2.2Utilizo instrumentos tecnológicos para realizar mediciones e identifico algunas fuentes para realizar mediciones
¿que es el sistema internacional de medidas ?
Después de la Revolución Francesa 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.Así, el Sistema Internacional de Unidades, abreviado SI, también denominado sistema internacional de medidas, es el sistema de unidades más extensamente usado. Junto con el antiguo sistema métrico decimal, que es su antecedente y que ha mejorado, el SI también es conocido como sistema métrico, especialmente en las naciones en las que aún no se ha implantado para su uso cotidiano. Fue creado en 1960 por la Conferencia General de Pesas y Medidas, que inicialmente definió seis unidades físicas básicas o fundamentales. En 1971 fue añadida la séptima unidad básica, el mol.El Sistema Internacional de Unidades está formado hoy por dos clases de unidades: unidades básicas o fundamentales yunidades derivadas
¿en que consiste la metrologia?
La metrología (del griego μετρoν, medida y λoγoς, tratado) es la ciencia y técnica que estudia las mediciones de las magnitudes garantizando su normalización mediante la trazabilidad. Acorta la incertidumbre en las medidas mediante un campo de tolerancia. Incluye el estudio, mantenimiento y aplicación del sistema de pesos y medidas. Actúa tanto en los ámbitos científico, industrial y legal, como en cualquier otro demandado por la sociedad. Su objetivo fundamental es la obtención y expresión del valor de las magnitudes empleando para ello instrumentos, métodos y medios apropiados, con la exactitud requerida en cada caso.
La metrología tiene dos características muy importantes; el resultado de la medición y la incertidumbre de medida.
¿ cuantos y cuales son los instrumentos que se pueden utilizar ,para medir tecnologicamente ?
Se utilizan una gran variedad de instrumentos para llevar a cabo mediciones de las diferentes magnitudes físicas que existen. Desde objetos sencillos como reglas y cronómetros hasta los microscopios electrónicos y aceleradores de partículas.
A continuación se indican algunos instrumentos de medición existentes en función de la magnitud que miden.
Para medir masa:
- balanza
- báscula
- espectrómetro de masa
- catarómetro
Para medir tiempo:
- calendario
- cronómetro
- reloj
- reloj atómico
- datación radiométrica
Para medir longitud:
- Cinta métrica
- Regla graduada
- Calibre
- vernier
- micrómetro
- reloj comparador
- interferómetro
- odómetro
Para medir ángulos:
- goniómetro
- sextante
- transportador
Para medir temperatura:
- termómetro
- termopar
- pirómetro
Para medir presión:
- barómetro
- manómetro
- tubo de Pitot
Para medir velocidad:
- velocímetro
- anemómetro (Para medir la velocidad del viento)
- tacómetro (Para medir velocidad de giro de un eje)
¿que se considera un error de medición ?
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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, oestocásticas se denominan aleatorios y están relacionados con la precisión del instrumento.
En este artículo vamos a comentar los principales errores de medición y sus fuentes.
- Error aleatorio. No se conocen las 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 muestral. Con estos parámetros se puede obtener la Distribución normal característica, N[μ, s], y la podemos acotar para un nivel de confianza dado.
- Las medidas entran dentro de la campana con unos márgenes determinados para un nivel de confianza que suele establecerse entre el 95% y el 98%.
- Error sistemático. Permanecen constantes en valor absoluto y en el signo al medir una magnitud en las mismas condiciones, y se conocen las leyes que lo causan.
- Para determinar un error sistemático se deben de realizar una serie de medidas sobre una magnitud Xo, se debe de calcular la media aritmética de estas medidas y después hallar la diferencia entre la media y la magnitud X0.
- Error sistemático = | media - X0 |
- ¿cuales son las fuentes de errores mas comunes o frecuentes al medir instrumentos tecnológicos ?
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:
- Error debido al instrumento de medida.
- Error debido al operador.
- Error debido a los factores ambientales.
- Error debido a las tolerancias geométricas de la propia pieza.
[editar]Errores debidos 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 sumar 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 comprobar si se mantiene dentro de unas especificaciones.
- Error por precisión y forma de los contactos.
[editar]Errores debidos al operador
El operador influye en los resultados de una medición por la imperfección de sus sentidos así como por la habilidad que posee para efectuar 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 mal posicionamiento. Ocurre cuando no se coloca la pieza adecuadamente alineada con el instrumento de medida o cuando con pequeños instrumentos manuales se miden piezas grandes en relación de tamaño. Otro ejemplo es cuando se coloca el aparato de medida con un cierto ángulo respecto a la dimensión real que se desea medir.
- 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 de paralaje.
- Errores que no admiten tratamiento matemático. Error por fatiga o cansancio.
[.]Errores debidos a los factores ambientales
El más 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 específico x longitud de la pieza x variación temperatura
- ( ΔL = α.L.ΔT )
- 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 de una pieza 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 cesa la fuerza.
- Errores de forma. Se puede estar midiendo un cilindro cuya forma aparentemente circular en su sección presente cierta forma 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 austenítica se transforme a fase martensítica, estable a temperatura ambiente. Estos cambios de geometría son muy poco conocidos pero igualmente tienen un impacto importante
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Para medir propiedades eléctricas:
- electrómetro (mide la carga)
- amperímetro (mide la corriente eléctrica)
- galvanómetro (mide la corriente)
- óhmetro (mide la resistencia)
- voltímetro (mide la tensión)
- vatímetro (mide la potencia eléctrica)
- multímetro (mide todos los valores anteriores)
- puente de Wheatstone
- osciloscopio
Para medir volúmenes
- Pipeta
- Probeta
- Bureta
- Matraz aforado
Para medir otras magnitudes:
- Caudalímetro (utilizado para medir caudal)
- Colorímetro
- Espectroscopio
- Microscopio
- Espectrómetro
- Contador geiger
- Radiómetro de Nichols
- Sismógrafo
- pHmetro (mide el pH)
- Pirheliómetro
- Luxómetro (mide el nivel de iluminación)
- Sonómetro (mide niveles de presión sonora)
- Dinamómetro (mide la fuerza)
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