Metrología Dimensional

Page 1


Bosquejo Histórico

“No cometáis injusticia en los juicios, nien las medidas de longitud,de peso
ode capacidad:tened balanza justa, peso justo,medida justa ysextario justo.”

Levítico 19, 35-36

“Elhombre es la medida de todas las cosas.”

Protágoras 485-411a.C

“Tú lo has regulado todo con medida, número ypeso.”

Productora de bienes y/o servicios

Establecimientode especificaciones

Desarrollodel producto

Desarrollode procesos

Elaboración delproducto

Cumplimientocon especificaciones (Implicamedición)

METROLOGIA

Cienciaquetratadelasmedidas,delossistemasde unidadesadoptadosylosinstrumentosusadospara efectuarlaseinterpretarlas

CAMPOS DE LA METROLOGIA

Metrología Eléctrica Metrología Térmica

Metrología Dimensional

Metrología Acústica Metrologìa de Masas

Geométricas

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

Tipos de Tolerancia

1.3.32 Tolerancia Bilateral. Unatoleranciaen lacualla variación espermitidaen ambasdireccionesdesdeuna dimensión especificada

ToleranciaUnilateral. Unatoleranciaen lacualla variación espermitidaen una dirección,desdeladimensión especificada

Instrumentos de medición dimensional

Equipos de medición dimensional

Tipos de Medición

La medición se puede dividir en:

– DIRECTA. Cuando el valor de la medida se obtiene directamente de trazos o divisiones de los instrumentos.

– INDIRECTA

. Cuando para obtener el valor de la medida necesitamos compararla con alguna referencia.

Instrumentos de Medición Lineal

CON TRAZOS O DIVISIONES

LINEAL

MEDIDA DIRECTA

MEDIDA INDIRECTA

CON TORNILLO MICROMÉTRICO

CON DIMENSIÓN FIJA

COMPARATIVA

TRIGONOMÉTRICA

RELATIVA

Instrumentos de Medición Lineal

- METRO

- REGLA GRADUADA

CON TRAZOS O DIVISIONES

MEDIDA

DIRECTA

CON TORNILLO

MICROMÉTRICO

- TODO TIPO DE CALIBADORES Y

MEDIDORES DE ALTURA CON ESCALA

VERNIER

CON DIMENSIÓN FIJA

- TODO TIPO DE MICROMETROS

- CABEZAS MICROMETRICAS

- BLOQUES PATRÓN

- CALIBRADORES DE ESPESORES (LAINAS)

-CALIBRADORES LÍMITE (PASA-NO

Con trazoso divisiones

MEDIDA DIRECTA

MEDIDORES

ALTURA

REGLAS GRADUADAS

CALIBRADORES CON ESCALA VERNIER

Con tornillo micrométrico MEDIDA

DIRECTA

Cabezas
Micrométricas

Con dimensión fija

MEDIDA DIRECTA

ESPESORES

BLOQUES PATRON CALIBRADORES

Instrumentos de Medición Indirecta

COMPARATIVA

- COMPARADORES MECÁNICOS

- COMPARADORES ÓPTICOS

- COMPARADORES NEUMATICOS

-COMPARADORES ELECTROMECÁNICOS

-MÁQUINA DE MEDICIÓN DE REDONDEZ

- MEDIDOR DE ESPESOR DE RECUBRIMIENTO

MEDIDA

INDIRECTA

TRIGONOMÉTRICA

- ESFERAS O CILINDROS

- MÁQUINAS DE MEDICIÓN POR COORDENADAS

RELATIVA

- NIVELES

- REGLAS ÓPTICAS

- RUGOSÍMETRO

Medición indirectacomparativa

Medición indirecta comparativa

Medidor de espesor de recubrimiento

Medición indirectatrigonométrica

DespuésdetomarconunmicrómetrolamedidaMsobre lostresalambressedeterminaeldiámetrodepaso utilizandolasiguientefórmula:

