PROCESOS INDUSTRIALES. METROLOGIA ING. PAUL TANCO FERNANDEZ CIP 52408.

PROCESOS INDUSTRIALES

METROLOGIAING. PAUL TANCO FERNANDEZ

CIP 52408

METROLOGIA

Es la ciencia de la Medición, es una de las partes fundamentales de la Mecánica ya que trata de las medidas y su expresión, y gracias a ella todas las piezas que integran un montaje determinado pueden ser intercambiadas en caso de deterioro.

MAGNITUDES

NOMBRE UNIDAD SIMBOLO

Longitud

Masa

Tiempo

Temperatura Termodinámica

Corriente Eléctrica

Intensidad Luminosa

Cantidad de sustancia

Metro

Kilogramo

Segundo

Kelvin

Amperio

Candela

Mol

m

Kg.

S

K

A

Cd

Mol

MEDICION

Es un procedimiento en el cual se compara una cantidad desconocida con un standard conocido usando un sistema de unidades aceptado consistente. La medición proporciona un valor numérico de la cantidad que nos interese dentro de ciertos límites de precisión y exactitud.

EXACTITUD

Es el grado en el cual un valor medido coincide con el valor verdadero de la cantidad que nos interesa. Un procedimiento de medición es exacto cuando no tiene errores sistemáticos.

PRECISION

Es el grado en el que se puede repetir el proceso de medición. Una buena precisión significa que se reducen al mínimo los errores aleatorios en el proceso de medición los errores aleatorios en: - Humanos.- lectura imprecisa de la escala,

aproximaciones redondeadas. - No humanos.- cambios de temperatura,

desgaste gradual, desajuste.

CALIBRACION

Es un procedimiento de medición que se verifica contra un standard conocido. Por ejemplo, calibrar un termómetro implicaría verificar su lectura en hielo (de agua pura).

Algunas medidas, en especial en un ambiente de manufactura deben hacerse con rapidez. La capacidad de un instrumento de medición para indicar la cantidad en el mínimo periodo se denominará velocidad de respuesta.

METODOS DE MEDICION

a) MEDICON DIRECTA.- El cálculo se realiza tomando la lectura directa del instrumento.

b) MEDICION POR COMPARACION.- El cálculo se realiza a través de determinación de parámetros, los cuales se pueden calcular mediante fórmulas que finalmente son comparadas con dimensiones ya preestablecidas.

TEORIA DEL ERROR

Es un hecho conocido de que siempre se realizan mediciones se llegan a cometer errores ya sea por la falta de experiencia o por las imprecisiones del instrumento que se emplean al efectuar la medición. La máxima precisión posible de un instrumento esta determinado por el valor de la mas pequeña medición. Por lo tanto el error que se tiene al efectuar la medición es igual a la mitad de la máxima precisión posible del instrumento.

E = (1/2)* máxima precisión posible

ERRORES ORIGINADOS EN EL TRABAJO a) ERRORES DE METODOLOGÍA.- Son aquellos que

se generan por las limitaciones impuestas por el desarrollo y avance tecnológico, pueden ser tanto teóricos como prácticos, por ejemplo, si pesamos un cuerpo en un balanza la fórmula de deducción se realiza sin tener en cuenta el empuje aerostático que el aire sobre el cuerpo al pesar, lo cual ya origina un error.

  b) ERRORES SISTEMÁTICOS.- Son los errores que se

presentan en forma constante; son desviaciones positivas o negativas del valor verdadero que son consistentes de una medición a la siguiente. Estos errores se dan debido a la mala construcción o mala calibración del instrumento con que se mide o al mal uso que se hace de él o bien él paralelaje.

PARALELAJE.- Es el error que se tiene una lectura del instrumento de una variable, con diferentes ángulos de observación

c) ERRORES FORTUITOS.- Son los errores que se presentan debido a las condiciones fluctuantes del medio donde se miden. Esto es, la variación de la temperatura, la variación de la presión atmosférica, las oscilaciones mecánicas, etc.

