Leyes sobre Metrología y Normalización Acuerdos de reconocimiento Internacional Especificaciones
Incertidumbre
Unidades
Sotware 6
Patrones Trazabilidad
Estudios R&R
Normas
Control Estádistico del proceso (SPC)
Procedimientos de Calibración
Institutos Nacionales de Metrologia
Sistemas de unidades
Validación de Métodos
Equipo de medición
Unidades de Certificación
Especificaciones Laboratorios de Calibración
Capacitación
La metrología dimensional se encarga de estudiarlas técnicas de medición que determinan correctamente las magnitudes lineales y angulares (longitudes y ángulos),asícomo de la evaluación delacabado superficial.
Símbolos de Tolerancias Geométricas
• Conjunto de operaciones que tienen por objeto determinar elvalor de una magnitud.
¿PORQUE ¿PORQUE ¿PORQUEES ES ES
NECESARIO
MEDIR? MEDIR?
Tolerancia
La cantidad totalque le es permitido variarauna dimensión especificada.
La tolerancia es la diferencia entre los límites máximo ymínimo
Magnitud particular,definida yadoptada porconvención,con la cualse comparan las otras magnitudes de la misma naturaleza para expresar cuantitativamente su relación con esta magnitud.
Es la medida del antebrazo que equivale aproximadamente a 500 mm.
MEDIDA
• Es la evaluación de una magnitud hecha según su relación con otra magnitud de la misma especie adoptada como unidad.Tomarla medida de una magnitud es compararla con la unidad de su misma especie para determinar cuántas veces ésta se halla contenida en aquélla.
UNIDADES DE MEDIDA DE LONGITUD EN EPOCAS ANTIGUAS
Estadio.Es la distancia que cubre un hombre caminando avelocidad
normal, desde elmomento en que el solempieza asalir,hasta eltiempo en que aparece completo en elhorizonte (cerca de dos minutos).En la actualidad un estadio equivale a185 ó 195 metros.
HISTORIA DEL METRO
En 1664, Huygens pensó en utilizarel periodo de una oscilación (elcualGalileo Galileihabía descubierto que era constante) como elestándarde longitud.Sin embargo, diversos factores atenuaban elmovimiento (masa de la cuerda,posición delcentro de la masa en la esfera,elaire arrastrado yel desgaste de la cuerda)porlo que no se pudo llevarala práctica.
HISTORIA DEL METRO
En 1670, Mounton(Escolástico Francés). Propuso usar la diezmillonésima parte del cuadrante (lo cual corresponde a la cuarenta millonésima parte del meridiano) como el estándar de longitud. Desde entonces se ha estado buscando un método de medición relacionado con la Tierra.
En 1791, un comité designado por el gobierno Francés determinó que la nueva unidad de longitud, que era la diezmillonésima parte del cuadrante que va del polo norte a la línea del Ecuador, se llamara
“METRO”. Pasaron 120 años desde su propuesta
HISTORIA DEL METRO
En 1799 fué hecha una barra de platino de 1metro de longitud y su sección transversalera de 25,3 mm x4mm.Sobre esta barra
patrón se grabó la leyenda Metre des Archives (o sea metro de archivo).
Los prototipos de los metros patrón actualmente son piezas de museo
Permanentemente mostrado en el museo del NIST en Washington D.C.
El metro patrón de Estados Unidos de América
No. 27 marcado aquí
México tiene el No. 25
Actualmente se encuentra en el museo del CENAM
HISTORIA DEL METRO
En la séptima conferencia internacional de pesos y medidas efectuada en 1927, se definió un metro como sigue:
La longitud de onda de la luz roja de Cadmio (Cd)
λCdR= 0,64384696 µ µµ µm
1m = 1553164, 13 λ λλ CdR
Bajo las siguientes condiciones:
Temperatura = 15ºC (Termómetro de Hidrógeno)
Presión Atmosférica = 760 mm Hg
Ambiente = Aire seco conteniendo 0.03% de CO2
Aceleración Gravitacional = 980,665 cm/seg2 = g
Así la longitud estándar podía ser fácilmente obtenida por medio de una lámpara de cadmio Cd sellada en un tubo de rayos catódicos y líneas de electricidad.
