Por: Neptali López Frias. Ingeniería Industrial.

Normalización.

Proceso por el cual se regulan las actividades de los sectores tanto privado como público en materia de salud, medio ambiente en general, seguridad al usuario, información comercial, así como prácticas de comercio, industrial y laboral. A través de este proceso se establece la terminología, clasificación, directrices, especificaciones, atributos, características, y los métodos de prueba o las prescripciones aplicables a un producto, proceso o servicio.

Normalización: La Asociación Estadounidense para Pruebas de Materiales (ASTM, por sus siglas en ingles) define la normalización como el proceso de formular y aplicar reglas para una aproximación ordenada a una actividad específica para el beneficio y con la cooperación de todos los involucrados.

Norma: La norma es la misma solución que se adopta para resolver un problema repetitivo, es una referencia respecto a la cual se juzgara un producto o una función y, en esencia, es el resultado de una elección colectiva y razonada.

Prácticamente, norma es un documento resultado del trabajo de numerosas personas durante mucho tiempo, y normalización es la actividad conducente a la elaboración, aplicación y mejoramiento de las normas.

La ISO, define a la normalización como: El proceso de formular y aplicar reglas con el propósito de realizar en orden una actividad específica para el beneficio y con la obtención de una economía de conjunto óptimo teniendo en cuenta las características funcionales y los requisitos de seguridad. Se basa en los resultados consolidados de la ciencia, la técnica y la experiencia. Determina no solamente la base para el presente, sino también para el desarrollo futuro y debe mantener su paso acorde con el progreso.

Principios científicos de la normalización.

La normalización, como cualquier disciplina científica y tecnológica, cuenta con sus principios, los cuales tienen como característica principal darle orientación y flexibilidad al proceso normativo para que este pueda adaptarse a las necesidades del momento y no constituir una traba en el futuro. La experiencia ha permitido tres principios, en los cuales coinciden agentes de diferentes lugares y épocas:

Homogeneidad. Cuando se va a elaborar o adaptar una norma, esta debe integrarse perfectamente a las normas existentes sobre el objeto normalizado, tomando en cuenta la tendencia evolutiva para no obstruir futuras normalizaciones.

Equilibrio. La normalización debe lograr un estado de equilibrio entre el avance tecnológico mundial y las posibilidades económicas del país o región. Una norma que establece el estado más avanzado del progreso técnico no servirá si esta no fuera de las posibilidades económicas de una empresa o país.

Cooperación. La normalización es un trabajo de conjunto y las normas se deben establecer con el acuerdo y cooperación de todos los factores involucrados, es decir: Interés general, compradores o usuarios y los fabricantes.

Aspectos fundamentales de la normalización.

El objetivo fundamental de la normalización es elaborar normas que permitan controlar y obtener un mayor rendimiento de los materiales y de los métodos de producción, contribuyendo así a un mejor nivel de vida.

 Metodología de la normalización

- Investigación bibliográfica e industrial.

- Elaboración de un anteproyecto de norma basándose en los datos obtenidos.

- Confrontación de este anteproyecto con la opinión de los sectores comprador, productor y de interés general; hasta llegar a un acuerdo.

- Promulgación de la norma.

- Confrontación con la práctica.

ESQUEMA MEXICANO DE NORMALIZACIÓN

La Ley Federal de Metrología y Normalización de México define el Sistema Mexicano de Evaluación de la Conformidad, que comprende la certificación obligatoria (Normas Oficiales Mexicanas, NOM) o voluntaria (Normas Mexicanas, NMX). En el área de productos eléctricos y electrónicos, la Secretaría de Comercio y Fomento Industrial-SECOFI- ahora Secretaría de Economía – delegó la acreditación, pruebas y certificación a las siguientes organizaciones:

• Dirección General de Normas (DGN): Acredita a los organismos de certificación y emite certificados de productos para las cuales no exista un organismo de certificación.
• Entidad mexicana de Acreditación (EMA): Evalúa y acredita Unidades de Verificación, Laboratorios de Prueba y/o calibración así como Organismos de Certificación.
• Asociación de Normalización y Certificación A.C. (ANCE): Responsable de la emisión de normas y de la certificación de productos eléctricos, tales como electrodomésticos. Este organismo es también un laboratorio de pruebas acreditado y aprobado nacionalmente.
• Normalización y Certificación Electrónica A.C. (NYCE): Responsable del desarrollo de normas y de la certificación de productos electrónicos.
• Cámara Nacional de la Industria Electrónica, de Telecomunicaciones e Informática (CANIETI): Responsable del desarrollo de normas y de pruebas de productos eléctricos y electrónicos.

Procedimientos de prueba para productos exportados a México

Los productos sometidos a pruebas pueden agruparse en familias de productos.

Los parámetros que definen una familia de productos se refieren a su construcción, sus especificaciones eléctricas, así como al uso final del producto.

Las pruebas habitualmente involucran una muestra de un modelo representativo por familia. Las pruebas para algunas categorías de productos pueden llevarse a cabo en los laboratorios de UL en los Estados Unidos. Para todas las categorías de productos, UL de México podrá asistirlo en la coordinación de las pruebas y ensayos a realizarse en laboratorios mexicanos acreditados nacionalmente y para realizar la gestión de certificados ante los organismos de certificación correspondientes. Pruebas y ensayos realizados en los laboratorios de UL en los EUA UL ha establecido acuerdos de intercambio de resultados de las pruebas y ensayos con laboratorios mexicanos. Estos acuerdos permiten a UL llevar a cabo pruebas y ensayos para la marca NOM que pueden ser aceptadas y usadas para obtener un certificado de cumplimiento con la NOM correspondiente.

