MARCO LEGAL

ISO-10012-1

Sistemas de Administración de las Mediciones – Requerimientos para

Procesos y Equipos de Medición

¿Qué es?

Un efectivo sistema estandarizado internacional de administración de las

mediciones que asegura que el equipo y proceso de

medición sean adecuados para su uso esperado y es importante en el logro de los

objetivos de calidad de los productos y en la administración de riesgos por

resultados de mediciones incorrectas.

El objetivo de un sistema de administración de las mediciones es administrar los

riesgos de que equipos y procesos de medición pudieran generar resultados

incorrectos afectando la calidad de los productos de una organización.

En esta Norma Internacional el término “proceso de medición” aplica a actividades

de medición físicas (ej., en diseños, pruebas, producción, inspecciones).

Referencias a esta Norma internacional pueden hacerse:

Por un cliente cuando especifique los productos requeridos,

Por un proveedor cuando especifique los productos ofrecidos,

Por organismos legales o regulatorios, y en evaluaciones y auditorias de sistemas

de administración de las mediciones.

Alcance

Esta Norma Internacional especifica requerimientos genéricos y ofrece guías para

la administración de procesos de medición y confirmación metrológica de equipos

de medición usado para apoyar y demostrar cumplimiento con requerimientos

metrológicos.

¿Qué es metrología?

Es la ciencia de las medidas; en su generalidad, trata del estudio y aplicación de

todos los medios propios para la medida de magnitudes, tales como: longitudes,

ángulos, masas, tiempos, velocidades, potencias, temperaturas, intensidades de

corriente, etc.

¿Qué es Normalización?

Es la acción y efecto de regular (ajustar o poner en orden algo, reglar el

funcionamiento de un sistema, determinar normas). El término suele utilizarse

como sinónimo de normativa.

Capítulo I

ARTÍCULO 1. Para los efectos de este Reglamento, se aplicarán las definiciones

establecidas en la Ley Federal sobre Metrología y Normalización.

Capítulo ll

De los Instrumentos para Medir

ARTÍCULO 11. Las unidades de verificación de instrumentos para medir deberán

informar periódicamente a la autoridad competente las verificaciones realizadas y

las conclusiones de los resultados obtenidos, debiendo además indicar la

identificación y ubicación de los instrumentos o patrones que fueron verificados. La

Secretaría determinará la forma, plazo y términos en que será realizado dicho

informe.

Capítulo lll

De la Medición Obligatoria de las Transacciones

ARTÍCULO 16. La Secretaría podrá exigir que la operación de las básculas se

efectúe por personas capacitadas, en cuyo caso, los poseedores de las mismas

deberán demostrar al menos, que los operarios:

l. Conocen y aplican correctamente el procedimiento previsto por las normas

oficiales mexicanas o normas mexicanas, y

ll. Tienen la capacidad técnica para evaluar el funcionamiento del instrumento.

Capítulo lV

Del Sistema Nacional de Calibración

ARTÍCULO 19. Para la autorización y control de los patrones nacionales, la

Secretaría podrá solicitar la opinión técnica de los integrantes del Sistema

Nacional de Calibración, o bien, de otros expertos especializados en la metrología.

Capítulo V

Del Centro Nacional de Metrología

ARTÍCULO 25. El Centro Nacional de Metrología informará a la Secretaría del

avance de los proyectos que esté desarrollando. Asimismo, el Centro Nacional de

Metrología solicitará autorización a la Secretaría para efectuar cambios en los

patrones ya autorizados.

CONCEPTUALIZACIÓN METROLÓGICA

Magnitud:

Propiedad de un fenómeno, cuerpo o sustancia, que puede expresarse

cuantitativamente mediante un número y una referencia.

Sistema de magnitudes:

Conjunto de magnitudes relacionadas entre sí mediante ecuaciones no

contradictorias.

Sistema de unidades:

Conjunto de unidades de base y unidades derivadas, sus múltiplos y submúltiplos

definidos conforme a reglas dadas, para un sistema de magnitudes dado.

Unidad Básica:

Unidad derivada, unidad de medida de una magnitud derivada, unidad de medida

para una magnitud derivada.

Medida:

Proceso que consiste en obtener experimentalmente uno o varios valores que

pueden atribuirse razonablemente a una magnitud.

Medición:

Supone una descripción de la magnitud compatible con el uso previsto de un

resultado de medida. Procedimiento de medida y un sistema de medida calibrado

conforme a un procedimiento de medida especificado, incluyendo las condiciones

de medida.

