Medicion VIM

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICA “ANTONIO JOSE DE SUCRE” VICERECTORADO BARQUISIMETO DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECANICA SECCION DE PROCESOS DE MANUFACTURA

INSTRUMENTOS DE MEDICION

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICA “ANTONIO JOSE DE SUCRE” VICERECTORADO BARQUISIMETO SECCION DE PROCESOS DE MANUFACTURA

MEDICION METROLOGIA 

Concepto:





La metrología es la ciencia de la medición y su aplicaciones.

Nota: La metrología incluye todos los aspectos teóricos - prácticos

de la medición, cualquiera que sea la incertidumbre de medición y el campo de aplicación.


MEDICION  

METROLOGIA Tipos: Metrología científica Es el conjunto de acciones que persiguen el desarrollo de patrones primarios de medición para las unidades de base y derivadas del Sistema Internacional de Unidades, SI.


MEDICION  

METROLOGIA Tipos: Metrología legal Según la Organización Internacional de Metrología Legal (OIML) es la totalidad de los procedimientos legislativos, administrativos y técnicos establecidos por, o por referencia a, autoridades públicas y puestas en vigor por su cuenta


MEDICION  

METROLOGIA Tipos: Metrología legal con la finalidad de especificar y asegurar, de forma regulatoria o contractual, la calidad y credibilidad apropiadas de las mediciones relacionadas con los controles oficiales, el comercio, la salud, la seguridad y el ambiente


MEDICION METROLOGIA Tipos:  

Metrología industrial La función de la metrología industrial reside en la calibración, control y mantenimiento adecuados de todos los equipos de medición empleados en producción, inspección y pruebas. Esto con la finalidad de que pueda garantizarse que los productos están de conformidad con normas.


MEDICION METROLOGIA Tipos:  



Metrología industrial El equipo se controla con frecuencias establecidas y de forma que se conozca la incertidumbre de las mediciones. La calibración debe hacerse contra equipos certificados, con relación válida conocida a patrones, por ejemplo los patrones nacionales de referencia.


MAGNITUDES FISICAS Y UNIDADES. Para poderse entender, los metrólogos utilizan un léxico acordado internacionalmente por medio del Vocabulario Internacional de Metrología, VIM.

Magnitud (medible)  Atributo de un fenómeno, de un cuerpo o de una substancia, que es susceptible de distinguirse cualitativamente y de determinarse cuantitativamente.


MAGNITUDES FISICAS Y UNIDADES.  

Concepto: Se llaman propiedades medibles las magnitudes físicas tales como: Longitud, tiempo, masa, temperatura, corriente eléctrica y radiación luminosa, de estas derivan otras cantidades físicas, p. ej. : fuerza, velocidad, entre otros .


MAGNITUDES FISICAS Y UNIDADES. Sistema Internacional 

  

  



MAGNITUD

SIMBOLO

Longitud Masa Tiempo I. de Corriente e. Temperatura Cant. de sustanc. Int. Luminosa

l m t I T N; v Iv

(Aplicable en un 90% en el Mundo)

UNIDAD

SIMBOLO

Metro Kilogramo Segundo Amperes Kelvin Mol Candela

m Kg s A K mol cd

Sistema Ingles: Inglaterra, Estados Unidos, Canadá


METRO.  



METRO

Academia de las Ciencias Francesa 1791

1/10.000.000.000

Tierra


METRO.  

METRO

Longitud entre dos marcas paralelas trazadas sobre una barra de platino e iridio (90% y 10% constituida respectivamente) que se conserva en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas de Sèvres, cerca de París, medida a la temperatura de 0 ºC.


METRO.  

CONCEPTO. El metro equivale a 1.650.763,73 veces la longitud de onda propagada en el vacío de la radiación emitida por el núcleo de Kr36 al pasar del estado 5d5 al estado 2p10 (11ª. Conferencia General de Pesas y Medidas).


METRO. 

Actualmente el metro en el SI se define como la unidad que equivale a la longitud del trayecto recorrido en el vacío por la luz durante un tiempo de 1/299792458 de segundo. Velocidad de la Luz


MEDIR  

 

Medición Conjunto de operaciones que tienen por finalidad determinar el valor de una magnitud. Mensurando Magnitud dada, sometida a medición.


MEDICION Una medición supone una descripción de la magnitud compatible con el uso previsto de un resultado de medición, un procedimiento de medición y un sistema de medición calibrado operando conforme a un procedimiento de medición especificado, incluyendo las condiciones de medición.




