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BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO INTRODUCCIÓN Si se piensa bien todo el tiempo se necesita medir, en la vida diaria, se deben tomar decisiones en base a resultados dé medición. Por la mañana, lo prime...

BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO INTRODUCCIÓN Si se piensa bien todo el tiempo se necesita medir, en la vida diaria, se deben tomar decisiones en base a resultados dé medición. Por la mañana, lo primero que hacemos al despertamos, es mirar la hora (medición de tiempo). En base al resultado de esta medición decidimos si debemos levantarnos o podemos seguir durmiendo. Las personas que tienen auto permanentemente miden la velocidad, la temperatura del motor, el nivel de nafta. En la estación de servicio miden la presión de aire de los neumáticos, la cantidad de combustible cargado, entre otros. Entonces ¿Para qué medimos Básicamente? Una respuesta lógica seria que medimos para tomar decisiones. Entonces, si medimos mal corremos el riesgo de tomar decisiones equivocadas. ¿Y qué significa, o qué debemos hacer para medir bien? La ciencia de las mediciones, o Metrología responde este tipo de preguntas. Es bastante común que aquellos que por primera vez escuchan o leen la palabra Metrología la confundan con Meteorología. Si bien es necesario medir mucho y bien para pronosticar el clima y para realizar otras actividades meteorológicas, ambas disciplinas son muy diferentes. La Metrología se ocupa de explicarnos cómo medir bien. Para hacerlo bien y de forma exacta, debemos tener claro qué queremos medir y cuál será la unidad de medida empleada, luego utilizar instrumentos y métodos confiables, saber cómo usarlos, y cómo expresar e interpretar un resultado. La Trazabilidad es la propiedad de un resultado de medición de estar relacionado a referencias establecidas llamadas patrones de medida. ¿Cómo hacemos, por ejemplo, para saber que el valor que nos indica la balanza de un comercio es confiable? Para ello, se pesa con dicha balanza un conjunto de pesas de referencia, llamadas pesas patrones, y se compara el valor indicado con el previamente conocido de estas pesas, verificando que coincidan (o que "casi" coincidan). Este proceso se denomina calibración, y es la manera de brindar trazabilidad a las mediciones que se efectúen con la balanza. Documento preparado por Inga Metalúrgica María Ruth Bonilla Gallego egresada de la U de A. Esp. 1 En Gerencia Integral  [email protected]  3104678335  BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO Pero ¿cómo sabemos que los valores de esas pesas patrones son confiables? Debemos entonces calibrarlas contra otros patrones de categoría superior. Y a su vez, éstos contra otros de categoría aún más elevada. Y esto sería la historia del huevo o la gallina si no hubiera algo a lo que llamamos "un patrón primario", una referencia internacional vinculada a la misma definición de las unidades de medida. El patrón primario de masa es una pesa de 1 kg de platino iridiado mantenida en los laboratorios del Bureau Internacional de Pesas y Medidas (BIPM) de Francia. Otros patrones primarios, en cambio, no son artefactos materiales, se realizan a través de una experiencia física. Por ejemplo, todos sabemos cómo hacer para alcanzar una temperatura de 100°C. basta con poner a hervir agua. Y para alcanzar 0°C. basta con enfriarla hasta que se vuelva hielo. Así se podrían realizar patrones primarios de temperatura en forma sencilla y calibrar Partiendo de lo anterior entonces se podrá definir Metrología, como la ciencia que estudia la medición, siendo la definición que se le da a tan innumerables formas de la medición entonces se podría decir, que para cada cosa que vemos, sentimos, tocamos y olemos hay una medida en ese sentido la palabra metrología puede ser completa, tan completa como las matemáticas o como la física esta es parte de su historia. En la antigüedad la necesidad de medir era tan grande que la gente de los pueblos utilizaba sus partes físicas del cuerpo para tomar longitudes, cantidades y en algunos casos temperaturas. Las manos, los dedos, los antebrazos, los pies...., en esto se basaban anterior mente, ahora con el avance del hombre se han creado una serie de medidas estandarizadas para todo el mundo entre ellas cabe: POTENCIA, VOLUMEN, DISTANCIA, TEMPERATURA, TIEMPO, PRESIÓN, PESO entre otras, Esto se creo con el fin de que las cosas fueran más exactas ya que con las medidas del cuerpo eran inexactas por que no todos tenían, Las manos, los dedos, los antebrazos, los pies... iguales así comenzó la era de la perfección en todos los sentidos, se empezó a sacar herramientas para los elementos sólidos (balanzas), para los elementos líquidos (picnómetros) gaseosos (maquinaria de presión, temperatura) Las herramientas usadas en algunos de ellos son: calibrador, micrómetro metro, termómetro, sismógrafo, dinamómetro. La temperatura es una de las medidas que ha influido mucho por que esta lleva todo estado (líquido, gaseoso, sólido) a que tome otra forma y a que pierda propiedades y a que tome otras propiedades. Documento preparado por Inga Metalúrgica María Ruth Bonilla Gallego egresada de la U de A. Esp. 2 En Gerencia Integral  [email protected]  3104678335  BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO Todo proceso de Medición Involucra de una u otra forma un instrumento como un medio físico para determinar la Magnitud de una cantidad o una variable. La exactitud de una medición depende de diversos factores tales como la habilidad del experimentador, las características del instrumento de medición, las condiciones ambientales, entre otras. Cada uno de estos factores influye de manera diferente y cambiante sobre los procesos de medición de manera tal que siempre se obtendrán discrepancias entre dos o más medidas aún cuando se hayan realizado en las mismas condiciones y consecutivas. Partiendo de lo anterior es claro conocer que en el proceso de medición se emplean una variedad de términos y de los cuales se presenta la definición:  Instrumento: dispositivo utilizado para medir el valor o magnitud de una cantidad o variable.  Exactitud. Es el valor más cercano al valor real de la variable que se mide.  Precisión. Parte de la repetibilidad de las mediciones y es el grado de diferencia entre medidas consecutivas.  Sensibilidad. Se da como la relación de la señal de salida con respecto al cambio de entrada de la variable medida.  Resolución. Es el cambio mínimo del valor medido al cual el instrumento responde.  Error. Es la diferencia entre el valor medido y el valor verdadero de la variable. OBJETIVO Al finalizar de leer este documento el discente estará en capacidad de interpretar la información ofrecida por los diferentes autores sobre este tema. CONTENIDO 1. METROLOGÍA 1.1 EVOLUCIÓN 1.2 CAMPOS DE LA METROLOGÌA 2. MAGNITUDES Y MEDIDAS 2.1 APLICACIÓN DEL S.I 2.2 LA METROLOGÍA LEGAL EN COLOMBIA 3. MAGNITUDES Y MEDIDAS 3.1 DEFINICIONES DE LAS UNIDADES BÁSICAS 3.2 UNIDADES SUPLEMENTARIAS 3.3 NORMAS PARA LA ESCRITURA DE LAS UNIDADES S.I. Y SUS SÍMBOLOS 4. MEDICIONES 4.1 RESULTADOS DE MEDICIÓN Documento preparado por Inga Metalúrgica María Ruth Bonilla Gallego egresada de la U de A. Esp. 3 En Gerencia Integral  [email protected]  3104678335  BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO 4.2 ERRORES EN LA MEDICIÓN 4.3 ERRORES DE LOS APARATOS DE MEDIDA 4.4 ERRORES DEBIDOS AL OPERADOR 4.5 ERRORES DEBIDOS A CONDICIONES AMBIENTALES 5. ARTEFACTOS UTILIZADOS PARA REALIZAR MEDICIONES 5.1 CARACTERÍSTICAS DE LOS INSTRUMENTOS DE MEDIDA 5.2 BREVE DESCRIPCIÓN DE ALGUNOS ARTEFACTOS 6. PROCEDIMIENTOS ESTADÍSTICOS UTILIZADOS EN LA METROLOGÍA 7. BIBLIOGRAFÍA METROLOGÍA 1 La metrología se define como la ciencia de las medidas. La palabra proviene de dos raíces griegas, metrus= medida, logos = tratado. Como existen infinidad dé magnitudes (características) a medir, hay también una rama específica de la metrología para cada una de ellas. Podremos hablar entonces de las CLASES DE METROLOGÍA. Así hablamos de la metrología eléctrica y electrónica que se ocupe de las magnitudes que corresponden a estos campos, la ponderal, se ocupa de la ponderación de las masas, la dimensional, se ocupa de la medición de longitudes y ángulos entre otras, de esta última nos ocuparemos en el presente modulo. La Metrología, no sólo se ocupa de la cuantificación de magnitudes estáticas, tales como la longitud, sino también de las dinámicas, es decir aquellas donde se presenta una rata de variaciones con respecto al tiempo. 