El acuerdo de intercambio de resultados de las pruebas aplica a las siguientes categorías de productos:

• Equipos autónomos de telecomunicaciones.
• Interruptores encapsulados.
• Equipos para tecnología de la información.
• Interruptores de circuito de falla a tierra.
• Enseres operados con motor de uso casero o comercial para elaboración de alimentos.
• Gabinetes para equipos eléctricos.
• Cafeteras eléctricas para uso doméstico.
• Tableros de distribución.
• Herramientas portátiles.
• Tableros de control y protección.
• Fusibles.
• Contactares y arrancadores.
• Interruptores de caja moldeada.
• Conductores metálicos.
• Centros de control de motores.

Pruebas y ensayos realizados en México Las pruebas sólo pueden ser realizadas en laboratorios acreditados por EMA (Entidad Mexicana de Acreditación).

NORMAS OFICIALES MEXICANAS NOM

Establece reglas, especificaciones, atributos, características, directrices aplicables a un producto, instalación u operaciones. Establecida en el articulo 40 de la LEY FEDERAL DE LA METROLOGÍA Y LA NORMALIZACIÓN. 

Normas oficiales mexicanas es la regularización técnica de observación obligatoria expedida por la dependencias normalizadoras competentes a través de sus respectivos comités consultivos nacionales de normalización, de conformidad con las finalidades establecidas en el articulo 40 de la ley federal sobre metrología y normalización (LFMN), estable reglas, especificación, atributos métodos de prueba, directrices, características o prescripciones aplicables a un producto, proceso, instalación, sistema, actividad, servicio o método de producción u operación, así como aquellas relativas a terminología, simbología, embalaje. Marcado o etiquetado y las que se refieran a su cumplimiento o aplicación.

Las normas se identifican por un titulo que indica su aplicación general y un numero de identificación formado por:

Tres letras. El tipo especifico de norma, NOM para las Normas Oficiales Mexicanas y NMX para las Normas Mexicanas. Cuando le antecede a estas letras una P (pe) o PROY el texto es sólo un proyecto de norma y como tal no se puede usar, ya que podría modificarse, en caso de haber observaciones que se reúnan en el comité técnico que la elabora. La sigla EM indica un estado de emergencia y previene sobre los objetos o situaciones.

• Tres dígitos. Es un código numérico específico de la norma, indicado por tres dígitos del 001 al 999, que es un número que siempre conserva la norma en sus diferentes versiones o refrendos. En ocasiones, una misma norma se emite en varias, ya que resulta más fácil actualizarla y revisarla; por lo que para indicarlo se pone una diagonal y un par de dígitos entre 01 y 99.

• Tres o Cuatro letras. Siglas de la secretaría de estado o dependencia que estuvo involucrado en el estudio, emisión y encargamiento de los procedimientos de verificación, el cual se compone por tres o cuatro letras, dependiendo de la secretaría en cuestión. Estas pueden variar entre revisiones, ya que la secretaría de estado o dependencia puede crearse, modificar nombre u objetivos o desaparecer.

• Cuatro dígitos, que indican el año que se publico Diario Oficial de la Federación, esto se confunde normalmente con la entrada en vigor, pero por el tiempo de transición la entrada en vigor puede ser hasta el año siguiente de su publicación.

• Organización: En las normas NMX, es usual colocar las siglas del organismo privado responsable de la norma, como puede ser laANCE. O entre el identificar de tipo NMX y el numero de la norma se coloca una letra que indica el área técnica que realizo la norma.

NORMAS MEXICANAS NMX

 Las Normas Mexicanas por sus siglas conocidas como normas NMX, creadas en el Art. 3 Frac. X de la Ley Federal sobre Metrología y Normalización que dice:

Articulo 3, Fracción X. Norma mexicana: la que elabore un organismo nacional de normalización, o la Secretaría, en los términos de esta Ley, que prevé para un uso común y repetido reglas, especificaciones, atributos, métodos de prueba, directrices, características o prescripciones aplicables a un producto, proceso, instalación, sistema, actividad, servicio o método de producción u operación, así como aquellas relativas a terminología, simbología, embalaje, marcado o etiquetado.

Estas normas ordinariamente se publicaban íntegramente en el Diario Oficial de la Federación e incluso se podían obtener en medios electrónicos ya que eran emitidas por entidades públicas del gobierno, pero recientemente se han dejado por parte del gobierno como responsabilidad de organismos privados relacionados a la materia tal como la asociación de Normalización y Certificación A.C. (ANCE)47 o el IMCA, las cuales licencian su uso por medio de un pago monetario o la participación en su elaboración, por lo que se pueden considerar de acceso restringido y distribución negada a quien la adquiere, al venderla sea con un número de serie y se suele dar con un documento de licencia para el uso exclusivo de la persona física o moral que la adquiere, es muy común que las hojas de la misma lleven como marca de fondo el nombre o razón social de la persona física o moral propietaria de la licencia, para referirse a ellas deben tomarse estas cualidades ya que una copia pirata podría considerarse como alterada.

