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Questions and Answers
¿Cuál de las siguientes es una fuente de incertidumbre en la medición dimensional?
¿Qué efecto tiene la automatización en los procesos de medición dimensional?
¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la resolución en instrumentos de medida es correcta?
En el contexto del proceso de medición, ¿qué significa tener una muestra no representativa del mensurando?
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¿Qué papel juegan las aproximaciones y suposiciones en un método de medición?
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¿Qué describe la sensibilidad ‘Sb’ en un dispositivo de medición?
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¿Cuál de las siguientes características no es deseable en un instrumento de medición?
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¿Qué se entiende por desviación en un instrumento de medición?
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La resolución ‘R’ de un instrumento de medición se relaciona con:
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La calibración de un instrumento de medición debe realizarse periódicamente para:
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Study Notes
Apuntes de Estudio de Procesos Mecánicos - Parte II: Metrología y Calidad
- Tema: Sistemas y Técnicas de Medida para el Control de Calidad
- Objetivo de aprendizaje: Conocer la ciencia de la metrología dimensional y los sistemas de medición.
-
Contenido específico:
- Fuentes de incertidumbre en metrología
- Instrumentos utilizados en metrología
- Errores e incertidumbres
- Calibración de un instrumento: cálculo de incertidumbre
- Incertidumbre y tolerancias
Introducción a la Metrología
- Definición de Metrología: Ciencia de la medida que permite expresar en números todas las características del universo relacionadas con magnitudes físicas.
- Calibración: Permite que las mediciones en diferentes laboratorios sean equivalentes usando patrones.
- Medida: Resultado de un proceso de medición que determina cuántas veces cabe una magnitud (mesurando) en otra magnitud de la misma especie (unidad de medida).
- Medida = Número (unidades) + Incertidumbre
Introducción al Control de Calidad
- Control de calidad de productos y procesos: Requiere realizar mediciones precisas.
- Sistema de medición: Incluye instrumentos, equipos y procedimientos de medición.
- Errores en las mediciones: Todo sistema de medición presenta errores.
- Ninguna medición es exacta: El valor real del mesurando no coincide con el valor medido.
Metrología Dimensional
- Objetivo: Estudiar los sistemas de pesas y medidas.
- Finalidad: Garantizar y verificar la concordancia del producto fabricado con sus especificaciones de diseño.
-
Exigencias actuales:
- Tolerancias de fabricación más estrechas.
- Compactación y miniaturización de componentes.
- Mayor precisión en engranajes, rodillos, etc.
- Ensamblado automático a altas velocidades.
- Intercambiabilidad general de piezas
- Fiabilidad en el funcionamiento de las máquinas.
Fuentes de Incertidumbre en la Metrología Dimensional
- Definición inexacta del mensurando: Definición incompleta.
- Realización imperfecta de la definición: No es posible la definición perfecta del mensurando.
- Muestra no representativa del mensurando: La muestra no siempre representa al objeto en su totalidad.
- Efectos de las condiciones ambientales: Efecto de condiciones ambientales no controladas.
- Lectura sesgada por el operador: La lectura sesgada o inexacta por parte del operador.
- Resolución del instrumento: Resolución limitada del instrumento.
- Valores inexactos de patrones/materiales: Patrones/materiales de referencia no exactos.
- Aproximaciones e hipótesis en métodos/procedimientos: Aproximaciones que no son del todo exactas.
- Variaciones en la repetición: Cambios aleatorios que afectan la precisión de repetición cuando las condiciones parecen ser iguales.
Instrumentos en Metrología Dimensional
- Equipos utilizados: Variados dependiendo de la magnitud a medir.
- Consideraciones: Basados en función de la incertidumbre requerida y las tolerancias a alcanzar.
-
Beneficios industriales:
- Automatización de los procesos.
- Eliminación de la influencia del operador.
- Mayor repetibilidad y fiabilidad.
Instrumentos/Calibres (Pie de Rey, Micrómetros, Reloj Comparador, Rugosímetro, Máquina de Coordenadas)
- Descripción de cada instrumento.
- Detalle de sus funciones y manejo.