1.1 EVOLUCIÓN La Metrología es una ciencia tan antigua como el mismo hombre, desde la más remota antigüedad el hombre ha tenido la necesidad de medir para valorar sus bienes y poder desarrollar un intercambio de los mismos en condiciones de equidad. Esta necesidad lo fue llevando a desarrollar patrones a unidades, que en un principio se derivaron de las dimensiones de su propio cuerpo, así aparecen unidades tales como, el pié, la brazada, la pulgada, la cuarta entre otras. La Biblia por su parte hace referencia a la utilización de unidades tales como, los codos, las brazadas. Las culturas Egipcias han mostrado vestigios de la Documento preparado por Inga Metalúrgica María Ruth Bonilla Gallego egresada de la U de A. Esp. 4 En Gerencia Integral  [email protected]  3104678335  BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO utilización de patrones para cuantificar el vino y el trigo. En el museo de Louure (Paris) se conserva una estatua Caldea de 25 siglos A.C., llamada el arquitecto de la regla, que representa un hombre sobre cuyas piernas descansa una regla graduada. La creciente dispersión de unidades o patrones, llevó a los Franceses (año 1790.) a emprender estudios muy serios, para tratar de establecer un sistema de unidades de aplicación universal ; inicialmente se adopta la toesa como patrón fijo, luego se adopta como unidad la diez millonésima parte del cua- drante de un meridiano terrestre, que pasa por Paris y se define el metro. Este se materializa en un prototipo de platino de sección rectangular. Vease la figura 1, Metro patrón Figura 1, Representación esquemática del metro patrón En 1799, el metro se definió cómo: La distancia que separa a 0°, las dos superficies terminales de una barra de platino, conservada en los archivos. En 1875 se da el paso más importante en el desarrollo de la Metrología,, cuando 20 estados firman la convención del metro; allí se acordó: l) la creación del Burneau Internacional de pesas y medidas (B I P M), 2) La fabricación de un lote de prototipos del metro en una aleación de platino Iridio (90% platino y 10% Iridio) y con una sección en forma de X Hacia 1960, la XI conferencia de pesas y medidas define el metro así: El metro es 1’650.763,73 longitudes de onda de la raya naranja del criptón 86 obtenida en el vacio por el salto del nivel energético 2p 10 al 5D5, excitado a la temperatura del punto triple del nitrógeno. Documento preparado por Inga Metalúrgica María Ruth Bonilla Gallego egresada de la U de A. Esp. 5 En Gerencia Integral  [email protected]  3104678335  BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO La XVII conferencia, reunida el 20 de octubre de 1.984, estableció la siguiente definición: "El metro es la longitud del camino recorrido por la luz en el vacío, durante II 299.792458 de segundo. La velocidad de la luz es 299'792.450 m/s. Cabe anotar que los países Anglosajones liderados por EE.UU. y Canadá firmaron la convención del metro y recibieron los prototipos correspondientes, pero como los acuerdos de la citada convención no eran obligatorios, ellos optaron por establecer un sistema de unidades diferente, provocando con esto grandes trastornos al desarrollo de la técnica y causando de paso grandes pérdidas a la economía mundial. La unidad de longitud de la Metrología Anglosajona es la yarda, y equivale a 0.9144 de metro, igual a 3 pies, igual a 36 pulgadas. El prototipo actual de la yarda data de 1845 y consiste en una barra de bronce con 2 agujeros en los extremos, dentro de los cuáles se ha colocado 2 remaches de oro, cuyas superficies están a la altura neutra de la regla. (Fig. 2). La distancia entre los trazos marcados sobre el oro definen la yarda. 1 yarda entre rayas a 17C Remaches de oro con líneas gravadas, diámetro real 1!10” Figura 2. Prototipo de yarda patrón inglesa Se debe anotar que en el sistema Anglosajón de unidades, no existió unidad de criterios para la utilización de las unidades, así se tenían diferentes tipos de yardas y cada una con diferentes equivalentes en metros. Además la verdadera longitud de la yarda no era la de la barra patrón, sino su equivalencia con el metro. La realidad de todo esto, es que el metro resultó ser Documento preparado por Inga Metalúrgica María Ruth Bonilla Gallego egresada de la U de A. Esp. 6 En Gerencia Integral  [email protected]  3104678335  BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO la unidad de longitud para el sistema inglés, aunque estos países no lo reconocieron públicamente por razones de prestigio. 1.2 CAMPOS DE LA METROLOGÍA Mediciones: métodos y procedimientos Unidades y sus patrones Equipos e instrumentos de medición. SISTEMA INTERNACIONAL DE 2 UNIDADES S.I La onceava conferencia de pesas y medidas, reunida en octubre de 1960, adopta el S.I., como el sistema universal de unidades llamado a poner fin al caos generado por la dispersión de diferentes sistemas. Las características principales del S.I son: 1. Se basa en el sistema métrico decimal, y por lo tanto emplea el sistema arábigo de numeración de base 10. 2. Es coherente, ya que las unidades derivadas, se obtienen por productos o cocientes de las básicas; Ej: La unidad de área, el metro cuadrado (m 2), se obtiene del producto m x m, la unidad de velocidad metro sobre segundo, por cociente de la unidad de longitud y la de tiempo, Entre otras. 3. Es universal ya que la unidad de fuerza, es independiente de la aceleración de la gravedad. Esto lo diferencia del sistema gravitacional. Además la unidad JOULE se utiliza para la medida del trabajo, energía y cantidad de calor, quedando así relacionadas las diferentes formas de energía. 4. Es unívoco: Para cada magnitud existe una sola unidad S.I., así la unidad de energía es el Joule, independientemente de la fuente donde se origine, sea esta química, eléctrica, mecánica o nuclear. 5. El factor para obtener las unidades derivadas a partir de las básicas, es siempre 1, ejemplo: 1N = 1 kg. , 1 m/1 s2 , 1N. 1 m = 1 J = 1N. 1s. 6. Las unidades básicas del S.I., están definidas en términos de experimentos físicos que se pueden efectuar en el laboratorio, sin recurrir al prototipo o patrón. 7. Emplea prefijos para designar los múltiplos y submúltiplos de las unidades Documento preparado por Inga Metalúrgica María Ruth Bonilla Gallego egresada de la U de A. Esp. 7 En Gerencia Integral  [email protected]  3104678335  BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO Antes de adoptarse el S.I., la magnitud masa era un concepto apropiado para mecánica, pero no aplicable a la química donde la estructura molecular y el número de moléculas de un sistema, es mucho más importante que su masa total. Se hizo indispensable introducir el concepto de CANTIDAD DE SUSTANCIA y se le asignó como unidad básica el mole. 2.1 APLICACIÓN DEL S.I En Francia, en el año de 1961, el gobierno impone la obligatoriedad del uso del S.I. Para ésta época sólo había 25 países de un total de 158, que no lo empleaban completamente pero la gran mayoría entraban en el proceso de adoptarlo. Inglaterra, que fue uno de los países donde se originó el sistema Inglés, esperaba utilizarlo totalmente para el año de 1974. El congreso de los Estados Unidos ordenó un estudio en 1968, cuyas conclusiones fueron totalmente favorables para la implantación del S.I., y se fijó un plazo perentorio para efectuar el cambio de sistema de unidades. 2.2 LA METROLOGÍA LEGAL EN COLOMBIA La medición es la operación por medio de la cuál se establece cuántas veces una magnitud contiene a otra de las mismas características, denominadas unidad. Pero para darle validez a la medición es necesario que esta unidad tenga reconocimiento legal. La utilización de los sistemas de unidades en Colombia, la impone el gobierno por medio del siguiente organigrama (véase la figura 3). Históricamente el desarrollo de la metrología legal en Colombia se da por ley 1a. del 8 de junio de 1853 se adoptó el sistema Métrico Decimal Francés para todos los actos y Afectos oficiales, pero se dejó a los particulares facultad de emplear en sus transacciones las pesas y medidas que considerarán más convenientes. En abril de 1905, mediante la Ley 33, se estableció con carácter obligatorio, el uso del Sistema Métrico Decimal Francés en todos los asuntos oficiales, comerciales y en todos los contratos que tuviere lugar en el territorio nacional. Documento preparado por Inga Metalúrgica María Ruth Bonilla Gallego egresada de la U de A. Esp. 8 En Gerencia Integral  [email protected]  3104678335  BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO MINISTERIO DESARROLLO ECONÓMICO SUPERINTENDENCIA INDUSTRIA Y COMERCIO CENTRO COLOMBIANO CONTROL CALIDAD Y METROLOGÍA SERVICIO DE CALIBRACIÓN OFICINA DE VERIFICACIÓN INDUSTRIA COMERCIO Y MERCADO PUBLICO Figura 3. Organigrama de la metodología legal en Colombia Para facilitar el uso común de las pesas y medidas la Ley 33 de 1906 permitió a los particulares el uso de otras medidas con denominaciones especiales tales como la tonelada, el quintal, la libra, la vara, la yarda, la legua, la fanegada y el almud, estableciendo al mismo tiempo las equivalencias de las mismas. La política de permitir la utilización simultánea de medidas métricas y no métricas, dio como resultado que en algunos sectores continuara arraigándose cada vez con más fuerza el uso de unidades ajenas al Sistema Métrico. Entre estos sectores se pueden anotar a título de ejemplo los relacionados con la comercialización de bienes raíces, textiles, lubricantes y combustibles. Para dar solución a esta situación en 1967 se expidió el Decreto 1731 el cual adoptó como obligatorio el Sistema Métrico y facultó al entonces Ministerio de Fomento para reglamentar la implantación total del Sistema. Cabe anotar que ha dicho ministerio se adiciona el ministerio de Minas y petróleo el cual por último toma el nombre generalizado de Ministerio de Minas y Energía. Con base en lo anterior se estableció, con decretos reglamentarios, el uso del Sistema Métrico en diversas actividades comerciales tales como las transacciones de bienes raíces y de textiles. En este último sector se ha logrado la implantación total del Sistema. Para facilitar la utilización correcta del S.I., el Instituto Colombiano de normas Técnicas (ICONTEC), adoptó en 1974 la norma Internacional ISO 1000, como norma colombiana. Documento preparado por Inga Metalúrgica María Ruth Bonilla Gallego egresada de la U de A. Esp. 9 En Gerencia Integral  [email protected]  3104678335  BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO Esta norma establece la nomenclatura, definiciones y símbolos de las unidades S.I., e incluye recomendaciones para la utilización de los símbolos y