E = M -3d + 0.86603P

MÁQUINA DE MEDICIÓN POR COORDENADAS

NIVELES

LUPA DE COMPARACIÓN

CON

TRAZOS O DIVISIONES

MEDIDA DIRECTA

CON DIMENSIÓN FIJA

ANGULAR

MEDIDA INDIRECTA

TRIGONOMÉTRICA

Medición Angular

CON TRAZOS O DIVISIONES

- TRANSPORTADOR SIMPLE

- GONIÓMETRO

- ESCUADRA DE COMBINACIÓN

MEDIDA

DIRECTA

CON DIMENSIÓN

FIJA

- ESCUADRAS

- PATRONES ANGULARES

- CALIBRADORES CÓNICOS

MEDIDA

INDIRECTA

TRIGONOMÉTRICA

- FALSAS ESCUADRAS

- REGLA DE SENOS

- MESA DE SENOS

- MÁQUINAS DE MEDICIÓN

POR COORDENADAS

Angular - Con trazoso divisiones MEDIDA DIRECTA

TRANSPORTADOR

GONIOMETRO

Angular - Con dimensiónfija

MEDIDA DIRECTA

ESCUADRAS

PATRONES ANGULARES

Calibre cónico (pasa no-pasa)

Angular -Indirectatrigonométrica

FALSAS ESCUADRAS
MESA DE SENOS

Angular -Indirectatrigonométrica

MÁQUINA DE MEDICION POR COORDENADAS

Medición de agujeros roscados

Medición de engranes

Accesorios

Sistema de unidades de medida

UNIDAD (de medida)

Magnitud particular,definida yadoptada porconvención,con la cualse comparan las otras magnitudes de la misma naturaleza para expresar cuantitativamente su relación con esta magnitud.

Alasunidadesdemedidaselesasignannombresysímbolospor convención.

UNIDADES DE MEDIDA DE LONGITUD EN EPOCAS ANTIGUAS

MEDIDAS LINEALES

UNIDADES DE MEDIDA DE LONGITUD EN EPOCAS ANTIGUAS

CUPITO O CODO

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.

HISTORIA DEL METRO

Segúnla17aConferenciaGeneraldePesosyMedidas,la definiciónactualdelmetroes:

“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.

• Ejemplo:SistemaInternacionaldeunidades(SI).

“InternationalVocabularyandGeneralTermsinMetrology” Metrología-Vocabulariodetérminosfundamentalesygenerales (NMX-Z-055-1996-IMNC)

Sistema coherente de unidades adoptado porla Conferencia General de Pesas yMedidas.(CGPM) Está compuesto por:

Unidades SI base.

Unidades SI suplementarias.

Unidades de medida base del SI

MagnitudNombreSímbolo

LongitudMetro m

MasaKilogramo kg

TiempoSegundo s

Temperatura termodinámica Kelvin K

Intensidad luminosa Candela Cd

Cantidad de sustancia mol mol

Corriente eléctricaAmpere A

Unidades derivadas del SI

Magnitud Nombre Símbolo

Multiplos y submultiplos

 Enel SI se desanimael usode estosmúltiplos y submúltiplos

NOMBRE SIMBOLO

CAMPO DE APLICACIÓN DE LAS UNIDADES DEL SISTEMA

INTERNACIONAL (SI)

1 metro = 1 m

1 milímetro = 1 mm =

1 dm = 0.1 m 1 cm = 0.01 m

m

1 micrómetro = 1 µ µµ µm

USO EN LABORATORIOS DE CALIBRACIÓN

1 nanómetro = 1 nm =

Uso en laboratorios con patrones primarios CENAM, NMIJ, NIST, PTB, BIPM, etc. = 0.1 mm = 0.01 mm = 0.001 mm = 0.000 1 mm = 0.000 01 mm 0.0000001 mm

CAMPO DE APLICACIÓN DE LAS UNIDADES DEL SISTEMA

INTERNACIONAL (SI)