Método de medida:

Descripción genérica de la secuencia lógica de operaciones utilizadas en una

medición.

Los métodos de medida pueden clasificarse de varias maneras como: Método de

sustitución, Método diferencial, y Método de cero o Método directo, y Método

indirecto.

Instrumento de medida

Dispositivo utilizado para realizar mediciones, solo o asociado a uno o varios

dispositivos suplementarios.

Sistema de medida

Conjunto de uno o más instrumentos de medida y, frecuentemente, otros

dispositivos, incluyendo reactivos e insumos varios, ensamblados y adaptados

para proporcionar valores medidos dentro de intervalos especificados, para

magnitudes de naturalezas dadas.

Instrumento de medida con dispositivo indicador

Instrumento de medida que produce una señal de salida con información sobre el

valor de la magnitud medida.

Instrumento visualizador.

Instrumento indicador en el que la señal de salida se presenta en forma visual.

Medida materializada

Instrumento de medida que reproduce o proporciona de manera permanente

durante su utilización, magnitudes de una o varias naturalezas, cada una de ellas

con un valor asignado.

Transductor de medida

Dispositivo utilizado en medición, que hace corresponder a una magnitud de

entrada una magnitud de salida, según una relación determinada.

Sensor

Elemento de un sistema de medida directamente afectado por la acción del

fenómeno, cuerpo o sustancia portador de la magnitud a medir.

Detector

Dispositivo o sustancia que indica la presencia de un fenómeno, cuerpo o

sustancia cuando se excede un valor umbral de una magnitud asociada.

Cadena de media

Serie de elementos de un sistema de medida que constituye la trayectoria de la

señal, desde el .ensor hasta el elemento de salida.

FUNDAMENTOS DE METROLOGÍA DE MASA Y DENSIDAD

¿Qué es la Metrología?

“Es la Ciencia que estudia las mediciones”

Se divide en:

Metrología Científica, Metrología Legal y Metrología Técnica o Industrial

Centro Nacional de Metrología (México)

CENAM (1992), es una institución gubernamental de México que desarrolla y

mantiene los patrones nacionales de medida en varios campos de la ciencia.

La metrología está dividida en las siguientes áreas:

Metrología Eléctrica, Metrología Física, Metrología de Materiales, Metrología

Mecánica, Servicios Tecnológicos

Dirección General de Metrología Mecánica

La Dirección General de Metrología Mecánica establece, conserva, desarrolla y

disemina los patrones nacionales de las magnitudes mecánicas.

Dirección de Metrología de Masa y Densidad

Mantiene los patrones nacionales correspondientes a las magnitudes de masa y

densidad; para el desarrollo de sus actividades opera ocho laboratorios.

Magnitudes y Medición

Una magnitud es algo cuantificable, es decir, medible, ponderable.

Unidades

Masa Kilogramo Kg

Densidad Kilogramo por metro cúbico Kg/m3

Masa Real y Masa Convencional

La indicación del instrumento para pesar en general tiene que ser corregido por el

efecto de empuje del aire, cuando la exactitud requerida provoca que el efecto de

empuje del aire sea muy significante.

Empuje del Aire

Es una función directa del volumen del objeto bajo consideración y la densidad del

aire depende de la temperatura, humedad y la presión atmosférica.

Masa Real

No existe diferencia entre masa y masa real. Masa es una medida de la cantidad

de materia que tiene un objeto (número y tipo de átomos que se presentan en un

objeto).

Masa Convencional

Es igual a la masa de un patrón de densidad igual a 8000 kg/m3 que equilibra en

el aire a dicho cuerpo en condiciones convencionalmente escogidas: temperatura

del aire igual a 20 ºC y densidad del aire igual a 0,0012 g/cm3.

¿Qué es un Patrón?

Unidad de medida que se establece conforme a un convenio o acuerdo, para

poder establecer un sistema de medición que pueda ser de aplicación

generalizada y con validez en cualquier parte.

Patrón Nacional de Masa

El Prototipo Internacional del Kilogramo es un cilindro de 39 mm de altura y 39 mm

de diámetro de una aleación de platino- iridio, a un 90% de platino y 10% de iridio;

tiene una densidad de 21 500 kg/m3.

Patrón Nacional de Densidad

Queda establecido a través de las magnitudes fundamentales de masa y longitud.

Está materializado en una esfera de silicio monocristal ultra puro perfectamente

pulida, con un valor de rugosidad Ra de 3,93 Ǻ, y un error de redondez de 90,2

nm.

