Metrologia e Instrumentos de Medicion

of 18 /18
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla Facultad de Ingeniería Colegio de Ingeniería Industrial Metrología Ensayo 1 Catedrático: Dr. Enrique Montiel Piña Equipo 1: Cuellar Lobato Paul 201219549 Díaz Mora Nezya Amanda 201217856 Manzano Cabrera Julissa 201242627 Rodríguez Romero Juan Antonio 201230108 12:00 a 1:00 pm Lunes Jueves 20 de Febrero de 2013
  • Upload

    buap
  • Category

    Career

  • view

    17.593
  • download

    10

description

Descripción, concepto y todo lo relacionado con la metrologia, así como de los instrumentos de medición mas utilizados en la ingeniería.

Transcript of Metrologia e Instrumentos de Medicion

Page 1: Metrologia e Instrumentos de Medicion

Benemérita Universidad

Autónoma de Puebla

Facultad de Ingeniería

Colegio de Ingeniería Industrial

Metrología

Ensayo 1

Catedrático: Dr. Enrique Montiel Piña

Equipo 1:

Cuellar Lobato Paul 201219549

Díaz Mora Nezya Amanda 201217856

Manzano Cabrera Julissa 201242627

Rodríguez Romero Juan Antonio 201230108

12:00 a 1:00 pm Lunes – Jueves

20 de Febrero de 2013

Page 2: Metrologia e Instrumentos de Medicion

INTRODUCCION

Como ya sabemos, analizar y aplicar conceptos de metrología nos permiten

determinar ciertas actividades para obtener las condiciones adecuadas de

uso, todos los fenómenos físicos que nos rodean parten de la simple

observación lo más detallada posible y llegan a establecer un modelo

generalmente basado en herramientas basándonos en física y en

matemáticas. Las mediciones correctas son muy importantes

fundamentalmente para los gobiernos, para las empresas y para

la población en general, porque nos ayudan a ordenar y facilitar muchas

cosas, como el comercio. A menudo las cantidades y las características de

un producto son resultado de un contrato entre el cliente y el fabricante; las

mediciones facilitan este proceso y por ende la calidad de vida de la

población, protegiendo al consumidor, ayudando a preservar el medio

ambiente y contribuyendo a usar racionalmente los recursos naturales.

Actualmente, con la dinamización del comercio a nivel mundial, la

Metrología adquiere mayor importancia y se hace más énfasis en la relación

que existe entre ella y la calidad, entre las mediciones y el control de la

calidad, la calibración, la acreditación de laboratorios, la trazabilidad y la

certificación. La Metrología es el núcleo central básico que permite el

ordenamiento de estas funciones y su operación coherente las ordena con

el objetivo final de mejorar y garantizar la calidad de productos y servicios.

El desarrollo de la metrología proporciona múltiples beneficios al mundo

industrial, como la promoción del desarrollo de un sistema armonizado de

medidas, análisis, ensayos exactos y necesarios para que la industria sea

competitiva, y facilita a la industria las herramientas de medida necesarias

para la investigación y desarrollo de campos determinados y para definir y

controlar mejor la calidad de los productos.

Page 3: Metrologia e Instrumentos de Medicion

METROLOGÍA

La metrología es la ciencia de las mediciones y es la base para el desarrollo

científico y tecnológico, de la civilización, cada descubrimiento en la ciencia

proporciona una nueva forma de ver las cosas, por lo que el campo de la

metrología siempre está en expansión.

La tecnología de la producción actual no podría ser creada sin la

metrología. Para lograr esto se requiere de un sistema que incluya a las

normas metrológicas reconocidas internacionalmente, así como las propias,

que posean la función de verificar y corregir los aparatos metrológicos y que

además permitan mantener la exactitud de estas reglas.

Durante mucho tiempo ha sido preocupación del hombre establecer

un sistema único de unidades de medición que fuera aceptado

internacionalmente en virtud de que en una norma no se pueden fijar

especificaciones, dimensiones, tolerancias, o condiciones específicas para

un método de prueba, si no se cuenta con un sistema de referencia

previamente establecido, como lo es el sistema de unidades de medición.

