METROLOGÍA I
INTENSIDAD HORARIA Semestral: 32 Horas Semanal: 2 Horas. Tiempo de trabajo Teórico Practico
Con acompañamiento Independiente Independiente 24 48 8 16
Total
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PROGRAMA Introducción Historia de la metrología Conceptos básicos Magnitudes Básicas Sistema internacional de unidades
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PROGRAMA Vocabulario internacional de metrología Introducción a los patrones de calibración Magnitudes biomédicas Equipos médicos
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Evaluaciones
EVALUACIÓN
FECHA
VALOR
Parcial
02 Septiembre
20%
Trabajo
16 Septiembre
20%
2 do Parcial
07 Octubre
20%
Trabajo
21 Octubre
20%
Final
25 Noviembre
2 0%
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CALIBRACIÓN D E T E R M I N A C I Ó N D E L O S V A L O R E S D E UN INSTRUMENTO DE MEDIDA.
E R R O R D E
Al calibrar un instrumento de medida, se conoce la diferencia entre el valor entregado y el valor real de la medida y se conoce un valor de incertidumbre sobre esa medida.
El análisis tiene como objetivo determinar los limites dentro de los cuales se espera que debe encontrarse el valor verdadero de lo que se esta midiendo. El intervalo definido por estos limites es la incertidumbre de la medición.
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CALIBRACIÓN (2) UN PROCESO DE CALIBRACIÓN DEBE ENTREGAR UN “INFORME DE CALIBRACIÓN” EN EL CUAL SE ENCUENTRA UN VALOR DE “ERROR” Y UNA “INCERTIDUMBRE” DE LAS MEDIDAS.
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VERIFICACIÓN P R O C E D I MI MI E N T O D E C O N T R O L P O R E L C U A L S E R EA E A LI L I ZA Z A U NA N A R EV E V IS I S IÓ I Ó N A U N I NS N S TR T R UM U M EN E N TO TO DE MEDIDA Y SE DETERMINA LA DESVIACIÓN CON RESPECTO A PROCEDIMIENTOS A N T E R I O R E S .
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VERIFICACIÓN (2) PROCESO OBTENGO DATOS “LOS PARA COMPROBAR EL BUEN SUFICIENTES” FUNCIONAMIENTO DEL EQUIPO, SE REALIZAN M ED E D IC I C IO I O NE N E S Q UE U E I ND N D IC I C AN A N Q UE U E T AN A N A LE L E JA J A DO DO S E ENCUENTRA EL VALOR ENTREGADO POR EL EQUIPO DEL VALOR ACEPTADO COMO REAL. DE
ESTE
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AJUSTE PROCEDIMIENTO POR EL CUAL UN INSTRUMENTO DE MEDIDA SE INTERVIENE , R E P AR A R A O M O DI D I F IC I C A P A R A L L E V A RL R L O A L V A L OR OR DE MEDIDA ACEPTADO.
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AJUSTE (2) PUEDE DERIVARSE DEL MANTENIMIENTO DEL EQUIPO “ D E B E REALIZARSE A N T E S ” D E C UA U A LQ L Q U IE I E R P RO R O C ED E D IM I M IE I E N TO TO D E CALIBRACIÓN.
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Descalibrado? SI LA CALIBRACIÓN ES UN PROCEDIMIENTO POR EL QUE ENCUENTRO UN ERROR Y UNA INCERTIDUMBRE … U N E Q U I P O NO PODRÁ ENTONCES ESTAR DESCALIBRADO.
CUANDO UN EQUIPO SE ENCUENTRA POR FUERA DE LA TOLERANCIA ACEPTADA SE ENCUENTRA DESAJUSTADO
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MAGNITUDES Tiempo: Tiempo: (segun (segundo do – s ): El segundo es la duración de 9 192 631 770 períodos de la radicación correspondiente a la tra transici sicióón entr entree los dos niv niveles hip hiperfin finos del estado tado funda ndamen mental tal del del átom tomo de ces cesio 133. 33. (13ª (13ª CGPM CGPM 1967 1967,, reso resolu luci ción ón 1) Se realiza sintonizando un oscilador a la frecuencia de resonancia de los átomos a su paso a trav través és de camp campos os mag magnéti nético coss y una una cavi cavida dad d reso resona nant ntee haci haciaa un dete detect ctor or..
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TEMPERATURA
El primer termómetro (vocablo que proviene del griego thermes y metron, medida del calor) se atribuye a Galileo que diseñó uno en 1592 con un bulbo de vidrio del tamaño de un puño y abierto a la atmósfera a través de un tubo delgado. Para evaluar la temperatura ambiente, calentaba con la mano el bulbo e introducía parte del tubo (boca abajo) en un recipiente con agua coloreada. El aire circundante, más frío que la mano, enfriaba el aire encerrado en el bulbo y el agua coloreada ascendía por el tubo.
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La distancia entre el nivel del líquido en el tubo y en el recipiente se rela relaci cion onab aba a con con la dife difere renc ncia ia en entr tre e la te temp mper erat atur ura a de dell cuer cuerpo po humano y la del aire. Si se enfriaba la habitación el aire se contraía y el nivel del agua ascendía en el tubo. Si se calentaba el aire en el tubo, se dilataba y empujaba el agua hacia abajo. Las variaciones de presión atmosférica que soporta el agua pueden hacer variar el nivel del líquido sin que varíe la temperatura. Debido a este factor las medidas de temperatura obtenidas por el método de Gali Galile leo o tien tienen en erro errore res. s. En 16 1644 44 Torri orrice cellllii estu estudi dió ó la pres presió ión n y construyó construyó el primer barómetro para medirla.
