Actividad 1 Metrologia Y Normalizacion.docx

ÍNDICE

I.

Introducción ---Página 1

II.

Desarrollo ---Página 2 a. La Metrología En La Mecatrónica ---Página 2 b. Dimensiones De La Metrología Dimensional ---Página 4 c. Tolerancias Geométricas ---Página 4 d. Sistemas ISC De Tolerancias ---Página 5 e. Clasificación De Los Instrumentos Y Equipos De Medición Directa E Indirecta ---Página 5 f. Tipos De Laboratorios En La Metrología ---Página 7 g. Laboratorio Primario ---Página 8 h. Laboratorio Secundario ---Página 9 i. El CENAM ---Página 10

III.

Conclusiones ---Página 11

IV.

Bibliografía ---Página 13

1 INTRODUCCIÓN

La vida actual es exacta, la mayoría de los acontecimientos y lo que vivimos día a día es el resultado de innumerables estudios dedicados a las ciencias, tales como matemáticas, física, química, geometría, entre otras, presentaron los fundamentos de las mediciones. Así al salir de casa por la puerta, esta tiene una medida promedio, aceptada para que las personas pueden entrar y salir por ella sin golpearse ni dificultarse al pasar y esto es gracias a cálculos básicos como la altitud y el ancho de un rectángulo, o al ver el reloj para no llegar tarde a un acontecimiento, siempre giramos alrededor del tiempo, y los relojes dan una determinada hora, no todos la dan exacta como los relojes atómicos pero existe un margen de error entre cada uno de ellos sin embargo este margen no están drástico como para cambiar la hora en unos cuantos kilómetros de distancia, ya al pasar en otros puntos de la tierra nos vemos afectados por el electromagnetismo de la misma que hace que los tiempos sean diferentes, pero para todo o la mayoría de las cosas en la vida cotidiana se usan las mediciones. La metrología como ciencia que estudia las mediciones y las magnitudes, brinda las bases de los cálculos matemáticos más complejos para la fabricación de maquinarias exactas, en las ingenierías, estas bases que aporta la metrología, es fundamental para todo el campo de trabajo que desde el principio de una actividad cual sea, se necesita saber un valor determinado, ya sea al momento de trazar planos de un circuito, necesitamos de magnitudes para calcular valores desconocidos, como el voltaje que se genera en el mismo, o la resistencia que se implementa, para todas las actividades en las ingenierías se necesita de la metrología para poder dar con exactitud un resultado de las mismas, por eso es que las ingenierías unifican las distintas facultades de las ciencias exactas. Para el cumplimiento de las normas metrológicas a niveles nacionales e internacionales, existen laboratorios metrológicos donde se fundamentan las medidas principales de más alta exactitud para posteriormente ser avaladas y aceptadas a niveles mayores, hasta volverse patrones, de ahí el concepto de trazabilidad. El presente trabajo trata sobre la metrología dimensional y lo que aborda enfocándolo a la carrera de estudio.

2 DESARROLLO

La Metrología es la ciencia de la medida”. Las medidas y la metrología son esenciales y prácticamente para todas las facetas del desarrollo del hombre debido a que son utilizadas en actividades que van desde el control de la producción, la medida de la calidad del medio ambiente, la evaluación de la salud, seguridad y los ensayos relativos a la calidad de los materiales, alimentos y otros productos, hasta la garantía de un comercio justo y la protección de los consumidores. La metrología dimensional incluye la medición de todas aquellas propiedades que se determinen mediante la unidad de longitud, como por ejemplo distancia, posición, diámetro, redondez, plenitud, rugosidad, etc. La longitud es una de las siete magnitudes base del Sistema Internacional de Unidades (SI). Es de gran importancia en la industria en general, pero muy especialmente en la de manufactura pues las dimensiones y la geometría de los componentes de un producto son características esenciales del mismo, ya que, entre otras razones, la producción de los diversos componentes debe ser dimensionalmente homogénea, de tal suerte que estos sean intercambiables aun cuando sean fabricados en distintas máquinas, en distintas plantas, en distintas empresas o, incluso, en distintos países. La Metrología En La Mecatrónica En la actualidad, el propósito básico de las mediciones dimensionales en la industria manufacturera, es verificar y asegurar con el mínimo de error, que el producto elaborado coincida con las especificaciones indicadas en el plano de diseño, siendo unos de los conductos para lograr este objetivo, el uso de la metrología. Ha medida que pasa el tiempo los instrumentos de medición que se producen son más exactos y prácticos. Han pasado de los instrumentos analógicos a los digitales. Esto ha sido un gran avance, ya que disminuye en gran medida las incertidumbres, puesto que no depende de la vista humana.

