Carolina Tapia y Daniela Vanegas

9.3

Los estudios para determinar un sistema de unidades

único y universal concluyeron con el establecimiento

del Sistema Métrico Decimal. La adopción universal de

este sistema se hizo con el Tratado del Metro o la

Convención del Metro, que se firmó en Francia el 20 de

mayo de 1875, y en el cual se establece la creación de

una organización científica que tuviera, por una

parte, una estructura permanente que permitiera a los

países miembros tener una acción común sobre todas las

cuestiones que se relacionen con las unidades de

medida y que asegure la unificación mundial de las

mediciones físicas.

Magnitud

física

fundamental

Unidad básica

o fundamentalSímbolo Observaciones

Longitud metro mSe define en función de la

velocidad de la luz

Masa kilogramo kgNo se define como 1.000

gramos

Tiempo segundo sSe define en función del

tiempo atómico

Intensidad de

corriente eléctricaamperio o ampere A

Se define a partir del

campo eléctrico

Temperatura kelvin K

Se define a partir de la

temperatura termodinámica

del punto triple del agua.

Cantidad de

sustanciamol mol

Véase también Número de

Avogadro

Ver: PSU:

Química, Pregunta

01_2005

Intensidad

luminosacandela cd

En términos muy sencillos, la metrología es la ciencia de las medidas. Como ciencia, incluye el estudio, el mantenimiento y la aplicación de los sistemas de pesos y medidas que sean compatibles universalmente.

En razón de esta universalidad, la metrología posibilita la comparación internacional de las mediciones y por tanto facilita el intercambio de productos a escala internacional.

Empleando instrumentos y métodos adecuados cumple con su objetivo de obtener la exactitud al expresar el valor de las diferentes magnitudes.

A escala humana, todo es medible, pesable o mensurable. Por lo tanto, las necesidades de medir se pueden manifestar en diferentes ámbitos, ya sea tecnológico, social o científico.

Tomando en consideración la diversidad de estos ámbitos, la metrología puede dividirse en las siguientes Clases:

Este campo tiene como objetivo garantizar la confiabilidad de las

mediciones que se realizan día a día en la industria se aplica en:

- La calibración de los equipos de medición y prueba.

- La etapa de diseño de un producto o servicio.

- La inspección de materias primas, proceso y producto terminado.

- Durante el servicio técnico al producto.

- Durante las acciones de mantenimiento.

- Durante la prestación de un servicio.

Su objetivo es proteger a los consumidores para que

reciban los bienes y servicios con las características que

ofrecen o anuncian los diferentes fabricantes.

Debe ser ejercida por los gobiernos y entre sus campos de

acción están:

- Verificación de pesas, balanzas y básculas.

- Verificación de cintas métricas.

- Verificación de surtidores de combustible.

- Control de escapes de gases de automóviles.

- Taxímetros.

- Contadores Eléctricos, de agua y de gas, etc.

En este campo se investiga intensamente para mejorar los

patrones, las técnicas y métodos de medición, los

instrumentos y la exactitud de las medidas.

Se ocupa, entre otras, de actividades como:

- Mantenimiento de patrones internacionales

- Búsqueda de nuevos patrones que representen o

materialicen de mejor

manera las unidades de medición.

- Mejoramiento de la exactitud de las mediciones necesarias

para los

-desarrollos científicos y tecnológicos.

Independientemente de la Clase de metrología de que se trate, los y

las industrias utilizan una gran variedad de instrumentos para llevar a

cabo sus mediciones. Desde objetos sencillos

como reglas y cronómetros hasta potentes microscopios,

sofisticados micrómetros, avanzados medidores de láser e incluso

modernos computadores muy precisos.

Debido a esta diversidad, la metrología se puede clasificarse según

el tipo de variable que se está midiendo.

De acuerdo con este criterio se han establecido áreas como:

- Masas y Balanzas

- Mediciones Longitudinales y Geométricas

La metrología lineal o dimensional se ocupa de todas las mediciones efectuadas sobre un sólido estático en cuanto a sus dimensiones; es decir, espesor, ancho, profundidad, etc. Dentro de cualquier actividad relacionada con mecánica y mediciones de precisión, la metrología lineal es la más común de las prácticas.

Para dominarla a cabalidad es necesario conocer en profundidad los instrumentos que utiliza y saber interpretar o leer con exactitud los resultados numéricos que arrojan.

En lo referente a interpretar o leer los resultados numéricos, solo se consigue si dominamos los guarismos del sistema métrico decimal, y si sabemos escribir y leer números decimales.