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En 1641, el Duque de Toscana, construye el termómetro de bulbo de alcohol con capilar sellado, como los que usamos actualmente. A mediados del XVII, Robert Boyle descubrió las dos primeras leyes que manejan el concepto de temperatura: temperatura: en los gases encerrados a temperatura ambiente constante, el producto de la presi resió ón a que se some somete ten n po porr el volu volume men n que ad adqu quie ierren perma ermane nece ce constante. la temperatura de ebullición disminuye con la presión. Poster Posterior iormen mente te se descub descubrió rió,, pese pese a la eng engaño añosa sa eviden evidencia cia de nue nuestr stros os sentidos, que todos los cuerpos expuestos a las mismas condiciones de calor o de frío frío alca alcanz nzan an la mism misma a temp temper erat atur ura a (ley (ley de dell eq equi uililibr brio io térm térmic ico) o).. Al descubrir esta ley se introduce por primera vez una diferencia clara entre calor y temperatura. Todavía hoy y para mucha gente estos términos no están muy claros. salón ingeniería
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Los termóm termómet etros ros tuvier tuvieron on sus primer primeras as aplica aplicacio ciones nes prácti prácticas cas en Meteorología, en Agricultura (estudio de la incubación de huevos), en Medicina (fiebres), etc., pero las escalas eran arbitrarias: "estaba tan caliente como el doble del día más caliente del verano" o tan fría como "el día más frío del invierno".
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En 1717 Fahrenheit, un germano-holandés (nació en Dancing y emigró a Amsterdam), fabricante de instrumentos técnicos, construyó e introdujo el termómetro de mercurio con bulbo (usado todavía hoy) y tomó como puntos fijos: El de cong congel elac ació ión n de un una a diso disolu luci ción ón satu satura rada da de sal sal comú común n en ag agua ua,, qu que e es la temperatura más baja que se podía obtener en un laboratorio, mezclando hielo o nieve y sal. y la temperatura del cuerpo humano. Dividió la distancia que recorría el mercurio en el capilar entre estos dos estados en 96 partes iguales. Newton había sugerido 12 partes iguales entre la congelación del agua y la temperatura del cuerpo humano. El número 96 viene de la escala de 12 grados, usada en Italia en el S. XVII (12*8=96).
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En 1740, Celsius, científico sueco de Upsala, propuso los puntos de fusión y ebul bullici lición ón de dell agua agua al nive nivell del mar (P= (P=1 atm atm) com como punt puntos os fij fijos y un una a división de la escala en 100 partes (grados). Com Como en Su Suec eciia inte intere resa saba ba más más me medi dirr el gr grad ado o de frío frío que que el de calo calorr le asignó el 100 al punto de fusión del hielo y el 0 al del vapor del agua en la ebul ebulli lici ción. ón. Más Más tard tarde e el botá botáni nico co y ex expl plor orad ador or Linne Linneo o invi invirt rtió ió el orde orden n y le asignó el 0 al punto de congelación del agua. Esta escala, que se llamó centígrada por contraposición a la mayoría de las demás graduaciones, que eran de 60 grados según la tradición astronómica, ha per erdu durrado ado hast hasta a époc época a reci ecien entte (19 1967 67)) y se proye royect ctó ó en el Sist Sistem ema a métrico decimal (posterior a la Revolución Francesa).
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La escala Kelvin tiene como referencia la temperatura más baja del cosmos. Para definir la escala absoluta o Kelvin es necesario recordar lo que es el punto triple. El llamado punto triple es un punto muy próximo a 0 ºC en el que el agua, el hielo y el valor de agua están en equilibrio. En 1967 se adoptó la temperatura del punto triple del agua como único punto fijo para la definición de la escala absoluta de temperaturas y se conservó la separación centígrada de la escala Celsius. El nivel cero queda a -273,15 K del punto triple y se define como cero absoluto o 0 K. En esta escala no existen temperaturas negativas. Esta escala sustituye a la escala centígrada o Celsius
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Masa : (kilogramo – kg )
El kilogramo es la masa del prototipo de platino-iridio, aceptado por la Conferencia General de Pesas y Medidas en 1889 y depositado en el Pabellón de Breteuil, de Sévres. (1ª y 3ª CGPM 1889 y 1901)
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Intensidad luminosa luminosa : (candela – cd) Es la intensidad luminosa en una dirección dada de una fuente que emite una radiación monocromática de frecuencia 540 * 1012 hertz hertz y cuya intensidad energética energética en esa direcci dirección ón es de de 1/683 1/683 watt por esterrad esterradian. ian. (16ª CGPM CGPM 1979, 1979, resolución 3).
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Intens Int ensida idad d de de corri corrient ente e eléct eléctric rica a : (am (amper pere e – 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 conductores una fuerza igual a 2 x 10-7 newton por metro de longitud. (9ª CGPM 1948, resolución 2).
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Cantidad de materia : (mol – mol)
Cantidad de materia de un sistema que contiene tantas entidades elementales como átomos hay en 0,012 kilogramos de carbono 12 . (14ª CGPM, resolución 3)
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