TALLER 1. Tome dos monedas de diferente valor y realice cinco mediciones
de su diámetro y espesor, usando como instrumentos de medición una regla, el calibrador y el tornillo micrométrico. 2. Tome una arandela y mida cinco veces su diámetro externo e
interno con el calibrador. 3. Tome Tome do doss bali baline ness y mida mida cinc cinco o vece vecess el diámet diámetro ro util utiliz izan ando do el tornillo micrométrico. micrométrico. 4. Tome un cabell cabello o y mida 10 10 veces su espeso espesorr utilizand utilizando o el tornillo tornillo micrométrico.
SOLUCIÓN 1. Cuadro de medidas. Moneda ($ 20)
Medición Medición Medición Medición 1 2 3 4
MONEDA
$ 20
REGLA
Diámetro
24.0mm
24.10mm
24.00mm
24.00mm
Espesor
2.0mm
2.0mm
2.0mm
2.0mm
Diámetro
24.40mm
24.40mm
24.40mm
24.50mm
Espesor
2.00mm
2.00mm
2.00mm
2.00mm
Diámetro
24.47mm
24.48mm
24.48mm
24.46mm
Espesor
1.40mm
1.40mm
1.41mm
1.40mm
CALIBRADOR
TORNILLO MICROMETRICO
2. Medidas de la arandela.
1 2 3 4 5
Medida interna
Medida externa
8.20mm 8.30mm 8.20mm 8.20mm 8.20mm
24mm 24mm 24mm 24mm 23.9mm
3. Mediciones del balin.
Diámetro Balín 1
Medida 1
Medida 2
Medida 3
Medida 4
9.1mm
9.1mm
9.2mm
9.1mm
LABORATORIO DE FISICA MEDICIONES
JULIAN DAVID CASTAÑEDA 87102557962 JHON JAIRO MAYA 92640535 FABIAN RIVERA 86072362820 SIMON DARIO ROMERO 10018307
Profesor ALEXANDER RINCON
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA PEREIRA 2005
INTRODUCCIÓN El sistema internacional de unidades es un código, aceptado a escala mundial, para intercambio de información relacionado con las operaciones de medición, compuesto por un conjunto práctico y coherente de unidades de medida, aprobado por la conferencia general de pesas y medidas en 1960
JUSTIFICACIÓN A lo largo de la historia de las ciencias, las personas han necesitado de instrumentos de medición para realizar estudios exactos y completos. En el proceso se han perfeccionado notable mente dichos instrumentos. En la actualidad la física necesita de mediciones lo mas exactas posibles debido a que es una de las ciencias con mas matemáticas y geometría interiorizada en si misma. De igual forma se deben tener personas capaces de manejar e interpretar los resultados adecuadamente de dichos instrumentos, ya que de nada serviría su exactitud en las medidas si no se saben leer ó interpretar.
OBJETIVOS • • •
•
Realizar el manejo adecuado de las cifras significativas. Diferenciar entre medición directa e indirecta. Identificar cada una de las partes de que consta un calibrador y un tornillo micrométrico y sus funciones respectivas. Adquirir destreza en el uso del calibrador y del tornillo micrométrico como instrumentos de medida de pequeñas longitudes.
ANÁLISIS DE DATOS 1. ¿A que atribuye la diferencia en las medidas del diámetro y el
espesor de la moneda? •
A que muchas veces la persona que realiza las mediciones, no sabe manipular el instrumento. También puede que dicho instrumento esté descalibrado.
2. ¿A que atribuye la diferencia en las medidas de los diámetros de la arandela? •
A que la arandela no era uniforme en su superficie y depende en donde se tome la medición .
3. Compare las medidas de los diámetros del balin. ¿Deberían
coincidir? •
Si deberían coincidir.
4. ¿Con cuantas cifras decimales escribe usted sus medidas cuando
utiliza consecutivamente una regla graduada en milímetros, un calibrador y un tornillo micrométrico, si se le pide expresarlas en milímetros? ¿en centímetros? •
En milímetros con dos, y centímetros también.
CONCLUSIONES •
•
•
Creemos que las diferencias de las medidas entre los diferentes instrumentos, se deben a la exactitud de los mismos y su fácil interpretación. Las semejanzas entre un calibrador y un tornillo micrométrico, es que los dos son muy exactos en cuanto a sus resultados. Sus diferencias serán en que el calibrador puede medir longitudes de mayor tamaño, y el calibrador las de menor tamaño.