Es indudable que en nuestro universo existen distancias lineales siderales, y que en el campo de la astronomía hay unidades e instrumentos apropiados para mensurarlas, pero en nuestro estudio nos referiremos solo a medidas lineales o dimensionales propias de procesos industriales, mecánicos o mineros.

Para medir masas: La balanza: Es un instrumento que sirve para medir masa y cuerpo.

Es una palanca de primer género de brazos iguales que, mediante el establecimiento de una situación de equilibrio entre los pesos de dos cuerpos, permite medir masas. Para realizar las mediciones se utilizan patrones de masa cuyo grado de exactitud depende de la precisión del instrumento. Al igual que en una romana, pero a diferencia de una báscula o un dinamómetro, los resultados de las mediciones no varían con la magnitud de la gravedad.

Es un instrumento utilizado para la determinación de la composición de una mezcla de gases. Es un detector de conductividad térmica.

El equipo se compone de dos tubos paralelos que contienen el gas de las bobinas de calefacción. Los gases son examinados comparando el radio de pérdida de calor de las bobinas de calefacción en el gas. Las bobinas son dispuestas dentro de un circuito de puente que tiene resistencia a los cambios debido al desigual enfriamiento que puede ser medido. Un canal contiene normalmente una referencia del gas y la mezcla que se probará se pasa a través del otro canal.

Reloj: Se denomina reloj al instrumento capaz de medir el tiempo natural (días, años, fases lunares, etc.) en unidades convencionales (horas ,minutos o segundos). Fundamentalmente permite conocer la hora actual, aunque puede poseer otras funciones, como medir la duración de un suceso o activar una señal en cierta hora específica.

Los relojes se utilizan desde la antigüedad y a medida que ha ido evolucionando la tecnología de su fabricación han ido apareciendo nuevos modelos con mayor precisión, mejores prestaciones y presentación y menor coste de fabricación. Es uno de los instrumentos más populares, ya que prácticamente muchas personas disponen de uno o varios relojes, principalmente de pulsera, de manera que en muchos hogares puede haber varios relojes, muchos electrodomésticos los incorporan en forma de relojes digitales y en cada computadora hay un reloj.

El reloj, además de su función práctica, se ha convertido en un objeto de joyería, símbolo de distinción y valoración.

Es un reloj cuya precisión ha sido comprobada y certificada

por algún instituto o centro de control de precisión. La palabra

cronómetro es un neologismo de etimología griega:

Χρόνος Cronos es el dios del tiempo, μετρον -metron es hoy

un sufijo que significa aparato para medir. Ejemplo de

cronómetro de pulsera: Rolex Oyster Perpetual Datejust. Fue

el primer reloj de pulsera con indicación de fecha en una

ventanilla abierta sobre la esfera. Ejemplo de reloj con función

de cronógrafo: Omega Speedmaster Professional. Fue el

cronógrafo elegido por la Nasa para acompañar a los

astronautas en las misiones Apolo que culminaron con la

llegada del hombre a la luna. Ejemplo de reloj cronómetro con

función de cronógrafo: Breitling Navitimer, primer reloj en

incorporar una regla de cálculo logarítmica para la realización

de cálculos relativos a consumos de carburante, distancias

recorridas, multiplicaciones, divisiones, reglas de tres, etc...

odómetro: Es un instrumento de medición que

calcula la distancia total o parcial recorrida por un cuerpo (generalmente por un vehículo) en la unidad de longitud en la cual ha sido configurado (metros, millas ). Su uso está generalizadamente extendido debido a la necesidad de conocer distancias, calcular tiempos de viaje, o consumo de combustible.1

La referencia más antigua apunta a Arquímedes como su inventor, que en la antigüedad diseñó varios tipos de odómetros cuya finalidad abarcaba varios usos militares y civiles. Y quien describe por primera vez cómo construir un odómetro, aunque sin declarar que él sea el inventor, es por el arquitecto romano Vitrubio en su obra De Architectura en el siglo I.

El calibre, también denominado calibrador, cartabón de corredera, pie de rey, pie de metro, forcípula (para medir árboles) o Vernier, es un instrumento utilizado para medir dimensiones de objetos relativamente pequeños, desde centímetros hasta fracciones de milímetros (1/10 de milímetro, 1/20 de milímetro, 1/50 de milímetro). En la escala de las pulgadas tiene divisiones equivalentes a 1/16 de pulgada, y, en su nonio, de 1/128 de pulgada.