los prefijos. MAGNITUDES Y MEDIDAS 3 Debe tenerse en cuenta que una MAGNITUD (MESURABLE) es un atributo de un fenómeno, cuerpo o sustancia, que es susceptible de ser distinguido cualitativamente y determinado cuantitativamente. El término 'magnitud' puede referirse a una magnitud en sentido general por ejemplo: longitud, tiempo, masa, temperatura, resistencia eléctrica, concentración en cantidad de sustancia; o a una magnitud particular por ejemplo: longitud de una varilla, determinada resistencia eléctrica de un hilo conductor, determinada concentración en cantidad de sustancia de etanol en una muestra dada de licor. Las magnitudes que pueden clasificarse unas con respecto a otras en orden creciente (o decreciente) se denominan magnitudes de la misma naturaleza, además estas pueden agruparse en categorías de magnitudes, por ejemplo: trabajo, calor, energía, espesor, circunferencia, longitud de onda. Por ello puede expresarse sobre los Sistema de magnitudes que son un conjunto de magnitudes, en sentido general, entre las cuales existen relaciones definidas, esto es; se tiene un a Magnitud básica que son aquellas magnitudes que, en un sistema de magnitudes, se aceptan por convenio como funcionalmente independientes las unas de las otras. Por ejemplo: longitud, masa y tiempo son generalmente tomadas como magnitudes básicas en el campo de la mecánica. De las magnitudes básicas se desprenden las Magnitudes derivadas por ejemplo: en un sistema que tiene como unidades básicas la longitud, la masa y el tiempo, la velocidad es una magnitud derivada definida como el cociente de la longitud por el tiempo. Ahora hablemos de la Dimensión de una magnitud que es la expresión que representa una magnitud de un sistema de magnitudes como el producto de potencias de factores, por ejemplo: en un sistema que tiene como unidades básicas la longitud, la masa y el tiempo, cuyas dimensiones se designan respectivamente por m, g y s, la dimensión de la fuerza es mgs-2.  Para las particularidades del álgebra de dimensiones, ver ISO 31-0 Documento preparado por Inga Metalúrgica María Ruth Bonilla Gallego egresada de la U de A. Esp. 10 En Gerencia Integral  [email protected]  3104678335  BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO El factor que representa una magnitud básica se denomina “dimensión” de esta magnitud básica Otro concepto a tener en cuenta es el de Magnitud de dimensión uno o Magnitud adimensional. que se toma como la magnitud en cuya expresión dimensional todos los exponentes de las dimensiones de las magnitudes básicas se reducen a cero, por ejemplo: la dilatación lineal relativa, factor de rozamiento, número de Mach, índice de refracción, fracción molar, fracción en masa, entre otras. De lo anterior entonces podemos expresar que las Unidades (de medida) como magnitudes particulares, definidas y adoptadas por convenio, son aquellas con la que se comparan otras magnitudes de la misma naturaleza para expresarlas cuantitativamente con respecto a esta magnitud, estas unidades de medida tienen asignados por convenio sus nombres y símbolos y puede suceder que estas que tienen la misma dimensión pueden tener el mismo nombre y el mismo símbolo, incluso si estas magnitudes no son de la misma naturaleza, y es claro que todas las unidades de medida tiene un Símbolo de unidad de medida. De lo anterior se tiene que el conjunto de las unidades básicas y de las unidades derivadas, definidas según reglas dadas, para un sistema de magnitudes determinado recibe el nombre de Sistema de medida, por ejemplo: el Sistema Internacional de unidades, SI y el Sistema de unidades CGS 3.1 DEFINICIONES DE LAS UNIDADES BÁSICAS La XVII Conferencia General de pesas y Medidas, reunida el 20 de octubre de 1984, definió el metro en los siguientes términos: El METRO es la longitud del camino recorrido por la luz en el vació durante 1/299792450 de segundo. La velocidad de la luz es de 299792450 m/s Queda derogada la definición del metro vigente, desde 1960, basada en la transición entre los niveles 2P10 y 5d5 del átomo de cryptón 86". El KILOGRAMO fue definido por la 3a. Conferencia General de Pesas y medidas (CCPM) como la masa del prototipo internacional del kilogramo materializado por un cilindro de platino iridiado, que se encuentra en la oficina Internacional de Pesas y medidas. La XIII CPM 1967 define el SEGUNDO como: “El segundo es la duración de 9192631770 + 20 período de la radiación correspondiente a la Documento preparado por Inga Metalúrgica María Ruth Bonilla Gallego egresada de la U de A. Esp. 11 En Gerencia Integral  [email protected]  3104678335  BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de Cesio 133. Por acuerdo internacional, se situó el origen de la escala atómica de tiempo en las cero horas del 1o. de enero de 1958. Esta misma conferencia, la XIII, adopta la unidad de TEMPERATURA TERMODINÁMICA en los siguientes términos: "KELVIN: Fracción 1/273,16 en la temperatura termodinámica del punto triple del agua". La definición del AMPERE aprobada por la IX Conferencia General es la siguiente: "Ampere: Intensidad de una corriente constante que mantenida en dos conductores rectilíneos paralelos de longitud infinita, de sección circular despreciable y colocados a una distancia de 1 metro el uno del otro en el vacío, ejercería entre ellos una fuerza igual a 2 x 207 Newton por metro de longitud IX CGPM 1948, Resolución 2)”. Los PESOS ATÓMICOS estaban originalmente referidos al peso atómico del elemento oxígeno (16 por convención), pero mientras que los físicos separaban con el espectrógrafo de masa, los isótopos y atribuían el valor 16 a uno de los isótopos del oxígeno, los químicos atribuían este mismo valor a la mezcla de los isótopos 16, 17 y 18 que para ellos constituía el oxígeno natural. Un acuerdo de la Unión Internacional de Física Pura y Aplicada puso fin al. problema en 1960. Desde entonces se convino en atribuir el valor 12 al isótopo 12 de Carbono y fijar la masa correspondiente a este carbono en 0,012 kg La unidad de cantidad de sustancia recibió el nombre de MOLE. El CIPM confirmó en 1969 la siguiente definición de mole: “MOLE: Cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas unidades elementales como átomos de carbono hay en 0,012 kilogramos de carbono 12. Cuando se usa el mole deben especificarse las unidades elementales que pueden ser átomos, moléculas, iones, electrones, otras partículas o grupos específicos de tales partículas (XIV CGPM - 1971. Resolución 3)". Es necesario hacer énfasis en que la masa y la cantidad de sustancia son magnitudes totalmente diferentes. Desde 1937 el CIPM tenía en estudio la sustitución de las unidades de INTENSIDAD LUMINOSA basadas en los patrones de llama o de filamento incandescente, utilizadas en diversos países. Esta decisión fue adoptada por el CIPM en 1946 y ratificada por la IX Conferencia General en 1948. La Conferencia adoptó el nombre de CANDELA para la nueva unidad de intensidad luminosa cuya definición adoptada en 1967 es la siguiente: Documento preparado por Inga Metalúrgica María Ruth Bonilla Gallego egresada de la U de A. Esp. 12 En Gerencia Integral  [email protected]  3104678335  BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO “Candela: Intensidad luminosa, en la dirección perpendicular de una 1 superficie de m2 de un cuerpo negro a la temperatura de 600000 N solidificación del platino, bajo una presión de 101325 (XIII - CGPM m2 Resolución 5)" 67. Las unidades ópticas de FLUJO LUMINOSO y LUMINANCIA se derivan de la candela por lo que se debe tener en cuanta para la reducción, que una candela es aproximadamente 1,9% menos que la bujía antigua Por tanto el Sistema Internacional de unidades, SI. Sistema coherente de unidades adoptado y recomendado por la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM), se basa actualmente en siete unidades básicas a saber: Tabla 1. Unidades aceptadas por el SI MAGNITUD NOMBRE SÍMBOLO Longitud metro m Masa gramo g Tiempo segundo s Corriente eléctrica Ampere o amperio A Temperatura termodinámica Grado kelvin ºK Cantidad de sustancia mol mol Intensidad luminosa candela cd 3.2 UNIDADES SUPLEMENTARIAS Otro concepto a tener en cuenta es el de Unidad de medida derivada coherente, que puede expresarse como un producto de potencias de las unidades básicas con un factor de proporcionalidad igual a uno. La coherencia puede establecerse solamente con respecto a las unidades básicas de un sistema determinado. Una unidad puede ser coherente en un sistema y no serlo en otro. Las unidades para definir las magnitudes del ángulo y el ángulo sólido no fueron adoptadas como básicas en razón a la diversidad de opiniones en tal sentido, por lo cual fueron clasificadas como suplementarias y definidas.así: RADIAN: Ángulo plano comprendido entre dos radios de un círculo que cortan a la circunferencia formando un arco igual a la longitud del radio. Documento preparado por Inga Metalúrgica María Ruth Bonilla Gallego egresada de la U de A. Esp. 13 En Gerencia Integral  [email protected]  3104678335  BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO ESTEREORADIÁN: Ángulo sólido que teniendo su vértice en el centro de una esfera, corta una área de la superficie de ésta, Igual a la de un cuadrado cuyos lados tengan la misma longitud que el radio de la esfera. JOULE. Trabajo realizado por una fuerza de 1 newton cuando su punto de aplicación se desplaza 1 metro en la dirección de la fuerza (J = kg·m-2·s-2) OHM. Resistencia eléctrica que existe entre dos puntos de un conductor cuando al mantener entre ellos una diferencia de potencial de 1 volt, circula por dicho conductor