúscula, salvo el símbolo del prefijo micro, para el cual se usa la letra griega mu minúscula ( µ ).

Ejemplo: mili m - micro µ CONCEPTOS BASICOS DE MEDICION

REPRESENTACIÓN DEL TIEMPO • El día está dividido en 24 horas, por lo tanto las horas deben denominarse desde las 00 hasta las 24.

• El tiempo se expresará utilizando dos cifras, para expresar los valores numéricos de las horas, de los minutos y de los segundos, separados de los símbolos de estas unidades mediante espacios en blanco y de acuerdo al siguiente orden: hora, minuto, segundo. Ejemplo: 12h 05 min 30s 00h 30 min 05 s

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REPRESENTACIÓN DE LA FECHA EN FORMA NUMÉRICA • Para expresar el año se utilizarán cuatro cifras, las que se escribirán en bloque. Cuando no exista riesgo de confusión podrán utilizarse sólo dos cifras.

Ejemplo: 1990 ó 90 2003 ó 03 • Se utilizarán dos cifras para representar los días y los meses.

Al escribir la fecha completa se representará el orden siguiente: año, mes, día y se usará un guión para separarlos.

Ejemplo: 15 de octubre de 2003 2003-10-15 ó 03-10-15 CONCEPTOS BASICOS DE MEDICION

EJEMPLOS • CORRECTO • s • g • L/min • km/h • cm3 • 50 gramos 50 g

INCORRECTO Seg seg GR grs grm LPM KPH cc cmc c m3 50 gramo 50 grs

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EJEMPLOS • • • • • • •

CORRECTO INCORRECTO 10 m x 20 m x 50 m 10 x 20 x 50 m ... de 10 g a 550 g ... de 10 a 500 g (30,5 ± 0,01)m 30,5 ± 0,01 m 30,5 m ± 0,01 m 30,5 m ± 0,01 1,23 nA 0,001 23 µA 123,45 123.45 CONCEPTOS BASICOS DE MEDICION

EJEMPLOS • CORRECTO • 0,876 • 1,25 • 123 456,123 • 1,234 567 • N.m • kg.m CONCEPTOS BASICOS DE MEDICION

INCORRECTO ,876 1¼ 123.456,234 1,234567 Nm kgm

EJEMPLOS • • • • • • •

CORRECTO N/m2 m Pa kg Hz K CONCEPTOS BASICOS DE MEDICION

INCORRECTO N:m2 m Pa KG hz k

EJEMPLOS • • • • •

CORRECTO newton joule ampere watt

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INCORRECTO niutonio - nuton julio amperio vatio

OTROS SISTEMAS DE UNIDADES • • • • • • •

ABSOLUTOS: CGS - MKS GRAVITATORIOS: Técnico - Terrestre NORTEAMERICANO DE INGENIERÍA MKSC MKSA PRÁCTICO INGLÉS CONCEPTOS BASICOS DE MEDICION

OTROS SISTEMAS DE UNIDADES • • • • • • •

TÉCNICO INGLÉS BRITÁNICO DE UNIDADES PRÁCTICO TÉCNICO GRAVITACIONAL INGLÉS ABSOLUTO BRITÁNICO TÉCNICO BRITÁNICO CONCEPTOS BASICOS DE MEDICION

OTROS SISTEMAS DE UNIDADES • ARBITRARIOS • USADO EN EE.UU. • SU

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UNIDADES A LA COLOMBIANA

UNIDAD • Bulto - papas, repollo, maíz • Caja - tomate, pepino • Racimo - plátano; submúltiplo gajo • Mano - Plátano; pescado, frutas • chuspa (bolsa) - leche • atado - cebolla, panela • guango - leña CONCEPTOS BASICOS DE MEDICION

UNIDADES A LA COLOMBIANA • • • • • • •

Carga - café 20 , 30 - gasolina Chipa - hierro Kilo(s) Libra(s) - papa, carne, puntillas Tabaco - medir distancias Poma - guarapo CONCEPTOS BASICOS DE MEDICION

UNIDADES A LA COLOMBIANA • • • • • •

Arroba Heche: 20 (gasolina) En las ferreterías se utiliza el sistema inglés Manojo Mate (manjarblanco) Puño CONCEPTOS BASICOS DE MEDICION

OTRAS NORMAS QUE NOS RIGEN! • • • • • • • • •

ASTM (Sociedad Américana de Ensayos de Materiales) ISO(A) (International Organization for Standardization) ISO(E) (International Organization for Standardization) ANSI (American National Standards Institute) DIN ( ) ASA (American Standar Asociation) AZA ( ) CSA (Canadian Standars Association) ICONTEC (Instituto Colombiano de Normas Técnicas)

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