reforma curricular del bachillerato tecnológico guía...

Profesores que elaboraron la guía didáctica del módulo profesional de la carrera de técnico en: Producción

NOMBRE ESTADO

Beatriz Hernández Guerrero Hidalgo

Cristóbal Meneses Hidalgo Hidalgo

Margarita Soto Medina Baja California

José Ismael Teutle Velázquez Edo. de México

Vicente Carmona León Edo. de México

Coordinador de Diseño:

NOMBRE ESTADO

Cuauhtémoc Rogelio Gamboa Rico Chihuahua

Reforma Curricular del Bachillerato Tecnológico Guía didáctica para el alumno

Directorio

Lic. Josefina Vázquez Mota Secretaria de Educación Pública

Dr. Miguel Székely Pardo Subsecretario de Educación Media Superior

Lic. Luis F. Mejía Piña Director General de Educación Tecnológica Industrial

Antrop. Ana Belinda Ames Russek Coordinadora Nacional de Organismos Descentralizados Estatales de CECyTEs

Lic. Elena Karakowsky Kleyman Responsable de Desarrollo Académico de los CECyTEs

Objetivo General

OBJETIVO

Al terminar el submódulo serás capaz de controlar los estándares

de calidad del producto mediante el empleo de instrumentos de medición,

por medio de estos también podrás utilizar tablas de pesos y medidas

aplicar normas y especificaciones, además podrás verificar los estándares

de calidad del producto utilizando instrumentos de medición, así como

controlar los errores en la medición de productos de acuerdo a los

patrones establecidos en los diferentes procesos de fabricación de las

empresas de la región, donde encontraras tu campo laboral. Ejecutaras un

nivel de competencia 2 debido a que vas a desarrollar una serie de

competencias complejas o no rutinarias y existe cierta autonomía y

responsabilidad individual sin dejar de lado el compromiso grupal.

Índice

Contiene los siguientes apartados:

I. Mapa curricular

II. Introducción al curso

III. Desarrollo de competencias

IV. Conclusiones de la guía de aprendizaje

V. Fuentes de información

VI. Glosario

VII. Anexos

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Mapa Curricular

Submodulo I. Controlar los estándares de calidad mediante el uso de instrumentos de

Competencia 1 Utilizar las tablas de pesos y medidas aplicando la normatividad y las especificaciones.

Competencia 2 Verificar los estándares de calidad del producto utilizando instrumentos de medición.

Habilidades y Destrezas • Aplicar las tablas de pesos

y medidas. • Hacer conversiones del

sistema inglés al sistema métrico decimal y viceversa.

• Aplicar las normas y especificaciones del producto.

Actitudes � Orden � Responsabilidad � Limpieza

CARRERA: TECNICO EN PRODUCCION

Modulo III: Implementar controles de calidad del pr oducto.

Competencia 3 Controlar los errores en la medición de productos de acuerdo a los patrones establecidos.

Habilidades y Destrezas • Medir las dimensiones

de partes o componentes.

• Registrar las lecturas para su posterior tratamiento.

• Aplicar correcciones por errores porcentuales.

• Cotejar las lecturas con los parámetros establecidos por las especificaciones

Habilidades y Destrezas

• Utilizar instrumentos de medición.

• Realizar mediciones al producto.

• Cotejar mediciones teóricas vs. físicas.

• Verificar los estándares del producto.

• Ajustar las dimensiones reales del producto terminado.