una corriente de 1 ampere, a condición de que el conductor no sea origen de una fuerza electromotriz. Otras unidades (expresadas por sus símbolos) forman parte del sistema coherente de unidades de la mecánica en el Sistema Internacional de unidades, SI: Hz = s-1; m·s-1; m·s-2; que es una unidad de frecuencia llamada Herz N = kg·m·s ; -2 que es una unidad de fuerza llamada Newton Pa = kg·m-1·s-2; que es una unidad de presión llamada Pascal W = kg·m ·s2 -3 que es una unidad de corriente llamada Watio Existen además unidades de medida que no pertenece a un sistema de unidades dado, por ejemplo: El electronvolt (aproximadamente 1,602 18 x 10 -19 J) es una unidad de energía fuera del sistema SI, el día, la hora, el minuto, son unidades de tiempo fuera del sistema SI. Desde el concepto matemático las unidades poseen múltiplos y submúltiplos por ejemplo: uno de los múltiplos decimales del metro es el kilómetro, uno de los múltiplos no decimales del segundo es la hora, uno de los submúltiplos decimales del metro es el milímetro. Además estas poseen Valor de magnitud, que es una expresión cuantitativa de una magnitud particular, generalmente en forma de una unidad de medida multiplicada por un número, por ejemplo: la longitud de una varilla: 5,34 m ó 534 cm; la masa de un cuerpo: 0,152 kg ó 152 g, la Cantidad de sustancia de una muestra de agua (H 2O): 0,012 mol ó 12 mmol  El valor de una magnitud puede ser positivo, negativo o nulo.  El valor de una magnitud puede expresarse en más de una forma.  Los valores de las magnitudes de dimensión uno se expresan generalmente en forma de números.  Ciertas magnitudes, para las que no se puede definir su relación con la unidad, pueden expresarse por referencia a una escala convencional de referencia o a un procedimiento de medida especificado, o a ambos. Las tablas siguientes muestran un resumen de las diferentes unidades, medidas, prefijo y demás utilizados en el área de la metrología. Documento preparado por Inga Metalúrgica María Ruth Bonilla Gallego egresada de la U de A. Esp. 14 En Gerencia Integral  [email protected]  3104678335  BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO Tabla 2. Unidades derivadas y sus magnitudes aceptadas por el SI UNIDAD SI MAGNITUD RELACIÓN NOMBRE SÍMBOLO m Ángulo plano (ver nota 2) radián rad 1rad  1 m estéreo- m2 Ángulo sólido (ver nota 2) radián sr 1sr  1 2 m 1 Frecuencia Hertz Hz 1Hz  s Kg.m Fuerza Newton N 1N  1 2 s N Presión, tensión mecánica Pascal Pa 1Pa  1 2 m Energía, trabajo, calor Joule J 1J=N m J Potencia, flujo calorífico Watt W 1W  1 s Carga eléctrica, cantidad de carga Coulomb C 1 C = 1 A «s eléctrica Potencial eléctrico, voltaje eléctrico, J diferencia de potencial, fuerza Volt V 1V 1 electromotriz C C Capacidad eléctrica Faraday F 1 F 1 V V Resistencia eléctrica Ohm  1  1 A 1 conductancia eléctrica Siemens S 1S   Flujo magnético Weber Wb 1 Wb = 1 V s Documento preparado por Inga Metalúrgica María Ruth Bonilla Gallego egresada de la U de A. Esp. 15 En Gerencia Integral  [email protected]  3104678335  BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO UNIDAD SI MAGNITUD RELACIÓN NOMBRE SÍMBOLO Wb Densidad de flujo magnético, inducción magnética Tesla T 1T 1 m2 Wb Inductancia Henry H 1 H 1 A grado Temperatura Celsius (ver nota 1) °C 1°C = 1 K Celsius Flujo luminoso lumen Im 1 Im = 1 cd sr lm Iluminancia lux Ix 1 lx  1 m2 1 Actividad (de una substancia radioactiva) Becquerel Bq 1 Bq  s J Dosis de energía Gray Gy 1 Gy  1 Kg J Equivalente de dosis Sievert Sv 1 Sv  1 Kg m Aceleración a s2 m Velocidad v s Kg Densidad D m3 TABLA 3 - Prefijos para formar los múltiplos y submúltiplos del "si" FACTOR POR EL QUE SE PREFIJO SÍMBOLO MULTIPLICA LA UNIDAD 1018 exa E 1015 peía P Documento preparado por Inga Metalúrgica María Ruth Bonilla Gallego egresada de la U de A. Esp. 16 En Gerencia Integral  [email protected]  3104678335  BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO FACTOR POR EL QUE SE PREFIJO SÍMBOLO MULTIPLICA LA UNIDAD 1012 lera T 109 giga G 106 mega M 103 kilo k 102 huelo h 10 deca da 10-1 deci d 10-2 centi c 10-3 mili m 10-6 micro µ 10-9 nano n 10-12 pico P 10-15 femto f 10-18 alto a TABLA 4 - Unidades de uso diario que no pertenecen al "si" UNIDAD SI MAGNITUD RELACIÓN NOMBRE SÍMBOLO tiempo minuto min * 1 min = 60 s hora h* 1 h =60 min día d* 1 d = 24 h año a* 1 a = 365 = d = 8 760 h º *    grado 1º   rad  180  ‘ * O  1  Ángulo plano minuto 1'     60  1” * |  1  segundo 1"     60  Volumen litro l 1 l =1 dm3 Masa tonelada t 1 t = 103 kg Documento preparado por Inga Metalúrgica María Ruth Bonilla Gallego egresada de la U de A. Esp. 17 En Gerencia Integral  [email protected]  3104678335  BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO Presión bar bar 1 bar = 105 Pa * No se debe utilizar con prefijas TABLA 5 - Unidades que no pertenecen al "si" de uso en aplicaciones especiales UNIDAD SI MAGNITUD DEFINICIÓN NOMBRE SÍMBOLO Energía electronvoli eV 1 electronvolt es la energía adquirida por un electrón al pasar a través de una diferencia de potencial de un Volt en el vacio. leV= 1.6021892 x 10-19 J La desviación estándar es:  = 4.6x10-25 J Masa Unidad de u 1 unidad de masa atómica es la masa atómica duodécima parte de la masa de un átomo de carbono 12C. 1u= 1,6605655 x10-27 kg La desviación estándar es:  = 8.6 x 10-33 kg Masa (joyería) Quilate qt * 1 qt = 0.2 g métrico Unidad UA * 1 UA = 1,4959787 * 1011 m astronómica (valor adoptado por el System of Astronomic Constants. 1979). Longitud parsec pe 1 parsec es la distancia a la que (astronomía) una unidad astronómica subtiende un ángulo de 1". 1 pc~ 206 265 UA- 30.857-1 015 m Vergencía dioptría dpt * 1 dioptría equivale a la (sistemas vergencia de un sistema óptico ópticos) cuya distancia focal es de 1 rn en un medio cuyo índice de refracción es 1 1 dpt = 1 m-1 área (finca raíz) Área a 1 a = 102 m2 Documento preparado por Inga Metalúrgica María Ruth Bonilla Gallego egresada de la U de A. Esp. 18 En Gerencia Integral  [email protected]  3104678335  BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO hectárea ha 1 ha = 10" m2 Densidad lineal g (hilos y fibras tex tex 1 tex  1 textiles) Km * Para estas unidades no existe símbolo normalizado internacionalmente. Partiendo de lo anterior en la metrología se puede utilizar las Tablas de conversión que son valores precalculados y ayudan de una u otra forma a agilizar los cálculos. TABLA 6 – Tablas de conversión FACTORES DE CONVERSIÓN PASAR DE : A: MULTIPLICAR POR: KW HP 1,341 KW CV 1,36 HP CV 1,014 Kpa Kg/cm2 0,0102 KPa PSI 0,14504 PSI Kg/cm2 0,07031 Lb Kg 0,4536 Lb N 4,448 Kg N 9,806 Lb.ft mkg 0,138 Lb.ft Nm 1,353 mkg Nm 9,806 HP KW 0,7457 CV KW 0,7355 CV HP 0,9863 Kg/cm2 Kpa 98,0665 PSI KPa 6,89465 Kg/cm2 PSI 14,22334 Kg Lb 2,205 N Lb 0,225 N Kg 0,102 Documento preparado por Inga Metalúrgica María Ruth Bonilla Gallego egresada de la U de A. Esp. 19 En Gerencia Integral  [email protected]  3104678335  BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO FACTORES DE CONVERSIÓN PASAR DE : A: MULTIPLICAR POR: mkg Lb.ft 7,246 Nm Lb.ft 0,739 Nm mkg 0,102 UNIDADES DE ENERGÍA J KJ MJ cal Kcal BTU th HPh CVh KWh Julio (J) 1 1/103 1/106 0.24 0.24/103 9,52/104 0.24/106 3,73/107 3,78/107 2,78/107 Kilo Julio (KJ) 103 1 1/103 240 0.24 0.952 0.240/103 3,73/104 3,78/104 2,78/104 Mega Julio (MJ) 106 103 1 240*103 240 952 0.24 0.373 0.378 0.278 caloría (cal) 4,18 4,18*103 4,18/106 1 1/103 3,97/103 1/106 1,55/106 1,57/106 1,157/106 Kilocaloría (Kcal) 4180 4,18 4,18/103 103 1 3,97 1/103 1,55/103 1,55/103 1,157/103 BTU 1050 1,053 1,053/103 252 0.252 1 252/106 3,92/104 3,97/104 2,915/104 termia (th) 4,18*106 4,18*103 4,18 106 103 3968 1 1,553 1,575 1,157 HPh (HPh) 2683*103 2683 2,683 644*103 644 2,56*103 0.644 1 1,014 0.746 Caballo hora 2646*103 2646 2,646 635*103 635 2,52*103 0.635 0.986 1 0.735 (CVh) Kilovatio hora 3,6*106 3600 3,6 864*103 864 3,43*103 0.864 1,34 1,36 1 (KWh) 3.3 NORMAS PARA LA ESCRITURA DE LAS UNIDADES S.I. Y SUS SÍMBOLOS 1. Los símbolos de las unidades deben escribirse en tipo Romano (posición vertical), Independientemente del tipo usado en el texto. 2. Los símbolos de las unidades no tienen plural. 3. A los símbolos no se les coloca punto final. 4. Se escriben con letras minúsculas, excepto cuando se derivan de nombres propios. 5. Los símbolos se colocan después del valor numérico de la magnitud, dejando un espacio entre el valor numérico y el símbolo. Ej: 520 m. (quinientos veinte metros). 6. Los símbolos no se deben usar solos en el texto, en reemplazo de las unidades. Ej: cuatro metros, en lugar de cuatro m. Documento preparado por Inga Metalúrgica María Ruth Bonilla Gallego egresada de la U de A. Esp. 20 En Gerencia Integral  [email protected]  3104678335  BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO 7. No se deben utilizar los prefijos con la unidad básica kilogramo, se emplearán con la unidad gramo (g) 8. Para los dibujos de piezas mecánicas (ingeniería mecánica), se debe emplear el milímetro (mm) como unidad de longitud. 9. Cuando una unidad está compuesta por el producto de dos o más unidades, se indicará con un punto, o sin el. Ej: N.m 6 Nm (Newton x metro). 