PRINCIPIOS DE LA MEDICION  

 

Exactitud Grado de concordancia entre el resultado de una medición y el valor verdadero (o real) de lo medido (el mensurando). Veracidad. Proximidad del acuerdo entre el promedio de un número infinito de valores medidos replicados y un valor de referencia.





Precisión. Proximidad del acuerdo entre indicaciones o valores medidos obtenidos mediante mediciones replicadas sobre el mismo o similares objetos , bajo condiciones especificadas. Nota: La precisión se usa para determinar la repetibilidad, repetibilidad intermedia y la reproducibilidad mediante metodologías probabilísticas.


PRINCIPIOS DE LA MEDICION







El término “exactitud de medición” no debe utilizarse en lugar de “veracidad de medición”, al igual que el término “precisión de medición“ tampoco debe utilizarse en lugar de “exactitud de medición”, ya que esta última incluye ambos. Se dice que una medición es más exacta cuanto más pequeño es el error de medición.


(Precisión) 

Repetibilidad (de los resultados de mediciones) 



Reproducibilidad 



Grado de concordancia entre los resultados de mediciones sucesivas de un mismo mensurando, llevadas a cabo totalmente bajo las mismas condiciones de medición.

Grado de concordancia entre los resultados de las mediciones de un mismo mensurando, llevadas a cabo haciendo variar las condiciones de medición.

Incertidumbre 

Parámetro, asociado al resultado de una medición, que caracteriza la dispersión de los valores que, con fundamento, pueden ser atribuidos al mensurando.



 

Errores Sistemáticos. Son las desviaciones de la misma magnitud física efectuada bajo iguales condiciones que permanecen constantes. Se pueden eliminar. Errores Aleatorios. En mediciones repetidas, son imprevisibles y no pueden eliminarse. Las mismas se estudian bajo modelos probabilísticos.


ERRORES ALEATORIOS DE MEDICION  

 

 

ERROR DE MEDIDA La desviación entre la inclinación dada por los aparatos y la verdadera magnitud de lo que se mide.

ERROR DE ABSOLUTO Es la diferencia algebraica entre la lectura L en el instrumento y el valor efectivo G de la magnitud medida. Ea= L- G

ERROR DE PARALAJE Estos errores se presentan cuando la escala y el índice están separados y el observador esta en posición oblicua.



 

 

ERROR DE ABBES En cualquier instrumento de medición, las líneas de medición deben coincidir en tanto sea posible. Esto se refiere a la exactitud del paralelismo que deben presentar ejes y caras del instrumentos.

ERROR DEL SENO Y COSENO. Es aquella que se produce cuando la regla graduada no esta paralela a la linea de medición, lo cual se denomina error del coseno (L- Lcosθ).

ERROR CERO.

Aun cuando el valor de la variable del proceso esté en el mínimo del intervalo de medición, donde la salida del instrumento debe ser el valor asociado al cero , el instrumento marca a su salida un valor distinto de cero.


ERRORES ALEATORIOS DE MEDICION   

 



ERROR NO ELIMINABLE O AL AZAR. 1. De escala 2. De lectura 3. Cambios en las posiciones de patrones 4. Pequeños desplazamientos de los órganos del instrumentos. 5. Fricción irregular de los órganos del instrumentos.





   

ERROR POR TEMPERATURA AMBIENTE. El instrumento por ser metálico al ser sometido a cambios de temperatura, tiende a dilatarse, esta deformación se calcula a través de la siguiente formula: LT = L20 (1+Ω ∆t) LT = Lectura tomada a T ºC. L20 = Lectura tomada a 20 ºC. Ω = Coeficiente de dilatación térmica lineal medio del material. ∆t= Diferencia de Temperatura T -20 ºC. L20 =

LT _________ (1+Ω ∆t)


INSTRUMENTOS DE MEDICION.  

CONCEPTO. Dispositivo utilizado para realizar mediciones, solo o asociado a uno o varios dispositivos suplementarios. Medios de Verificación (DIN 2257)

Instrumentos de Medición

Patrones

Instrumentos de Medición Indicadores

Calibres


INSTRUMENTOS DE MEDICION  



TIPOS DE MEDICION: DIRECTAS: El valor de la medición de una magnitud buscada se indica inmediatamente en el instrumento de medición. Esta magnitud se compara con un elemento patrón perteneciente al instrumento. Este proceso es también llamado Medición de Comparación. INDIRECTAS: El valor de la medición se compara solamente la diferencia de la magnitud con un elemento patrón. P.ej. Galgas paralelas.


CLASES DE INSTRUMENTOS DE MEDICION 



El valor de la medición se determina con una o varias indicaciones de un instrumento de medida, entre los que tenemos: Básicos o de Semiprecisión: 

La regla graduada. Escuadras



El transportador de ángulos.