1 metro = 1 m

1 milímetro = 1 mm =

1 micrómetro = 1 µ µµ µm

USO EN LABORATORIOS DE CALIBRACIÓN

1 nanómetro = 1 nm = 1 dm = 0.1 m 1 cm = 0.01 m

m

1 m

01 m

USO GENERAL

USO INDUSTRIAL

Uso en laboratorios con patrones primarios CENAM, NMIJ, NIST, PTB, BIPM, etc. = 0.1 mm = 0.01 mm = 0.001 mm = 0.000 1 mm = 0.000 01 mm 0.0000001 mm

0.001 1 1 000

0.000 001 0.001 1

CAMPO DE APLICACIÓN DE LAS UNIDADES DEL SISTEMA INGLES

1 pulgada decimal

1/10 pulg

1/100 pulg

1/1000 pulg

1/10000 pulg

USO EN LABORATORIOS DE CALIBRACIÓN

= 1 diezmilésima = 1 cienmilésima = 1 millonésima = 1 diezmillonésima = 1 pulg = .1 pulg = .01 pulg = .001 pulg = .0001 pulg = .00001 pulg = .000001 pulg = .0000001 pulg = 1

= 1 décima = 1 centésima = 1 milésima

pulg = 1 micropulg

pulg

Uso en laboratorios con patrones primarios CENAM, NMIJ, NIST, PTB, BIPM, etc.

Micrómetro (µm)

Para que representemos 1µmcon el diámetro de un cabello (50 µm)

tendríamos que dividirlo en 50 partes iguales:

50µm / 50 = 1µm

Factor de ConversionPulg/ mm

Multiplicando las pulgadas por 25.4 se obtienen milímetros

1.375 pulg x 25.4 =

5.75 pulg x 25.4 = mm mm

Dividiendo los milímetros entre 25.4 se obtienen pulgadas

85.217 mm / 25.4 =

22.225 mm / 25.4 = pulg pulg

Efectúe las conversiones siguientes:

.0000023 pulg a µpulg

.0000023 pulg = 2.3 µpulg

0.875 mm a µm

0.875 mm = 875 µm

Efectúe las conversiones siguientes:

125 µpulg a pulg

125 µpulg = .000125 pulg

43.5 µm a mm

43.5 µm = 0.0435 mm

Efectúe la siguiente conversión:

125 µpulg a µm

125 µpulg = .000125 pulg

0.003175 mm = 3.175 µm .000125 pulg x 25,4 = 0.003175 mm

125 µpulg = 3.175 µm

Efectúe la siguiente conversión:

87 µm a µpulg

87 µm = 0.087 mm

0.087 mm / 25.4 = 0.003425 pulg

0.003425 pulg = 3425 µpulg

87 µm = 3425 µpulg

µpulg pulg 1 .000 001

µm mm

0,0254

0.0000254

µm mm

10.001

µpulg pulg

39.37 .00003937 X 25.4

25.4

Expresar en forma decimal

1 7/16 pulg

1 7/16 pulg = 1.4375 pulg

13/32 pulg

2 39/64 pulg

2 39/64 pulg 2.609375 pulg 7/16 = .4375 pulg

13/32 = .40625 pulg

39/64 = .609375 pulg

TÍTULOSEGUNDO METROLOGÍA

CAPÍTULO1

Delsistemageneraldeunidadesdemedida artículo5°.- EnlosEstadosUnidosMexicanoselSistemaGeneral deUnidadesdeMedidaeselúnicolegalydeusoobligatorio. ElSistemaGeneraldeUnidadesdeMedidaseintegra,entreotras, conlasunidadesbásicasdelSistemaInternacionaldeUnidades: delongitud,elmetro;demasa,elkilogramo;detiempo,elsegundo; detemperaturatermodinámica,elkelvin;deintensidaddecorriente eléctrica,elampere;deintensidadluminosa,lacandela;yde cantidaddesustancia,elmol,asícomoconlassuplementarias,las derivadasdelasunidadesbaseylosmúltiplosysubmúltiplos de todasellas,queapruebelaConferenciaGeneraldePesasy Medidasysepreveanennormasoficialesmexicanas.Tambiénse integraconlasnocomprendidasenelsistemainternacionalque acepteelmencionadoorganismoyseincluyanendichos ordenamientos.