Una de las conclusiones generales de este experimento es que según la habilidad de maniobrar los instrumentos e interpretar sus resultados se dan mediciones mas exactas.
DESCRIPCION DE LA PRACTICA En primer lugar se tomaran algunas medidas con dos implementos de medicion de estas sacaremos algunos datos los cuales compararemos con otros (en estos resultados se destacara el de mas precisión)
PROCEDIMIENTO Descripción: se realizó una medición del diámetro y el espesor de unos elementos de unos elementos dados, esto se realiza con cada uno de los integrantes del grupo y luego se saca un promedio general.
MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS • • • • •
Tornillo de Micrometría Calibrador o Pie de Rey Balín Arandelas Moneda
PRECAUCIONES Se debe tener en cuenta en estos ejercicios el ajuste o calibración del instrumento de medición. A parte de la resolución en la que se encuentra ajustado el instrumento para poder dar una mejor lectura de la medida tomadas.
DIFICULTADES •
•
La falta de calibración de los instrumentos, lo cual impide que se realicen un buen ejercicio. Se trato de compensar el desajuste en la medición restando el excedente que marcaron cuando se ponía el instrumento en 0 (cero) pero de todos modos no se asegura la medición exacta.
METROLOGIA Es la ciencia que trata de las mediciones, de los sistemas de unidades adoptados y los instrumentos usados para efectuarlas e interpretarlas. También abarca todos los campos de las ciencias: metrología térmica, metrología eléctrica, metrología acústica, metrología dimensional, etc. Esta ciencia de las medidas; en su generalidad, trata del estudio y aplicación de todos los medios propios para la medida de magnitudes, tales como: longitudes, ángulos, masas, tiempos, velocidades, potencias, temperaturas,
intensidades de corriente, etc. Por esta enumeración, limitada voluntariamente, es fácil ver que la metrología entra en todos los dominios de la ciencia Aunque no es muy conocida, está en contacto diario con nosotros, desde actividades comunes y corrientes a las cuales no prestamos atención como el aseo personal, el consumo de energía eléctrica, agua potable y combustible, hasta aquellas de gran importancia que pueden afectar la vida, la salud y el ambiente, por ejemplo, la medición de la presión arterial, la temperatura del cuerpo, los análisis de laboratorio, la fabricación de medicinas, y hasta de los desechos sólidos producidos por la industria. La metrología según su campo de aplicación se divide en: metrología científica, metrología industrial y metrología legal. Cada una de estas ramas tiene una función especial de apoyo a los diferentes sectores de la sociedad. La metrología científica define, mantiene y crea unidades de medida. La metrología industrial es aquella que se relaciona con la industria y el comercio. Esta persigue promover la competitividad a través de la permanente mejora de las mediciones que inciden en la calidad del producto. La metrología legal, es la que realiza el Estado para verificar que lo indicado por el fabricante o el comerciante cumple con los requerimientos técnicos y jurídicos que han sido reglamentados y que garantizan la exactitud al consumidor final de los bienes ofertados.
ERROR DE MEDIDA Es la diferencia que existe entre el resultado final de la medición y el valor verdadero de la magnitud medida. Como el valor verdadero es solo un estimado así mismo el error también lo es.
Tipos de Errores: Los errores en las mediciones son inevitables. Todo instrumento tiene dos tipos de errores en la medición: error aleatorio y error sistemático.
Error aleatorio: Es un error que cambia de magnitud y de signo bajo las mismas condiciones. Se debe a la naturaleza misma de las mediciones de variables continuas y a la naturaleza del instrumento (ruido térmico, golpeteo y fluctuación). El error aleatorio es un error indeterminado y puede minimizarse con técnicas estadísticas.
Error sistemático: Es un error que tiene la misma magnitud y el mismo signo bajo las mismas condiciones. Se debe a manejo inadecuado (error humano) o descalibración del instrumento (error instrumental), pureza inadecuada de reactivos (error natural) o métodos de medición incorrectos. Este tipo de error no puede reducirse por técnicas estadísticas pero el error sistemático puede identificarse y minimizarse modificando el procedimiento de medición.
