Metrología Dimensional: Conceptos, Instrumentos y Control de Calidad en la Fabricación

Metrología: Conceptos Fundamentales

La metrología es la ciencia que estudia las mediciones. Abarca los siguientes aspectos:

• Las magnitudes (tiempo, longitud, masa, fuerza, etc.).
• Los sistemas de unidades (SI, anglosajón, etc.).
• Los instrumentos de medida (regla, pie de rey, etc.).
• Las normas y criterios que permiten efectuar correctamente las mediciones.
• Las instrucciones necesarias para utilizar correctamente los instrumentos de medida.

Medición

Cuando determinamos de forma numérica el valor de una longitud, masa, etc., efectuamos una medición. Los factores que influyen en la medición son:

• El instrumento de medida.
• La precisión del instrumento.
• La destreza del operario.
• Las condiciones ambientales al efectuar la medición.

Tipos de Medición

• Medidas Directas: El valor se obtiene de manera inmediata mediante la lectura del instrumento.
• Medidas Indirectas: El valor de la magnitud no se obtiene directamente, sino que requiere un cálculo previo.

Ejemplos de instrumentos y magnitudes:

• Cronómetro / Tiempo
• Termómetro / Temperatura

Magnitud

Llamamos magnitud a todo aquello que se puede comparar con otra cosa de su misma especie y que permite estimar si es más pequeña, mayor o igual. Magnitud es todo aquello que se puede medir.

Unidades Angulares

El sistema centesimal considera la circunferencia dividida en 400 partes, que se llaman grados. Para diferenciarlo del grado sexagesimal, cada grado se divide en 100 minutos (min) y cada minuto en 100 segundos (s). La relación entre radianes, grados sexagesimales y grados centesimales es:

2π radianes = 360° = 400^g

Error de Medida y Control de Fabricación

Partiendo de la base de que una medición siempre es inexacta, se impone aproximarse al valor máximo exacto.

Exactitud, Precisión y Apreciación

• Exactitud: El objetivo es obtener, de la forma más exacta posible, la mayor o menor precisión de la medida. Al valor real de la magnitud se le denomina exactitud.
• Precisión y apreciación: Están ligadas. La precisión es la capacidad de un instrumento de medida de ofrecer resultados con un error mínimo. La apreciación es la magnitud mínima que podemos leer en su escala.

La elección de un instrumento de medida se ha de hacer siguiendo la norma de que su precisión ha de ser 10 veces superior al grado de exactitud que se quiere en la dimensión a medir.

Error de Medida

Es la diferencia entre la lectura obtenida en la medición y el valor real de la magnitud. Su valor verdadero es la media aritmética de varias mediciones.

Medida Nominal y Tolerancias

En la fase de fabricación, es imposible hacer dos piezas iguales debido a factores como el desgaste de las herramientas, la variación de la temperatura, etc. La diferencia entre las medidas máxima y mínima, que señala los límites del error, se llama tolerancia. Se denomina medida nominal al valor de la dimensión que se indica en el plano. La medida efectiva es la dimensión que tiene la pieza una vez hecha la medición.

Conceptos Fundamentales

• Eje: Cualquier cilindro que se ha de acoplar al interior de otro elemento.
• Agujero: Cualquier alojamiento prismático o cilíndrico.
• Diferencia Superior: Diferencia entre la medida máxima y la nominal (D_s = L_max - l_n).
• Diferencia Inferior: Diferencia entre la medida mínima y la medida nominal (D_i = L_min - l_n).