3 La mecatrónica es una disciplina que une las ingenierías mecánicas, electrónica, de control e informática. Es una disciplina sinérgica, puesto que integra estas cuatro disciplinas y produce maquinaria mucho más compleja. La metrología también se encarga de implementar instrumentos de medición, los cuales tienen un principio físico o químico. Este principio se implementa en traductores, los cuales son dispositivos que transforman una magnitud física en otra, como por ejemplo fuerza en longitud, intensidad luminosa en voltaje, etc. Teniendo en cuenta que la metrología es muy importante en todos los ámbitos puesto que sin metrología no habría ciencia ni tecnología, los traductores son una parte muy importante para la mecatrónica, y esencialmente para la ingeniería de control. Para poder controlar algo primero debemos saber su magnitud. Si queremos controlar intensidad luminosa, primero debemos saber qué cantidad de intensidad luminosa tenemos, y a partir de esta medición podremos determinar si reducimos la intensidad o la aumentamos. Este proceso de medición y ajuste se lleva a cabo en todos los sistemas de control, sin excepción alguna. He aquí la gran importancia de la metrología y los transductores para la mecatrónica. Ya que para un dispositivo se considere mecatronico, debe llevar por lo menos tres de las ramas principales, la mayoría de los dispositivos mecatronicos contienen transductores que están implícitos en un sensor, y que son estos últimos a los que se les aplica un acondicionamiento de señal, para poder interpretarlos electrónicamente. Ejemplos:  En un sistema de control de temperatura con el que se muestra a continuación se aplica lo que es claramente la ciencia de las mediciones a la mecatrónica.  Sistema de control de temperatura. El diagrama principal del funcionamiento de este sistema es el siguiente: El mecanismo de control en un controlador está formado por dos secciones; un comparador y un calculador de ajustes. El propósito del primero es comparar los valores medidos y el deseado de la variable a controlar (temperatura), para luego evaluar la diferencia entre ambos (error).

4 Dimensiones De La Metrología Dimensional La división de Metrología Dimensional tiene la tarea y la función de: 

Establecer, mantener y mejorar el patrón nacional de longitud.



Establecer, mantener y mejorar el patrón nacional de ángulo.



Ofrecer servicios de calibración para patrones e instrumentos de longitud y ángulo.



Asesorar a la industria en la solución de problemas específicos de mediciones y calibraciones dimensionales.



Realizar comparaciones con laboratorios homólogos extranjeros con objeto de mejorar la trazabilidad metrológica.



Apoyar al Sistema Nacional de Calibración (SNC) en actividades de evaluación técnica de laboratorios.



Elaborar publicaciones científicas y de divulgación en el área de medición de longitud.



Organizar e impartir cursos de metrología dimensional a la industria.

Para el cumplimiento de estas tareas se dispone de laboratorios que ofrecen una gama de servicios regulares, empleando instrumentos y equipos de alta tecnología, así como de personal altamente capacitado. Tolerancias Geométricas Las tolerancias geométricas se especifican para aquellas piezas que han de cumplir funciones importantes en un conjunto, de las que depende la fiabilidad del producto. Estas tolerancias pueden controlar formas individuales o definir relaciones entre distintas formas. Es usual la siguiente clasificación de estas tolerancias: 

Formas primitivas: rectitud, planicidad, redondez, cilindricidad



Formas complejas: perfil, superficie



Orientación: paralelismo, perpendicularidad, inclinación



Ubicación: concentricidad, posición



Oscilación: circular radial, axial o total

5 Valorar el cumplimento de estas exigencias, complementarias a las tolerancias dimensionales, requiere medios metrológicos y métodos de medición complejos. Sistemas ISC De Tolerancias La cantidad total que le es permitido variar a una dimensión especificada se denomina tolerancia, y es la diferencia entre los límites superior e inferior especificados. Al ensamblar piezas ocurre un ajuste, el cual es la cantidad de juego o interferencia resultante de tal ensamble. 