Precisión:   

Vernier o Pie de Rey (1/10,1/20,1/50). Micrómetro. Goniómetro.


CONCEPTOS FUNDAMENTALES 



Apreciación. Es la mínima diferencia de dimensiones que puede detectar o distinguir el operador en un instrumento. Resolución. mínima variación de la magnitud medida que da lugar a una variación perceptible de la indicación correspondiente.


CONCEPTOS FUNDAMENTALES 

Intervalo de Medidas: 



Intervalo de Medición: 



Conjunto de valores que se incluyen entre dos indicaciones extremas.

Conjunto de valores de magnitudes del mismo tipo que, bajo, condiciones definidas, se puede medir mediante un instrumento de medición o sistema de medición dado.

Sensibilidad: 

Couciente del cambio en la indicación de un sistema de medición y el correspondiente cambio en el valor de magnitud que se mide.


CONCEPTOS FUNDAMENTALES 

Estabilidad: Propiedad de un instrumento de medición, según el cual sus propiedades metrológicas, permanecen constantes en el tiempo.





Calibración: 

Operación que, bajo condiciones especificadas, en un primer paso, establece una relación entre los valores de la magnitud y las incertidumbres de medición proporcionadas por patrones de medición y que corresponden a indicaciones con incertidumbres asociadas y, en un segundo paso, utiliza esta información para establecer una relación para obtener un resultado de medición a partir de una indicación.


SELECCIÓN DE LOS INSTRUMENTOS DE MEDICION



Certificado de Verificación  

Exactitud Calibración 

Intervalo de Medición 

Estabilidad 

Sensibilidad


DIVERSOS TIPOS DE INSTRUMENTOS CONVENCIONALES 

Mediciones de Superficie 



Medición de la rugosidad superficial

Tecnologías Avanzadas de Medición:   

Máquinas de Medición de coordenadas. Medición con Láser Visión de Máquina (Computadoras).


INSTRUMENTOS DE MEDICION SEMIPRECISION


INSTRUMENTOS DE MEDICION 





REGLA GRADUADA:

Es un instrumento de medición con forma de plancha delgada y rectangular que incluye una escala graduada (unidades de medida). Es un instrumento útil para trazar segmentos rectilíneos . Las usadas en los talleres son metálicas.


 



INSTRUMENTOS DE MEDICION REGLA GRADUADA: Regla de Acero: Se fabrican en una gran variedad de tipos y tamaños, adecuados a la forma o tamaño de una sección o a toda la longitud de la pieza. Están disponibles en escala de pulgadas, decimales de pulgadas o en unidades métricas.  

Reglas de acero en pulgadas: Con temple de muelle con graduaciones Nº 4 es la de uso más común en un taller mecánico. Esta graduada en fracciones de 1/8” y de 1/16” en un lado y en fracciones de 1/32” y 1/64” en el lado contrario.



Reglas de acero en pulgadas:





Regla Flexible: Similar a la anterior con la excepción que son fabricadas con menor espesor. Usada en aquellos casos donde la rigidez de la regla con temple de muelle no permite una medición adecuada. Regla de Gancho: Son aquellas que se usan cuando existen reborde, escalón o borde en una pieza de trabajo. En algunos casos se usan para medir piezas circulares.





Regla de Longitud corta: Se utilizan para medir abertura pequeñas o lugares dificiles de alcanzar. Son cinco cuyas longitudes van desde ¼” a 1” . Tienen la particularidad de ser intercambiables en el sujetador.



Regla en decimales de pulgadas: Se utilizan cuando se requiere tomar mediciones menores a 1/64”.



Regla métrica: Son aquellas cuya escala es en milímetros (mm) y medio milímetros (0.5 mm).



LECTURA EN REGLAS GRADUADAS.

Para fracciones:

 1. 2.

Anote el número de pulgadas. Sume las fracciones que hay más allá de la última línea de pulgada completa. Vease las figuras:



MEDICION CON REGLAS.  Si el extremo de la regla esta en perfectas condiciones: 1. Coloque el extremo de la pieza de trabajo y de la regla contra un reborde o bloque plano. 2. Leer el tamaño de trabajo, observar la línea de la regla que esta directamente encima del extremo del trabajo. 3. Si el extremo esta gastado tomar la medida, desde la linea de 1”o 1 cm (según sea el tipo de escala), una vez eliminado los rebordes de la pieza, tomar la lectura de la longitud en paralelo al borde a medir y restar la longitud tomada con la longitud de 1” o 1 cm.





COMPASES DE PUNTAS. Existen dos tipos de compases de puntas de uso mas frecuente en un taller: Compases de Puntas exteriores e interiores. Los mismos son fabricados con unión de resorte y unión fija.

