Antecedentes Antecedentes de la metrología metrología
A través de la historia historia se comprueba que el progreso de los pueblos siempre estuvo relaci relaciona onado do con su progre progreso so en las las medici medicione ones. s. La Metrología Metrología es es la cie cienci ncia a de las las mediciones y éstas son una parte permanente e integrada de nuestro diario vivir que a menudo perdemos de vista. En la metrología se entrelazan la tradición y el cambio cambio;; los sistemas sistemas de de medición rele!an las tradiciones de los pueblos pero al mismo tiempo tiempo estamos estamos permanentemente buscando nuevos patrones y ormas de medir como parte de nuestro progreso y evolución evolución.. Es por med medio de die ieren rentes tes aparato ratos s e instru strume men ntos de medici ición que se realizan pruebas pruebas y y ensayos que permiten determinar la conormidad con las normas normas e"istentes e"istentes de un producto producto o o servicio servicio;; en cierta medida# esto permite asegurar la calidad calidad de de los productos y servicios servicios que que se orecen a los consumidores. $%ué es Metrología& La metrología 'del griego ()*+o,# medida y -oo/# tratado0 es la ciencia ciencia y y t1cnica que tiene por ob!eto el estudio de los sistemas de pesos y medidas# y la determinación de las magnitudes ísicas.
2istóricamente esta disciplina disciplina ha ha pasado por dierentes etapas; inicialmente su m3"ima preocupación y el ob!eto de su estudio ue el an3lisis de los sistemas de pesas y medidas antiguos# cuyo conocimiento conocimiento se se observa necesario para la correcta comprensión de los te"tos antiguos. 4a desde mediados del siglo 567# sin embargo# el interés interés por la determinación de la medida del globo terrestre y los traba!os que al eecto se llevaron a cabo por orden de Luis Luis 576 576# pusie pusieron ron de mani maniie iesto sto la nece necesid sidad ad de un sistema de peso pesos s y medi medida das s universal# proceso que se vio agudizado durante la revolución revolución industrial industrial y culminó con la creación de la 8icina 8icina 7nternacional 7nternacional de 9esos y Medidas y la construcción construcción de de patrones para el metro y el :ilogramo en <=>. Estab Establec lecido idos s ya patro patrone nes s de las unida unidade des s de medid medida a unda undamen menta tales les por por la oicin oicina a mencionada# mencionada# la metrología metrología se ocupa hoy día# sin olvidar su vertiente histórica# del proceso de medición en sí# es decir# del estudio de los procesos de medición medición## incluyen incluyendo do los instrumentos empleados# así como de su calibración periódica; todo ello con el propósito de servir a los ines tanto industriales como de investiga investigación ción cientíica cientíica.. Las mediciones correctas tienen una importancia undamental para los gobiernos# para las empresas y para la población en gene genera ral# l# ayud ayudan ando do a orde ordena narr y aci acili lita tarr las las transacciones transacciones comerciales. A menudo las cantidades y las características de un producto son resultado de un contrato contrato entre entre el cliente cliente ' 'consumidor consumidor 0 y el proveedor 'abricante0; las mediciones acilitan acilitan este proceso y por ende inciden en la calidad de vida de la población# protegiendo al consumidor# ayudando a preservar el medio ambiente y contribuyendo a usar racionalmente los recursos recursos naturales. naturales. Actualmente# Actualmente# con la dinamización dinamización del comercio comercio a a nivel mundial# la Metrología adquiere mayor importancia y se hace m3s énasis en la relación que e"iste entre ella y la calidad# entr entre e las las medi medici cion ones es y el control de la cali calida dad# d# la cali calibr brac ació ión# n# la acre acredi dita taci ción ón de laboratorios# la trazabilidad y la certiicación. La Metrología es el n?cleo central b3sico que
permite el ordenamiento de estas unciones y su operación coherente las ordena con el ob!etivo inal de me!orar y garantizar la calidad de productos y servicios. El desarrollo de la metrología proporciona m?ltiples beneicios al mundo industrial# como veremos a continuación@ 9romueve el desarrollo de un sistema armonizado de medidas# an3lisis ensayos e"actos# necesarios para que la industria sea competitiva. Bacilita a la industria las herramientas de medida necesarias para la investigación y desarrollo de campos determinados y para deinir y controlar me!or la calidad de los productos. 9erecciona los métodos y medios de medición. Bacilita el intercambio de inormación cientíica y técnica. 9osibilita una mayor normalización internacional de productos en general# maquinaria# equipos y medios de medición.