ARTÍCULO 6° .- Excepcionalmentela Secretaríapodráautorizarelempleode unidadesdemedidadeotrossistemas,por estarrelacionadosconpaísesextranjeros quenohayanadoptadoelmismosistema. Entalescasosdeberánexpresarse, conjuntamenteconlasunidadesdeotros sistemas,suequivalenciaconlasdel SistemaGeneraldeUnidadesdeMedida, salvoquelapropiaSecretaríaeximade estaobligación.

EQUIVALENCIA DE UNIDADES

pulg (mm) µpulg (µm)

0,25 (6,35) 12 (0,3048)

0,5 (12,7) 6 (0,1524)

0,75 (19,05) 8 (0,2032)

1,0 (25,4) 5 (0,127)

Reglas para la escritura de los números y su signo decimal

Números

Signo decimal

Losnúmerosdebensergeneralmenteimpresos entiporomano.Parafacilitarlalecturade númerosconvariosdígitos,estosdebenser separadosengruposapropiados preferentementedetres,contandodelsigno decimalaladerechayalaizquierda,losgrupos debenserseparadosporunpequeñoespacio, nuncaconunacoma,unpunto,oporotromedio.

Elsignodecimaldebeserunacomasobrela línea(,).Silamagnituddeunnúmeroesmenor quelaunidad,elsignodecimaldebeser precedidoporuncero.

Tabla 21
Fig. 1-5 Dimensiones en Pulgada Decimal
Fig. 1-4 Dimensiones en Milímetros

1.6.1 Dimensionado en Milímetros.

Losiguientedeberáserobservadocuandose especifiquendimensionesenmilímetrosendibujos:

a)Dondeladimensiónesmenorqueunmilímetro, un ceroprecedealpuntodecimal.

b)Cuandoladimensiónesunnúmeroentero,niel puntodecimalniunceroesmostrado.

c)Dondeladimensiónexcedeunnúmeroenteropor unafraccióndecimaldeunmilímetro,elúltimodígitoa laderechadelpuntodecimalnoesseguidoporuncero.

d)Nicomas,niespaciosdeberánserusadospara separardígitosengruposalespecificardimensionesen milímetrosendibujos.

¿Que tolerancia esta correctamente especificada en mm?

40 +0.05 0

40 40.0 +0.05 0 + 0.05 0

40.00 + 0.05 0.00 40 + 0.05 -0.00

1.6.2 Dimensionado en Pulgada Decimal.

Losiguientedeberáserobservadocuandose especifiquendimensionesenpulgadadecimalen dibujos:

a)Un ceronoesusado antesdelpuntodecimalpara valoresmenoresdeunapulgada.

b)Unadimensiónesexpresadaalmismonúmerode lugaresdecimalesquesutolerancia;cerosson adicionadosaladerechadelpuntodecimaldonde seanecesario.

¿Que tolerancia esta correctamente especificada en pulgadas?

.400 .40 +0.005 0 +.005 -.000

.400 +.005 -.000 .4 + .005 -.000

.400 +.005 -.000

1 metro = 1 m

1 milímetro = 0.001 m = 1 mm

1 micrómetro = 0.000 001 m = 0.001 mm = 1 µ µµm

1 nanómetro = 0.000 000 001 m = 0.000 001 mm = 1 nm 0.001 µm = 81

¿Cual es el diámetro de un cabello?

≈ 0.000 05 m

≈ 0.05 mm

≈ 50 µm

ERRORES EN LA MEDICIÓN

Sistema de medición (VIM 4.5)

Conjunto completo de instrumentos de medición y otros equipos ensamblados para ejecutar mediciones especificadas.

Sistema de medición (VIM 4.5)

Un sistema de medición

SIEMPRE están expuesto a ERRORES.

Estos errores están fuera de controly SIEMPRE EXISTIRAN.

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.

Sistema de medición (VIM 4.5)

• Los errores NO SE PUEDEN EVITAR, pero conociendo las fuentes se pueden MINIMIZAR.

• Estos pueden ser DESPRECIABLES ó SIGNIFICATIVOS,dependiendo de la aplicación que se le de a la medición.