Compás de punta para exteriores

Compás de punta para interiores


INSTRUMENTOS DE MEDICION Compás de punta para exteriores 







Se utilizan para medir trabajo redondo o plano. Consta de dos pierna curvas, un resorte o muelle y una tuerca de ajuste. La lectura se realiza cuando el compás se gradúa o se lee con una regla o un calibrador de tamaño estándar. Los resultados dependerá de la habilidad del operador. La exactitud puede variar desde 0.010 a 0.012” y con un operador experimentado hasta 0.002 a 0.003”.


INSTRUMENTOS DE MEDICION Compás de punta para interiores 



Se utilizan para medir diametros de agujeros o la anchura de cuñeros (Chaveteros) y ranuras. La lectura se realiza cuando el compás se gradúa o se lee con una regla o un calibrador de tamaño estándar. Los resultados dependerá de la habilidad del operador.


INSTRUMENTOS DE MEDICION Escuadras de precisión:


INSTRUMENTOS DE MEDICION Escuadras de precisión: Son usadas para inspección y preparación de trabajo. Están endurecidas, pulidas con alta precisión y deben ser manejadas con mucha cuidado y precaución. La Escuadra constan de dos partes: hoja y brazo. Se determinan a través de ellas:





  1. 2. 3.

Comprobar la igualdad de una superficie para verificar si esta plana. Determinar si dos superficies están en ángulos rectos. Comprobar la exactitud entre dos escuadras.



TRANSPORTADORES DE ANGULOS:

El transportador más sencillo es el de patilla en forma de aguja, regulable a lo largo de una escala de 0º a 180º. La inseguridad en la medición es de 1º .


INSTRUMENTOS DE MEDICION DE PRECISION


CALIBRES.  

CONCEPTO. Se refieren a la cota o a la forma de la pieza a verificar, o a ambas. Por ejemplo: el calibre de forma, el calibre de cotas y al calibre de tolerancias.


CALIBRES. 





Los calibradores fijos se utilizan en la inspección, dado que constituyen un medio rápido para comprobar una dimensión especifica. Son fáciles de usar y su acabados son de alta precisión y tolerancias requeridas. Su acabado siempre se encuentra dentro de una décima parte de la tolerancia que están destinados a controlar.


CALIBRES. 

TIPOS. 







Cilíndricos (De macho): Usado para comprobar agujeros rectos y suelen ser del tipo “pasa” , “no pasa”. Anulares Lisos: Se utilizan para determinar el diámetro exterior de las piezas. Machos Cónicos: Empleados en agujeros cónicos y verifican el tamaño del agujero y la conicidad. Anillo Cónico: Se usan para comprobar tanto la exactitud como el diámetro exterior del cono.


CALIBRES.




INSTRUMENTOS DE MEDICION PIE DE REY:



1. Quijadas para medir exteriores



2.Quijadas para medir inferiores



3. Varilla para medir profundidad



4. Escala en milímetros



5. Escala en pulgadas



6 y 7 Nonio



Dispositivo de Bloqueo



NONIO: Es una segunda escala que determina el valor entre dos divisiones de una escala graduada. El punto cero es el fiel de referencia.



Generalmente representa una fracción de la regla, en el sistema decimal se toma como múltiplo de 10 menos 1, p. ej. 9, 19, 39, 49 y lo divide en un numero mas de divisiones, 10, 20, 40 o 50, según sea el caso.


INSTRUMENTOS DE MEDICION NONIO:

 

La Resolución (R): como se menciono antes es el menor valor que se puede determinar en una escala graduada.

R = (LMAYOR – LMENOR)/n 

La Resolución del nonio es la división de la apreciación anterior entre el numero de divisiones del nonio.

R nonio = R/nnonio



NONIO: Para una explicación sencilla del uso del nonio usemos el múltiplo de 10, es decir 9/10 lo que equivale que el nonio representa 0,9 divisiones de la regla.





NONIO: La figura anterior muestra que el fiel de referencia en cero, el nonio determina el valor: 0,0. Para leer otros valores es importante señalar que el indicador del nonio se encuentre entre la división mas próxima y una división de la misma coincida con la división de la regla.