La elaboración de esta norma está a cargo de algún organismo nacional de normalización (que son las personas morales que tengan por objeto elaborar normas mexicanas) o bien de la Secretaría de Economía en ausencia de ellos, de conformidad con lo dispuesto por el artículo 54 de la Ley Federal sobre Metrología y Normalización. Este tipo de norma prevé para uso común y repetido reglas, especificaciones, atributos métodos de prueba, directrices, características o prescripciones aplicables a un producto, proceso, instalación, sistema, actividad, servicio o método de producción u operación, así como aquellas relativas a terminología, simbología, embalaje, marcado o etiquetado.

Para la elaboración de las normas mexicanas se vigilará lo siguiente:

 1. Deberán incluirse en el programa nacional de normalización;

2. Tomar como base las normas internacionales, salvo que las mismas sean ineficaces o inadecuadas para alcanzar los objetivos deseados y ello esté debidamente justificado; y

3. Estar basadas en el consenso de los sectores interesados que participen en el comité y someterse a consulta pública por un periodo de cuando menos 60 días naturales antes de su expedición, mediante aviso publicado en el diario oficial de la federación que contenga un extracto de la misma.

ORGANISMOS DE NORMALIZACIÓN Y CERTIFICACIÓN

 Los organismos nacionales de normalización (ONN) son personas morales cuyo principal objetivo es la elaboración y expedición de normas mexicanas en las materias en que sean registrados en la dirección general de normas. Los organismos de certificación, son personas morales que tienen por objeto realizar tareas de certificación, esto es, evaluar que un producto, proceso, sistema o servicio se ajuste a las normas, lineamientos o reconocimientos de organismos dedicados a la normalización nacional o internacional. Son instituciones de tercera parte en cuya estructura técnica funcional participan los sectores: productor, distribuidor, comercializador, prestador de servicios, consumidor, colegio de profesionales, instituciones de educación superior y científicas.

Los ONN deberán permitir la participación de todos los sectores interesados en los comités para la elaboración de normas mexicanas, así como de las dependencias y entidades de la administración pública federal competentes.

Actualmente existen 10 ONN registrados:

a) Sociedad Mexicana de Normalización (NORMEX)

b) Instituto Mexicano de Normalización y Certificación (IMNC)

c) Asociación de Normalización y Certificación (ANCE)

d) Instituto Nacional de Normalización Textil (INNTEX)

e) Organismo Nacional de Normalización y Certificación de la Construcción y Edificación

(ONNCCE)

f) Normalización y Certificación Electrónica (NYCE)

g) Consejo para el Fomento de la Calidad de la Leche y sus derivados (COFOCALEC)

h) Centro de Normalización y Certificación de Productos (CNCP)

i) Cámara Nacional de la Industria del Hierro y del Acero (CANACERO)

j) Organismo Nacional de Normalización de Productos Lácteos, A.C. (ONNPROLAC)

Los ONN deberán permitir la participación de todos los sectores interesados en los comités para la elaboración de normas mexicanas así como las dependencias y entidades de la administración pública federal competentes.

SISTEMA METROLÓGICO Y SU RELACIÓN CON EL SISTEMA DE CALIDAD

El COTENNSISCAL (Comité Técnico de Normalización Nacional de Sistemas de Calidad) es el responsable de la elaboración y revisión de las normas oficiales mexicanas de sistemas de calidad. NMX-CC-017 ó NMX-CC-10005 a 10007 Contiene los requisitos de aseguramiento de calidad para que un proveedor asegure que las mediciones son hechas con la exactitud requerida.

Es aplicable a laboratorios de prueba, incluyendo a los prestadores de servicio de calibración, proveedores de productos o servicios que operan un sistema de calidad en el que se usan resultados en las mediciones.

La confirmación Metrológica es el conjunto de operaciones requeridas para asegurar que un elemento del equipo de medición este conforme con los requisitos para el uso intencionado. El equipo de medición debe tener las características petrológicas requeridas para el uso propuesto (exactitud, estabilidad, intervalo de medición y resolución).

Es en otras palabras la base para medir de la misma manera y evitar conflictos en los que la falta de esta referencia haría que dicha medición sea por demás unilateral.

USO DE LOS SISTEMAS INTERNACIONALES DE MEDIDA

El Sistema Internacional de Unidades es la forma actual del sistema métrico decimal y establece las unidades que deben ser utilizadas internacionalmente. Fue creado por el Comité Internacional de Pesos y Medidas con sede en Francia.

El Sistema Internacional de Unidades consta de siete unidades básicas. Son las que se utilizan para expresar las magnitudes físicas consideradas básicas a partir de las cuales se determinan las demás.

Una magnitud física es una propiedad o cualidad medible de un sistema físico, es decir, a la que se le pueden asignar distintos valores como resultado de una medición. Las magnitudes físicas se miden usando un patrón que tenga bien definida esa magnitud, y tomando como unidad la cantidad de esa propiedad que posea el objeto patrón. Por ejemplo, se considera que el patrón principal de longitud es el metro en el Sistema Internacional de Unidades.

Magnitud física básica	Símbolo dimen-sional	Unidad básica	Símbolo de la unidad	Observaciones
Longitud	L	metro	m	Se define fijando el valor de la velocidad de la luz en el vacío.
Tiempo	T	segundo	s	Se define fijando el valor de la frecuencia de la transición hiperfina del átomo de cesio.
Masa	M	kilogramo	kg	Es la masa del «cilindro patrón» custodiado en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas, en Sèvres, Francia. Equivale a la masa que ocupa un litro de agua pura a 14’5 °C o 286’75 K.
Intensidad de corriente eléctrica	I	amperio	A	Se define fijando el valor de constante magnética.
Temperatura	Θ	kelvin	K	Se define fijando el valor de la temperatura termodinámica del punto triple del agua.
Cantidad de sustancia	N	mol	mol	Se define fijando el valor de la masa molar del átomo de 12C a 12 gramos/mol. Véase también número de Avogadro.
Intensidad luminosa	J	candela	cd	Véanse también conceptos relacionados: lumen, lux e iluminación física.