10. Cuando la unidad compuesta se forma por la división, se puede indicar m m , ó m.s-1 (metro/segundo) s s 11. Una unidad como potencia con exponente negativo, se puede escribir en 1 forma recíproca Ej: S-1 = 1/s =. s 12. Se pueden emplear los prefijos con unidades de uso diario que no pertenecen al S.I (sistema internacional de unidades (tablas 4 y 5. Norma Icontec 1000) Ej: milimétrico (ml), Km/h (kilómetro x hora.) Toda magnitud tiene un Valor verdadero en consistencia con la definición de una magnitud particular dada, el cual se obtendría por una medición perfecta y es por naturaleza indeterminado y debe tenerse en cuenta que es mejor utilizar en conjunción con 'valor verdadero' el artículo indefinido 'un' que el artículo definido 'el' porque el valor verdadero puede tener varios valores que se correspondan con la definición de una magnitud particular dada. Existen además los Valores convencionalmente verdaderos de una magnitud que son atribuidos a una magnitud particular y aceptados, algunas veces por convenio, como teniendo una incertidumbre apropiada para un uso dado, por ejemplo: el valor de la constante de Avogadro, N A = 6,022 136 7 x 1023 mol-1, recomendado por CODATA (1986).  El valor convencionalmente verdadero es denominado, a veces, valor asignado, mejor estimación del valor, valor convencional o valor de referencia.  A menudo se utiliza un gran número de resultados de medida de una magnitud para establecer un valor convencionalmente verdadero. Documento preparado por Inga Metalúrgica María Ruth Bonilla Gallego egresada de la U de A. Esp. 21 En Gerencia Integral  [email protected]  3104678335  BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO Para magnitudes particulares de una naturaleza dada, conjunto ordenado de valores, continuo o discreto, definido por convenio como referencia para clasificar en orden creciente o decreciente las magnitudes de esta naturaleza se cuenta con Escalas convencionales de referencia por ejemplos: La escala de dureza de Mohs, La escala de pH en química, La escala de índices de octano para los carburantes. Figura 4. El árbol de las unidades D UNIDADES DE BASE A UNIDADES SUPLEMENTARIAS Documento preparado por Inga Metalúrgica María Ruth Bonilla Gallego egresada de la U de A. Esp. 22 En Gerencia Integral  [email protected]  3104678335  BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO O UNIDADES DERIVADAS MULTIPLICACIÓN DIVISIÓN INSTRUCCIONES: 1. Consulte sobre el Sistema Internacional de Unidades, en los apartes de: Unidades básicas, uso de los prefijos, formación de unidades derivadas, normas para la escritura de los símbolos, etc. 2. Empleando los símbolos de las unidades que Ud considere apropiadas, escriba las siguientes expresiones: (valor numérico- símbolo), utilizando los símbolos correctamente. Creo que se Se debe EJERCICIO PROPUESTO escribe escribir 835 kilómetros 8 centésimas de milímetros 256 Amperes 345 gramos 19 milímetros 300 kilómetros por hora 85 micrómetros 127 kilogramos 34 mililitros por gramo 245 milímetros Documento preparado por Inga Metalúrgica María Ruth Bonilla Gallego egresada de la U de A. Esp. 23 En Gerencia Integral  [email protected]  3104678335  BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO Creo que se Se debe EJERCICIO PROPUESTO escribe escribir 76 centímetros 57 segundos (tiempo) 92 Kelvin-S 48 metros sobre segundo al cuadrado 853 centímetros cúbicos 3. Complete los siguientes enunciados: a. El Sistema Internacional de Unidades se origina en base en el Sistema _____________________________ b. La norma Colombiana ICONTEC 1000 (ISO 1000) se refiere a __________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ c. La unidad de longitud del S.I. es ________________________ d. Las tres características de S.I, más importantes, son 1. ____________________________________________ 2. _____________________________________________ 3. _____________________________________________ e. En el S.I. los prefijos se utilizan para formar ______________________ y ____________________ f. El sistema de unidades obligatorio por la ley, es ____________________________________________________ g. La legislación sobre el empleo de sistemas de unidades en Colombia, es función del ministerio de _____________________________________ h. Las unidades derivadas del S.I., se obtienen por _______________ ó __________________ de las unidades básicas i. En el S;l., el kilogramo. Es la unidad de la magnitud básica _________________________ j. La unidad de temperatura termodinámica en el S.I., es: ____________ Documento preparado por Inga Metalúrgica María Ruth Bonilla Gallego egresada de la U de A. Esp. 24 En Gerencia Integral  [email protected]  3104678335  BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO k. La unidad de longitud de la Metrología Anglosajona es __________ l. La expresión 5 X I0-3 m equivale a _____ mm m. La expresión 0,009 mm se debe escribir, según el S.I. __________ n. La expresión 0,09 m, se debe escribir _______________________ o. La expresión 28 km,.equivale a _____________m NOTA: Confronte sus respuestas con sus compañeros y luego con el documento sobre el S.I. 4 MEDICIONES La Medición es un conjunto de operaciones que tienen por finalidad determinar un valor de una magnitud, el desarrollo de las operaciones puede ser automático. Partiendo de este principio se tiene una ciencia de la medida llamada Metrología que comprende todos los aspectos, tanto teóricos como prácticos, que se refieren a las mediciones, cualesquiera que sean sus incertidumbres, y en cualesquiera de los campos de la ciencia y de la tecnología en que tengan lugar. El Principio de medida es la base científica de una medición, por ejemplo: el efecto termoeléctrico utilizado para la medición de la temperatura, el efecto Joseph son utilizado para la medición de la tensión eléctrica, el efecto Doppler utilizado para la medición de la velocidad, el efecto Raman utilizado para la medición del número de ondas de las vibraciones moleculares. La sucesión lógica de las operaciones de medida dan origen al Método de medida, descrito de una forma genérica, utilizado en la ejecución de las mediciones. El método de medida puede ser calificado de diversas formas tales como:  Método de sustitución  Método diferencial  Método de cero Al conjunto de operaciones, descritas de forma específica, utilizadas en la ejecución de mediciones particulares según un método dado se le conoce Documento preparado por Inga Metalúrgica María Ruth Bonilla Gallego egresada de la U de A. Esp. 25 En Gerencia Integral  [email protected]  3104678335  BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO como Procedimiento de medida. Este está habitualmente descrito en un documento a menudo él mismo denominado 'procedimiento de medida' (o 'método de medida') que da suficientes detalles para que un operador pueda efectuar una medición sin necesidad de otras informaciones. Al conjunto de operaciones, descritas de forma específica, utilizadas en la ejecución de mediciones particulares según un método dado se le llama Procedimiento de medida el cual está habitualmente descrito en un documento a menudo él mismo denominado “procedimiento de medida” o “método de medida” que da suficientes detalles para que un operador pueda efectuar una medición sin necesidad de otras informaciones. La magnitud particular sometida a medición recibe el nombre de Mensurando. Por ejemplo: Presión de vapor de una muestra dada de agua a 20 ºC y a la magnitud que no es el mensurando pero que tiene un efecto sobre el resultado de la medición se le denomina Magnitud de influencia, por ejemplo: la Temperatura de un micrómetro en la medida de una longitud, Frecuencia en la medida de la amplitud de una tensión eléctrica alterna, la Concentración de bilirrubina en la medida de la concentración de hemoglobina en una muestra de plasma sanguíneo humano. A la magnitud que representa al mensurando y con el que está funcionalmente relacionado se le denomina Señal de medida. por ejemplo: la señal eléctrica de salida de un transductor de presión, La frecuencia dada por un convertidor de tensión-frecuencia, la fuerza electromotriz de una célula electroquímica de concentración utilizada para medir una diferencia de concentración,, debe tenerse en cuenta además que la señal de entrada de un sistema puede denominarse 'estímulo'; la señal de salida puede denominarse 'respuesta' 4.1 RESULTADOS DE MEDICIÓN Es el valor atribuido a un mensurando, obtenido por medición, por tanto la norma especifica que: 1. Cuando se da un resultado, se indicará claramente si se refiere:  A la indicación  Al resultado sin corregir  Al resultado corregido  y si aquél proviene de una media obtenida a partir de varios valores. 2. Una expresión completa del resultado de una medición incluye información sobre la incertidumbre de medida. 3. El valor leído sobre el dispositivo visualizador puede denominarse indicación directa; la cual deberá multiplicarse por la constante del instrumento para obtener la indicación. Documento preparado por Inga Metalúrgica María Ruth Bonilla Gallego egresada de la U de A. Esp. 26 En Gerencia Integral  [email protected]  3104678335  BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO 4. La magnitud puede ser el mensurando, una señal de medida o cualquier otra magnitud utilizada para calcular el valor del mensurando 5. Para una medida materializada, la indicación es el valor que le es asignado. 6. El grado de concordancia entre el resultado de una medición y un valor verdadero del mensurando puede considerarse como 'exactitud' pero este concepto es cualitativo y no debe utilizarse por 'precisión'. Este grado de concordancia entre resultados de sucesivas mediciones del mismo mensurando, mediciones efectuadas con aplicación de la totalidad de las mismas condiciones de medida, recibe el nombre de Repetibilidad y las condiciones de repetibilidad comprenden.  