Comparadores

Balanza que se utiliza para la transferencia del Patrón Nacional de Masa y

campana para mantener constante densidad del aire.

MEDICIÓN DE MASA

Masa

Es una magnitud física que determina la cantidad de materia que tiene un cuerpo.

La unidad fundamental de masa es el kilogramo.

Instrumento de Medida

Dispositivo utilizado para realizar mediciones, solo o asociado a uno o varios

dispositivos suplementarios. Determina la masa de un cuerpo a partir de la fuerza

ejercida sobre el cuerpo por el campo gravitatorio terrestre.

Masa Patrón

Masa o conjunto de masas utilizadas como referencia para calibrar otras masas

(muestras) o instrumentos de pesaje.

Medición de la masa

La cantidad de materia que pueden medirse determinando su masa (pesando).

Error de masa:

Desviación del valor de una masa respecto a su valor nominal.

Muestra:

Masa objeto de la calibración.

Peso:

Medida materializada de masa, regulada de acuerdo a sus características físicas y

metrológicas: forma, dimensiones, material, calidad superficial, valor nominal y

error máximo permitido.

Estabilidad:

La estabilidad metrológica es la aptitud de un instrumento de medida para

conservar constantes sus características metrológicas a lo largo del tiempo.

Sensibilidad:

La sensibilidad se define como la relación, en un aparato de medida, entre el

desplazamiento del índice, marca, aguja, etcétera, observada en dicho aparato y

la variación de la magnitud de medida que ha provocado dicho desplazamiento.

Coeficiente térmico de la sensibilidad

La sensibilidad depende de la temperatura. El grado de dependencia se determina

por medio de la variación reversible del valor medido bajo la influencia de una

variación térmica en el entorno.

Exactitud

Proximidad entre un valor medido y un valor verdadero de un mensurando

(magnitud que se desea medir).

Errores de la medición de masa

El error es la diferencia entre el valor verdadero y el obtenido experimentalmente.

Los errores no siguen una ley determinada y su origen está en múltiples causas:

Errores sistemáticos y Errores accidentales (aleatorios).

Errores sistemáticos

Los errores sistemáticos son aquellos que permanecen constantes a lo largo de

todo el proceso de medida y, por tanto, afectan a todas las mediciones de un

modo definido y es el mismo para todas ellas.

Errores accidentales o aleatorios

Son aquellos que se producen en las variaciones que pueden darse entre

observaciones sucesivas realizadas por un mismo operador.

Instrumentos de mediciones de masa

Balanza: La balanza es el instrumento más antiguamente conocido que se utiliza

para medir la masa.

Balanzas en el laboratorio, Balanza analítica, Balanza granataria, Balanza digital

comercial, Básculas para camiones y Báscula ganadera.

VERIFICACIÓN DE INSTRUMENTOS PARA MEDICIÓN DE MASA

Los instrumentos son sometidos a control metrológico legal, p.e. Aprobación de

modelo, verificación, etc., existe una creciente necesidad de tener la calidad

metrológica certificada por calibración, p.e. Como es requerido por las normas iso

9001 o iso/iec 17025.

Elementos de la calibración

La aplicación de cargas de prueba al instrumento para pesar bajo condiciones

especificadas.

La determinación del error o variación de la indicación.

La estimación de la incertidumbre de la medición a ser atribuida a los

resultados.

Carga de prueba e Indicación

La indicación de un instrumento para pesar es proporcional a la fuerza ejercida por

un objeto de masa m al receptor de la carga:

I ~ mg (1 - ρa / ρ)

g; aceleración de gravedad local

Ρa; densidad del aire ambiente

Ρ; densidad del objeto

El efecto del empuje del aire

Es utilizar pesas patrón que han sido calibradas en valor de masa convencional,

para el ajuste y/o la calibración de los instrumentos para pesar.

El ajuste se realiza tal que los efectos de la aceleración de gravedad local y del

empuje del aire de la pesa patrón estén incluidos en el factor de ajuste.

Is = mcs

Valor de masa de referencia

Para determinar los errores de las indicaciones de un instrumento para pesar, se

aplican pesas patrón con un valor de masa convencional con mcCal

El error E de indicación es: E = I – mref

mref es un valor convencionalmente verdadero de masa (ó masa de referencia).

Cargas de prueba

Para la prueba de carga excéntrica, para la prueba de repetibilidad o únicamente

para la carga de un instrumento, precargas, carga de tara que necesita ser

equilibrada, o carga de sustitución.