Los ajustes pueden clasificarse como:



Con juego



Indeterminado o de transición



Con interferencia, forzado o de contracción

El ajuste se selecciona con base en los requerimientos funcionales; por ejemplo, si se desea que una pieza se desplace dentro de la otra se utilizará un ajuste con juego, pero si se desea que las dos piezas queden firmemente sujetas se utilizará un ajuste forzado. El ajuste deseado se logrará aplicando tolerancias adecuadas a cada una de las partes ensamblantes. Clasificación de los instrumentos y equipos de medición directa e indirecta Debido a la gama tan amplia de instrumentos de medición que hay en el mercado, su clasificación se hace de la siguiente manera: a) Por el tipo de medición que realizan b) Por el sistema de funcionamiento con que trabajan A) POR EL TIPO DE MEDICIÓN QUE REALIZAN Instrumentos de medición directa En este grupo, que tienen los instrumentos capaces de darnos lecturas directas sobre una escala graduada, de una manera directa e inmediata sin necesidad de ajustar acero o a otro valor cualquiera a los equipos de medición. Como ejemplo podemos

6 mencionar: calibrador con vernier, tornillo micrométrico y aquellos que funcionan con el mismo principio, etc. Instrumentos de medición indirecta Se agrupan aquí, a los instrumentos que para que puedan usarse, es necesario ajustarlos a un cierto valor con la ayuda de un patrón o calibre y las lecturas son valores diferenciales con respecto al valor con que fue ajustado. También se incluyen en este grupo a los llamados calibres "pasa no pasa", que son de dimensión fija. Algunos instrumentos que están en este grupo son: reloj indicador de carátula, comparador óptico, comparado neumático, proyector de perfiles, etc. Clasificación de instrumentos y aparatos de medición:

Mecánicos Ópticos B) POR SU SISTEMA DE FUNCIONAMIENTO

Neumáticos Eléctricos Electrónicos Mixtos

7 Tipos De Laboratorios En La Metrología BIPM Los laboratorios se rigen de acuerdo a la oficina internacional de pesas y medidas, ubicada en Francia, el 15 de marzo de 1857 se establece el sistema métrico nacional de Francia, México se une en 1890 durante el gobierno de Porfirio día, en 1888 se crea en México la ley de metrología y posteriormente se crea en 1994 el CENAM en México es el centro nacional de metrología. La Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM, por sus siglas en francés, Bureau International des Poids et Mesures; a menudo traducido también como Oficina Internacional de Pesos y Medidas y Buró Internacional de Pesos y Medidas), es el coordinador mundial de la metrología. Su sede está ubicada en Sèvres, suburbio de París. Es la depositaria del kilogramo patrón internacional, única unidad materializada del Sistema Internacional de Unidades (SI) en uso, procedente del viejo Sistema métrico decimal. Laboratorios Metrológicos En estos laboratorios se aplica la ciencia que tiene por objeto el estudio de las unidades y de las medidas de las magnitudes; define también las exigencias técnicas de los métodos e instrumentos de medida. Para medir de la manera más correcta es necesario que los instrumentos estén correctamente calibrados, para ello se requiere de patrones para tomar las mismas medidas y quede de manera equitativa con respecto a la del patrón y este a su vez con otro y así sucesivamente. Para evitar eso existen patrones primarios de los cuales se derivan muchos más. Existen varios laboratorios que tienen por objeto el estudio de las unidades medidas de magnitudes, así como las exigencias técnicas de los métodos e instrumentos de medida. Estos se clasifican de acuerdo a la calidad de sus patrones. Las condiciones serán tanto más estrictas cuanto más alto nivel.