Considerando los múltiplos y submúltiplos, por ejemplo, la expresión «kilo» indica ‘mil’. Por lo tanto, 1 km equivale a 1000 m, del mismo modo que «mili» significa ‘milésima’ (parte de) y Por ejemplo, 1 mA es 0,001 A.

También establece muchas magnitudes derivadas, que no necesitan de un patrón, por estar compuestas de magnitudes fundamentales.

Magnitud física	Nombre de la unidad	Símbolo de la unidad	Expresada en unidades derivadas	Expresada en unidades básicas
Frecuencia	Hercio	Hz		s-1
Fuerza	Newton	N		m·kg·s-2
Presión	Pascal	Pa	N·m-2	m-1·kg·s-2
Energía, trabajo, calor	Julio	J	N·m	m2·kg·s-2
Potencia	Vatio	W	J·s-1	m2·kg·s-3
Intensidad eléctrica	Amperio	A	C·s-1
Flujo luminoso	Lumen	lm	cd·sr
Luminosidad	Lux	lx	lm·m-2	cd·sr·m-2
Área	Metro cuadrado			m2
Volumen	Metro cúbico			m3

DIFERENCIA, VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE INSTRUMENTOS ANALÓGICOS Y DIGITALES

Tipos de Instrumentos de medición

En general los parámetros que caracterizan un fenómeno pueden clasificarse en Analógicos y Digitales, se dice que un parámetro es analógico cuando puede tomar todos los valores posibles en forma continua, por ejemplo: el voltaje de una batería, la intensidad de luz, la velocidad de un vehículo, la inclinación de un plano, etc.

Por otra parte se dice que un parámetro es digital cuando solo puede tomar valores discretos, por ejemplo: el número de partículas emitidas por un material radioactivo en un segundo, el número de moléculas, en un volumen dado  de cierto material, el número de revoluciones de un motor en un minuto, etc.

Instrumentos Analógicos.

El término: Analógico Se refiere a las magnitudes o valores que varían con el tiempo en forma continua como la distancia y la temperatura, la velocidad, que podrían variar muy lento o muy rápido como un sistema de audio.

Ventajas

a)         Bajo Costo.

b)       En algunos casos no requieren de energía de alimentación.

c)       No requieren gran sofisticación.

d)       Presentan con facilidad las variaciones cualitativas de los      parámetros para visualizar rápidamente si el valor aumenta o disminuye.

e)       Es sencillo adaptarlos a diferentes tipos de escalas no lineales.

 Desventajas

a)         Tienen poca resolución, típicamente no proporcionan más de 3 cifras.

b)       El error de paralaje limita la exactitud a ± 0.5% a plena escala en el mejor de los casos.

c)       Las lecturas se presentan a errores graves cuando el instrumento tiene varias escalas.

d)       La rapidez de lectura es baja, típicamente 1 lectura/ segundo.

e)       No pueden emplearse como parte de un sistema de procesamiento de datos de tipo digital.

Instrumentos Digitales.

El término: Digital Se refiere a cantidades discretas como la cantidad de personas en una sala, cantidad de libros en una biblioteca, cantidad de autos en una zona de estacionamiento, cantidad de productos en un supermercado, etc.

 Ventajas

a)  Tienen alta resolución alcanzando en algunos casos más de 9 cifras en lecturas de frecuencia  y una exactitud de + 0.002% en mediciones de voltajes.

b)    No están sujetos al error de paralaje.

c)    Pueden eliminar la posibilidad de errores por confusión de escalas.

d)   Tienen una rapidez de lectura que puede superar las 1000 lecturas por segundo.

e)   Puede entregar información digital para procesamiento inmediato en computadora.

Desventajas

a)   El costo es elevado.

b)   Son complejos en su construcción.

c)   Las escalas no lineales son difíciles de introducir.

d)   En todos los casos requieren de fuente de alimentación.

CAMPOS DE APLICACIÓN DE LA METROLOGÍA

• Dar a conocer al asistente de forma práctica el campo de aplicación y la importancia de la metrología dimensional.
•  Dar a conocer al asistente las magnitudes de influencia en el campo de Metrología dimensional.
•  Explicar los requisitos de los distintos métodos de calibración en Metrología dimensional.-Proporcionar criterios y conocimientos básicos para desarrollar una estimación de incertidumbre de la medición.

 La Metrología Legal

Este término está relacionado con los requisitos técnicos obligatorios. Un servicio de metrología legal comprueba estos requisitos con el fin de garantizar medidas correctas en áreas de interés público, como el comercio, la salud, el medio ambiente y la seguridad. El alcance de la metrología legal depende de las reglamentaciones nacionales y puede variar de un país a otro.

 La Metrología Industrial

Esta disciplina se centra en las medidas aplicadas a la producción y el control de la calidad. Materias típicas son los procedimientos e intervalos de calibración, el control de los procesos de medición y la gestión de los equipos de medida. En la Metrología industrial la personas tiene la alternativa de poder mandar su instrumento y equipo a verificarlo bien sea, en el país o en el exterior. Tiene posibilidades de controlar más este sector, la metrología industrial ayuda a la industria en su producción, aquí se distribuye el costo, la ganancia.