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INTRODUCCIÓN

Sabias que la calidad es difícil de evaluar porque a menudo es subjetiva y se opone a la noción de cantidad. Sin embargo, la función del administrador de la calidad, o del técnico en calidad, será precisamente cuantificar esa calidad para medirla y controlarla. Es por eso, que al acreditar este submódulo serás capaz de controlar los estándares de calidad del producto mediante el empleo de Instrumentos de medición. Además serás capaz de utilizar las tablas de pesos y medidas aplicando la normatividad y las especificaciones, verificar los estándares de calidad del producto utilizando instrumentos de medición y controlar los errores en la medición de productos de acuerdo a los patrones establecidos. ¿Suena interesante verdad?, pues échale ganas ya que con esto podrás trabajar como: auxiliar en el área de control de la calidad o ser el inspector de calidad en industrias manufactureras de todo tipo. Este submódulo tiene relación con el submódulo II “Manipular el proceso productivo mediante gráficos de control estadístico”. Las prácticas las llevarás a cabo en el taller de producción, en las visitas guiadas que realices y en el salón de clases con las debidas instrucciones de tu profesor. Para que acredites la competencia deberás tomar en cuenta las evidencias de desempeño, por producto y por actitud (orden, responsabilidad y limpieza).

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Simbología

OBJETIVO

INTRODUCCIÓN

EJEMPLO

EJERCICIO

PRÁCTICA

ERRORES TÍPICOS

CONTINGENCIA

CONCLUSIONES

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Competencias, habilidades y destrezas

Módulo III Implementar controles de calidad del producto.

Submódulo I Controlar los estándares de calidad mediante el uso de instrumentos de medición.

Competencias a Desarrollar

1.- Utilizar las tablas de pesos y medidas aplicando la normatividad y las especificaciones.

2.- Verificar los estándares de calidad del producto utilizando instrumentos de medición.

3.- Controlar los errores en la medición de productos de acuerdo a los patrones establecidos.

COMPETENCIA 1 Utilizar las tablas de pesos y medidas aplicando la normatividad y las especificaciones.

Introducción

Hola!!! Bienvenido!!!, seguramente en tu vida cotidiana te has preguntado cuanto

mide una cancha de fútbol, con que voltaje trabajan los reproductores de mp3

una lavadora, una televisión, el peso apropiado de una persona, tu estatura, la

presión adecuada de las llantas de un automóvil, etc.

Todas esas inquietudes que tenemos son especificaciones que se establecen y

que tienen que ser verificadas en algún momento, y tu al término de esta

competencia podrás llevarlas a cabo; podrás comprobar tus aproximaciones

mediante la adecuada manipulación de algunos instrumentos de medición que

nos ayudan a saber con exactitud cuanto miden o pesan determinadas cosas

que encontramos en nuestra vida cotidiana y el ámbito productivo.

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Es tiempo de desarrollar la primer competencia de este submódulo, en la que

aprenderás todo aquello relacionado al adecuado uso de tablas de pesos y

medidas, propiciando lógicamente las actitudes de orden, responsabilidad y

limpieza con la debida seguridad e higiene.

En esta primera competencia podrás identificar y aplicar las especificaciones y

normas que se utilizan en la fabricación de un producto y en base a estas normas

y especificaciones podrás realizar conversiones de un sistema de medición a otro

apoyándote de las tablas de pesos y medidas.

Conocerás los métodos y técnicas de medición como una evolución del progreso

científico, desarrollo tecnológico y bienestar social para el mejoramiento de la vida,

así como la influencia que tienen las normas sobre la transparencia y equidad en

las transacciones comerciales entre los diferentes individuos y países, y en

consecuencia para la seguridad de los ciudadanos.

Aprenderás los principios básicos de la metrología, de la normalización, de los

sistemas de unidades y el uso de tablas de múltiplos y submúltiplos.

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HABILIDAD

1. Aplicar las tablas de pesos y medidas. 2. Hacer conversiones del sistema inglés al sistema

métrico decimal y viceversa. 3. Aplicar las normas y especificaciones del producto.

RESULTADO DE

APRENDIZAJE

Al terminar el submódulo el alumno será capaz de aplicar tablas de pesos y medidas realizar conversiones del sistema ingles al sistema métrico y viceversa y aplicar las normas y especificaciones del producto en las industrias manufactureras.