Indicaciones

Cualquier indicación I relacionada con una carga de prueba es básicamente la

diferencia de las indicaciones bajo carga IL y sin carga I0;

I = IL - I0

Métodos de medición

Las pruebas normalmente se realizan para determinar:

La repetibilidad de las indicaciones.

Los errores de las indicaciones.

El efecto en la indicación de la aplicación excéntrica de una carga.

Prueba de repetibilidad

Consiste en la colocación repetitiva de la misma carga en el receptor de carga,

bajo condiciones idénticas de manejo de la carga y del instrumento, y bajo las

mismas condiciones de prueba, tanto como sea posible.

La(s) carga(s) de prueba no requiere ser calibrada ni verificada a menos que los

resultados sirvan para la determinación de errores de indicación. La carga de

prueba debería ser, hasta donde sea posible, de una sola pieza.

Prueba para los errores de las indicaciones

El objetivo de esta prueba es una estimación del desempeño del instrumento en el

alcance completo de la medición. Cuando fue un alcance de calibración más

pequeño, se puede reducir el número de cargas de prueba, si existen por lo

menos 3 puntos de prueba incluyendo Min. y Max. y la diferencia entre dos cargas

de prueba consecutivas es no mayor a 0.15Max.

Prueba de excentricidad

Poner una carga de prueba en diferentes posiciones del receptor de carga, de tal

manera que el centro de gravedad de la carga ocupe, tanto como sea posible.

Posiciones de carga para la prueba de excentricidad

Centro, Frontal izquierda, Posterior izquierda, Posterior derecha, Frontal derecha

INSTRUCCIONES I.- Define o responde a los siguientes conceptos

correctamente:

1. ¿Cuál es el Objetivo de la norma ISO-10012-1?

Administrar los riesgos de que equipos y procesos de medición pudieran generar

resultados incorrectos afectando la calidad de los productos de una organización.

2. ¿Qué función tienen las acciones preventivas?

Debe determinar acciones para eliminar causas de no conformidades potenciales

de mediciones o confirmaciones, a fin de prevenir su ocurrencia.

3. ¿Qué es Metrología?

Ciencia que estudia las mediciones

4. ¿Cuál es el objetivo del reglamento de la ley de sobre metrología y

normalización?

*Fomentar la eficiencia en la elaboración y observación de las normas.

*Coordinar las actividades de normalización, certificación, verificación y

laboratorios de prueba de las dependencias de administración pública federal.

5. Según la ley federal sobre metrología y normalización como se define la

calibración

Conjunto de operaciones que tiene por finalidad determinar los errores de un

instrumentos para medir y, de ser necesario, otras características metrológicas.

6. ¿Qué es la CENAM y cuál es su objetivo?

Centro nacional de metrología es una institución gubernamental de México que

desarrolla y mantiene los patrones nacionales de medida en varios campos de la

ciencia. Calibra instrumentos y patrones para la industria y universidades.

7. ¿Cuál es el objetivo de instituir el Premio Nacional de Calidad?

Reconocer y premiar anualmente el esfuerzo de los fabricantes y de los

prestadores de servicios nacionales, que mejoren constantemente la calidad de

procesos industriales, productos y servicios, procurando la calidad total.

8. ¿Qué condiciones deben ser controladas en un proceso de medición?

9. Define el concepto de Magnitud y escribe tres ejemplos

Propiedad de un fenómeno, cuerpo o sustancia, que puede expresarse

cuantitativamente mediante un número y una referencia.

10. Escribe los 6 nombres de la magnitud de longitud del SI que incluye los

prefijos de los múltiplos decimales 103, 106, 109 y los submúltiplos decimales 10-

3, 10-6, 10-9.

Kilo Mili

Mega Micro

Giga Nano

11. ¿En qué consiste una medición?

Obtener experimentalmente uno o varios valores que pueden atribuirse

razonablemente a una magnitud.

12. ¿Qué es un instrumento de medida? Y escribe tres ejemplos

Dispositivo utilizado para realizar mediciones, solo o asociado a uno o varios

dispositivos suplementarios.

Balanza electrónica, micrómetro, termómetro.

13. ¿Qué es un transductor de medida? Y escribe tres ejemplos

Dispositivo utilizado en medición, que hace corresponder a una magnitud de

entrada una magnitud de salida, según una relación determinada.

Termopar, Electrodo para pH, Transformador de corriente, Termómetro

14. ¿Cómo se define “la Indicación” en un instrumento?

Valor proporcionado por un instrumento o sistema de medida.

15. ¿Qué es un Patrón nacional de medida?