8 Los laboratorios tienen que establecerse en un lugar geográfico adecuado en donde las condiciones naturales lo permitan (clima, terreno, etc.) Los laboratorios primarios y secundarios tienen como función principal la calibración de las herramientas de medición, la diferencia de los mismos es la exactitud de margen de error que puede representar. Dichos laboratorios se clasifican en: Laboratorio Primario Son aquellos que resguardan los patrones de medición más exacta se puede decir que son los laboratorios nacionales. En un laboratorio primario se lleva a cabo la metrología de más alto nivel. En estos laboratorios se realizan investigaciones para alcanzar mediciones de la más alta exactitud y la más alta precisión. En estos laboratorios se establecen las medidas de los patrones primarios. Patrones Primarios Según la BIPM, los patrones primarios son una norma que ha sido designada o ampliamente reconocida por tener las más altas cualidades metrológicas y cuyo valor es aceptado sin referencia otras normas de la misma cantidad. Un ejemplo citado por la misma organización son los dispositivos Josephson para la realización de medición de voltaje, los láseres estabilizados usados en combinación con interferómetros para la realización de la cantidad de longitud. Patrones Secundarios La definición de la misma organización indica que un patrón secundario es una norma cuyo valor es asignado por la comparación con un patrón primario de la misma cantidad, se suele utilizar un patrón primario para calibrar los patrones secundarios. Son usados por ejemplo como referencia en la calibración de patrones de trabajo en la calibración de equipos, pues aseguran que las mediciones se llevan a cabo correctamente, es decir son estándares de verificación.

9 Laboratorio Secundario Son todos aquellos ubicados en centros de investigación y/o universidades, de ellos derivan las industriales, aunque puede ser considerada de la misma rama puesto que su función es la verificación de las medidas respecto a lo que se esté trabajando. El trabajo más importante que se hace usualmente es la calibración de patrones secundarios y patrones de trabajo. Las calibraciones de más baja exactitud que los laboratorios primarios que requieren de técnicas especializadas también se realizan aquí. Además, desde un laboratorio secundario puede operarse unidades móviles de calibración. En este tipo de laboratorios el trabajo más importante que se realiza es usualmente la calibración de patrones secundarios y patrones de trabajo. Son laboratorios de más baja exactitud que los primarios. En estos laboratorios generalmente se calibran las mediciones en base a los patrones primarios. También existen laboratorios en organizaciones que toman mediciones propias y establecen un patrón en ellas. Patrón De Trabajo Patrón que es usado rutinariamente para calibrar o controlar las medidas materializadas, instrumentas de medición a los materiales de referencia Notas: Un patrón de trabajo es usualmente calibrado contra un patrón de referencia. Un patrón de trabajo que se usa rutinariamente para asegurarse que las mediciones se realizan correctamente es llamada un patrón de control. Patrones De Referencia Es una norma general que tiene la más alta calidad metrológica disponible en un lugar u organización determinados que hacen dichas mediciones. Su uso se hace por ejemplo en laboratorios de calibración que suelen mantener estándares de referencia para la calibración de sus patrones de trabajo. Entre los patrones de referencia se destacan la masa medida en kilogramos o la longitud en metros; entre otros.

10 El CENAM El Centro Nacional de Metrología (CENAM) es el laboratorio nacional en materia de medidas de México. Es un organismo dependiente de la Secretaría de Economía, que se encarga del establecimiento y mantenimiento de los patrones de medida del Sistema Internacional de Unidades usados en México, así como la hora oficial (los horarios de verano y de invierno). Es responsable de establecer y mantener los patrones nacionales, ofrecer servicios metrológicos como calibración de instrumentos y patrones, certificación y desarrollo de materiales de referencia, cursos especializados en metrología, asesorías y venta de publicaciones. Así como el CENAM, existen varios laboratorios de metrología en México, ya sean primarios como el CENAM entre otros de clase privada, hasta los secundarios alojados en las universidades de alto prestigio, pero todos dedicados al estudio de los patrones metrológicos, enfocados al objetivo que persiguen cada uno, ya sean para certificar a otros laboratorios o para dar la validez de ciertos instrumentos de medición entre muchas investigaciones que se dan en ellos.