Por ejemplo podemos hacer mención de la necesidad de

estandarización en las características de un producto en vista conseguir la

calidad del mismo; para ello se emplea nociones básicas de la metrología,

desde saber utilizar de forma adecuada los instrumentos pertinentes a la

cualidad a medir, hasta saber detallar el margen de error máximo con el que

debe de cumplir el producto.

De acuerdo a su función la metrología puede clasificarse en:

Metrología Legal

Metrología Científica

Metrología Industrial

Page 4: Metrologia e Instrumentos de Medicion

Donde la metrología legal cumple con la función de establecer la

legislación y verificar su cumplimiento, por ejemplo regula la conservación y

empleo de los patrones internacionales. En cuanto a la función de la

metrología científica radica en la búsqueda y materialización de los patrones

internacionales, para que estos sean más fáciles de reproducir a nivel

internacional, encontrar patrones adecuados para descubrimientos futuros,

analizar el sistema internacional de unidades, entre otros. Por último la

función de la metrología industrial es dar servicio de calibración de patrones

y de equipos a la industria y el comercio.

Actualmente, con el constante cambio del comercio a nivel mundial, la

Metrología adquiere mayor importancia y se hace más énfasis en la relación

que existe entre ella y la calidad, entre las mediciones y el control de la

calidad, la calibración, la acreditación de laboratorios, la trazabilidad y la

certificación. La Metrología es el núcleo central básico que permite el

ordenamiento de estas funciones y su operación coherente las ordena con

el objetivo final de mejorar y garantizar la calidad de productos y servicios.

El control de calidad ha evolucionado a través del tiempo, su desarrollo

ha estado dirigido a su producción en serie; el control de calidad para

evaluar estas producciones, ha recurrido a métodos estadísticos para el

análisis y control de los procesos

El control de calidad se basa en especificaciones o normas para la

evaluación de los procesos de los productos por medio del aseguramiento

de mediciones, que es el principal objetivo de la metrología, usando equipos

de medición correctamente calibrados con patrones que sirven de referencia

y son verificados con otros hasta obtener el patrón primario.

La metrología puede ser un motor para impulsar la competitividad de las

empresas al poder ofrecer la promoción del desarrollo de

un sistema armonizado de medidas, análisis, ensayos exactos y necesarios,

Page 5: Metrologia e Instrumentos de Medicion

ya que facilita a la industria las herramientas de medida necesarias para la

investigación y desarrollo de campos determinados y para definir y controlar

mejor la calidad de los productos.

Para establecer que se va a medir y como se va a hacer, necesitamos

saber algunos de los conceptos antes mencionados como metrología, que

se ocupa de los antiguos sistemas de medición poniendo énfasis en la

palabra “sistemas” fundamental para la definición; y se enfoca a la medición

que es un campo de conocimiento enfocado a todo lo relacionado con las

medidas.

En este campo se maneja principalmente el concepto de medición, que

se entiende por obtener una cantidad de determinada magnitud y

compararla con otra conocida de esa misma magnitud, la cual se toma

como referencia y su valor se denomina dependiendo de cuantas veces la

magnitud desconocida contiene a la conocida. Una medición tiene que

producirnos un resultado con valor numérico, la cual deberá ir con unidades

lógicas dependiendo de lo que se midió. Es necesario tener en cuenta que

el hacer una recopilación de información sobre medidas e instrumentación

con bases metodológicas puede sernos de gran ayuda para realizar trabajos

científicos.

En cualquier tipo de fabricación se requiere de una serie de controles

metrológicos que garanticen la precisión adecuada y el cumplimiento

preciso de las condiciones que se expresaron en la norma de la fabricación

a ejecutar, para esto se debe tener un cierto grado de conocimientos

relativo a las unidades y a los instrumentos y a el control aplicable de

medición. Por ejemplo de un ingeniero se espera que sea capaz de verificar

los sistemas de medida necesarios y suficientes en un proceso de

fabricación tanto para el cumplimiento de los requisitos como para el control

y el aseguramiento del buen estado de las máquinas y herramientas

utilizadas.