 La Metrología Científica

Se ocupa de los problemas teóricos y prácticos relacionados con las unidades de medida (como la estructura de un sistema de unidades o la conversión de las unidades de medida en fórmulas), 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.

TIPOS DE ERRORES: DEFINICIÓN, IMPACTO EN LA MEDICIÓN, CLASIFICACIÓN, CAUSAS DE LOS ERRORES, CONSECUENCIAS EN LA MEDICIÓN, ESTUDIOS DE R Y R

 Al hacer mediciones, las medidas que se obtienen nunca son exactamente iguales, aun cuando se efectué  por la misma persona, sobre  misma pieza, con el mismo instrumento, el mismo método y el mismo ambiente, en sentido estricto, es imposible hacer una medición totalmente exacta por lo tanto siempre se presentan errores al hacer las mediciones. Los errores pueden ser despreciables o significativos dependiendo de las circunstancias en que se dé la medición.

 Medida del error

En una serie de lecturas sobre una misma dimensión constante:

La precisión y la exactitud no son términos intercambiables entre sí y los métodos estadísticos dan específicamente una medida de la precisión y no de la exactitud.

Inexactitud o Incertidumbre = valor máximo – valor mínimo

En este artículo hemos visto las diferencias entre dos conceptos muy relacionados entre si: la incertidumbre y la precisión.  Hemos visto que la precisión es un componente muy importante de la incertidumbre. Sin embargo, la incertidumbre incluye otras fuentes de error que permiten afirmar que el valor considerado verdadero esta dentro del intervalo de  valores asociado a verificar la trazabilidad del método. Es aquí, por tanto, donde vemos otra diferencia muy importante entre incertidumbre y precisión: incertidumbre y trazabilidad están muy relacionados entre si, no así la precisión.

Error absoluto = valor leído – valor convencionalmente verdadero correspondiente.

• Error absoluto. Es la diferencia entre el valor de la medida y el valor tomado como exacto. Puede ser positivo o negativo, según si la medida es superior al valor real o inferior (la resta sale positiva o negativa). Tiene unidades, las mismas que las de la medida.

• Error relativo. Es el cociente (la división) entre el error absoluto y el valor exacto. Si se multiplica por 100 se obtiene el tanto por ciento (%) de error. Al igual que el error absoluto puede ser positivo o negativo (según lo sea el error absoluto) porque puede ser por exceso o por defecto. no tiene unidades.

Clasificación de errores en cuanto a su origen

Atendiendo al origen donde se producen el error, puede hacerse una clasificación general de estos en errores causados por el instrumento de medición (errores humanos) y causados por el medio ambiente en que se hace la medición.

Errores por el instrumento o equipo de medición

Las causas de errores atribuibles al instrumento, pueden deberse a defectos de fabricación (dado que es imposible construir aparatos perfectos). Estos pueden ser deformaciones, falta de linealidad, imperfecciones mecánicas, falta de paralelismo.

El error instrumental tiene valores máximos permisibles, establecidos en normas o información técnica de fabricantes de instrumentos, y puede determinarse mediante calibración.

Errores del operador o por el método de medición

Las causas del error aleatorio se deben al operador, falta de agudeza visual, descuido, cansancio, alteraciones emocionales. Para reducir este tipo de errores es necesario adiestrar al operador, otro tipo de error son debidos al método o procedimiento con que se efectúa  medición, el principal es  falta de un método definido y documentado.

Error por el uso de instrumentos no calibrados

Los instrumentos no calibrados o cuya fecha de calibración esta vencida, así como instrumentos sospechosos de presentar alguna anormalidad en su funcionamiento no deben utilizar para realizar mediciones hasta que no sean calibrados y autorizados para su uso. Para efectuar mediciones de gran exactitud es necesario corregir s lecturas obtenidas con un instrumento o equipo de medición, en función del error instrumental determinado mediante calibración.

  Error por  fuerza ejercida al efectuar mediciones (flexión a lo largo de la superficie de referencia)

La fuerza ejercida al efectuar mediciones puede provocar deformaciones en  pieza por medir, el instrumento o ambos, por lo tanto es un factor importante que debe considerarse para elegir adecuadamente el instrumento de medición para cualquier aplicación particular.

Error por instrumento inadecuado

Antes realizar cualquier medición es necesario determinar cuál es el instrumento o equipo de medición más adecuado para  aplicación de que se trate, además de  fuerza de medición es necesario tener presente otros factores tales como:

*cantidad de piezas por medir.

*tipo de medición (externa, interna, altura, profundidad.)

*tamaño de pieza y exactitud deseada.

Existe una gran variedad de instrumentos y equipos de medición, abarcando desde un simple calibrador vernier hasta  avanzada tecnología de s máquinas de medición por coordenadas de control numérico, comparadores ópticos micrómetros ser y rugosímetros, cuando se miden las dimensiones de una pieza de trabajo  exactitud de  medida depende del instrumento de medición elegido. Por ejemplo si se ha de medir el diámetro exterior de un producto de hierro fundido, un calibrador vernier sería suficiente; sin embargo, si se va a medir un perno patrón, aunque tenga el mismo diámetro del anterior, ni siquiera un micrómetro de exteriores tendría  exactitud suficiente para este tipo de aplicaciones, por lo tanto se debe usar un equipo de mayor exactitud.