El mismo procedimiento de medida  El mismo observador  El mismo instrumento de medida utilizado en las mismas condiciones  El mismo lugar  Repetición durante un corto periodo de tiempo Debe tenerse en cuenta que la repetibilidad puede expresarse cuantitativamente por medio de las características de dispersión de los resultados. Grado de concordancia entre los resultados de las mediciones del mismo mensurando, mediciones efectuadas bajo diferentes condiciones de medida recibe el nombre de Reproducibilidad en donde para que una expresión de la reproducibilidad sea válida, es necesario especificar las condiciones que han variado. Las condiciones variables pueden comprender:  Principio de medida  Método de medida  Observador  Instrumento de medida  Patrón de referencia  Lugar  Condiciones de utilización  Tiempo La reproducibilidad puede expresarse cuantitativamente por medio de las características de dispersión de los resultados. Los resultados aquí considerados son habitualmente resultados corregidos. 4.2 ERRORES EN LA MEDICIÓN. Documento preparado por Inga Metalúrgica María Ruth Bonilla Gallego egresada de la U de A. Esp. 27 En Gerencia Integral  [email protected]  3104678335  BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO La realización de una medición, es decir la determinación practica de las unidades o fracciones de ellas que contiene una dimensión determinada, es una operación en teoría muy fácil, pero muy delicada en la práctica si la medición ha de ser de alta precisión.. En primer lugar hay que contar con inevitables diferencias entre la medida obtenida y la dimensión exacta. A esta diferencia se denomina error. Como veremos este error total, resulta de la suma algebraica de una serie de errores debidos a diferentes causas. Otra característica de casi de todas las mediciones es que para llevarlas a cabo hay que emplear aparatos más ó menos complicados denominados* instrumento* de medida. Examinaremos pues, en los parágrafos siguientes, las clases y causas de los errores»* y las clases y características de los instrumentos de medida. Los errores que se producen en las mediciones son de tres clases principales: a) Errores debidos a los aparatos de medida. b) Errores debidos al operador que los maneja. c) Errores debidos al ambiente, principalmente, la temperatura que tiene lugar la medición. 4.3. ERRORES DE LOS APARATOS DE MEDIDA Los errores en los aparatos de medida son debidos a las siguientes causas: 1. A defectos de construcción o imperfecciones mecánicas en el centrado, alineación, rectitud, forma y espesor de los trazos de la graduación. Es innegable que cuanto más finos sean los trazos, mayor exactitud habrá y menor riesgo de errores. 2. A deformaciones elásticas o por contracciones de los elementos de medición. 3. A defectos de reglaje; por ejemplo, en un micrómetro puede no coincidir el cero del tambor con el cero de la graduación milimétrica. 4. A desgastes por el uso 5. A excesiva o inadecuada lubricación con lubricantes de excesiva 'viscosidad Documento preparado por Inga Metalúrgica María Ruth Bonilla Gallego egresada de la U de A. Esp. 28 En Gerencia Integral  [email protected]  3104678335  BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO 6. A envejecimiento natural debido al estado molecular inestable que resulta del mecanizado y de los tratamientos térmicos aplicados a los aparatos de medida, si este estado no ha sido eliminado por un envejecimiento artificial. 4.4. ERRORES DEBIDOS AL OPERADOR O POR EL MÉTODO DE MEDICIÓN Muchas de las causas del error aleatorio se debe al operador, por ejemplo: Falta de agudeza visual, descuido, cansancio, alteraciones emocionales, entre otros. Otro tipo de errores son debido al método o procedimiento con que se efectúa la medición, el principal es la falta de un método definido y documentado. Los errores atribuibles al operador que realiza la medición son debidos: 1. A las diferencias de presión de contacto entre la pieza y los palpa-dores, según la fuerza aplicada por 'el operador. Este defecto es el más generalizado. Según los aparatos, esta presión oscila entre los 50 y 1.000 gramos. 2. A la dificultad de apreciar la concordancia exacta entre los trazos del nonius y la regla, en el caso de Instrumentos de este tipo. El ojo humano no puede apreciar graduaciones muy aproximadas, pues su poder separador está limitado a 0,1 mm. Para una vista normal. Se compensa este inconveniente con lupas o aparatos ópticos de aumento. a) Superficial b) lineal c) puntual Figura 5. Diferentes formas de contacto 3. A lecturas falsas si el operador no mira el índice según la dirección perpendicular a la escala de graduación. 4. A deformaciones locales producidas por excesiva presión de contacto, que llegan a originar una deformación elástica de la cresta de la rugosidad superficial. Este defecto depende mucho de la forma de contacto: puntual, Documento preparado por Inga Metalúrgica María Ruth Bonilla Gallego egresada de la U de A. Esp. 29 En Gerencia Integral  [email protected]  3104678335  BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO lineal o superficial y del estado superficial de los palpadores y de la pieza a medir. 4.5. ERRORES DEBIDOS A CONDICIONES AMBIENTALES, Entre estas se encuentran comúnmente: La temperatura, la humedad, el polvo y las vibraciones o interferencias (ruido) electromagnéticas extrañas La característica del ambiente que principalmente es la causa de errores, es la temperatura, pues las dilataciones que produce influyen notablemente en la exactitud de los aparatos de medida, y en las dimensiones de las piezas que se miden. Para evitar errores en medidas de precisión es preciso realizarlas a una temperatura fija, que se denomina temperatura de referencia, y que se ha es- tablecido universalmente en 20* C. Los errores producidos por la temperatura son tanto mayores cuanto más alejada se encuentra ésta de la de referencia. Para discrepancias pequeñas, los errores son naturalmente pequeños. Así, las variaciones de temperatura ambiente comprendidas entre 17 y 23* C., sólo provocan errores Ínfimos en el control de piezas sueltas, ya que las diferencias de temperaturas de 3 ºC Falsean las mediciones en unas 36 micras únicamente para piezas de acero de un metro de longitud. Para mediciones menos precisas serán, pues, admisibles variaciones de temperatura aún mayores. Lo que si es necesario en todos los rasos es que los instrumentos de medida y las piezas estén a la misma temperatura, cosa que se obtiene dejándolos por algún tiempo en el mismo lugar. Sabemos también que los coeficientes de dilatación son distintos para cada material. A continuación damos los valores de los coeficientes de dilatación para distintos materiales de uso corriente en construcciones mecánicas: Acero 0,000012 m./grado C, o sea, 12 m por m. y grado C Aluminio 0,000023 m./grado C, o sea 23 m por m. y grado C Latón 0,000018 m./grado C, o sea 18 m por m. y grado C Cobre 0,000017 m./grado C, o sea, 17 m por m. y grado C Es decir, que una longitud de un metro de acero aumenta 12 micras cada grado que aumenta la temperatura. Las medidas, pues, de una medición precisa no deben verificarse en las piezas al salir de las máquinas, ni aun enfriándolas rápidamente, por ejemplo, en agua, pues la compensación térmica se hace siempre lentamente. Las piezas pequeñas se pueden dejar encima de un mármol que esté a la temperatura de referencia, y en las grandes se debe medir la temperatura con Documento preparado por Inga Metalúrgica María Ruth Bonilla Gallego egresada de la U de A. Esp. 30 En Gerencia Integral  [email protected]  3104678335  BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO termómetro especial para estos fines, que tenga un depósito plano de 'mercurio, para que la transmisión del calor se haga muy rápidamente. Estos errores, que son nulos cuando se hacen las mediciones a 20* C., o los instrumentos y las piezas son del mismo material, o están a la misma temperatura, se agravan si son de diferente material, con distinto coeficiente de dilatación. En este caso hay que hacer las mediciones a 20" C., o realizar correcciones puestas a cero de los diferentes aparatos. Veamos un ejemplo: Supongamos que hemos puesto a cero un comparador con una galga patrón A de acero, cuyo coeficiente de dilatación es  = 12 x 10-4 y tiene 200 mm. de longitud a 20º C., es decir, estando el local a 20° C Supongamos que la pieza B a medir es de un material cuyo coeficiente de dilatación es 27 x 10-4, y otra C de coeficiente de dilatación 2 x 10-4. Admitamos que a 20 ºC. tiene la misma longitud que el patrón, es decir, 200 mm. Si hacemos la medición a 15º, sucede lo siguiente: La pieza patrón tendrá una medida de: L13 = L10 (1 - T) = 200 — 0.2 x 12 x 10-4 x 5 = 199,988 es decir, se ha contraído 12 micrómetros + 20ºC + 15ºC 2 µm 12 µm 27 µm 200 A B C A B C Figura 6. Las mediciones de precisión deben hacerse a la temperatura de 20ºC pues si las piezas son de diferente coeficiente de dilatación, variaran de medida en cuanto varia la temperatura Por la misma razón, la pieza B habrá perdido 27 micras, es decir, 15 más que el patrón. La pieza C se reducirá sólo en 2 micras, 10 menos que la cala. ¿Qué ocurrirá entonces? El calibre habrá sufrido la misma contracción que el bloque Documento preparado por Inga Metalúrgica María Ruth Bonilla Gallego egresada de la U de A. Esp. 31 En Gerencia Integral  [email protected]  3104678335  BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO calibrador, y aun cuando el valor absoluto haya variado, la puesta a cero será la misma; pero la pieza B será corta y la C será larga (fig. 6-B). Es, pues, necesario, en medidas de precisión, hacer las ve/ificaciones a 20", pues estos errores, como se ve, no son despreciables. Incluso estando en un local a 20°, con la temperatura del cuerpo (17º más que el ambiente) puede influir en una lectura, por ejemplo, manejando una cala con la mano. Cuando se quiere medir con la aproximación de una micra, las variaciones no deben ser superiores a un tirado, e incluso tener en cuenta la influencia de las radiaciones solares, luminosas o de calefacción. Para mayores aproximaciones es necesario mantener constante la temperatura, con aproximación de décimas de grado. A éste respecto, diremos que la contracción que sufre un bloque patrón de 9 x 35 al cargarle con 80 kg. de peso, es la misma que cuando se enfría un grado. Para poder certificar una medida (se llama certificar a garantizar una medida después de haber hecho mediciones sucesivas idénticas) es necesario tomar todas las precauciones que se han indicado, encaminadas a evitar los diferentes errores que puedan presentarse en la práctica. Otras consideraciones a tener en cuenta son:  CLASIFICACIÓN DE ERRORES EN CUANTO A SU ORIGEN. Son también llamados errores sistemáticos. Atendiendo al origen donde se produce el error, puede hacerse una clasificación general de estos en: Errores causados por el instrumento de medición, causados por el operador o el método de medición (errores humanos) y causados por el medio ambiente en que se hace la medición.  