11 CONCLUSIONES

Conclusión 1 (Autor: Hernández López Erick Jair); Durante la investigación del presente trabajo entendí que es la metrología dimensional, pues tenía un concepto general de lo que era la metrología y lo que estudiaba, después de leer la definición de la misma, pude comprender que hay una clase de metrología que se dedica con precisión a las unidades de longitud, estos son magnitudes importantes entre el sistema internacional de medidas, ya sean el metro, el centímetro y fundamentalmente el milímetro ya que la exactitud con las que se obtienen las medidas deben ser muy similares a los patrones primarios, sabiendo que estos tienen la exactitud más alta ante el diverso campo de los patrones de medida. Conclusión 2 (Autor; Moo Koh Bildad Ageo); Cuando decidí estudiar Ing. Mecatrónica tenia conceptos muy obsoletos del mismo campo, ahora que leí distintos artículos sobre la metrología entendí que, en el transcurso de los estudios en esta profesión, se basa en las mediciones, ya que como en cualquier otra actividad que hagamos ya sea en la vida cotidiana, utilizamos las medidas, pero en la ingeniería tiene un papel fundamental, y mucho más complejo que obtener una medida de un valor desconocido comparándolo con un patrón de trabajo, sino que hay que realizar muchos cálculos para obtener el máximo nivel de exactitud y menor nivel de error, a la hora de trabajar con maquinarias y la metrología nos da fórmulas como el error absoluto, error relativo, o incertidumbre en las medidas para poder trabajar y desempeñar la profesión que estudio. Conclusión 3 (Autor: Mojica Aguilar Cristian Alejandro); Para el diseño y construcción de piezas se necesita un margen de error aceptado por el ajuste que se le dará a la pieza, y para calibrar o dar un valor con margen de error mínimo se necesita de instrumentos capacitados y aprobados por instituciones que garanticen que el instrumento con el que se trabaja no esté por debajo de los parámetros aceptados en las normas de medición y aquí es donde entra la metrología y los laboratorios de la misma, donde podemos cerciorarnos que un instrumento con el que

12 medimos este bien calibrado y no cometer errores por encima de la tolerancia recomendada, en el caso de la carrera que curso, es muy compleja en cuanto al uso de medidas, ya que exige demasiada exactitud de lo que se mide, puesto que de no existir normas o patrones de medida no se podría proceder a la realización de una pieza bien definida en toda su forma, se causarían muchos errores al trabajar y los conocimientos se harían de forma empíricos y no de la manera correcta. Conclusión 4 (Autor: Pinzón Contreras Usiel Abner); Desde que curse la preparatoria como técnico en mecatrónica, utilizamos muchos instrumentos de medición, pero no sabía de la principal clasificación de los instrumentos en directos e indirectos, y que al momento de buscar un valor determinado hay que tomar una decisión entre que instrumentos usar, y cuales son de menor confianza al dar lecturas a valores desconocidos, de esta manera si se eligiera un instrumento directo se podría obtener una medida más exacta y se evitarían varios errores al momento de hacer o implementar una magnitud para un trabajo. Así como los laboratorios primarios se encargan de dar una norma general de los patrones de medida, los instrumentos también tienen una jerarquía de medición, donde los que están en un alto nivel, son los de mejor precisión, pero a todos ellos, sean laboratorios o instrumentos, se rigen por la BIPM que es la encargada de dar las bases de las magnitudes o normas que ahora conocemos. Conclusión 5 (Autor: Collí Correa Omar Ezequiel); Siempre hemos estado en contacto con la metrología, pero desconocemos como llamarle al conjunto de todas esas medidas que usamos a diario, desde que somos pequeños requerimos de las mediciones para hacer cualquier cosa, mayormente de distancia y usábamos cada idea para poder ajustar una medida y que se mantenga. Tal es el caso de la niñez cuando jugamos una partida de futbol, y para que las porterías estén “iguales” contamos el número de pasos que damos entre un esquinero al otro y así los pasos que nos dé, se seguirán usando para la portería opuesta, una forma imaginativa de medir las cosas, pero ya en un nivel como en el que me encuentro, las cosas no se miden con ideas o con maneras creativas de hacerlas, si no que siempre se usaran magnitudes exactas con unidades preferibles para cada caso.

13 BIBLIOGRAFÍA

1. M. en I. Castillo Rodríguez Felipe Díaz 2. METROLOGÍA DIMENSIONAL 3. 2010 Cuautitlán Izcalli 103 Págs.

1. González Carlos 2. METROLOGÍA 3. McGraw Hill 1998 712 Págs.

1. Torres Iván 2. "INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN" 3. 24/08/16 4. https://todoingenieriaindustrial.wordpress.com/metrologia-y-normalizacion/2-8instrumentos-de-medicion-directa/

1. Secretaria De Economía 2. “METROLOGÍA DIMENSIONAL” 3. 24/08/16 4. http://www.cenam.mx/dimensional/dimensional.aspx

1. Díaz Angel 2. "Introducción A Los Laboratorios Primarios y Secundarios" 3. 22/08/2016 4. https://es.pdfcoke.com/doc/243409399/Laboratorios-Primarios-y-Secundarios-