HISTORIA DEL METRO
En la conferencia generalde pesos y medidas efectuada en 1957,se propuso que la longitud delmetro fuera iguala 1650763,73 veces la longitud de onda en el vacío de la luzemitida porla transición entre Kr86 2p10 y5d5 (Kr86 da luznaranja). La propuesta fué aprobada en la onceava conferencia internacionalde pesas y medidas celebrada en Octubre de 1960.
“La longitud de la trayectoria recorrida por la luz en elvacío durante un lapso
DEFINICION ACTUAL DEL METRO
1 m = 299792458 1 de segundo. (17a. CGPM en 1983)
C = 299792458 m/ s
GENERADOR DE RAYO LASER ESTABILIZADO
VELOCIDAD DE LA LUZ
SISTEMAS DE UNIDADES
En Francia a fines del siglo XVIII, se estableció el primer sistema de unidades de medida con sede en Sevres, a las afueras de París: El Sistema Métrico. Este sistema presentaba un conjunto de unidades coherentes para las medidas de longitud, volumen, capacidad y masa, estaba basado en dos unidades fundamentales: el metro y el kilogramo. Su variación es decimal.
SISTEMA DE UNIDADES
• Conjunto de unidades base yde unidades derivadas,que se definen de acuerdo con reglas determinadas,para un sistema dado de magnitudes.
– la repetición dentro de un periodo corto de tiempo.
Reproducibilidad (VIM 3.7)
2.Las condiciones que se hacen variar pueden ser:
• el principio de medición
• el método de medición
• el observador
• el instrumento de medición
• el patrón de referencia
• el lugar
• las condiciones de uso
• el tiempo.
Incertidumbre
• La incertidumbre caracteriza un intervalo dentro del que se estima esta el valor verdadero.
Incertidumbre de medición (VIM 3.9)
Parámetro asociado alresultado de una medición,que caracteriza la dispersión de los valores que podrían razonablemente seratribuidos al mensurando.
Errores en la medición
Los errores surgen debido ala imperfección :
de los sentidos
de los medios
de la observación
de las teorías que se aplican –de los aparatos de medición
de las condiciones ambientales
y otras causas.
Origen de los errores
• Debido al instrumento
• Debido al operador
• Debido al método
• Debido al medio ambiente
FACTORES A CONSIDERAR PARA LA ELECCIÓN DE UN INSTRUMENTO
TIPO DE MEDICIÓN
EXACTITUD
FUERZA DE MEDICIÓN
NUMERO DE PIEZAS
TAMAÑO DE LAS PIEZAS
COSTO
Sistema de confirmación
Conviene que elerroratribuible ala calibración debiera serlo más pequeño posible.En la mayoría de las áreas de medición no conviene que éste sea mayora un tercio ypreferentemente un décimo del errortolerado delequipo confirmado en uso.
• Se cuenta con espesores desde 0,03mm y 0,0015 pulg
Patrones de radios
• Cada hoja tiene cinco lugares de medición.
• La dimensión del radio está estampado en cada hoja.
• Vienen en par: concavo y convexo.
Patrones para brocas
• Cada agujero está marcado con el tamaño tanto en fracción como en decimal.
• Permite elegir rápidamente la broca adecuada
Patrones para calibre de alambre ó lámina
• Calibre de diámetro numerado para materiales suaves no ferrosos (cobre, latón, aluminio, etc.) ó ferrosos (acero)
• Cada ranura tiene su valor decimal equivalente marcado a un lado.
Cuentahilos
• Sirven para determinar el paso de las roscas más comunes (métrica estándar y fina, unificada y Whitworth).
• El paso de la rosca está estampado en cada hoja.
Compases
DIVISOREXTERIORESINTERIORESHERMAFRODITA
• Su uso en la actualidad está restringido, ya que se requiere habilidad y no es posible lograr gran exactidud.
• Su uso principal está limitado a realizar trazos.
Calibres telescópicos
Calibres para agujeros pequeños
• El uso de los calibres para agujeros pequeños es para agujeros de 3 a 13 mm y las mitades de la punta (semiesférica) son expandidas girando la parte moleteada.