INSERTIDUMBRE DE MEDICION La incertidumbre de la medición es un parámetro que indica la probabilidad que el resultado de una medición se encuentre dentro de ciertos límites alrededor de un valor medio. Esta estimación o cálculo que caracteriza el intervalo de valores dentro de los cuales se encuentra el valor real de la magnitud medida. La incertidumbre es un asunto matemático en el que se involucran conceptos de estadísticas tales como media, desviación estándar, distribución, etc. con las que se puede calcular la incertidumbre aleatoria, sistemática y total. El CENAM ha publicado una guía para estimar la incertidumbre de la
Medición. Donde ad es un factor de contribución dominante. Sin embargo, un cálculo simple para la incertidumbre, o inexactitud,
consiste en la diferencia entre los dos valores extremos obtenidos en una serie de mediciones.
Calibración: Consiste en establecer con la mayor exactitud posible, la correspondencia entre las indicaciones de un instrumento de medida y los valores de la magnitud que se mide con él.
Medición: Determinación de tamaño, cantidad, peso o extensión de algo, que describe a un objeto mediante números. La medición da como resultado un conjunto de números, los cuales representan los valores de las variables de control, en el momento de la medición.
Sistema de medición y/o calibración: Para que las mediciones sean objetivas - lo cual las hace confiables deben observarse ciertos requisitos especificados en las normas correspondientes, las cuales especifican alcance, aplicabilidad, integración, control y tras habilidad del sistema de medición que se utilice. Importante para tener en cuenta en este ítem es el Alcance, norma asociada que establece y mantiene un sistema de calibración que permite controlar la exactitud de los equipos de medición y pruebas (especifica que exactitud) para asegurar que los bienes y servicios que con ellos son medidos, estén acordes con los requerimientos técnicos preestablecidos (especifica cuales requerimientos y en que norma están) y que los datos proporcionados por pruebas, inspecciones o mantenimientos sean válidos.
Para garantizar la uniformidad y la precisión de las medidas, los instrumentos de medición se calibran conforme a los patrones nacionales de pesos y medidas aceptados internacionalmente, para una determinada unidad de medida como el ohmio, el amperio, el voltio o el vatio, centímetro, micras, grados, gramos, kilos, etc. Estos patrones están depositados en el Centro Nacional de Metrología (CENAM).
Ajuste: Es el proceso por medio del cual se ubica un instrumento o aparato en un estado de funcionamiento adecuado para su uso, lo que quiere decir que el instrumento se debe calibrar acorde con las medidas establecidas para tal fin y caso en particular.
Resolución de un instrumento de Medida: Es la diferencia más pequeña en unidades entre las indicaciones del dispositivo indicador en el instrumento de medida que puede ser distinguidas significativamente.
Cifras Significativas: Son aquellas que nos ayudan a buscar el poder citar un resultado final con la mayor veracidad posible.
Sugerencias: Como se dijo anteriormente la mayor dificultad es la falta de calibración de los instrumentos de medición para poder llegar a un resultado que sea comparable con un patrón estándar y saber de cuanto es la falla en la medición en caso de haberla. •
Conclusión: Tener muy en cuenta la forma de utilización e instrumentos utilizados en las mediciones ya que una falla en estos podría ocasionar graves problemas en el funcionamiento y/o calidad del elemento elaborado. •
Con este estudio podemos determinar teóricamente, que la Metrología es el estudio a fondo de las medidas y que en las medidas siempre van a existir incertidumbres así también errores. •
De esta manera la ciencia tratará cada vez más en buscar una mayor exactitud en las medidas y calibraciones, tratando de obtener una mayor precisión y excelencia en las mediciones a nivel universal. •
Familiarizarnos con esta ciencia ya que es aplicable a todos los espacios de nuestra vida. •
BIBLIOGRAFIA •
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Biblioteca de Consulta Microsoft Encarta 2004 (CD-ROM).Estados Unidos 1993-2003: Incertidumbre el las mediciones y Sistemas de Mediciones; ( Metrología). www.SIM-metrologia.org.br cartilla de laboratorio fisica1
LABORATORIO DE FISICA MEDICIONES
JULIAN DAVID CASTAÑEDA 871025-57962 JOHN JAIRO MAYA 92640535 FABIAN RIVERA 86072362820 SIMÒN DARIO ROMERO CERON 10018307
UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE PEREIRA FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA PROGRAMA DE INGENIERIA ELECTRONICA PEREIRA 2005
