Fundamentos de Metrología: Medición, Errores y Sistemas

Fundamentos de Metrología

Metrología: Ciencia que estudia las mediciones y las unidades de medida.

Medir: Comparar dos cantidades de la misma especie, una de ellas conocida.

Llamada unidad de medida legalmente establecida.

Verificar: Comprobar la medida de piezas según las exigencias.

Unidades de Medida

Básicas: Longitud (metro - m), Masa (kilogramo - kg), Tiempo (minuto).

Derivadas: Velocidad (metro/segundo), Área (m²), Volumen (m³).

Suplementarias: Ángulos planos (radianes - rad), Ángulos sólidos (estereorradianes - sr).

Sistemas de Medida

Sistema Inglés: Unidad básica (yarda - yd).

Sistema Métrico Decimal: Coeficiente de Dilatación 1/20000000.

Unidad usada en taller: Milímetros.

Errores en la Medición

Tipos de Errores

Error por elementos de medición: Desgaste del instrumento, graduaciones defectuosas, juego excesivo en correderas, falta de lubricación.

Error durante el proceso de medición: Mala posición del instrumento, exceso de presión al medir, posición incómoda del operador.

Error por medio ambiente: Iluminación insuficiente, fluctuación de temperatura, falta de limpieza, vibraciones.

Error personal: Falta de práctica, vista alterada, falta de tacto.

Error por imperfecciones de las piezas: Discrepancia de forma, superficies de referencia defectuosas.

Cálculo de Errores

Error = Valor Falso – Valor Correcto

Error = i - s; s = i - f (teórica); i = f + s (efectiva)

f = (i - s) / s; f% = (i - s) / s * 100

F = Error; s = Valor Teórico; i = Valor Efectivo

f = Error Relativo; f% = Error Porcentual

Corrección por Temperatura

lt = l20 * [1 + a(t - 20)]

Lt = Longitud Total; l20 = Longitud a 20°C

t = Temperatura de Medición; 20 = Temperatura de Referencia

a = Coeficiente de Dilatación

Diferencia de Longitud: AL = l20 - l20'

Longitud Corregida: LC = l20 + AL

l20' = L20 * [1 + a(t - 20)] / [1 + a'(t - 20)]

L20’ = Longitud pieza a 20°C; L20 = Longitud Patrón a 20°C

T = Temperatura de Medición; 20 = Temperatura de Referencia

a = Coef. Dilat. Patrón; a' = Coef. Dilat. Pieza

Instrumentos de Medición

Transmisores de medida: compases, escuadras plegables, calibres de expansión.

De valor fijo: plantillas, cuenta hilos.

Graduados: reglas graduadas, pie de metro, micrómetros.

Subclasificación de Instrumentos Graduados

Medición directa: profundímetro, odontómetro.

Comparación indirecta: relojes comparadores, comparadores electrónicos.

Máquinas de medición: proyectores de perfiles, durómetros.

Sistemas de Medida Decimal y Fraccional

Sistema métrico decimal: décimo (trazo cada uno 1 mm).

Fracción común: cada trazo 1/16.

Normas para Medir y Verificar Correctamente

• Usar los instrumentos según la precisión requerida.
• Leer perpendicularmente sobre la graduación.
• Limpiar piezas e instrumentos al hacer la medición.
• Desbarbar las piezas que han sido mecanizadas antes de medir.
• Prestar atención a la temperatura (referencia 20°C).
• No forzar los instrumentos sobre las piezas o recíprocamente.
• No realizar mediciones sobre piezas en movimiento.
• Desmagnetizar toda pieza que se halle expuesta a magnetismo.
• Verificar el estado de los instrumentos en cuanto a su precisión.
• Las piezas deben ser medidas más de una vez y en diferentes partes antes de dar resultados.

Unidades de Longitud

Hectómetro (hm): 100 m

Decámetro (dam): 10 m

Decímetro (dm): 0.1 m

Centímetro (cm): 0.01 m

Milímetro (mm): 0.001 m

Micrómetro (um): 0.000001 m

1 m = 10 dm = 100 cm = 1000 mm

1 dm = 10 cm = 100 mm

1 cm = 10 mm

1 m = 10 décimos = 100 centésimos

Sistema Inglés

1/40” = 0.025”

Rango y Grado de Precisión

Rango: Entre valor mínimo y máximo que pueda medir (ej. Reglas 0-300 mm).

Grado de precisión: Subdivisión mínima posible de leer (ej. Pie de metro 1/128” = 0.001”).

Pie de Metro y Nonio

Pie de metro: Regla fija que lee números enteros en sistema métrico o fracciones de pulgada (1/16” o 0.025”).

Nonio: Escala que subdivide la división de la escala principal.

Gp = E / N; E = Valor mínimo de la Escala Principal; N = Número de divisiones del Nonio