Trazadores y gramil
• La mayoría de éstos cuenta con puntas de carburo de tungsteno.
Calibres angulares
APLICACION
2 4 6 35 8 1 7
Ángulos 1, 2, 3 y 4 son primarios Ángulos 5 y 6 son complementarios Ángulos 7 y 8 son semiángulos
Verificación de chaflanes entre dos diámetros interiores/exteriores
Verificación de ángulos y su complemento desde una superficie plana de referencia
Verificación de ángulos de avellanado
Verificación de chaflanes interiores y exteriores
• Utilizados para medición de chaflanes externos ó internos, inspección de angulos de ruedas de esmeril o cortadores.
Retículas de comparación
•Reemplazando las retículas pueden efectuarse distintas mediciones angulares y dimensionales.
Incertidumbre en la medición
Incertidumbre en la medición es la duda que tiene la persona que mide acerca de la calidad y
reproducibilidad
la duda la calidad reproducibilidad acerca de
de los valores que informa
INCERTIDUMBRE
(Uncertainty. [Guía... 2.3.1.]
Esun parámetro asociado con el resultado deunamedidaque caracterizaladispersión delosvalores quepueden serrazonablemente atribuidosalmensurando.
Elparámetro puedeserporejemplo, unadesviación estándar,oelancho de un intervalo deconfianza
INCERTIDUMBRE ESTANDAR
(Standard uncertainty. [Guía... 2.3.1.]
Incertidumbre de los resultados de una medida expresada como desviación estándar.
INCERTIDUMBRE ESTANDAR
(Standard uncertainty. [Guía... 2.3.1.]
EVALUACIÓN TIPO “A” DE LA INCERTIDUMBRE Método para evaluarla incertidumbre mediante el análisis estadístico de una serie de observaciones.
EVALUACIÓN TIPO “B” DE LA INCERTIDUMBRE Método para evaluar la incertidumbre por otro medio que no
sea elanálisis estadístico de una serie de observaciones.
INCERTIDUMBRE ESTANDAR COMBINADA
(Combined standard uncertanty). [Guía..... 2.3.4].
FACTOR DE COBERTURA
(coverage factor) [Guía... 2.3.6].
Factornumérico,utilizado como un multiplicadorde la incertidumbre estándar combinada,con elpropósito de obteneruna incertidumbre expandida.
cobertura k,normalmente se encuentra en elintervalo de 2a3.
INCERTIDUMBRE EXPANDIDA
Cantidad que define elintervalo (sobre el resultado de una medición),dentro del cuallos valores que se podrían atribuir
razonablemente ala medición,se espera que estén incluidos con un alto nivelde confianza
DETERMINACION
PRACTICA DE LA
INCERTIDUMBRE
PASOS A SEGUIR.
En la practica para la determinación de la incertidumbre de calibración y medición en metrología dimensional generalmente se siguen los siguientes pasos:
1) Evaluación tipo A de la Incertidumbre
• Hacer mediciones repetitivas.
• Cálcular la desviación estándar,dividirla entre la raíz de n y multiplicar la expresión por el factor test.
DETERMINACIÓN PRÁCTICA DE LA
INCERTIDUMBRE
2) Evaluación tipo B de la Incertidumbre
• UB1 Incertidumbre del patrón de calibración (Incertidumbre heredada)
• UB2 Incertidumbre debida a la diferencia de temperatura con la estándar.
• UB3 Incertidumbre relacionada con la resolución.
• UB4 Incertidumbre debida a la diferencia de temperatura entre el instrumento y el patrón de calibración.
• UBn Enésima Incertidumbre específica del caso bajo estudio.
DETERMINACION PRACTICA DE LA
INCERTIDUMBRE
3) Incertidumbre combinada Uc = √ U2 A + U2 B1 + U2 B2 + U2
4) Incertidumbre expandida
UE = 2UC
5) Expresión de la Incertidumbre X,XX µm con un nivel de confianza no menor del 95% (k=2)
Guide to the expression of uncertainty in measurement GUM 1995
Guía para la expresión de la incertidumbre en las mediciones