Error por método de sujeción del instrumento

El método de sujeción del instrumento puede causar errores, un indicador de caratula está sujeto a una distancia muy grande del soporte y al hacer  medición  fuerza ejercida provoca una desviación del brazo.  La mayor parte del error se debe a  deflexión del brazo, no del soporte para minimizarlo se debe colocar siempre el eje de medición lo más posible al eje del soporte.

Error por posición

Este error lo provoca  coloración incorrecta de s caras de medición de los instrumentos, con respecto de s piezas por medir.

Error por desgaste

Los instrumentos de medición como son cualquier otro objetivo, son susceptibles de desgaste, natural o provocado por el mal uso. En caso concreto de los instrumentos de medición el desgaste puede provocar una serie de errores durante su utilización, deformaciones de sus partes, juego entre sus ensambles falta de paralelismo o plenitud entre sus caras de medición.

Error por condiciones ambientales

Entre las causas de errores se encuentran las condiciones ambientales en que se hace  medición; entre las principales destacan  temperatura,  humedad, el polvo y s vibraciones o interferencias (ruido) electromagnéticas extraña.

Humedad: debido a los óxidos que se pueden formar por humedad excesiva en s caras de medición del instrumento o en otras partes o a las expansiones por absorción de humedad en algunos materiales, establece como norma una humedad relativa.

Polvo: los errores debidos a polvo o mugre se observan con mayor frecuencia de lo esperado, algunas veces alcanzan el orden de 3 micrómetros. Para obtener medidas exactas se recomienda usar filtros para el aire que limiten  cantidad y el tamaño de s partículas de polvo ambiental.

Temperatura: en mayor o menor grado, todos los materiales que se componen tanto s piezas por medir como los instrumentos de medición, están sujetos a variaciones longitudinales debido a cambios de temperatura.

Error de paralaje

Cuando una escala y su línea índice no se encuentran en el mismo plano, es posible cometer un error de lectura debido al paralaje, como es mostrado abajo. Las direcciones de visión (a) y (c) producirán este error, mientras que la lectura correcta es la vista desde la dirección (b).

Este error ocurre debido a  posición incorrecta del operador con respecto a  escala graduada del instrumento de medición,  cual está en un plano diferente, es más común de lo que se cree. El error de paraje es más común de lo que se cree, en una muestra de 50 personas que usan calibradores con vernier  dispersión fue de 0.04 mm. Este defecto se corrige mirando perpendicularmente el plano de medición a partir del punto de lectura.

Error de Abbe

El principio de Abbe establece que la exactitud máxima es obtenida cuando los ejes de la escala y de medición son comunes. Esto es debido a que cualquier variación en el ángulo relativo (q) de la punta de medición de un instrumento, tal como la de un micrómetro tipo calibrador causa desplazamiento que no es medido sobre la escala del instrumento y esto es un error de Abbe (e=I-L en el diagrama). El error de rectitud del husillo o variación de la fuerza de medición pueden causar que q varié y el error se incrementa conforme lo hace R.

Estudios de r y r.

Repetitividad de medida. Precisión de medida bajo un conjunto de condiciones de repetitividad.

Condición de repetitividad de una medición (condición de repetitividad). Condición de medición, dentro de un conjunto de condiciones que incluye el mismo procedimiento de medida, los mismos operadores, el mismo sistema de medida, las mismas condiciones de operación y el mismo lugar, así como mediciones repetidas del mismo objeto o de un objeto similar en un periodo corto de tiempo.

Reproducibilidad de medida (reproducibilidad). Precisión de medida bajo un conjunto de condiciones de reproducibilidad. 

Condición de reproducibilidad de una medición (condición de reproducibilidad). Condición de medición, dentro de un conjunto de condiciones que incluye diferentes lugares, operadores, sistemas de medida y mediciones repetidas de los mismos objetos u objetos similares.

Para un correcto estudio de R&R es aconsejable revisar la norma mexicana NMX-CH-5725/2-IMNC-2006 exactitud (veracidad y precisión) de resultados y métodos de medición, parte 2: método básico para la determinación de la repetitividad y la reproducibilidad de un método de medición normalizado; o bien su equivalente ISO-5725-2 ó UNE 82009-2.

INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DIRECTA

La mayoría de los instrumentos básicos de medición lineal o de propósitos generales están representados por la regla de acero, vernier, o el micrómetro.

Las reglas de acero se usan efectivamente como mecanismo de medición lineal; para medir una dimensión la regla se alinea con las graduaciones de la escala orientadas en la dirección de medida y la longitud se lee directamente. Las reglas de acero se pueden encontrar en reglas de profundidad, para medir profundidades de ranuras, hoyos, etc.

También se incorporan a los calibradores deslizables, adaptados para operaciones de mediciones lineales, a menudo más precisos y fáciles de aplicar que una regla de medición. Un tipo especial de regla de acero es el vernier o calibrador.

Clasificación de instrumentos y aparatos de medición

 INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN ANALÓGICA Y DIGITAL

Instrumentos Analógicos.

El término: Analógico Se refiere a las magnitudes o valores que varían con el tiempo en forma continua como la distancia y la temperatura, la velocidad, que podrían variar muy lento o muy rápido como un sistema de audio.