En la Metrología hay dierentes 3reas especíicas. Algunas de ellas son las siguientes@ C Metrología de masa# que se ocupa de las medidas de masa C Metrología dimensional# encargada de las medidas de longitudes y 3ngulos. C Metrología de la temperatura# que se reiere a las medidas de las temperaturas. C Metrología química# que se reiere a todos los tipos de mediciones en la química. La metrología 'del griego ()*+o,# medida y -oo/# tratado0 es la ciencia de la medida. Diene por ob!etivo el estudio de los sistemas de medida en cualquier campo de la ciencia. La Metrología tiene dos características muy importantes el resultado de la medición y la incertidumbre de medida .Metrología es la ciencia que trata de las medidas# de los sistemas de unidades adoptados y los instrumentos usados para eectuarlas e interpretarlas. La Metrología en Mé"ico es atendida por diversas instituciones p?blicas y privadas# que conorman el istema Metrológico Facional. La Girección Heneral de Formas# adem3s de realizar directamente actividades relacionadas con la metrología cientíica# industrial y legal# coordina los esuerzos que aporta el sector p?blico ederal a dicho istema por medio de las instituciones que tienen alguna competencia en la materia. Las actividades que realiza son las siguientes@
Autorizar el uso de unidades previstas en otros sistemas de medida 'tr3mite EC IJCII0
Aprobar el modelo o prototipo de instrumentos de medición 'tr3mite ECIJCII>0.
Autorizar los patrones nacionales de medición 'tr3mite ECIJCIIK0
Autorizar trazabilidad hacia patrones nacionales o e"tran!eros 'tr3mite ECIJCIIJ0.
ertiicar Formas 8iciales Me"icanas a solicitud de parte 'de instrumentos de
medición0 cuando no e"iste 8rganismo de ertiicación acreditado y aprobado 'tr3mite ECIJCII0. Aprobar Laboratorios de alibración y Nnidades de 6eriicación de instrumentos
de medición 'tr3mite ECIJCII=0. onservar los prototipos nacionales del metro y :ilogramo o asignar su custodia a
otras entidades para su me!or conservación. E"pedir la lista de instrumentos de medición cuya veriicación inicial# periódica y
e"traordinaria es obligatoria. Giundir el uso y aplicación del istema Heneral de Nnidades de Medida 'F8MC
IIII>0. E"pedir las normas oiciales me"icanas en materia de metrología 'listado de
normas oiciales me"icanas de metrología0. 5. 000a . d.Cr i s t o.Comi enz anau t i l i z ar s el asuni d adesdemedi da.El hombr eel i gi ós upr o pi oc uer po c omo bas e par a l as pr i mer as uni dad es de medi da ( uni dad es ant r opo mór fi c as ) . 2. 750 a. d. Cr i st o. Uni dad de l ongi t ud más ant i gua, el " Real Codo Egi pci o" . 2 . 5 00a . d .Cr i s t o.Pr i me rp at r ó ns i nf u nd ame nt oc or p or a l .Esun ar e gl ag r a du ad aq uer e pos ae nl a s r o di l l a sd ed oses t a t u asde lRe y Di o sGud ea .Co ns t i t u í ae lp at r ó nl e gald el au ni d add eL ag as h. 1. 100.Sedefi nel ay ar dai ngl es aporl adi s t anc i ac ompr e ndi daent r el apu nt adel an ar i zdeEnr i que I
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1. 2871. 327. Ent r el osr ei nadosdeEnr i queI I IyEduar doI Is edi c t odi f er ent enor mat i v a,bas adaenl a l ongi t ud
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1. 610. Gal i l eo descubr e l a l ey del péndul o y f abr i ca un t el esc opi o de pot enci a. 1 . 6 14 .J o h n Na pi e rr e al i z ae ld es c u br i mi e nt o ma t e má t i c od el o sl o ga r i t mo s .Ba s án do s ee nl o s mi s mos
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de s l i z an t e.
