Cabimas, Junio 2015

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR

PARA EDUCACIÓN SUPERIORINSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO

“SANTIAGO MARIÑO”

Autor:T.S.U. Velasquez Edwin

PATRONES DE MEDICIÓN

INTRODUCCIÓN El ser humano a lo largo de la historia ha desarrollado conceptos para

explicar los fenómenos de la naturaleza, por lo que se ha visto en la necesidad de definir magnitudes que les permitan entenderlos mejor. Por lo anterior, ha “reducido” las características que observa en unas magnitudes básicas como la masa, el tiempo, entre otras, que combinadas ayudan a explicar dichos fenómenos.

La BIPM (International Boreau of Weights and Measures) es un organismo encargado de proveer las bases para un sistema único, coherente de medidas en todo el mundo y la trazabilidad del sistema internacional de unidades (SI), lo hace a través de la difusión directa de unidades, por ejemplo con la masa y el tiempo, la comparación con otras unidades internacionales de patrones de medición de otros países.

PATRONES METROLÓGICOSEn la metrología existen distintos tipos de patrones, también llamados estándares. Los patrones son especificaciones ampliamente aceptadas y también son vistos como patrones de medida. Comprende las normas de medición, que puede ser una medida física, el instrumento de medición, un material de referencia o sistema de medición destinado a definir, realizar, conservar o reproducir una unidad o uno o más valores de una cantidad para servir como una referencia

Estas estándares son normas y tienen una jerarquía, y las hay de muchos caracteres, nacionales, internacionales, de trabajo, etc. Entre ellos destacan los patrones primarios, secundarios y de referencia, pues de ellos se derivan los demás.

EJEMPLOS: Patrón de masa de 1 kg Resistencia patrón de 100 W Amperímetro patrón Patrón de frecuencia de cesio Electrodo de referencia de

hidrógeno

PATRONES METROLÓGICOS Los tipos de patrones de medición son

clasificados por su función y aplicación.

Patrones Internacionales. Patrones Primarios. Patrones Secundarios. Patrones de Referencia.

* Por el grado de precisión.

Patrones de trazos Patrones de caras paralelas Patrones de extremos esféricos Patrones cilíndricos

* Forma de materializar la longitud que representan.

PATRONES PROTOTIPO INTERNACIONALES

PATRONES PRIMARIO

Son patrones de trazos de longitud nominal de un metro a 0°C y están construidos de platino iridiado, con un contenido de 10% de iridio.

Una serie de treinta y un patrón de estas características fue construida, y aquel de ellos cuya longitud a 0°C era la más próxima al metro de los archivos de junio de 1799, fue escogido como prototipo internacional

Son una norma que ha sido designada o ampliamente reconocida por tener las más altas cualidades metrológicas y cuyo valor es aceptado sin referencia otras normas de la misma cantidad.

Un ejemplo citado por la misma organización son los dispositivos Josephson para la realización de medición de voltaje, los láseres estabilizados usados en combinación con interferómetros para la realización de la cantidad de longitud.

PATRONES SECUNDARIO

PATRONES DE REFERENCIA

La definición de la misma organización indica que es una norma cuyo valor es asignado por la comparación con un patrón primario de la misma cantidad, se suele utilizar un patrón primario para calibrar los patrones secundarios.

Ejemplo como referencia en la calibración de patrones de trabajo en la calibración de equipos, pues aseguran que las mediciones se llevan a cabo correctamente, es decir son estándares de verificación.

Es una norma general que tiene la más alta calidad metrológica disponible en un lugar u organización determinados que hacen dichas mediciones.

Ejemplo en laboratorios de calibración que suelen mantener estándares de referencia para la calibración de sus patrones de trabajo.

Los patrones de trazos se caracterizan, en que su longitud queda determinada por la distancia entre los trazos sobre una suficiente plana, como ejemplo tenemos el caso de metro patrón.

Los patrones de caras paralelas o de superficies planas son también conocidas con el nombre de galgas patrón o galgas Johansson y su longitud queda determinada por la distancia entre dos superficies rigurosamente planas y paralelas.

Patrones de extremos esféricos tienen la forma de varilla cilíndrica de 12mm de diámetro determinados por los dos extremos en dos casquetes esféricos que forman parte de una misma superficie esférica cuyo centro se encuentra en el eje de la varilla

Los patrones cilíndricos son aquellos en la que la medida de referencia esta materializada por el diámetro de una superficie cilíndrica. Existen diferentes tipos de patrones cilíndricos y son los siguientes:a) Discos patrónb) Patrón tampónc) Anillos patrón

PATRONES METROLÓGICOSForma de materializar la longitud que representan.

JERARQUÍA DE LOS TIPOS DE PATRONES

LONGITUD Que se mide? La distancia o

separación entre dos puntos.

Patrones: A través de la transferencia de un patrón expresado en términos de la velocidad de la luz hacia un patrón o artefacto físico.

MASA Que se mide? El cambio de

estado de movimiento y la atracción entre los cuerpos.

Patrones: P.I del kilogramo. Platino-Iridio; densidad 21,5 g/cm3. Se define como la masa de un decímetro cubico de agua a una temperatura de máxima densidad.

TEMPERATURA Que se mide? El calor de un

cuerpo.

Patrones: . La temperatura asignada fue 273,16 K. El nombre adoptado fue “kelvin”, símbolo K, “El kelvin, unidad de temperatura termodinámica, es la fracción 1/273.16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua”.

TIEMPO Que se mide? Orden y

duración de los eventos.

Patrones: La unidad de tiempo, el segundo, fue en un tiempo considerado como la fracción 1/86 400 del día solar medio. “El segundo es la duración de 9´192.631.770 periodos de la radiación correspondiente a la transición entre dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133”.

CORRIENTE Que se mide? Materiales conocidos

como conductores, Carga Eléctrica

Patrones: . “El amperio es la corriente constante que, mantenida en dos conductores paralelos, rectilíneos, de longitud infinita, de circular despreciable sección transversal, y se coloca 1 metro en el vacío, produciría entre estos conductores una fuerza igual a 2 x 10 -7newton por metros de longitud”.

LUZ “ FOTOMETRÍA” Que se mide? Diversas formas de energía

radiante incluyen los rayos cósmicos, rayos gamma, entre otros.

Patrones: Patrón primario de intensidad luminosa (cuerpo negro o radiador de Planck) a la temperatura de solidificación del platino (2042ªK aprox.) Estos patrones secundarios se recalibran con los patrones básicos en intervalos periódicos.

Las industrias utilizan una gran variedad de instrumentos para llevar a cabo sus mediciones. Desde objetos sencillos como reglas y cronómetros hasta potentes microscopios, medidores de láser e incluso avanzadas computadoras muy precisas.

Dentro de la metrología existen diversas áreas. Por ejemplo, la metrología eléctrica estudia las medidas eléctricas: tensión (o voltaje), intensidad de corriente (o amperaje), resistencia, impedancia, reactancia, etc. La metrología eléctrica está constituida por tres divisiones: tiempo y frecuencia, mediciones electromagnéticas y termometría.

PATRONES DE MEDICIÓN

RESUMENLa metrología puede definirse como una ciencia madre, que da cabida a conceptos y medicines utilizados en otra áreas.

La precisión y difusión de un patrón indica su jerarquía frente a otros.

Es muy importante la labor realizada por las instituciones metrológicas del mundo, pues salvaguardan y difunde los patrones metrológicos.

A partir de cantidades medibles básicas, se pueden construir otras unidades necesarias para explicar fenómenos físicos.