EFECTO DE LA TEMPERATURA EN EL AMBIENTE DE TRABAJO

Los cambios de temperatura en un ambiente de trabajo y en especial de los instrumentos, originan cambios que pueden ser perjudiciales para un proceso de producción. Por ello es importante controlar estos cambios de temperatura, ya que son influenciados por la energía térmica de los cuerpos.

La temperatura de un cuerpo esta dado por el valor promedio de la energía cinética de sus moléculas.

DILATACION

Es la variación de las dimensiones de un cuerpo, cuando aumenta o disminuye la temperatura.

  DILATACIÓN LINEAL Lf = Lo(1+ *T)   Lf: Magnitud final Lo: Magnitud inicial : Coeficiente de dilatación del metal (1/°C) T: Variación de la temperatura (°C)

DILATACIÓN SUPERFICIAL Sf = So (1 + *T) Siendo = 2   DILATACIÓN VOLUMÉTRICA Vf = Vo (1+*T) Siendo = 3

TABLA DE COEFICIENTES

SUSTANCIA 1/°C

Agua

Mercurio

Petróleo

Cobre

Vidrio

Acero

1.80*10-4

1.82*10-4

9.20* 10-4

17*10-6

9*10-6

11*10-6

ERROR ABSOLUTO

El error absoluto de una medición es el resultado de la comparación entre el valor exacto o real y el valor obtenido en la medición el cual es el valor aproximado. 

AE = |a-V |Donde: E : Error absoluto a : Valor medido V : Valor real o verdadero

Entonces: ± E = a - V V = a ± E

ERROR RELATIVO

Es el cociente del error absoluto y el valor obtenido en la medición

  Er = error absoluto / valor de la medición Entonces:

Er = E / a

DESVIACION O ERROR DE MEDICION

mediante:

TOLERANCIA

Es la cantidad total en que se admite que una dimensión especificada varíe. La tolerancia es la diferencia entre el limite máximo y el límite mínimo.

- Tolerancia bilateral.- En la cual la variación se admite en ambas direcciones positiva y negativa

5.00 ± 0.05(mm) Especifica la dimensión nominal como 5.00 (mm), con una variación admisible de 0.05 (mm),en cualquier dirección.. Es posible que una tolerancia bilateral este desbalanceada. - Tolerancia unilateral.- Es aquella en que la

variación con respecto a la dimensión especificada se admite solo en una dirección, ya sea positiva o negativa pero no en ambos.

DISTRIBUCION NORMAL

A pesar de todos los cálculos de errores nunca se puede llegar a una certeza total en relación al valor medido con el valor verdadero, por lo que es necesario considerar la introducción de probabilidades.

Todas las distribuciones normales de las variables continuas se pueden convertir a la distribución normal estandarizada.

Z= (â - E)/

CURVA NORMAL

EJERCICIOS

1.- En un ambiente de trabajo la temperatura del medio es de 60° F a las 7. 00 a.m. después de 3 horas la temperatura, ascendió a 80°F en ese instante se hacen mediciones de un determinado ensayo, encontrándose una magnitud de 32,2 cm. Determinar el error que se ha obtenido en la medición si se ha utilizado una regla de acero cuyo dilatación térmica es de 11x10-6 C-1

2.- SE HAN HECHO MEDICIONES DEL ANILLO QUE SE MUESTRA EN LA FIGURA Y SE HAN REGISTRADO LAS SIGUIENTES LECTURAS:DETERMINAR EL MAXIMO VOLUMEN

D1 (mm) D2 (mm) H(mm)

60.8

59.9

60.0

58.5

60.2

60.0

59.5

61.0

58.0

61.0

80.5

79.0

80.0

79.0

81.0

78.6

79.8

80.0

78.9

81.0

25.55

24.99

25.00

26.05

24.45

25.01

26.02

25.00

24.50

25.05