MICROMETRO:

Micrómetro de Exteriores


INSTRUMENTOS DE MEDICION MICROMETRO:

 



CONCEPTO: también llamado Tornillo de Palmer, es un instrumento de medición cuyo funcionamiento está basado en el tornillo micrométrico que sirve para medir las dimensiones de un objeto con alta precisión , del orden de centésimas de milímetros (0,01 mm) y de milésimas de milímetros (0,001 mm) micra (µ). Para ello cuenta con 2 puntas que se aproximan entre sí mediante un tornillo de rosca fina, el cual tiene grabado en su contorno una escala. La escala puede incluir un nonio. La máxima longitud de medida del micrómetro de exteriores normalmente es de 25 mm aunque existen también los de de 0 a 30, por lo que es necesario disponer de un micrómetro para cada campo de medidas que se quieran tomar (0-25 mm), (25-50 mm), (50-75 mm), etc.




MICROMETRO:




MICROMETRO:




MICROMETRO:




MICROMETRO:




MICROMETRO:




MICROMETRO:



NONIO: 

La Resolución de un micrómetro se calcula de

esta manera:   

R= Lmayor – lmenor/ Nº div. longitudinal Nº de divisiones del tambor



 





FUNCIONAMIENTO: Se basa en que, si un tornillo montado en una tuerca fija se hace girar, el desplazamiento de éste en el sentido longitudinal, es proporcional al giro dado. Todos los tornillos micrométricos empleados en el sistema métrico decimal tienen una longitud de 25 mm, con un paso de rosca de 0,5 mm, de modo que girando el tambor una vuelta completa el husillo avanza o retrocede 0,5 mm. El micrómetro tiene una escala longitudinal, línea longitudinal que sirve de fiel, que en su parte superior presenta las divisiones de milímetros enteros y en la inferior las de los medios milímetros, cuando el tambor gira deja ver estas divisiones.



 





En la superficie del tambor tiene grabado en toda su circunferencia 50 divisiones iguales, indicando la fracción de vuelta que ha realizado, una división equivale a 0,01 mm. Para realizar una lectura, nos fijamos en la escala longitudinal, sabiendo así la medida con una apreciación de 0,5 mm, el exceso sobre esta medida se ve en la escala del tambor con una precisión de 0,01 mm. En la fotografía se ve un micrómetro donde en la parte superior de la escala longitudinal se ve la división de 5 mm, en la parte inferior de esta escala se aprecia la división del medio milímetro.



MICROMETRO:





GONIOMETRO:


INSTRUMENTOS DE MEDICION ANGULOS:

 



De acuerdo con el SI, la magnitud del ángulo se toma como la relación arco al lado, tomando éste como radio de la circunferencia trazada desde el vértice donde se mide el arco. El «arco a radio» vale 1. Esta unidad es el radian (rad). S = 1 m,



r= 1 m ; 1 rad = s/r = 1m/1m = 1 .

Técnicamente, para verificar angilos se emplea el grado con el minuto y el segundo como submultiplos. Para la subdivisión de la circunferencia se considera que tiene 360º.


INSTRUMENTOS DE MEDICION ANGULOS:

    

1º = 90va parte del ángulo recto como unidad derivada Minuto= 1„ = 60va parte del ángulo Segundo =1''= 60va parte del minuto La décima, centésima y milésima del segundo.

Angulo Completo: 2 ¶ rad = 360º Minuto = ¶ /10800 rad = 1/60º Segundo = ¶ /648000 rad = 1„/60º Radian= 360º/2 ¶ = 57,2º



GONIOMETRO O ESCUADRA UNIVERSAL: El transportador – escuadra universal que permite medir ángulos con aproximación de 5„ o de 1/12º. Consta de una base en la cual esta colocada una escala Vernier. Un cuadrante transportador, dividido en grados y cada 10º numerados, esta montado en la seccion circular de la base.

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Partes:  

 

Caratula del transportador Escala vernier Tuerca de Sujeción. Hoja deslizable.



GONIOMETRO O ESCUADRA UNIVERSAL:


INSTRUMENTOS DE MEDICION Transportador Vernier:

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 



Se utiliza para medir un ángulo obtuso, es decir, mayor a 90º pero menor a 180º. Se sujeta un aditamento para ángulos agudos. La escala principal del transportador esta dividido en dos arcos de 180º, cada arco se divide en dos cuadrantes de 90º y adicionalmente, tiene graduaciones de cero a 90º a izquierda y derecha de la línea cero. La escala vernier está dividida en 12 espacios en cada lado de la línea de cero, los cuales ocupan el mismo espacio que 23º en el cuadrante del transportador.



Lectura del Transportador Vernier: 





1. Observe el numero de grados entero entre el cero en el cuadrante y el cero de la escala vernier. 2. Continúe en la misma dirección más allá del cero en la escala vernier y observe cual numero de ella coincide con una línea del cuadrante. Multiplique el numero 5 y súmelo al numero de grados en el cuadrante del transportador.



Lectura del Transportador Vernier:

Medicion VIM

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