ERRORES POR EL INSTRUMENTO DE MEDICIÓN. Las causas de errores atribuibles al instrumento, pueden deberse a defectos de fabricación, estos pueden ser: Deformaciones, falta de linealidad, imperfecciones mecánicas, falta de paralelismo, entre otros.  ERROR POR UTILIZAR INSTRUMENTOS NO CALIBRADOS. Estos instrumentos pueden estar no calibrados o con fecha de calibración vencida, se recomienda no utilizar instrumentos con anormalidades de calibración para evitar errores.  ERROR POR LA FUERZA EJERCIDA AL EFECTUAR MEDICIONES. La fuerza para efectuar mediciones puede provocar deformaciones en la pieza por medir, el instrumento o ambos, por lo tanto es un factor importante que se debe tener en cuenta para utilizar el instrumento adecuado para efectuar la medición. Documento preparado por Inga Metalúrgica María Ruth Bonilla Gallego egresada de la U de A. Esp. 32 En Gerencia Integral  [email protected]  3104678335  BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO  ERROR POR INSTRUMENTO INADECUADO. Antes de medir se deben tener en cuenta los siguientes aspectos:  Cantidad de piezas por medir.  Tipo de medición (externa, interna, altura, profundidad, etc.)  tamaño de la pieza y exactitud deseada.  ERROR POR PUNTOS DE APOYO. Especialmente en instrumentos grandes en la forma de utilizarlos se provocan los errores mas frecuentes. Al hacer mediciones, las lecturas que se obtienen nunca son exactamente iguales, aun cuando las efectué la misma persona, sobre la misma pieza, con el mismo instrumento, el mismo método y en el mismo ambiente, Si las mediciones las hacen diferentes personas con distintos instrumentos o métodos o en ambientes diferentes, entonces las variaciones en las lecturas son mayores. Esta variación puede ser relativamente grande o pequeña, pero siempre existirá. A continuación se muestra un mapa de los errores más comunes realizados durante las mediciones Véase figura 7. Figura 7 Mapa conceptual sobre los errores de medición ERRORES EN LA MEDICIÓN ORIGEN INSTRUMENTOS DE EL MEDIO EL MÉTODO DE MEDICIÓN AMBIENTE EL OPERADOR MEDICIÓN Deformaciones Falta de linealidad Cansancio Descuido Imperfecciones Falta de Falta de agudeza Alteraciones mecánicas paralelismo visual emocionales INSTRUMENTOS NO Falta de un método definido y CALIBRADOS documentado LA FUERZA EJERCIDA AL EFECTUAR LAS MEDICIONES DESGASTE Documento preparado por Inga Metalúrgica María Ruth Bonilla Gallego egresada de la U de A. Esp. 33 En Gerencia Integral  [email protected]  3104678335 PUNTOS DE APOYO INSTRUMENTO INADECUADO  BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO Fuente: realización personal  ERROR DE DESGASTE.Los instrumentos de medición, como cualquier otro objeto, son susceptibles de desgaste, natural o provocado por el mal uso.  ERRORES ALEATORIOS. Son debido a causas desconocidas y existen aún cuando todos los medios conocidos de corrección han sido aplicados Desde la parte matemática debe tenerse en cuenta los siguientes conceptos:  La Incertidumbre de medida esta dada por el parámetro, asociado al resultado de una medición, que caracteriza la dispersión de los valores que podrían razonablemente ser atribuídos al mensurando. 1. El parámetro puede ser, por ejemplo, una desviación estándar (o un múltiplo de ésta) o la semiamplitud de un intervalo con un nivel de confianza determinado. 2. La incertidumbre de medida comprende, en general, varios componentes. Algunos pueden ser evaluados a partir de la distribución estadística de los resultados de series de mediciones y pueden caracterizarse por sus desviaciones estándar experimentales. Los otros componentes, que también pueden ser caracterizados por desviaciones estándar, se evalúan asumiento distribuciones de probabilidad, basadas en la experiencia adquirida o en otras informaciones. 3. Se entiende que el resultado de la medición es la mejor estimación del valor del mensurando, y que todos los componentes de la incertidumbre, comprendidos los que provienen de efectos sistemáticos, tales como los componentes asociados a las correcciones y a los patrones de referencia, contribuyen a la dispersión.  Desviación es el Valor menos su valor de referencia.  El error de medida es el resultado de una medición menos un valor verdadero del mensurando. Cuando sea necesario hacer la distinción entre 'error' y 'error relativo', el primero es a veces denominado 'error absoluto de medida'. No hay que confundirlo con el valor absoluto del error, que es el módulo del error. Documento preparado por Inga Metalúrgica María Ruth Bonilla Gallego egresada de la U de A. Esp. 34 En Gerencia Integral  [email protected]  3104678335  BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO Los errores pueden clasificarse en:  Error relativo es la relación entre el error de medida y un valor verdadero del mensurando.  Error aleatorio es el resultado de una medición menos la media de un número infinito de mediciones del mismo mensurando, efectuadas bajo condiciones de repetibilidad, esto es; el error aleatorio es igual al error menos el error sistemático, como no pueden hacerse más que un número finito de mediciones, solamente es posible determinar una estimación del error aleatorio.  Error sistemático es la media que resultaría de un número infinito de mediciones del mismo mensurando efectuadas bajo condiciones de repetibilidad, menos un valor verdadero del mensurando, esto es; el error sistemático es igual a error menos el error aleatorio. Es de tenerse en cuenta que el valor verdadero, como el error sistemático y sus causas, no pueden ser conocidos completamente y para el caso de un instrumento de medida este error es “'error de justeza”  Error máximo permitido o Límite de error permitido que es el valor extremo de un error permitido por especificaciones, reglamentos, etc. para un instrumento de medida dado  Error en un punto de control que es el error de un instrumento de medida para una indicación especificada o para un valor especificado del mensurando, elegido para el control del instrumento.  Error de cero que es el error para un valor nulo del mensurando, tomado como punto de control.  Error intrínseco que es el error determinado en las condiciones de referencia  Error de justeza que es el error sistemático de indicación de un instrumento de medida, este se estima normalmente tomando la media del error de indicación sobre un número apropiado de observaciones repetidas  Error convencional reducido que es la relación entre el error de un instrumento de medida y un valor especificado para el instrumento. El valor especificado se denomina generalmente valor convencional y puede ser, por ejemplo, el intervalo de medida o el límite superior del rango nominal del instrumento de medida.  La Corrección es considerada como el Valor sumado algebraicamente al resultado sin corregir de una medición para compensar un error sistemático. Esta es igual al opuesto del error sistemático estimado y Puesto que el error sistemático no puede conocerse perfectamente, la compensación no puede ser completa.  Factor de corrección es un factor numérico por el que se multiplica el resultado sin corregir de una medición para compensar un error sistemático. Documento preparado por Inga Metalúrgica María Ruth Bonilla Gallego egresada de la U de A. Esp. 35 En Gerencia Integral  [email protected]  3104678335  BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO ARTEFACTOS UTILIZADOS PARA REALIZAR MEDICIONES 5 Instrumento de medida, aparato de medida es un dispositivo destinado a utilizarse para hacer mediciones, sólo o asociado a uno o varios dispositivos anexos. Para tratar este tema debe tenerse en cuenta las siguientes definiciones:  El dispositivo destinado a reproducir o a proporcionar, de una manera permanente durante su utilización, uno o varios valores conocidos de una magnitud dada recibe el nombre de Medida materializada Por ejemplo:  Masa contrastada  Medida de volumen (de uno o varios valores, con o sin escala)  Resistencia eléctrica patrón  Bloque patrón  Generador de señales patrón  Material de referencia La magnitud en cuestión puede denominarse magnitud proporcionada.  