Page 6: Metrologia e Instrumentos de Medicion

La práctica cotidiana de metrología puede abarcar actividades variadas

que llegan a proporcionar un conjunto de ideas, donde no solo se trabaja

con mediciones y controles realizados durante el proceso de medición, sino

también después de haber sido fabricadas verificadas y clasificadas además

de someterlas a equipos e instrumentos de prueba, como son las

calibraciones de instrumentos y equipos de medida, calibraciones de

máquinas de ensayos, clasificación de productos fabricados, organización

metrológica de la empresa, registro de los procedimientos metrológicos,

etcétera.

La calidad se utiliza más que nada con respecto alas calibraciones

vigentes, se asegura de que se cumplan ciertas tolerancias y las

resoluciones necesaria para la calibración, ya que para la selección de

cierto equipo se debe tomar en cuenta que el patrón debe ser

aproximadamente diez veces más preciso que el dispositivo a calibrar para

así garantizar una buena base de la calibración y el seguimiento de los

dispositivos; la calidad relacionada con la metrología considera factores de

importancia como: el medio ambiente, la frecuencia y severidad del uso, la

calidad del equipo, la exactitud requerida y las características necesarias

para medir; los intervalos entre calibraciones y los establecimientos,

documentos, requerimientos y cumplimientos con las frecuencias de

verificación.

La metrología para su estudio puede ser dividida de acuerdo al tipo y

técnica de medición como:

Metrología Geométrica

Metrología Eléctrica

Metrología térmica

Metrología química

Page 7: Metrologia e Instrumentos de Medicion

Nosotros nos vamos a enfocar en la metrología geométrica que también

es conocida como micro geometría estudia las formas, los aspectos

dimensionales, las orientaciones y oscilaciones de las piezas, y la cual se

ocupa de las características superficiales que intervienen en los procesos

industriales, teniendo un papel muy importante en cualquier sistema de

calidad aplicado a la fabricación y abarca la incertidumbre, la calibración y la

organización metrológica que son las de mayor importancia.

Respecto al campo de aplicación podemos clasificarla en:

Longitudes, que abarca los interiores, exteriores y las profundidades;

ángulos de cualquier tipo; superficies, enfocada principalmente a la

rugosidad y la más extensa que es formas, que estudia la forma por

elementos aislados, que a su vez analiza características como la

rectitud, planitud, circularidad, cilindricidad, formas de las líneas y las

formas de las superficies;

Orientación por elementos asociados, que son el paralelismo, la

perpendicularidad e inclinación.

Posición por elementos asociados, enfocado en localización de

elementos, concentricidad y la coaxialidad.

Las características y clasificación generales de los instrumentos y

aparatos de medición se describen con diversos términos específicos que

se definen como sigue:

1. Precisión: El grado de coincidencia entre la medición medida y su

magnitud real.

2. Calibración: Que es el ajuste o la calibración de un instrumento

para obtener indicaciones que sean exactas respecto a un patrón

de referencia.

3. Linealidad: Precisión de las indicaciones de un instrumento en

todo su intervalo de medición.

Page 8: Metrologia e Instrumentos de Medicion

4. Magnificación: Relación de la “salida” del instrumento con la

medición que “entra”.

5. Precisión: Grado con el que el instrumento produce indicaciones

repetidas en la medición del mismo patrón.

6. Resolución: Dimensión mínima que puede indicar el instrumento.

7. Sensibilidad: la mínima diferencia de dimensiones que puede

distinguir un instrumento.

8. Estabilidad: La capacidad de un instrumento para mantener su

calibración durante cierto tiempo; a la falta de estabilidad se le

llama corrimiento.

Los instrumentos y aparatos de medición se clasifican en lineal y angular.

Lineal: Puede ser de manera directa, ya sea con trazos o divisiones,

ocupando instrumentos como el metro, regla graduada, vernier y/o

todo tipo de calibradores; con tornillo micrométrico, o con dimensión

fija, donde se utilizan los bloques o galgas de patrón, galgas de

espesores y calibradores limites; o de manera indirecta es decir,

comparativa, donde se utilizan comparadores mecánicos, ópticos,

neumáticos, electromecánicos y proyectores de perfiles; relativa, ya

sea de niveles o de reglas ópticas; o trigonométrica, utilizando

cilindros o bloques mycil.

