Errores de Medición, Instrumentos y Acabado Superficial: Conceptos Clave en Ingeniería

Errores de Medición

Los errores de medida son desviaciones del valor real de una magnitud, causadas generalmente por la estructura del propio instrumento, por el operario que lo utiliza o por el ambiente en que se efectúa la medida. Se pueden clasificar en:

Errores Sistemáticos

Los errores sistemáticos se repiten constantemente y afectan a los resultados finales siempre en el mismo sentido. Las fuentes de error suelen ser:

• Errores de construcción del instrumento.
• Desviaciones de la puesta a cero o calibración.

A su vez, pueden ser:

• Constantes (error de grabación).
• Variables (error de dilatación).

Fórmulas:

• E = e₁ + e₂ + e₃ + e₄
• ∆L = L₀ . ∆T . K, siendo ∆T = incremento térmico

Errores Aleatorios

Los errores aleatorios varían de forma imprevisible en valor y signo cuando se efectúa un número de mediciones del mismo valor de una magnitud, en condiciones prácticamente idénticas. Las causas más comunes son:

• Manipulación incorrecta del instrumento.
• Error de paralaje en la medida.
• Error de posicionamiento.

Un criterio para rechazar estos valores es el de rechazar aquellos que se alejen más de dos desviaciones típicas de la media.

Mantenimiento de Galgas

Para un correcto mantenimiento de las galgas, se recomienda:

• Evitar apoyar las galgas por su superficie de medida.
• No utilizar las galgas con las manos sucias o húmedas.
• No dejar las galgas unidas por un tiempo excesivo (días).
• No coger varias galgas a la vez en la mano, ya que se golpean y rayan.
• Evitar choques, caídas y cualquier otro maltrato.

Material de Referencia: Roca

La roca se utiliza como material de referencia en metrología debido a sus propiedades:

• Material no magnético.
• Buena rigidez.
• Bajo coeficiente de rozamiento.
• Bajo coeficiente de dilatación.
• Relativamente barato.

Calibres Límite

Los calibres límite tienen por finalidad la verificación dimensional y geométrica de la magnitud a controlar. Por lo tanto, deben indicarnos si la pieza está dentro de tolerancias.

Ventajas

• Si el calibre está construido según el principio de Taylor, se controla la forma y la dimensión.
• Instrumento de bajo coste.
• Requiere poca especialización por parte del operario.
• Tiene la misma capacidad de decisión para la aceptación o rechazo de piezas que la que puede tener cualquier otro instrumento.

Inconvenientes

• No indica cuándo la pieza se aproxima a los límites de tolerancia.
• Reduce o amplía las tolerancias de fabricación y, por ello, puede admitir piezas malas y rechazar piezas correctas.

Instrumentos de Medida: Características

• Precisión: cualidad que caracteriza la aptitud de un instrumento de medida para dar indicaciones próximas al valor verdadero de la magnitud de medida.
• Repetibilidad: grado de concordancia entre los resultados de mediciones sucesivas de la misma magnitud, obtenidos con el mismo método, por el mismo observador, con los mismos instrumentos de medida, en el mismo laboratorio y a intervalos de tiempo suficientemente cortos.
• Apreciación: el valor mínimo en el que está dividida la escala. En instrumentos digitales, es el valor del último dígito significativo.
• Campo de medida: intervalo de valores que puede tomar la magnitud a medir con un instrumento.
• Alcance: el valor máximo del campo de medida.

Estado Superficial

El estado superficial se evalúa mediante diferentes perfiles:

• Perfil total “P”: contiene defectos de ondulación y rugosidad.
• Perfil de ondulación “W”: es aquel al que se le ha eliminado la rugosidad mediante técnicas de filtrado electrónico.
• Perfil de rugosidad “R”: es aquel al que se le ha eliminado la ondulación con técnicas de filtrado electrónico.
• Rugosidad media “Ra”: media aritmética de todas las distancias del perfil de rugosidad respecto a la línea media y la longitud de evaluación.
• Profundidad máxima de la rugosidad “Rt”: es la distancia vertical entre el punto más alto y el punto más bajo del perfil de rugosidad.
• Altura media “Rz”: media entre los cinco puntos más altos y los cinco más bajos del perfil de rugosidad.
• Porcentaje de contacto “tp”: es la relación obtenida entre la longitud de contacto obtenida a una determinada profundidad C y la longitud de evaluación. Se suele medir a diferentes profundidades.