CORRECCIÓN DE LOS INSTRUMENTOS DE MEDIDA

DE LONGITUD

EFECTOS DE LA TEMPERATURA

La temperatura normal de funcionamiento de los instrumentos de medida de longitud es de 20°C, si la temperatura varía, se necesita una corrección.

El cambio en la longitud (dL) está dado por la ecuación:

Donde L es la longitud inicial del instrumento, es el coeficiente de expansión lineal y dT es el cambio de la temperatura.

LdTdL

DEFORMACIÓN

Existen 3 tipos de deformación:

Debida a la fuerza ejercida por el instrumento sobre el elemento medido.

El método o soporte utilizado para probar el instrumento.

El método o soporte utilizado para medir el instrumento.

La deformación, dentro del límite lineal, está determinada por:

AE

LFL

.

.

INSTRUMENTOS DE MEDIDA DE ANGULOS

ANGULO PLANO

En el SI, la unidad de medida para el ángulo plano es el “Radian”. Esta unidad se define como:

El ángulo plano recorrido en una circunferencia cuya longitud de arco sea igual al radio de la misma circunferencia.

Otras unidades de media de ángulo plano son los grados, minutos y segundos:

ANGULO SÓLIDO

En el SI, la unidad de medida para el ángulo sólido es el “esteradián” y se define como:

El ángulo formado sobre una esfera, el cual corte una superficie de la esfera igual al área formada por cuadrado cuya arista sea igual

al radio de la esfera.

R

INSTRUMENTOS DE MEDIDA DE MASA

MEDIDA DE MASA

En el SI, la unidad de medida para masa es e kilogramo (kg). Este se define como la masa de un bloque de aleación de iridio y platino, que se encuentra en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas en Sevres, Francia.

Masa verdadera (masa al vacío):

Es la masa que se obtiene directamente de aplicar la segunda ley de Newton a un cuerpo. La masa de un cuerpo que se mide en el vacío es igual a la masa que se obtiene de aplicar la 2da ley

Masa aparente (efectos de la flotabilidad):

Cuando la medida de la masa se realiza en un medio como aire, existe una fuerza de “empuje”, la cual es igual a la masa del medio disipado por el objeto a medir.

Si la densidad del fluido es d, y el volumen del objeto medido es V, el empuje E está dado por la ecuación de Arquimedes

dVgE De esta forma, la masa medida en una balanza Mx es igual a:

VdMM Tx *

Aunque Mx se puede considerar como la masa aparente. Una definición mas completa, incluye la masa de un material de referencia MR.

La masa aparente MxA de un objeto X, es igual a la masa verdadera

de un objeto de referencia MTR, la cual produce una lectura en la

balanza igual a la producida por el objeto X, a una temperatura y densidad determinada.

Ra

xaTX

AX dd

ddMM

1

1

Donde da es la densidad del aire, dx es la densidad del objeto medido y dR es la densidad de la referencia.

Sistemas de referencia:

Sistema 8.4: es un sistema de bloques de bronce de diferente masa. Se conoce como sistema 8.4 debido a que esta es la densidad del bronce

dR: 8400kg/m3 a 0°C

R: 5.4*10-5 °C-1.

da: 1.2kg/m3 a 20°C

Corrección por efectos de la flotabilidad:

Esta corrección se realiza teniendo en cuenta la densidad del material de referencia que se utiliza.

Ejemplo:

Un bloque tiene una masa nominal de 500g y densidad de 7800kg/m3. Si se utiliza una referencia de masa 500.125g, con una densidad del aire de 1.3kg/m3. Determinar la corrección debida a la flotabilidad.

BALANZA DE COMPENSACIÓN ELECTROMAGNÉTICA:

Esta balanza funciona compensando la fuerza gravitacional con una fuerza electromagnética. La figura 1 presenta un esquema de este tipo de balanza.

Figura 1. Balanza de compensación electromagnética

Propiedades de las balanzas electromagnéticas:

Control de tarado: Facilita llevar a cero todos los indicadores de la pantalla de la balanza, cuando una carga se pone sobre la balanza.

Periodo de muestreo variable: es un tiempo utilizado para medir un promedio de la masa que se está pesando.

Filtros: son filtros electrónicos que eliminan el ruido instrumental.

Eliminación de datos erróneos: elimina los datos errados debidos a variaciones en la masa causados por flujos fuertes de aire o vibraciones.

CALIBRACIÓN DE LA BALANZA:

Para lograr una buena calibración, se debe tener en cuenta 3 propiedades:

Repetitividad.

Linealidad

Histéresis

Repetitividad: se determina con estándares de masa igual a la mitad del rango de la balanza y del valor máximo del rango de la balanza.

1. Escoger una masa igual al valor de la mitad del rango de la balanza.

2. Leer el valor en cero de la balanza.

3. Situar la referencia en la balanza y anotar el valor en la balanza.

4. Repetir los pasos 2 y 3, por diez veces y anotar los resultados

5. Repetir los pasos 2, 3 y 4, usando una masa igual al valor máximo del rango de medida de la balanza.

Tabla 1. repetitividad de una balanza electrónica

Linealidad: es la medida de la desviación de la balanza, entre el valor leído y el valor esperado.

1. La masa de los patrones serán iguales a las masas resultantes de dividir el límite de medida de la balanza entre 10.

2. Leer y escribir el valor de la balanza sin carga.

3. Cargar la primera masa y anotar la lectura.

4. Repetir el paso 3 para las otras nueve masas.

Histéresis: es la medida de la reproducibilidad de la medida.

1. Leer y escribir el valor de la balanza sin carga.

2. Situar una masa igual en valor a la mitad del rango de medida de la balanza.

3. Adicionar masa extra hasta alcanzar el valor máximo del rango de la balanza

4. Retirar la masa extra hasta llegar al valor de la masa en el numeral 2.

5. Retirar la masa del numeral 2 y anotar el valor.

Tabla 3. Histéresis de una balanza electrónica