Unidad Uno De Metrologia

1.1 Necesidad e importancia de las mediciones

La medición es un proceso básico de la ciencia que consiste en comparar un patrón seleccionado con el objeto o fenómeno cuya magnitud física se desea medir para ver cuántas veces el patrón está contenido en esa magnitud.

Las mediciones es la forma de interpretar, estudiar y conocer un grupo de hechos del mundo natural, llamados hechos físicos.

Los hechos físicos se agrupan con base en los siguientes aspectos: tiempo, espacio, masa, movimiento, energía, ondas, luz, electromagnetismo y radiaciones.

Por ello el ser humano ha creado patrones específicos y que la mayoría son universales para tener una noción a manera de cantidad de los aspectos antes mencionados.

1.2 Laboratorios primarios y secundarios

Los laboratorios primarios son aquellos laboratorios donde existen los patrones de valides internacional, como es el “BIPM” que significa en español “Oficina Internacional de Pesos y Medidas”.

En cada país hay por lo menos un laboratorio especializado en el tema de patrones y medidas en el caso de nuestro país, México, el encargado de esta tarea es el CENAM, y este laboratorio, para calibrar sus instrumentos los lleva al BIPM.

Los siguientes laboratorios son los de aseguramiento de calidad, estos se encuentran en cada una de las fábricas o empresas del país en tienen sus propios laboratorios, en caso el de sigma alimentos recibe el nombre de laboratorio sensorial, estos laboratorios tienen que llevar a calibrar sus instrumentos de medición al CENAM.

Estos laboratorios una vez que hayan llevado sus patrones de medida a calibrar o alguna herramienta al CENAM, deberán verificar la fecha de caducidad de la calibración y estar atentos para que los lleve a calibrar cuando se venza la fecha para ir de nuevo a calibrarlos y con esto estar seguros de que sus medidas son las correctas y su producción sea de calidad.

Por ultimo queda la producción, que es la aplicación directa de los instrumentos en la empresa o fabrica, aquí el obrero es el encargado de utilizar toda la herramienta por ello debe de ser cuidadoso y manejar cada instrumento y si en dado caso sufriera una modificación en cuanto a la medida que realiza, se tendrá que llevar a calibrar al laboratorio que se encuentra en su centro de trabajo.

A continuación se muestra una pirámide donde se muestra la importancia de cada laboratorio.

1.3 Errores en la medición

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, o estocásticas se denominan aleatorios y están relacionados con la precisión del instrumento.

Tipos de errores de medición

Atendiendo a su naturaleza los errores cometidos en una medición admiten una clasificación en dos grandes vertientes: errores aleatorios y errores sistemáticos.

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 |

Causas de errores de medición

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 más 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.

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.

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 paralelaje. 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 paralelaje.

• 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

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