En la vida cotidiana el tiempo se representa en forma analógica por relojes (de agujas), y en forma discreta (digital) por displays digitales .En la tecnología analógica es muy difícil almacenar, manipular, comparar, calcular y recuperar información con exactitud cuando esta ha sido guardada, en cambio en la tecnología digital (computadoras, por ejemplo), se pueden hacer tareas muy rápidamente, muy exactas, muy precisas y sin detenerse. La electrónica moderna usa electrónica digital para realizar muchas funciones que antes desempeñaba la electrónica analógica.

Instrumentos Digitales.

El término: Digital Se refiere a cantidades discretas como la cantidad de personas en una sala, cantidad de libros en una biblioteca, cantidad de autos en una zona de estacionamiento, cantidad de productos en un supermercado, etc.

Los Sistemas digitales tienen una alta importancia en la tecnología moderna, especialmente en la computación y sistemas de control automático. La tecnología digital se puede ver en diferentes ámbitos: Analógico y Digital. ¿Cuál es la diferencia? mecánico: llaves electromecánico: el relé/relay hidráulico neumático electrónico .Los dos últimos dominan la tecnología.

CALIBRADOR VERNIER

La  escala vernier lo invento Petrus nonius matemático portugués por lo que se le denomina nonius. El diseño actual de  escala deslizante debe su nombre al francés Pierre vernier quien lo perfecciono. El calibrador vernier fue elaborado para satisfacer s necesidades de un instrumento de lectura directa que pudiera brindar una medida fácilmente, en una solo operación el calibrador típico puede tomar tres tipos de medición exteriores, interiores y profundidades, pero algunos pueden tomar medición de peldaños.

Es un instrumento para medir longitudes que permite lecturas en milímetros y en fracciones de pulgada, a través de una escala llamada Nonio o Vernier.

Está compuesto por una regla fija que es donde están graduadas las escalas de medición ya sea en milímetros, en pulgadas o mixtas.

MICRÓMETRO

Inventado en el siglo 18, el micrómetro inicialmente requería ser usado sobre una mesa. Con el tiempo, nuevos diseños permitieron hacerlos lo suficientemente compactos para que pudieran ser usados con una mano, proporcionando la exactitud requerida para muchas aplicaciones. El principio de operación es bastante simple, un tornillo que al ser girado dentro de una tuerca avanza o retrocede según el sentido de giro. Si estas dos partes son montadas en un lado de un arco y un tope en el otro, es medir partes introducidas entre el tope y el tornillo. Para tomar lecturas, un cilindro sobre el que se graba una línea de referencia y graduaciones que corresponden a un giro de 360º del tornillo (husillo),es fijado también al arco, cubriendo el tornillo y la tuerca, sobre el cilindro gira un tambor sujetado mediante un pequeño tornillo al husillo. El borde del tambor, permite leer los giros completos (avance de 0,5 mm) y sobre el perímetro del tambor se graban 50 graduaciones uniformemente distribuidas que representan 0,01 mm de avance del husillo cada una.

Con el paso del tiempo se agregaron el freno o aislante térmico en el arco, mecanismo (trinquete) para controlar la fuerza de medición, posibilidad de ajustar el cero y tuerca de ajuste para el juego entre tornillo y tuerca.

Es un instrumento de medición longitudinal capaz de valorar dimensiones de milésimas de milímetro, en una sola operación.

El tornillo micrométrico se usa para longitudes menores a las que puede medir el calibrador o vernier. El tornillo micrométrico consta de una escala fija y una móvil que se desplaza por rotación. La distancia que avanza el tornillo al dar una vuelta completa se denomina paso de rosca.

La precisión del tornillo esta dada por:

P = paso de rosca / No. de divisiones de la escala móvil.

La lectura del micrómetro debe hacerse utilizando fuerza constante en la calibración a cero y en las lecturas de mediciones, para lograr esto, la mayor parte de los micrómetros tienen adaptado un dispositivo de fuerza constante (matraca), concéntrico al tambor, que transmite una fuerza regulada constante al tambor-husillo        

COMPARADORES DE CARÁTULA

El comparador de caratula (Dial gage) es un instrumento de medición en el cual un  pequeño movimiento del husillo se amplifica mediante un tren de engranes que mueven en forma angular una aguja indicadora sobre la caratula del dispositivo. La aguja indicadora puede dar tantas vueltas como lo permita el mecanismo de medición del aparato.

Este instrumento no entrega valores de mediciones, sino que entrega variaciones de mediciones (de ahí su nombre) su exactitud esta relacionada con el tipo de medidas que se desea comparar, suelen medir rangos de 0,25 mm a 300 mm (0,015″ a 12,0″), con resoluciones de 0,001 mm a 0,01 mm 6 0,00005″ a 0,001″.

El comparador es un instrumento utilizado para el control del error de forma de una pieza (tolerancias geométricas) y para la medida comparativa (por diferencia) entre la dimensión de una pieza sujeta a examen y la de una pieza patrón.

BLOQUES PATRÓN 

Dado que el acto de medir es comparar una magnitud con un patrón determinado, se hace necesario, en la verificación de dimensiones y formas de las piezas, establecer patrones lineales y angulares que sirvan de base para el sistema de medición empleado. Se les conocen también como patrones prismáticos, están compuestos por una serie de reglas constituidas por paralelepípedos, de acero especial estabilizado, templado y finalmente lapeados, en los que las superficies contrapuestas son paralelas.