Patrón reconocido por una autoridad nacional para servir, en un estado o

economía, como base para la asignación de valores a otros patrones de

magnitudes de la misma naturaleza.

16. ¿A qué se refiere el Intervalo nominal de indicaciones?

Conjunto de valores comprendidos entre dos indicaciones del instrumento o

sistema de medida y que sirve para designar dicha configuración.

17. Defina brevemente el significado de Masa Real

Es una medida de la cantidad de materia que tiene un objeto, siendo directamente

relacionado al número y tipo de átomos que se presentan en un objeto.

18. Defina brevemente el significado de Masa Convencional

Es igual a la masa de un patrón de densidad igual a 8000 kg/m3 que equilibra en

el aire a dicho cuerpo en condiciones convencionalmente escogidas.

19. Mencione cuáles son las unidades de medida de masa y densidad

Masa: Kg

Densidad: Kg/m3

20. ¿Cuál es la metrología que se encarga de las mediciones de masa,

densidad, presión, etc.?

Metrología Mecánica

21. ¿Cuál es la función de un patrón?

Establecer conforme a un convenio o acuerdo, un sistema de medición que pueda

ser de aplicación generalizada y con validez en cualquier parte.

22. Parte de la Metrología relativa a las unidades de medida, a los métodos e

instrumentos de medición, en lo que se refiere a las exigencias técnicas y jurídicas

reglamentadas, que tienen como fin asegurar la garantía pública

Metrología Legal

23. Es una función directa del volumen del objeto bajo consideración y la

densidad del aire depende de la temperatura, humedad y la presión atmosférica.

Empuje del aire

24. Está materializado en una esfera de silicio mono cristal ultra puro

perfectamente pulida, con un valor de rugosidad Ra de 3,93 Ǻ, y un error de

redondez de 90,2 nm.

Patrón Nacional de Densidad

25. ¿Qué es masa?

Es una magnitud física que determina la cantidad de materia que tiene un cuerpo.

26. ¿Qué es masa patrón?

Masa o conjunto de masas utilizadas como referencia para calibrar otras masas

(muestras) o instrumentos de pesaje.

27. Menciona las técnicas metrológicas de los instrumentos para pesar.

Estabilidad Sensibilidad Exactitud

28. ¿Qué es una balanza?

Es un instrumento para medir masa.

29. Menciona algunos instrumentos de medición de masa.

Balanza analítica, balanza granataria, báscula de camiones, báscula de cocina,

báscula ganadera

30. Es la aptitud de un instrumento de medida para conservar constantes sus

características metrológicas a lo largo del tiempo.

31. Se define como la relación, en un aparato de medida, entre el

desplazamiento del índice, marca, aguja, etcétera, observada en dicho aparato y

la variación de la magnitud de medida que ha provocado dicho desplazamiento y

depende de la temperatura.

32. ¿Cómo se llaman a los dos grupos de errores de la medición de masa de

acuerdo a las causas que los producen?

33. Es la proximidad entre un valor medido y un valor verdadero de un

mensurando (magnitud que se desea medir).

34. ¿Qué normas nos requiere que los instrumentos de medición sean

sometidos a control metrológico certificada por calibración?

ISO 9001 ó ISO/IEC 17025

35. ¿En qué consiste la calibración al instrumento para pesar?

Aplicación de cargas de prueba al instrumento para pesar bajo condiciones

especificadas

Determinación del error o variación de la indicación

Estimación de la incertidumbre de la medición a ser atribuida a los resultados

36. Deberían estar compuestas preferentemente de pesas patrón con

trazabilidad a la unidad de masa del SI.

Cargas de prueba

37. ¿Qué se determina normalmente al realizar las pruebas de medición?

Repetibilidad de las indicaciones

Errores de las indicaciones

Efecto en la indicación de la aplicación excéntrica de una carga

38. Consiste en la colocación repetitiva de la misma carga en el receptor de

carga, bajo condiciones idénticas de manejo de la carga y del instrumento, y bajo

las mismas condiciones de prueba, tanto como sea posible.

Prueba de repetibilidad

39. El objetivo de esta prueba es una estimación del desempeño del

instrumento en el alcance completo de la medición. si existen por lo menos 3

puntos de prueba incluyendo Min. y Max. y la diferencia entre dos cargas de

prueba consecutivas es no mayor a 0.15Max.

Prueba para los errores de las indicaciones

40. La prueba consiste en poner una carga de prueba en diferentes posiciones

del receptor de carga, de tal manera que el centro de gravedad de la carga ocupe,

tanto como sea posible.

Prueba de excentricidad.