1. 631.Pi er r eVer ni erdes c ubr eelpr i nc i pi odedi v i s i óndelt or ni l l omi c r omét r i c o.Gas coi gnef ueel pr i mer o en ut i l i zar el mi cr ómet r o, si bi en no l o ut i l i zó par a l a medi ci ón. 1 . 6 68 .Sec r e ae nFr a nc i au np at r ó nd el o ng i t u dd en omi n ad oT o es ad eCh at e l e t ,f o r ma dop oru na bar r a de hi er r o empot r ada en el ext er i or de un mur o del Gr an Chat el et de Par í s. 1 . 7 9 1.L aAs a mb l e aNa c i o n alF r a n c e s aa d op t au ns i s t e mad eme d i d a sc u y aun i d a db á s i c ae se l met r o,d efi ni doc omol adi ez mi l l onés i mapar t ed elc ua dr a nt edelmer i di an ot er r es t r e.As ís ec r eoel p r i me rs i s t e mamé t r i c od ec i ma l ,q ues ed en omi n óg en ér i c a me nt eSi s t e maMé t r i c o .Seb as a b ae n dos
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met r o
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k i l ogr amo.
1. 799.Sedep os i t aenl osar c hi v osdeFr anc i aelpr i merpr o t o t i podelme t r o,f or mad oporunar egl a de 1. 84 9.
pl at i no Españ a
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Fr an c i a.
1 . 8 40 1 . 8 50 .He nr yMa ud s l a yc o ns t r u y eu nmi c r ó me t r oc o nu nap r e c i s i ó nd el ami l é s i map ar t ed e
u na p ul g ad a.J e a nL au r e ntPa l me rr e al i z ól ap r i me r ap at e nt ed elc a l i b r eh us i l l o ,q ue e r au n i ns t r ument o
de
bol s i l l o.
1 . 8 68 .Se l l e rp er f e cc i o nayes t a nda r i z al ar o sc ad e6 0ºyWh i t wor t hl oh ac ec onl ad e5 5ºe nGr a n Br e t a ña .Ad emá s ,Wh i t wo r t hc o nt r i b uy óc o ns u sc a l i b r e si n t e r c a mb i a bl e syl amá qu i n ame di d or a , q uee r as en si b l eal ami l l o né si map ar t ed eu np ul g ad a.Noob st an t el ai n ce r t i d umb r ed eme di dac o n es t as
máqui nas
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1 . 8 70 .Wi l mo td i s e ñounmi c r ó me t r oqu eme dí ami l é s i ma s .J .R.Br o wnyLu c i a nSh ar p ed i s e ña ne l p r i me rmi c r óme t r ome c áni c o,u t i l i z an dol o sd i s eñ osdePal me ryWi l mo t .J os ep hSa x t o nc o ns t r u yó s u
c ompar ador
r efl ec t ant e.
1. 892.Al b er tAbr a ham Mi c hel s ond es ar r ol l óe li nt er f er óme t r o,c uy abas ec i ent í fi c aesl aapl i c ac i ón d el o sf e nó me no sdei n t e r f e r e nc i at o ma nd ol al u zc omof u en t e ,d eb i d oas uc o mp or t a mi e nt oc omo f enómeno
ondul at or i o. Lo
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mét r i ca
i nt er naci onal .
1 . 8 96 .Ca r lEd wa r dJ o ha ns o nc r e óu nj u eg od eg al g aseni n c r e me nt ou ni f o r me .Elp r i me rj u eg od e g al g as ,c o nu nae x ac t i t u dd e0 . 0 01 mm s eu t i l i z óe nl af a ct o r í ad ea r ma s.Ot r ai d ead es ar r o l l ad ay pat ent adaporJ ohans onf uel oqueel denomi n ó" T ol er anc i aspr ogr es i v as " .Lat ol er anc i aer af unc i ón del t amaño de l as gal gas , cu ant o menor er a l a gal ga menor er a l a t ol er anc i a. Cadi l l acf ueel pr i merf abr i c ant eenut i l i z arunj uegodegal gaspat r ón.Last ol er anc i asdef abr i c ac i ón no
s e
No
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r educ i do
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0. 001"
nec es ar i as
por
dos
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t ol er anc i as
s i mi l ar es .
Las máqui nas her r ami ent as no habí an al canz ado el sufi ci ent e gr ado de pr eci si ón. 1. 910.
Sol ex
i dea
l a
ampl i fi c ac i ón
neumát i c a.
El nac i mi ent od el ai ndus t r i ad el a ut omóv i l ,l aapl i c ac i ó ndel oss i s t emasdepr oduc c i ónenmas ayl a i n d us t r i a mi l i t a rp r o p or c i o n ar o n u n f u e r t e e mp u j e a l a me t r o l o g í a e n e ls i g l o XX. Dur ant eelpr i merc uar t odels i gl o,s eper f ec c i onar onl osc ompar ador esys i s t emasdedi v i s i ónpar a l a di semi naci ón del met r o. Apar ece el compar ador de esf er a y l a gal ga neumát i ca. 1. 929.