Los bloques patrón, calas o galgas patrón, bloques patrón longitudinales (BPL) o bloques Johansson -en honor a su inventor- son piezas macizas en forma de paralelepípedo, en las que dos de sus caras paralelas (o caras de medida) presentan un finísimo pulido especular que asegura excepcional paralelismo y planitud, pudiendo materializar una longitud determinada con elevada precisión.

Estas herramientas se usan para efectuar operaciones de calibración, de precisión y para calibrar otras herramientas de medición.

CALIBRADORES PASA – NO PASA

Dispositivos diseñados para verificar las dimensiones de una parte en sus límites de tamaño superior e inferior, de acuerdo con las tolerancias especificadas por las normas.

Este es uno de los métodos más rápidos para medir roscas externas y consiste en un par de anillos roscados pasa-no pasa.

Estos calibres se fijan a los límites de la tolerancia de la parte. Su aplicación simplemente es atornillarlos sobre la parte. El de pasa debe entrar sin fuerza sobre la longitud de la rosca y el de no pasa no debe introducirse más de dos hilos antes de que se atore.

Estos calibres sólo indican si la parte inspeccionada está dentro de tolerancia a no (atributos). Ellos no especifican cual es el tamaño real de la parte roscada; para ello se hace necesario usar alguno de los método antes descritos. 

También hay calibres roscados pasa-no pasa para la inspección de roscas internas. Estos trabajan bajo el mismo principio de pasa y no pasa; en este caso, el calibre de no pasa entrará una vuelta cuando más, pero no otra. Este es quizá el método más práctico para medir roscas internas, ya que aunque existen instrumentos que proporcionan datos variables, éstos no están disponibles para los diámetros más pequeños.

Los calibradores se usan para comprobar dimensiones externas tales como diámetro, anchura, grosor y superficies similares. Los calibradores de anillos se emplean para revisar diámetros cilíndricos. Para una aplicación determinada, generalmente se requieren un par de calibradores, uno de pasa y el otro de no pasa, cada calibrador es un anillo cuya abertura se maquina a uno de los límites de tolerancia del diámetro de la parte. Para facilidad de manejo, la parte exterior del anillo está moleteada. Los dos calibradores se distinguen por la presencia de un surco alrededor de la parte externa del anillo no pasa.

CALIBRADOR DE ALTURA

El medidor de altura es un dispositivo para medir la altura de piezas o las diferencias de altura entre planos a diferentes niveles. 

El calibrador de altura también se utiliza como herramienta de trazo, para lo cual se incluye un buril. El medidor de altura, creado por medio de la combinación de una escala principal con un vernier para realizar mediciones rápidas y exactas, cuenta con un solo palpador y la superficie sobre la cual descansa, actúa como plano de referencia para realizar las mediciones. 

El calibrador de altura tiene una exactitud de 0.001 de pulgada, o su equivalente en cm. Se leen de la misma manera que los calibradores de vernier y están equipados con escalas vernier de 25 o 50 divisiones y con una punta de buril que puede hacer marcas sobre metal. 

Los medidores de alturas han sido ampliamente utilizados en la industria durante muchos años, el original con escala vernier (como se muestra en la figura) puede encontrarse en la actualidad con diversas variantes, ya sea utilizando una carátula en vez de la escala vernier, modelo generalmente limitado en la altura máxima, el medidor de alturas con caratula y contador, y el medidor de alturas digital electrónico.

RUGOSIDAD

Aunque durante mucho tiempo la medición de la rugosidad no fue  considerada como una rama de la metrología, en la actualidad es un requerimiento importante debido al  reconocimiento creciente de la importancia y necesidad de esta medición. 

Una superficie perfecta es una abstracción matemática, ya que cualquier superficie real, por perfecta que parezca, presentará irregularidades   que se originan durante el proceso de fabricación. 

Las irregularidades mayores (macrogeométricas) son errores de forma, asociados con la variación en tamaño de una pieza, paralelismo entre superficies y planitud de una superficie o conicidad, redondez y cilindricidad, y que pueden medirse con instrumentos convencionales.

Las irregularidades menores (microgeométricas) son la ondulación y la  rugosidad. La primera pueden ocasionarla la flexión de la pieza durante el maquinado, falta de homogeneidad del material, libración de esfuerzos residuales, deformaciones por tratamiento térmico, vibraciones, etcétera; la segunda la provoca   el elemento utilizado para realizar el maquinado, por ejemplo, la herramienta de corte o la piedra de rectificado.

Los errores superficiales mencionados se presentan simultáneamente sobre una superficie, lo que dificulta la medición individual de cada uno de ellos.

La rugosidad (que es la huella digital de una pieza) son irregularidades provocadas por la herramienta de corte o elemento utilizado en su proceso de producción, corte, arranque y fatiga superficial.

El acabado superficial de los cuerpos puede presentar errores de forma macrogeométricos y microgeométricos.

• La rugosidad superficial es el conjunto de irregularidades de la superficie real, definidas convencionalmente en una sección donde los errores de forma y las ondulaciones han sido eliminados.

Superficie real: Superficie que limita el cuerpo y lo separa del medio que lo separa.

Superficie geométrica: Superficie ideal cuya forma está especificada por el dibujo y/o todo documento técnico.

Superficie de referencia: Superficie a partir de la cual se determinan los parámetros de rugosidad. Tiene la forma de la superficie geométrica. Se puede calcular por el método de mínimos cuadrados.

Perfil real: es la intersección de la superficie real con un plano normal.