- Ventajas/desventajas de cada uno.
Incertidumbre de una Medición
- Tipos de errores: Sistemáticos y aleatorios.
- Sistemático: Desviaciones consistentes (se puede estimar).
- Aleatorio: Su valor medio es cero (se puede estimar la variabilidad).
- Incertidumbre: No es posible conocer el valor exacto del error de la medición, pero se puede estimar su varianza o desviación típica.
- Incertidumbre ≠ Error
Incertidumbre y Tolerancia
- Relación: Un sistema de medición debe tener una incertidumbre que cumpla con las tolerancias requeridas.
- Ejemplo: Se desea controlar el diámetro de un eje (nominal 25 mm; tolerancia ±50 µm).
- Cálculo de la incertidumbre expandida: Intervalo de incertidumbre alrededor del valor medido.
Calibración de un Instrumento de Medición
- Operaciones: Determinar la incertidumbre asociada a las mediciones.
- Comparación: Comparar distintos instrumentos/equipos de medición.
- Intervalos: El intervalo de la medición + incertidumbre debe estar dentro de la tolerancia.
- Cálculo de incertidumbre: Se explica el método de cálculo para la incertidumbre combinada de la medición de la magnitud.
Calibración de un Instrumento de Medición - Incertidumbre Expandida
- Intervalo de incertidumbre: Intervalos de medición que rodea el valor medido, donde podemos encontrar el valor verdadero de la magnitud.
- Variables dependientes: Dependiendo si la función de la variable puede asimilarse a una distribución normal.
Incertidumbre y Tolerancia - Tolerancia de Verificación (TV)
- Definición: Tolerancia efectiva que una magnitud debe cumplir, dada la incertidumbre del sistema de medición.
- Cálculo: Formula para obtener la tolerancia de verificación para distintos casos.
- Ejemplo: Se analiza el control del diámetro de un eje.
Análisis de un Sistema de Medición
- Objetivos: Entender fuentes de variabilidad y determinar si el instrumento es satisfactorio.
-
Propiedades estadísticas:
- Sesgo
- Linealidad
- Reproducibilidad
- Repetibilidad
- Estabilidad
Selección de Instrumentos de Medición
- Exactitud y precisión: No es posible un instrumento perfecto.
- Calibración adecuada y regular: Mantiene la exactitud del instrumento.
- Tecnología apropiada: Elegir la mejor tecnología.
- Regla de 10: Un instrumento debe ser 10 veces más preciso que la tolerancia de la medida.
Características de los Sistemas de Medición
- Rango: Amplitud de variación del fenómeno.
- División de Escala (DE): Variación de la lectura entre dos trazos adyacentes.
- Incremento digital (ID): Menor incremento (uno, dos o cinco pasos).
Otras Características de los Instrumentos de Medición
- Resolución “R”: Menor variación de la magnitud a medir medida por el instrumento.
- Sensibilidad “Sb”: Variación de la señal de salida (lectura) frente a una variación unitaria de la magnitud a medir.
Instrumentos de Medición para Dimensiones Lineales
- Tipos de instrumentos: Graduados y no graduados.
- Calibradores (en diferentes estilos): Fijos, deslizables, electrónicos.
- Proyector de perfil: Para medir dimensiones y formas mediante amplificación óptica.
- Máquinas de medición de coordenadas (CMM): Para medir diversas configuraciones.
- Nonio/Nonius: Para medir fracciones de milímetros.
- Pie de metro (vernier): Dispositivo de medición lineal con precisión.
- Micrómetro: Dispositivo de medición lineal muy preciso para medir espesores, etc.
- Diagramas, ilustraciones y explicaciones de los diferentes instrumentos.
Actividades para el Análisis y Discusión
- Preguntas sobre metrología y medición.
- Preguntas relacionadas con conceptos clave (exactitud, precisión y calibración).
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Description
Este cuestionario explora diferentes fuentes de incertidumbre que pueden afectar las mediciones dimensionales. Es crucial entender estas fuentes para asegurar la precisión en los resultados de la medición. Responde correctamente a las preguntas para probar tu conocimiento en el tema.