Error de medición (VIM 3.10)

Resultado de una medición menos un valorverdadero delmensurando.

1.Puesto que un valor verdadero no puede ser determinado, en la práctica se utiliza el valor convencionalmente verdadero.

2.Cuandoesnecesariohacerla distinciónentre el ERROR y el ERROR RELATIVO, el primero a vecesesllamado

ERRORABSOLUTO DE MEDICION.

Valor leído

-Valor convencionalmente verdadero

Error Absoluto (error instrumental)

Error relativo (VIM 3.12)

Es elerrorde medición dividido entre un

valorverdadero delmensurando.

Error relativo =

Valor leído -valor verdadero

Valor verdadero x 100

1.Puesto que un valor verdadero no puede ser determinado, en la práctica se utiliza un valor convencionalmente verdadero.

Repetibilidad (VIM 3.6)

Proximidaddelaconcordanciaentrelos resultadosdelasmedicionessucesivasdel mismomensurando,conlasmediciones realizadasconlaaplicacióndelatotalidaddelas siguientescondiciones: Aestascondicionessellamacondicionesde repetibilidad,ycomprenden:

– mismo procedimiento de medición

– el mismo observador

– el mismo instrumento utilizado

– el mismo lugar

– 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.

REFERENCIA...

NMX-CC-017/1:1995IMNC-Requisitosdeaseguramientopara equipode medición.Parte1:Sistemadeconfirmaciónmetrológicaparaequipode medición.(ISO10012-1:1992)

Regla de 10:1

LA PIEZA 0,1

INDICADOR 0,01

CALIBRADOR DE INDICADORES 0,001

LASER ESTABILIZADO 0,000 000 1

UNIDADES EN mm

BLOQUE PATRON 0,000 1

INTERFEROMETRO 0,000 001

COMPARADOR DE BLOQUES 0,000 01

Ley de Abbe

EJE DEL INSTRUMENTO

EJE DEL INSTRUMENTO Y EJE DE MEDICION

EJE DE MEDICIÓN NOTA: UNA MAXIMA EXACTITUD DE MEDICION ES OBTENIDA SI EL EJE DE MEDICION ES EL MISMO

Puntos Bessel/ Puntos Airy

Errores por el operador y/o método de medición

Errores del operador :

• FALTA DE AGUDEZA VISUAL

• DESCUIDO

• CANSANCIO

• ALTERACIONES EMOCIONALES

• ETC.

Errores debido al método o procedimiento:

• FALTA DE UN METODO DEFINIDO Y DOCUMENTADO

Errores debido al operador

Error de paralaje

Error de posición

Errores que debe controlar el usuario

• Por el uso de instrumentos no calibrados

• Por la fuerza ejercida al efectuar mediciones

• Por el uso de instrumento inadecuado

• Por puntos de apoyo

• Por el método de sujeción

• Por distorsión (Ley de Abbe)

• Error de paralaje

• Error de posición

• Por desgaste

• Por condiciones ambientales

Calibración (VIM 3.14)

Conjuntodeoperacionesque establecen,encondiciones especificadas, larelaciónentrelos valoresdelasmagnitudes indicadas poruninstrumentodemediciónoun sistemademedición,ylosvalores representadosporunamedida materializadaounmaterialde referencia, ylosvalores correspondientesdelamagnitud realizadaporlospatrones.

Error

de indicación (instrumental)

Puededeberseadefectosde fabricacióntalescomo:

•DEFORMACIONES

•FALTA DELINEALIDAD

•IMPERFECCIONESMECÁNICAS

•FALTA DEPARALELISMO oPLANITUD

•DESGASTE

•ETC.