Apar ec e
l a
el ec t r ogal ga.
1 . 9 3 0. Ab b ot f a b r i c a l o s p r i me r o s i n s t r u me n t o s d e me d i d a g e omé t r i c a d e s u p e r fi c i e s . 1. 949.
Se
i ni ci a
l a
apl i ca ci ón
del co nt r ol
es t adí st i co
de
l a
ca l i dad.
1 . 9 52 . Se c o mi e nz a a u t i l i z a rl a e l e c t r ó ni c a p ar a c o n s eg ui r ma y o r e s a mp l i fi c a c i o ne s . 1 . 9 59 .Ap ar e c el ap r i me r amá qu i n ah er r a mi e nt ad ec o nt r o ln umé r i c oc o nu nae x a c t i t u dd e0 . 0 01 "y un
s i s t emas
de
dos
c oor denadas
X, Y.
1 . 9 60 .Enl ac o nf e r e nc i ad ep es a syme di d as ,s ea do pt ac o mod efi n i c i ó nd elme t r oa qu el l aq uel o e s t a b l e c ec o mo u nd e t e r mi n a do n ú me r od el o n gi t u d es d eo n da e ne lv a c í od el ar a d i a c i ó n c o r r e s p on di e n t eal at r a ns i c i ó ne nt r el o sn i v e l e s2 p 10 y 5 d 5d elá t o mo d e Cr i p t ó n8 6. 1 . 9 6 5.Sea ñ a deu nt e r c e re j eal a smá q ui n a sme d i d o r a sdec o o r d e na d as( MMC)ys eme j o r a n e st as ,c o ns i g ui en do p r ec i s i o nesd ed osv e c esl aso r i g i n al e s yr e gi s t r oi mp r e sod el a s me di d as ef ec t uadas . 1. 969.
Pr i mer a
MMc
c ont r ol ada
por
or denador .
1 . 9 80 .Sea pl i c aell á se renme t r ol o gí ad i me ns i on al ,o bt e ni é nd os ep r e ci s i o ne ss up er i o r e sa1 07 mm. 1 . 9 81 .Sei n t r o d uc ee ne lc o n t r o ld el a sMMC p r o c es a d or e sd eb a j oc o s t e ,a ba r a t a nd ol a sMMC. 1. 983.Seadop t al adefi ni c i ónac t ualdelme t r o:Di s t anc i ar ec or r i daporl al uzenelv ac í od ur ant e 297924581
s egundos
Ac t u al me nt el o sa v an ce st e cn ol ó gi c osd el asMMC s ef o c al i z ane nl l e v aral ap r ác t i c ar e l ac i o nes e nt r es i s t e ma sd ei n s pe c c i ó nfl e x i b l e s ,c o ns i g ui e nd ou na i n t e gr a c i ó nd el a so pe r a c i o ne sd e ma nu f ac t u r a ci ó nc o nuna l t og r a dod ep r e ci s i ó n,e v i t a nd oc os t e sa l t o sdei ns p ec c i ó nyco st e sd e f al l o.
onceptos b3sicos
Metrología legal La metrología legal se ocupa de la veriicación de los patrones e instrumentos de medida utilizados en las transacciones comerciales# en la salud# en la seguridad p?blica y en el medio ambiente. Esta rama de la metrología asegura que las partes involucradas en una medición obtengan resultados coniables dentro de los m3rgenes de error tolerados por la reglamentación vigente. Es de undamental importancia para el comercio e"terior ya que los países involucrados en una transacción deben medir de manera uniorme. Metrología cientíica Dambién conocida como Ometrología generalP. OEs la parte de la Metrología que se ocupa a los problemas comunes a todas las cuestiones metrológicas# independientemente de la magnitud de la medidaP. e ocupa de los problemas teóricos y pr3cticos relacionados con las unidades de medida 'como la estructura de un sistema de unidades o la conversión delas unidades de medida en órmulas0# del problema de los errores en la medida; del problema en las propiedades metrológicas de los instrumentos de medidas aplicables independientemente de la magnitud involucrada .En la Metrología cientíica hay dierentes 3reas especíicas. Algunas de ellas son las siguientes@ Metrología de masa# que se ocupa de las Medidas de masa Metrología dimensional# encargada de las medidas de longitudes y 3ngulos.