Es un instrumento sumamente delicado y debe manipularse con habilidad, cuidado y delicadeza, con precaución de no rayarlo ni doblarlo (en especial, la colisa de profundidad). Deben evitarse especialmente las limaduras, que pueden alojarse entre sus piezas y provocar daños.

Velocímetro : Es un instrumento

que mide el valor de la rapidez media

de un vehículo. Debido a que el

intervalo en el que mide esta rapidez

es generalmente muy pequeña se

aproxima mucho a la magnitud de

la Velocidad instantánea, es decir la

rapidez instantánea.

El error de medición se define como la diferencia entre el valor medido y el valor verdadero. Afectan a cualquier instrumento de medición y pueden deberse a distintas causas. Las que se pueden de alguna manera prever, calcular , eliminar mediante calibraciones y compensaciones, se denominan determinísticos o sistemáticos y se relacionan con la exactitud de las mediciones. Los que no se pueden prever , pues dependen de causas desconocidas , o estocásticas se denominan aleatorios y están relacionado con la precisión del instrumento.

Tipos

Error aleatorio: No se conocen leyes o mecanismos que lo causan por su excesiva complejidad o por su pequeña influencia en el resultado final.

Para conocer este tipo de errores primero debemos de realizar un muestreo de medidas. Con los datos de las sucesivas medidas podemos calcular su media y la desviación típica maestral . Con estos parámetros se puede obtener la distribución norma y la podemos acotar para un nivel de confianza dado.

Error sistemático: Permanecen constantes en valor absoluto y en signo al medir una magnitud en las mismas condiciones , y se conocen las leyes que lo causan.

Para determinar un error sistemático se debe realizar una serie de medidas sobre una magnitud Xo , se debe calcular una medida aritmética de estas medidas y después hallar la diferencia entre la medida y la magnitud Xo.

Aunque es imposible conocer todas las causas del error es conveniente

conocer todas las causas importantes y tener una idea que permita evaluar

los errores mas frecuentes . Las principales causas que producen errores se

pueden clasificar en:

Errores debido al instrumento de medida:

Cualquiera que sea la precisión del diseño y fabricación de un instrumento

presentan siempre imperfecciones. A estas , con el paso del tiempo, les

tenemos que sumas las imperfecciones por desgaste.

-Error de alineación

-Error de diseño y fabricación

-Error por desgaste del instrumento. Debido a este tipo de errores se tienen

que realizar verificaciones periódicas para comparar si se mantiene dentro de

unas especificaciones.

-Error por precisión y formas de los contactos.

Errores debidos por el operador: El operador influye en los resultados de

una medición por la imperfección de sus sentidos así como por la habilidad que

posee para afectar las medidas. Las tendencias existentes para evitar estas causas

de errores son la utilización de instrumentos de medida en los que elimina al

máximo la intervención del operador.

-Error de lectura y paralaje: Cuando los instrumentos de medida no tienen lectura

digital se obtiene la medida mediante la comparación de escalas a diferentes planos

este hecho puede inducir a lecturas con errores de apreciación, interpolación ,

coincidencia , etc. Por otra parte si la mirada del operador no esta situada

totalmente perpendicular al plano de escala aparecen errores del paralaje.

Errores debidos a los factores ambientales.

Errores debido a los factores ambientales: El mas destacado y estudiado

es el efecto de la temperatura en los metales dado que su influencia es muy fuerte.

-Error por variación de temperatura: Los objetos metálicos se dilatan cuando

aumenta la temperatura y se contraen al enfriarse . Este hecho se modeliza de la

siguiente forma.

Variación de longitud= Coeficiente de dilatación especifico X longitud de la pieza X

variación temperatura.

- Otros agentes exteriores: Influyen mínimamente . Humedad, presión

atmosférica , polvo y suciedad en general. También de origen mecánico , Como

las vibraciones.

Errores debidos a las tolerancias geométricas de la propia pieza: Las

superficies geométricas reales implicadas en la medición de una cota deben

presentar unas variaciones aceptables.

-Errores de deformación: La pieza puede estar sometida a fuerzas en el

momento de la medición por debajo del limite elástico tomando cierta deformación

que desaparece cuando la cesa la fuerza.

-Errores de forma: Se puede estar midiendo un cilindro cuya forma

aparentemente circular en su sección presente cierta formal oval.

-Errores de estabilización o envejecimiento : Estas deformaciones provienen

del cambio en la estructura interna del material. El temple de aceros, es decir , su

enfriamiento rápido , permite que la fase austenitica se transforme a fase

martensitica , estable a temperatura ambiente. Estos cambios de geometría son

muy pocos conocidos pero igualmente tienen un pacto importante.