Error debido a las condiciones ambientales

Entre las causas se encuentran:

• TEMPERATURA • HUMEDAD • POLVO • VIBRACIONESOINTERFERENCIAS

(RUIDO)ELECTROMAGNÉTICAS

Temperatura de referencia para dimensional (ISO 1)

20 °C

Todaslasmedicionesdeben serhechasa

20°C,yaseaquesehagan en un lugarcon temperaturacontroladaocorrigiendo las medicionesrealizadasaotrastemperaturas

Efecto de la temperatura

Lasvariacionesdelongitudporcambiode temperaturaenlosmaterialespuedendeterminarse pormediode:

Donde:

∆L = variación de la longitud

α αα = coeficiente de expansión térmica

Lo = longitud original de la pieza

T = variación de la temperatura

Coeficientes de expansión térmica (CTE)

¿Cuanto medirá a 20 °C una pieza de acero que a 23 °C mide 125.035 mm?

¿Cuanto medirá a 20 °C una pieza de aluminio que a 23 °C mide 125.035 mm?

¿Cuanto medirá a 20 °C una pieza de acero que a 16 °C mide 249.955 mm?

¿Cuanto medirá a 20 °C una pieza de aluminio que a 16 °C mide 249.955 mm?

= 23.8 x 10-6 K-1 ∆L = 23.8 x 10-6 K-1 (249.955)(4)

∆L = 0.02379 mm L20 = 249.955 + 0.02379 = 249.9788 mm

Tiempo de estabilización

AJUSTE INICIAL A CERO

CALENTAMIENTO

Tiempo de estabilización

TIEMPO DE ENFRIAMIENTO

EFECTO DE LA EXPANSIÓN TÉRMIICA

REGRESO A LA CONDICIÓN ORIGINAL

Medición con instrumentos básicos

Flexómetros y cintas métricas

• Losflexómetrosseutilizannormalmenteparalongitudesde hasta8 m,mientrasquelascintasmétricasseutilizanparalongitudesde hasta50m

Reglas metálicas

• Se fabrican en una gran variedad de tipos y tamaños, hay disponibles reglas graduadas en fracciones o decimales de pulgada ó en milímetros.

• Existen reglas rígidas de acero templado y reglas flexibles.

Ejemplo de medición

2,4 unidades mensurando

indicación unidad

1/2 1/4 1/8 1/16 1/32 1/64

Reglas metálicas

Reglas metálicas

¿Que lectura se tiene?
¿Que lectura se tiene?

Reglas metálicas

8THS

¿Que lectura se tiene?

Reglas metálicas

16THS

¿Que lectura se tiene?

¿Que lectura se tiene?

Reglas metálicas

¿Que lectura se tiene?
¿Que lectura se tiene?

Reglas metálicas

¿Que lectura se tiene?
¿Que lectura se tiene?
¿Que lectura se tiene?

Reglas metálicas

¿Que lectura se tiene?

LINEAS

100 THS

Reglas metálicas

¿Que lectura se tiene?

Lainas (medidores de espesores)

• Losmedidoresdeespesoresestándisponiblesconhojas depunta cónicaorecta

• 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

3.4.8Aunqueestaguíaproporcionaunmétodopara establecerincertidumbres,estenopuedesustituiral pensamientocrítico,lahonestidadintelectual,yla habilidadprofesional. Laevaluaciónde incertidumbresnoesunatareaderutinani puramentematemática;dependedelconocimiento detalladodelanaturalezadelosmensurandosyde lasmediciones. Portanto,lacalidadyutilidaddela incertidumbreindicadaenlosresultadosdeuna medicióndependenenúltimainstanciadel entendimiento,análisiscríticoeintegridadde aquellosquecontribuyenalaasignacióndeese valor.

Coeficiente

de Student

Grados de libertad ν = (n -1) tp(n)

Probabilidad p (%) 68,3909599 11,846,3112,7163,66 21,322,924,309,92

31,202,353,185,84 41,142,132,784,60 51,112,022,574,03

61,091,942,453,71

71,081,892,363,50

81,071,862,313,36 91,061,832,263,25

101,051,812,233,17 151,031,752,132,95 201,031,722,092,85

401,011,682,022,69 501,011,682,012,68

1001,0051,6601,9842,626 ∞ ∞ 1,0001,6451,9602,576

Turn static files into dynamic content formats.

Create a flipbook
Issuu converts static files into: digital portfolios, online yearbooks, online catalogs, digital photo albums and more. Sign up and create your flipbook.