Metrología de la temperatura# que se reiere a las medidas de las temperaturas. Metrología química# que se reiere a todos los tipos de mediciones en la química. Metrología tecnológica La caracterización de materiales es uno de los pilares que sostiene el auge en el desarrollo de nuevas tecnologías y nuevos materiales. Adem3s de las propiedades b3sicas como estructura# morología# te"tura# color o propiedades mec3nicas# cobran gran importancia en esta revolución tecnológica. En este marco de eervescencia tecnológica# la presencia de Metrología es obligada. Metrología. iencia de las mediciones y sus aplicaciones. 78. La 78 '8rganización 7nternacional de Formalización0 es una ederación mundial de organismos nacionales de normalización 'miembros 780. La labor de preparación de normas internacionales es normalmente llevada a cabo a través de los comités técnicos de 78. istema 7nternacional de Magnitudes '7%>0. istema de magnitudes basado en las siete magnitudes
b3sicas@
longitud#
masa#
tiempo#
corriente
eléctrica#
temperatura
termodin3mica# cantidad de sustancia e intensidad luminosa. istema internacional de Nnidades 'istema 70. istema de unidades basado en el istema 7nternacional de Magnitudes# con nombres y símbolos de las unidades# y con una serie de prei!os con sus nombres y símbolos# así como reglas para su utilización# adoptado por la onerencia Heneral de 9esas y Medidas 'H9M0. Medición@ es el con!unto de operaciones que tiene por ob!eto determinar el valor de una magnitud. Medición@ 9roceso que consiste en obtener e"perimentalmente uno o varios valores que pueden atribuirse razonablemente a una magnitud. Medida@ es la evaluación de una magnitud hecha seg?n su relación con otra magnitud de la misma especie adoptada como unidad. Domar la medida de una magnitud es compararla con la unidad de su misma especie para determinar cu3ntas veces ésta se halla contenida en aquella.
Magnitud@ atributo de un enómeno que puede ser distinguido cualitativamente y determinado cuantitativamente. Magnitud@ 9ropiedad de un enómeno# cuerpo o sustancia# que puede e"presarse cuantitativamente mediante un n?mero y una reerencia. Magnitud de base# magnitud b3sica@Magnitud de un subcon!unto elegido por convenio# dentro de un sistema de magnitudes dado# de tal manera que ninguna magnitud del subcon!unto pueda ser e"presada en unción de las otras. La
primera
magnitud
base
es@
Longitud#
su
unidad
es
el
metro.
9atrón@ es la medida materializada de un aparato o de un sistema de medición destinado a deinir# realizar# conservar o reproducir una unidad. Mensurando@ Magnitud que se desea medir. Método de medida@ Gescripción genérica de la secuencia lógica de operaciones utilizadas en una medición. E"actitud de medida 'e"actitud0@ 9ro"imidad entre un valor medido y un valor verdadero de un mensurando. 9recisión de medida 'precisión0@ 9ro"imidad entre las indicaciones o los valores medidos obtenidos en mediciones repetidas de un mismo ob!eto# o de ob!etos similares# ba!o condiciones especiicadas. alibración@ 8peración que ba!o condiciones especiicadas establece# en una primera etapa# una relación entre los valores y sus incertidumbres de medida asociadas obtenidas a partir de los patrones de medida# y las correspondientes indicaciones con sus incertidumbres asociadas y# en una segunda etapa# utiliza esta inormación para establecer una relación que permita obtener un resultado de medida a partir de una indicación. 7nstrumento de medida@ Gispositivo utilizado para realizar mediciones# solo o asociado a uno o varios dispositivos suplementarios.
La incertidumbre de la medida es el valor de la semiamplitud de un intervalo alrededor del valor resultante de la medida 'valor convencionalmente verdadero0.
Gicho intervalo representa una estimación adecuado de una zona de valores entre los cuales es Ocasi seguroP que se encuentre el valor verdadero del mensurando. Así pues# el resultado de la medida se e"presa mediante@ " Q N La deinición de incertidumbre que incorpora el 6ocabulario 7nternacional de Metrología '67M0@ La incertidumbre de medida es un par3metro# asociado al resultado de una medición# que caracteriza la dispersión de los valores que razonablemente podrían ser atribuidos al mensurando. uanto menor sea la incertidumbre de la medida# me!or ésta. El valor de la incertidumbre es el primer índice de la calidad de una medida# que es tanto mayor cuanto menor es aquella. Dolerancia de una magnitud@ es el intervalo de valores en el que debe encontrarse dicha magnitud para que se acepte como v3lida.