Angular: De medidas directas e indirectas, con trazos o divisiones,

ocupando transportador simple, goniómetro y escuadra universal;

con dimensión fija, utilizando escuadras, patrones angulares y

calibradores cónicos; y trigonométrica utilizando falsas escuadras,

regla de senos y mesa de senos.

Page 9: Metrologia e Instrumentos de Medicion

Instrumentos de Metrología Dimensional

Al comenzar el estudio de las prácticas en el trabajo con máquinas

herramienta, una de las primeras preocupaciones será asimilar el uso,

cuidado y aplicaciones de los instrumentos comunes de medición que

encontrará en el Laboratorio de Manufactura.

Muchos instrumentos de medición han experimentado una modernización,

aún cuando la función de estas herramientas es básicamente la misma,

muchas se han rediseñado y dotado de dispositivos de exhibición digitales,

mecánicos o electrónicos. Estas características hacen que el instrumento

sea más fácil de leer y mejoran su exactitud.

Page 10: Metrologia e Instrumentos de Medicion

Calibrador Vernier

El calibrador Vernier es uno de los instrumentos mecánicos para la medición

lineal de exteriores, medición de interiores y de profundidades más utilizado.

Los calibradores permiten realizar lecturas con aproximación en escala

métrica hasta 0.05 mm ó 0.02 mm y en escala inglesa de 1/128 pulgadas ó

0.001 pulgadas.

Un calibrador Vernier es una herramienta de precisión delicada y debe

tratarse como tal y es muy importante que se aplique la presión correcta al

tomar una medida. Las mordazas de medición deben hacer contacto firme

con la pieza de trabajo, sin embargo, si se aplica presión excesiva, se hará

que se abran las mordazas y que se obtengan lecturas inexactas. Al medir

un objeto utilice la mordaza fija como punto de referencia, luego mueva la

mordaza deslizante hasta que logre el contacto. Asegúrese que la regla del

calibrador esté en línea con las superficies que se estén midiendo, si es

posible haga la lectura estando todavía en contacto con la pieza de trabajo,

al retirar el instrumento podría cambiar la lectura. Para la medición de

profundidades, situar la varilla de profundidad al fondo de la pieza. Toda

medida debe tomarse por lo menos dos veces para asegurar su confiabilidad.

Page 11: Metrologia e Instrumentos de Medicion

Calibrador de carátula

El calibrador de carátula está equipado con un indicador de carátula en lugar

de un nonio para permitir la lectura fácil de la escala.

Calibrador digital

Utiliza un sistema electrónico que funciona en relación directa con una escala

registrada por un elemento sensor. La lectura es presentada en una pantalla

alfanumérica y puede ser configurado para presentar sus lecturas en

submúltiplos de las escalas más utilizadas.

Micrómetro

El micrómetro es una herramienta para tomar mediciones más precisas, que

las que se toman con el calibrador Vernier. El micrómetro posee un tornillo

Page 12: Metrologia e Instrumentos de Medicion

de alta precisión el cual permite el pequeño movimiento del husillo,

posteriormente es el que determinará la medida de la pieza que se este

calculando.

Medidor de altura

El medidor de altura es un dispositivo para medir la altura de piezas o las

diferencias de altura entre planos a diferentes niveles. Tambien se utiliza

como herramienta de trazado, para lo cual se incluye un buril.El medidor de

altura, creado por medio de la combinación de una escala principal con un

vernier para realizar mediciones rápidas y exactas, cuenta con un solo

palpador (media mordaza) y la superficie sobre la cual descansa, actúa

como plano de referencia para realizar las mediciones.

Page 13: Metrologia e Instrumentos de Medicion

Galga pasa/no pasa

Dispositivos diseñados para verificar las dimensiones de una parte en sus

límites de tamaño superior e inferior, de acuerdo con las tolerancias

especificadas por las normas.

Comparador de carátula

Instrumento de medición en el cual un pequeño movimiento del husillo se

amplifica mediante un tren de engranajes que se mueven en forma angular.

Una aguja es la encargada de indicar el resultado sobre la carátula del

dispositivo. La aguja indicadora puede dar tantas vueltas como lo permita el

mecanismo de medición del aparato. Este indicador se monta en un soporte

diseñado para mediciones específicas como espesores, profundidades,

exteriores y variaciones.