Dispositivo que hace corresponder a una magnitud de entrada otra de salida según una ley determinada recibe el nombre de Transductor de medida por ejemplo:  Termopar  Transformador de intensidad  Galga extensométrica  Electrodo de pH  La serie de elementos de un instrumento de medida o de un sistema de medida que constituye el camino que recorre la señal de medida desde la entrada hasta la salida se llama Cadena de medida, por ejemplo: Una cadena de medida electroacústica comprendiendo un micrófono, un atenuador, un filtro, un amplificador y un voltímetro.  Al conjunto completo de instrumentos de medida y otros equipos ensamblados para ejecutar mediciones específicas se les llama Sistema de medida, por ejemplo: el equipamiento para medir la conductividad de los materiales semiconductores o el equipamiento para calibrar termómetros clínicos El sistema puede comprender medidas materializadas y reactivos químicos. Un sistema de medida instalado permanentemente se denomina instalación de medida. Documento preparado por Inga Metalúrgica María Ruth Bonilla Gallego egresada de la U de A. Esp. 36 En Gerencia Integral  [email protected]  3104678335  BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO  Al instrumento de medida que muestra una indicación se le denomina Instrumento de medida visualizador, por ejemplo:  Voltímetro con indicación analógica  Frecuencímetro digital  Micrómetro  Pie de rey digital 1. La indicación puede ser analógica (continua o discontinua) o digital. 2. Los valores de varias magnitudes pueden indicarse simultáneamente. 3. Un instrumento de medida visualizador puede, además, proporcionar un registro.  Al instrumento de medida que proporciona un registro de la indicación se denomina Instrumento de medida registrador, por ejemplo: a)Barógrafo b)Dosímetro termoluminiscente c) Espectrómetro registrador 1. El registro (visualización) puede ser analógico (línea continua o discontinua) o digital. 2. Los valores de varias magnitudes pueden registrarse (visualizarse) simultáneamente. 3. Un instrumento registrador también puede visualizar una indicación.  Al instrumento de medida que determina el valor de un mensurando por adición de los valores parciales de este mensurando obtenidos simultánea o consecutivamente de una o varias fuentes se le conoce como Instrumento de medida totalizador, por ejemplo: a)Báscula-puente totalizadora para ferrocarriles b)Instrumento de medida totalizador de potencia eléctrica  Al instrumento de medida que determina el valor de un mensurando integrando una magnitud en función de otra magnitud se le conoce como Instrumento de medida integrador, por ejemplo: Contador de energía eléctrica  Al instrumento de medida en el cual la señal de salida o la visualización es una función continua del mensurando o de la señal de entrada. se le conoce como Instrumento de medida con indicación analógico es de tenerse en cuenta que este término se refiere a la forma de presentación de las señales de salida o de la visualización, no al principio de funcionamiento del instrumento.  Al instrumento de medida que proporciona una señal de salida o una visualización en forma digital se le conoce como Instrumento de medida Documento preparado por Inga Metalúrgica María Ruth Bonilla Gallego egresada de la U de A. Esp. 37 En Gerencia Integral  [email protected]  3104678335  BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO con indicación digital es de tenerse en cuenta que este término se refiere a la forma de presentación de las señales de salida o de la visualización, no al principio de funcionamiento del instrumento.  A la parte de un instrumento de medida que visualiza una indicación se le distingue como Dispositivo visualizador, dispositivo indicador, este término puede incluir el dispositivo por medio del cual el valor suministrado por una medida materializada se visualiza o ajusta.  A la parte de un instrumento de medida que proporciona un registro de una indicación. se le distingue como Dispositivo registrador  Al elemento de un instrumento de medida o de una cadena de medida que está directamente sometido a la acción del mensurando se le llama Sensor o detector, por ejemplo:  Unión de medida de un termómetro termoeléctrico  Rotor de un caudalímetro de turbina  Tubo Bourdon de un manómetro  Flotador de un instrumento de medida de nivel  Receptor fotoeléctrico de un espectrofotómetro Aunque en realidad un Detector es un dispositivo o sustancia que indica la presencia de un fenómeno sin proporcionar necesariamente un valor de una magnitud asociada, como por ejemplo un detector de fugas de halógeno o el papel de tornasol  La parte fija o móvil de un dispositivo indicador cuya posición, con referencia a los trazos de una escala, permite determinar un valor indicado se llama Índice, Por ejemplo: la aguja, un punto luminoso, la superficie de un líquido, la plumilla registradora  El conjunto ordenado de trazos con cualquier numeración asociada, que forma parte de un dispositivo indicador de un instrumento de medida se llama Escala del instrumento de medida. Para una escala dada, longitud de la línea uniforme comprendida entre el primero y el último trazo y que pasa por los puntos medios de los trazos más pequeños es la Longitud de escala 1. La línea puede ser real o imaginaria, curva o recta. 2. La longitud de la escala se expresa en unidades de longitud, cualquiera que sea la unidad del mensurando o la unidad marcada sobre la escala.  El conjunto de valores limitado por las indicaciones extremas recibe el nombre de Rango de indicación 1. Para una visualización analógica, este conjunto puede denominarse 'rango de escala'. Documento preparado por Inga Metalúrgica María Ruth Bonilla Gallego egresada de la U de A. Esp. 38 En Gerencia Integral  [email protected]  3104678335  BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO 2. El rango de las indicaciones se expresa en unidades de la visualización, cualquiera que sea la unidad del mensurando y se especifica normalmente por sus límites inferior y superior, por ejemplo 100 ºC a 200 ºC.  La parte de una escala comprendida entre dos trazos consecutivos cualesquiera se llama División de escala y la Distancia entre dos trazos sucesivos, medida a lo largo de la misma línea que para la longitud de la escala es la Longitud de una división de escala, esta longitud se expresa en unidades de longitud, cualquiera que sea la unidad del mensurando o la unidad marcada sobre la escala.  La diferencia entre los valores correspondientes a dos trazos sucesivos se le conoce como Escalón, valor de una división (de escala) y este se expresa en las unidades marcadas sobre la escala, cualquiera que sea la unidad del mensurando  La escala en la que la longitud y el valor de cada división están relacionados por un coeficiente de proporcionalidad constante a lo largo de la ella es la Escala lineal y si tiene sus escalones constantes entonces se denomina escala regular.  La escala en la que la longitud y el valor de cada división están relacionados por un coeficiente de proporcionalidad no constante a lo largo de la ella es la Escala no lineal, dándose el caso de recibir un nombre especial como por ejemplo la escala logarítmica, la escala cuadrática.  La escala cuyo rango no incluye el valor cero se conoce como Escala con cero decalado por ejemplo la escala de un termómetro clínico  La escala en la que una parte del rango ocupa una longitud relativamente más grande que las otras partes se conoce como Escala expandida.  La parte fija o móvil de un dispositivo visualizador que lleva la o las escalas recibe el nombre de Dial. En ciertos dispositivos de visualización, el dial toma la forma de rodillos o de discos cifrados desplazándose con respecto a un índice fijo o a una ventana.  El conjunto ordenado de números asociados a los trazos de la escala se le conoce como Numeración de una escala  Al Posicionamiento material de cada marca (eventualmente de determinadas marcas principales solamente) de un instrumento de medida en función del valor correspondiente del mensurando, se le conoce como Marcado de escala (de un instrumento de medida)  La operación destinada a llevar un instrumento de medida a un estado de funcionamiento conveniente para su utilización es el Ajuste y puede ser automático, semiautomático o manual. El Ajuste utilizando únicamente los Documento preparado por Inga Metalúrgica María Ruth Bonilla Gallego egresada de la U de A. Esp. 39 En Gerencia Integral  [email protected]  3104678335  BÁSICO DE METROLOGÌA DOCUMENTO DE APOYO medios puestos a disposición del usuario recibe el nombre de Reglaje de un instrumento de medida  El rango de las indicaciones que pueden obtenerse mediante ajustes particulares de los controles de un instrumento de medida es el Rango nominal, este se expresa normalmente por sus límites inferior y superior; por ejemplo, '100 ºC a 200 ºC'. Cuando el límite inferior es cero, el rango nominal se expresa habitualmente solo por el límite superior; por ejemplo, un rango nominal de 0 V a 100 V como '100 V'  El módulo de la diferencia entre los dos límites de un rango nominal es el Intervalo de medida, por ejemplo: para un rango nominal de -10 V a +10 V, el intervalo de medida es 20 V. Es de conocerse que apara ciertas áreas científicas, la diferencia entre los valores mayor y menor se denomina rango.  El Valor redondeado o aproximado de una característica de un instrumento de medida que sirve de guía para su utilización se le denomina Valor nominal por ejemplo: a) El valor 100 marcado sobre una resistencia patrón b) El valor 1 L marcado sobre una vasija calibrada con un único trazo c) El valor 0,1 mol/L de la concentración en cantidad de sustancia de una solución de ácido clorhídrico, HCl d) El valor 25 ºC del punto de control de un baño termostático  El conjunto de valores del mensurando para lo