Fundamentos de Metrología: Conceptos, Instrumentos y Patrones de Medición

Conceptos Fundamentales de Metrología

Medir

Es comparar una magnitud con su unidad de referencia (tiempo, longitud, masa, etc.).

Verificar

Es comprobar si el valor medido se encuentra dentro de las tolerancias especificadas.

Exactitud

Grado de concordancia entre el resultado de una medición y el valor verdadero.

Precisión

Es la capacidad de obtener resultados de mediciones muy similares al utilizar diferentes instrumentos o repitiendo el proceso.

Reproducibilidad

Se estudia en largos periodos de tiempo, con diferentes métodos de medición, por distintos observadores y en diversos lugares.

Métodos y Errores de Medición

Métodos de Medición

Medición Directa

El instrumento empleado indica el valor de la magnitud directamente en su escala o pantalla. Ejemplos: reglas graduadas, pies de rey, goniómetros, micrómetros, etc.

Medición Indirecta o por Comparación

Es comparar la magnitud de un patrón de referencia con la de una pieza. La dimensión final se obtendrá mediante el cálculo matemático de otras medidas.

Errores en la Medición

Errores Sistemáticos

Permanecen en los procesos de medición, repitiéndose sistemáticamente.

Errores Aleatorios

Son errores fortuitos, accidentales y variables que no se pueden predecir.

Error Absoluto de Medida

Es la diferencia entre el valor indicado por el instrumento y el valor verdadero. Se calcula habitualmente como la media de las diferencias de todas las medidas tomadas respecto al valor de referencia.

Error Relativo de Medida

Es el cociente entre el error absoluto y el valor verdadero. Suele expresarse en porcentaje (%).

Parámetros que Intervienen en la Medición

La temperatura de referencia será de 20 ºC. Cualquier oscilación supondrá una variación debido a las dilataciones que sufre el material. De igual forma, se controlará la humedad y la correcta iluminación del entorno de medición.

Instrumentos de Medición de Longitud y Ángulos

Instrumentos de Medición Directa

Regla Graduada

Su graduación suele venir numerada en centímetros y dividida en milímetros. Las de mejor calidad son las realizadas en acero inoxidable con superficies rectificadas y aseguran una exactitud de ± 0.5 mm por cada metro de regla.

Pie de Rey (Calibre)

Proporciona mediciones precisas. Consta de dos partes:

• Parte Fija: Llamada regla.
• Parte Móvil: Corredera, va provista de otra graduación que configura el nonio.

La Sonda de Profundidades es la parte del pie de rey que se usa para medir alturas o profundidades.

Micrómetros

Están formados por un cuerpo que presenta forma de herradura. En uno de los extremos hay un palpador fijo. Opuesto a este contacto hay otro desplazable, cubierto por una regla fija graduada en medios milímetros. Sus partes principales son:

1. Palpadores
2. Regla
3. Nonio
4. Tambor
5. Carraca
6. Arco
7. Freno

Medición de Ángulos

La medición de ángulos se realiza con los transportadores de ángulos y los goniómetros. Normalmente están constituidos por una semicircunferencia dividida en 180º.

El Transportador Universal o Goniómetro consta de una pieza en forma de escuadra que va unida a un limbo graduado.

Instrumentos de Medición Indirecta de Longitudes

Estos instrumentos nos permiten saber en qué cuantía la pieza es mayor o menor que el patrón de referencia.

Comparadores Mecánicos

Incluyen relojes comparadores de engranajes, de palancas o mixtos.

Comparadores de Engranajes

Están formados por una esfera graduada que indica los milímetros. La otra marca la amplificación del instrumento.

Patrones de Referencia y Calibres de Verificación

Patrones de Medida

Son piezas que materializan una magnitud determinada de forma precisa y exacta.

Patrones de Longitud o Lineales

Incluyen discos patrón, anillos patrón, varillas de extremos esféricos y los bloques patrón. Todos estos patrones se construyen con aceros de calidad.

• Anillos Patrón: El diámetro interior del anillo es el que representa su medida de referencia.
• Varillas de Extremos Esféricos: En los extremos van provistas de dos superficies en forma de casquete esférico.
• Bloques Patrón (Calas): Son de forma paralelepípedo rectangular y tienen un acabado superficial excelente que permite la adherencia de otros bloques o calas.
• Discos y Cilindros Patrón: Son varillas cuyo diámetro exterior establece la medida de referencia.

Calibres Pasa-No Pasa

Son la materialización de una tolerancia. Son instrumentos de verificación que presentan dos medidas: una mínima y una máxima.

Clasificación de Calibres Pasa-No Pasa

• Calibres Tapón: Se suelen emplear para orificios de tamaños pequeños, inferiores a 100 mm.
• Calibres Planos: Para orificios de tamaño medio, entre 100 mm y 250 mm.
• Calibres de Varillas: Para grandes orificios.
• Calibres para Exteriores (de Herradura): Una parte corresponde a la medida mínima y la otra a la máxima.