Page 14: Metrologia e Instrumentos de Medicion

Galgas de espesores

Estos medidores consisten en láminas delgadas que tiene marcado su

espesor y que son utilizadas para medir pequeñas aberturas o ranuras. El

método de medición consiste en introducir una galga de espesores dentro

de la abertura, si entra fácilmente, se prueba con la mayor siguiente

disponible, si no entra vuelve a utilizarse la anterior. Debe tenerse cuidado

de no forzar las galgas ni introducirlas en ranuras que tengan rebabas o

superficies ásperas porque esto las dañaría.

Galgas de radios

Son una serie de láminas, marcadas en milímetros y pulgadas con los

correspondientes radios cóncavos y convexos, formados en diversas partes

de la lámina, tal como lo muestra la figura. La inspección se realiza

determinando que patrón se ajusta mejor al borde de una pieza.

Page 15: Metrologia e Instrumentos de Medicion

Galgas para roscas

Tiene una serie de láminas que corresponden a la forma de rosca de varios

pasos (hilos por pulgada). Los valores están indicados sobre cada lámina.

Lo único que debe hacerse es probar con diferentes láminas hasta que una

asiente adecuadamente en las estrías (roscas) del tornillo o tuerca.

Compás

Antes de que instrumentos como el calibrador Vernier fueran introducidos en

los laboratorios, las partes eran medidas con compás y regla. El uso del

compás en la actualidad esta restringido, ya que su uso requiere habilidad

(tacto), y no es posible lograr gran exactitud; en algunos casos sólo se utiliza

en el taller para realizar trazos antes de mecanizar las piezas.

Page 16: Metrologia e Instrumentos de Medicion

Calibradores telescópicos

Los calibradores telescópicos sirven para la medición de diámetros de

agujeros o anchos de ranuras. Las dos puntas de contacto se expanden

mediante la fuerza de un resorte. Una vez colocadas en la posición

adecuada, se fijan y se remueve el calibre. El tamaño final puede obtenerse

midiendo sobre las puntas de contacto con un calibrador o micrómetro.

Medidores de profundidad

El medidor de profundidad está diseñado para medir las profundidades de

agujeros y ranuras, así como la diferencia de altura entre peldaños y

planos. Sus sistemas de graduación y construcción son básicamente los

mismos que los empleados en los calibradores Vernier.

Page 17: Metrologia e Instrumentos de Medicion

Niveles de burbuja

Los niveles de burbuja son los instrumentos más comúnmente utilizados

para inspeccionar la posición horizontal ó vertical de superficies y evaluar

la dirección y magnitud de desviaciones menores de esa condición nominal

Bloques patrón

Instrumento de control destinado a definir o materializar, conservar o

reproducir la unidad o varios valores conocidos de una magnitud, para

transmitirlos por comparación a otros instrumentos.

Page 18: Metrologia e Instrumentos de Medicion

BIBLIOGRAFÍA

Piñeiro Moro, María, Metrología: Introducción, conceptos e instrumentos, Mc

Graw Hill, México, D.F, 2004, Págs. 10-25

Restrepo Díaz, Jaime, Metrología II, Textos Académicos, Madrid, España, 1998,

Págs. 8-16.

Witold Kula, Las Medidas y los Hombres, Siglo XXI Editores, Tercera Edición,

México, D.F, 2000, Págs. 12-22.

Galicia Sánchez, Roberto, García Lira, Noé, et-al, Metrología Geométrica

Dimensional, AGT Editor, Primera Edición, México, D.F, 1986, Págs. 1-12

WEBGRAFIA

http://books.google.com.mx/books?id=9ebXd5nzyKAC&printsec=frontcover&dq=metr

ologia&hl=es&sa=X&ei=QhgVUbSnMOe2wWk44CoCQ&redir_esc=y#

http://portal.oas.org/Portal/Topic/CienciaTecnolog%C3%ADaeInnovaci%C3%B3n/Pr

ogramas/Innovaci%C3%B3nyCompetitividad/Metrolog%C3%ADa/tabid/1433/Default.a

spx

http://www.metrologia-ema.com/pdf/metrologia-basica.pdf