B0-B1 Fundamentos de Metrología Dimensiona 2025 PDF

Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Ficha asignatura https://asignaturas.uca.es/asig/ Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Índice Introducción Clasificación Conceptos Fundamentales Patrones de Medida. Calibración y T...

Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Ficha asignatura https://asignaturas.uca.es/asig/ Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Índice Introducción Clasificación Conceptos Fundamentales Patrones de Medida. Calibración y Trazabilidad Organización de la Metrología Impacto de la Metrología Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Introducción ¿Qué es la METROLOGÍA? Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Introducción Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Introducción Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Introducción Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Introducción metodología Entorno medible ciencia vida cotidiana estandarización unificación SI patrón medición desviaciones protocolos error medida comparar referencias magnitud exactitud instrumentos procedimientos técnicas calibración dimensiones incertidumbre cuantificar Norma/normativa/normalización Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Introducción La Metrología es la ciencia que tiene como objetivo el estudio de las propiedades medibles, los sistemas de unidades, las técnicas y métodos de medición, las escalas de medida, además de la valoración de la calidad de las mediciones y su mejora constante para facilitar el desarrollo tecnológico, el progreso científico y el bienestar social Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Introducción Si le preguntamos a Gemini: “La Metrología es la ciencia de las mediciones. Esto significa que estudia todo lo relacionado con medir, desde los sistemas de unidades que utilizamos (como el Sistema Internacional) hasta los instrumentos que empleamos para realizar las mediciones (balanzas, reglas, termómetros, etc.).” Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Introducción Si le preguntamos a ChatGPT: “La metrología es la ciencia que se encarga del estudio, desarrollo y aplicación de las mediciones y sus métodos, asegurando que estas sean precisas, fiables y consistentes. Incluye todos los aspectos relacionados con las magnitudes físicas, unidades de medida, instrumentos de medición, métodos de calibración y las normas que garantizan la uniformidad a nivel local, nacional e internacional.” Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Introducción Desde la antigüedad, existe la necesidad de medir Transacciones comerciales: unidades de medida y patrones empleados ligados a la evolución geográfica. Expansión de la actividad comercial: - Equivalencia de patrones empleados. - Universalización, tanto de las unidades como de los métodos de medida. Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  B2: Metrología Introducción  Introducción La Metrología cubre tres actividades principales: - La definición de las unidades de medida internacionalmente aceptadas. - La realización de las unidades de medida por métodos científicos. - El valor y exactitud de las mediciones y diseminación de dicho conocimiento a través de cadenas de trazabilidad, determinando y documentando el valor y la exactitud de una medición. Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Introducción La Metrología, es probablemente la ciencia más antigua del mundo y el conocimiento sobre su aplicación es una necesidad fundamental en la práctica de todas las profesiones con sustrato científico. La Metrología presenta una superficie aparentemente en calma que cubre conocimientos profundos, familiares sólo para unos pocos, pero utilizados por muchos. Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Introducción “La Metrología es como el aire que respiramos, la gente no se está preguntando frecuentemente si el aire es importante o no, solo lo usa de manera natural, igual pasa con la Metrología, la gente la emplea en su vida diaria muchas veces sin saberlo.” José Dages. Presidente del SIM (Sistema Interamericano de Metrología). Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Introducción Confieren geometría Procesos de Modifican geometría Fabricación Actúan sobre propiedades Satisfacción del cliente Calidad de un producto Cumplimiento de especificaciones Composición Control sobre producto Propiedades Dimensión Metrología Asegura objetivos de calidad Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  B2: Metrología Artesanía Fabricar como se puede Fabricación en Intercambiabilidad Metrotecnia serie Normalización de diseños Verificación de MHTAS Control de Fabricación Verificación de piezas Comprobación de instrumentos Aumento Control continuo del exigencias de Metrología Proceso precisión Introducción  Introducción La confianza es vital en metrología, para poder conectar las actividades humanas, por encima de las fronteras geográficas y profesionales. Esta confianza se ve reforzada con el incremento del uso de las redes de cooperación, y de unidades y procedimientos de medida comunes, así como con la acreditación y los ensayos compartidos, y el reconocimiento de patrones de medida y laboratorios en los diferentes países. La humanidad posee miles de años de experiencia que confirman que la vida se hace realmente más fácil cuando existe cooperación, lo cual es también aplicable a la metrología. Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Clasificación Legal Tipos de Industrial Metrología Científica Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Clasificación La metrología científica de la organización y el desarrollo de los patrones de medida y su mantenimiento. La metrología industrial debe asegurar el adecuado funcionamiento de los instrumentos de medida empleados en la industria y en los procesos de producción y verificación. La metrología legal se ocupa de aquellas mediciones que influyen sobre la transparencia de las transacciones económicas, la salud y la seguridad de los ciudadanos. Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Clasificación Legal Térmica Eléctrica Acústica Fotométrica Tipos de Industrial Química Metrología Neumática Dimensional. Científica.. Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Conceptos Fundamentales La MEDICIÓN es un procedimiento en el cual se compara una cantidad desconocida con un estándar conocido, empleando un sistema de unidades aceptado y consistente. Proporciona un valor numérico de la cantidad de interés, dentro de ciertos límites de exactitud y precisión. Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Conceptos Fundamentales MEDIDA Mensurando Instrumento Operador Magnitudes de influencia (afectan al resultado de la medida de un modo determinante) Algunas de ellas son: - Temperatura ambiente - Defectos del operador - Humedad relativa del aire - Errores de calibración instrumental - Presión atmosférica absoluta Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Conceptos Fundamentales Instrumento de medida: dispositivo utilizado para realizar mediciones, solo asociado a uno o varios dispositivos suplementarios. - Valor indicado: Marcado por el instrumento. - Valor verdadero (EXACTO): Teóricamente correcto. Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Conceptos Fundamentales Campo de medida: Rango de valores del mensurando para el que el instrumento es hábil. Resolución: Diferencia entre dos indicaciones sucesivas del instrumento de medida. Estabilidad: Aptitud de un instrumento para conservar sus cualidades metrológicas con el tiempo. Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Conceptos Fundamentales La EXACTITUD de medida es el grado en que un valor medido coincide con el valor verdadero de la cantidad de interés. Un procedimiento de medición es más exacto cuanto menos errores sistemáticos tenga (desviaciones positivas o negativas que son consistentes de una medición a la siguiente o varían de forma predecible). La PRECISIÓN de medida es la proximidad los valores medidos obtenidos en mediciones repetidas de un mismo objeto, bajo condiciones específicas. Una buena precisión reduce al mínimo los errores aleatorios (cometidos por la participación humana en el proceso). Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Conceptos Fundamentales Baja precisión Alta precisión Baja precisión Alta precisión Baja exactitud Baja exactitud Alta exactitud Alta exactitud Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Conceptos Fundamentales Según el Vocabulario Internacional de la Metrología (VIM): La EXACTITUD es la proximidad entre el valor medido y el valor “verdadero” del mensurando. Así pues, una medición es más exacta cuanto más pequeño es el error de medida. La PRECISIÓN es la proximidad entre las indicaciones o valores medidos de un mismo mensurando, obtenido en mediciones repetidas, bajo condiciones especificadas. Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Conceptos Fundamentales Condición de repetibilidad de una medición: condición de medición, dentro de un conjunto de condiciones que incluye el mismo procedimiento de medida, los mismos operadores, el mismo sistema de medida, las mismas condiciones de operación y el mismo lugar, así como mediciones repetidas del mismo objeto o de un objeto similar en un periodo corto de tiempo. ¿Existe variación en el instrumento? Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Conceptos Fundamentales Condición de reproducibilidad de una medición: condición de medición, dentro de un conjunto de condiciones que incluye diferentes lugares, operadores, sistemas de medida y mediciones repetidas de los mismos objetos u objetos similares. ¿Existe variación en el evaluador? Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Conceptos Fundamentales Condiciones de Conciciones de Repetibilidad Reproductibilidad Resultados sobre: Resultados sobre:  Las mismas muestras  Las mismas muestras  Con el mismo método  Con el mismo método  En un mismo laboratorio  En distintos laboratorios  Por el mismo operario  Por diferentes operarios  Con el mismo equipo  Con varios equipos Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Conceptos Fundamentales En la práctica resulta imposible conocer el valor exacto del mensurando, por lo que en lugar de arrojar un valor numérico como resultado de una medida, la expresaremos escribiendo un intervalo dentro del cual se encontrará, con mayor o menor probabilidad, el valor verdadero del mensurando. A la semiamplitud de dicho intervalo se conoce como incertidumbre de la medida. Incertidumbre y Tolerancia (fabricación) ¿Se cumplen con las especificaciones del producto? Si No Dudoso Dudoso Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Conceptos Fundamentales Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Conceptos Fundamentales “Así pues, todas las experiencias disponibles nos obligan a reconocer como hecho dado, como verdad establecida, el siguiente principio: no es posible en ningún caso predecir con exactitud un proceso físico.” Max Planck Según el Vocabulario Internacional de la Metrología (VIM): Incertidumbre de medida: parámetro no negativo que caracteriza la dispersión de los valores atribuidos a un mensurando, a partir de la información que se utiliza. Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Patrones de Medida. Calibración y Trazabilidad Un patrón de medida es una medida materializada, un instrumento de medida, un material de referencia o un sistema de medida concebido para definir, realizar, conservar o reproducir una unidad o uno o más valores de una magnitud, de modo que sirva de referencia.. Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Patrones de Medida. Calibración y Trazabilidad Concepto de calibración: Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Patrones de Medida. Calibración y Trazabilidad Concepto de calibración: La calibración es el conjunto de operaciones que establecen, en unas condiciones determinadas, la relación que existe entre los valores de una magnitud indicados por el instrumento o sistema de medida, o los valores representados por una medida materializada o por un material de referencia, y los correspondientes valores de la magnitud realizados por patrones. La finalidad de la calibración es poner de manifiesto las discrepancias existentes entre el instrumento o patrón que se calibra (calibrando) y un elemento de referencia (patrón longitudinal) con características metrológicas suficientemente estables y conocidas. La calibración da lugar a un Certificado de Calibración (valor + incertidumbre de medida) y, en la mayoría de casos, se fija una etiqueta al instrumento o equipo calibrado. Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación Patrones de Medida. Calibración y Trazabilidad Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Patrones de Medida. Calibración y Trazabilidad La TRAZABILIDAD es una propiedad de un resultado de medición o un patrón que lo referencia a patrones superiores a través de una cadena ininterrumpida de comparaciones con todas las incertidumbres determinadas Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación Patrones de Medida. Calibración y Trazabilidad Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Organización Desde la antigüedad, existe la necesidad de medir CONVENCIÓN DEL METRO (1875): Sistema Metrológico Internacional 1875 Se crea la Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM) que se instaló en Sèvres (París), y cuya actividad está supervisada por la Comisión Internacional de Pesas y Medidas (CIPM). El conjunto es dirigido por la Conferencia General de Pesos y Medidas (CGPM). 1889 La CGPM aprueba las nuevas definiciones del metro y el kilogramo, materializadas en platino e iridio, y depositados en el BIPM. 1892 Depósito de las copias españolas del nuevo metro y kilogramo en los locales de la Comisión Permanente de Pesas y Medidas. Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Organización Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Organización Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  B2: Metrología Organización Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  B2: Metrología Organización Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Impacto de la Metrología Impacto de la metrología sobre la industria El desarrollo de la actividad científica y tecnológica (industrial) demanda patrones y métodos de medida cada vez más precisos, en un amplio y creciente rango de medidas y magnitudes. La Metrología es esencial en la investigación científica (la experimentación requiere medición) y la investigación científica es la base del desarrollo de la propia metrología. Aquellos campos de la metrología de mayor desarrollo, son los que aportan más y mejores soluciones a la investigación y a la industria. Mediciones erróneas o inadecuadas pueden conducir a decisiones erróneas que pueden tener serias consecuencias, contando dinero e incluso vidas. Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Impacto de la Metrología Impacto de la metrología sobre la industria La metrología es una herramienta que protege a la industria de medidas incorrectas y promueve la calidad, el desarrollo de los productos y la industria, así como la competitivad en los mercados. Los instrumentos de medición sirven para determinar las propiedades de los componentes y de los productos terminados y se emplean cada vez más bien también para controlar, regular, automatizar y supervisar procesos Se emplean mediciones para verificar las tolerancias de fabricación y la operatividad funcional de los productos. Hoy en día, las mediciones son un componente importante en el aseguramiento de la calidad Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Impacto de la Metrología Impacto económico de la metrología El éxito económico de las naciones depende de su habilidad para fabricar y comercializar productos y componentes hechos con con calidad. La implicación económica de la metrología en nuestra sociedad es un factor muy a tener en cuenta. En los países industrializados se estima que las medidas tienen un coste equivalente en sus economías de mas del 1% del PIB y un retorno equivalente entre el 2% y el 7% del PIB, por lo que la metrología supone una parte vital de la actividad diaria de la sociedad. Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Impacto de la Metrología Conjunto calibrador de Rugosímetro Medidora de una coordenada bloques patrón Evaluación Topográfica Interferómetro Láser Equipo de medida óptico 3D con y sin contacto Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Impacto de la Metrología Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación  Impacto de la Metrología Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación Máster Universitario en Ingeniería de Fabricación