Escuadras

METROLOGÍA

Dr. Primitivo Reyes Aguilar

Septiembre 2007

Metrología

Metrología. Es la ciencia de las mediciones. Deriva del griego “metrón” medida y “logos” lógica. Sus elementos clave son:

 El establecimiento de estándares de medición que sean internacionalmente aceptados y definidos

 El uso de equipo de medición para correlacionar la extensión que los datos del producto y proceso están conforme a especificaciones

 La calibración regular de equipos de medición, rastreables a estándares internacionales establecidos

Apoya a la organización en la evaluación cuantitativa de las variables del proceso (longitudes, dimensiones, pesos, presiones, etc.)

Factores considerados para determinar el periodo de calibración de los equipos de medición

 Intensidad de uso del equipo

 Posibles desgastes por el uso o degradación

 Errores identificados durante las calibraciones periódicas

Correlación de las mediciones

 Es la comparación o correlación de las mediciones de un sistema de medición con los valores reportados por uno o más sistemas de medición diferentes

 Un sistema o dispositivo de medición puede usarse para comparar valores contra un estándar conocido, a su vez puede compararse a la media y desviación estándar de otros dispositivos similares

 Todas las mediciones reportadas de artefactos iguales o similares, son referidos como prueba de proficiencia o prueba de Round Robin.

 También se pueden comparar valores obtenidos de diferentes métodos de medición usados para medir diferentes propiedades. Por ejemplo la medición de dureza y resistencia de un metal, temperatura y expansión lineal de un artículo al ser calentado, y peso y número de pequeñas partes

 El manual MSA de la AIAG clasifica los errores del sistema de medición en cinco categorías:

o Sesgo o exactitud

o Repetibilidad

o Reproducibilidad

o Estabilidad

o Linealidad

 El porcentaje de acuerdo ya sea entre el sistema de medición y los valores de referencia o el valor verdadero de la variable medida

 Puede estimarse con el coeficiente de correlación, r, con valores r=1 100% de acuerdo y r= 0 sin acuerdo.

El sistema internacional de unidades SI clasifica las mediciones en 7 categorías:

 Longitud (metro)

 Tiempo (segundo)

 Masa (kilogramo)

 Corriente eléctrica (ampere)

 Temperatura (Kelvin)

 Iluminación (candela)

 Cantidad de sustancia (mole)

Temperatura

 Temperatura en ºF = 1.8 (Temp ºC) +32

 Temperatura en ºC = (Temp ºF – 32) / 1.8

 Temperatura en ºK = Temp ºC + 273.15

Calibración

 Es la comparación de un estándar de medición o instrumento de exactitud conocida con otro instrumento para detectar, correlacionar, reportar o eliminar por ajuste, cualquier variación en la exactitud del instrumento que se está comparando.

 La eliminación del error es la meta primaria del sistema de calibración

Variabilidad total del producto: la variabilidad total en el producto incluye la variabilidad del proceso de medición.

Errores de medición: el error del instrumento de medición es el valor del instrumento de medición menos el valor verdadero.

Errores de medición: el intervalo de confianza para la media de las mediciones se reduce tomando mediciones múltiples de acuerdo al teorema del límite central con la siguiente relación:

Errores de medición

Hay muchas razones para que un equipo de medición genere variaciones por error, incluyendo las categorías siguientes:

 Variación por el operador

 Variación de operador a operador

 Variación del equipo

 Variación de los materiales

 Variación en procedimientos

 Variación en el software

 Variación de laboratorio a laboratorio

Intervalo de calibración

 Es aceptado generalmente que el intervalo de calibración del equipo de medición se base en la estabilidad, propósito y grado de uso.

 La estabilidad se refiere a la habilidad de un instrumento de medición para manejar de manera consistente sus características metrológicas durante el tiempo.

 El propósito es importante, en general las aplicaciones críticas incrementan la frecuencia y las aplicaciones menores disminuyen la frecuencia.

 El grado de utilización o uso se refiere a que tan frecuentemente se utiliza el instrumento y a que condiciones ambientales se expone.

 El equipo de medición y prueba debe ser trazable a registros que indiquen la fecha de la última calibración, por quién fue calibrado y cuando está planeada su próxima calibración. Algunas veces se usa la codificación.

Estándares de calibración

 El valor verdadero reconocido de acuerdo al SI se denomina Estándar

 Los estándares primarios de referencia son copias del kilogramo internacional y los sistemas de medición que responden a definiciones de las unidades fundamentales a las unidades derivadas de la tabla SI.

 Los estándares nacionales se toman como la autoridad central para evaluar la exactitud, y todos los niveles de estándares de trabajo son trazables a este “ gran” estándar

Estándares internacionales

En México se tiene el CENEAM o el Centro Nacional de Metrológia

• En EUA se tiene el NIST (National Institute of Standards and Technologý)

• Un Estándar primario es certificado por NIST o por una organización alterna que use procedimientos de calibración actualizados

• Los Estándares secundarios son calibrados por el depto. de Metrología de las empresas en base a los estándares primarios, para efectos de calibración.

Estándares de calibración

La trazabilidad hacia debajo de la trazabilidad se muestra a continuación

 National Institute Standards and Technology

 Laboratorios de Estándares

 Laboratorios de Metrología

 Laboratorios de Sistema de Control de Calidad

 Centros de Trabajo

La norma ISO 10012

Resumen del ISO 10012

 “Quality assurance requirement for measuring euipment – Part 1: Metrological confirmation system for measuring equipment”.

...