Desarrollo

Desde tiempos muy remotos, el hombre ha tenido la necesidad de medir, es decir, saber cual es la magnitud de un objeto comparándolo con otro de la misma especie, que le sirve de base o patrón. Pero el problema ha sido encontrar el patrón de medida. Por ejemplo, se habló de codos, varas, pies, jemes (distancia entre el dedo índice y el pulgar al estar estirada la mono) para medir longitud. Cuartones, arrobas, quintales, cargas ; para medir masa. Lunas, soles, lustros ; para medir tiempo.

Unidades y Mediciones Antiguamente, los egipcios habían encontrado un patrón para medir la longitud, mediante las dimensiones de un hombre con los brazos extendidos (brazada), sin embargo pronto la elección de la medida de longitud se convirtió en una cuestión de prestigio, ya que era inconcebible que una nación utilizara la medida de alguna parte del cuerpo del soberano de otro país. Por tanto cada vez se crearon más unidades diferentes y los países grandes y ricos establecieron nuevas medidas propias para demostrar su poderío y autonomía. Esto dio como resultado un serio obstáculo para el comercio entre los pueblos. Actualmente se ha buscado establecer un solo sistema de unidades que sea utilizado por todos los países. En 1960, científicos y técnicos de todo el mundo se reunieron en Ginebra, Suiza y acordaron adoptar el llamado: Sistema Internacional de Unidades. Este sistema se basa en el que llamábamos M.K.S., iniciales que corresponden a metro, kilogramo y segundo. No obstante, aún siguen utilizándose el sistema inglés (pie, libra y segundo) y el sistema cegesimal o C.G.S (centímetro, gramo y segundo). Además de los llamados sistemas gravitacionales o de ingeniería; que en lugar de masa, se refieren al peso.

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SISTEMAS DE UNIDADES ABSOLUTOS

Mediante el empleo de prefijos y sus respectivos símbolos, aceptados internacionalmente, podemos obtener múltiplos y submúltiplos para cada unidad de medida de la tabla anterior.

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CONVERSIÓN DE UNIDADES UTILIZANDO TABLA DE PREFIJOS

EJEMPLO 1

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EJERCICIO 1

Realiza las siguientes conversiones utilizando la tabla de prefijos

1) 5 m a cm 2) 2 Mm a m 3) 65 dm a m 4) 4300000 µm a m 5) 1200 m a km 6) 8 Gm a km 7) 2.5 Tm a hm 8) 510000 nm a cm 9) 6789560 pm a mm 10) 10 dm a hm

UNIDADES Y CONVERSIONES

Por medio de las equivalencias se pueden convertir unidades de un sistema a otro. Las operaciones de conversiones de unidades son de mucha utilidad para cuantificar los experimentos y ejercicios en la vida real. En virtud de la existencia de varios sistemas de unidades, todos ellos en uso actualmente; es necesario con mucha frecuencia, convertir unidades de un sistema a otro, para ello, es indispensable tener presentes entre otras las siguientes equivalencias:

1m 3.28 pies 1m 1.093 yardas

1 pie 30.48 cm 1 pie 12 pulgadas

1 pulg 2.54 cm 1 milla 1609 km 1 libra 454 g 1 kg 2.2 lb

1 galón 3.785 litros

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EJEMPLO 2

CONVERSIONES DE UNIDADES UTILIZANDO LA TABLA DE

EQUIVALENCIAS MÉTODO DE MULTIPLICAR POR UNO

Convertir 5 pies a m

EJERCICIO 2

Realiza las siguientes conversiones utilizando la tabla de equivalencias

1) 15 pies a m 2) 12 kg a libras 3) 30 pulg a cm 4) 15 m a yardas 5) 3 gal a litros 6) 100 km a millas 7) 130 libras a kg 8) 40 m a pies 9) 208 yardas a pulgadas

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10) 32.1 82pies a mm 11) 306 millas a m 12) 246.3 plg a pies 13) 351 pies a pulgadas 14) 3.64 millas a metros 15) 153 pies a pulgadas 16) 82 yardas a pulgadas 17) 603 millas a cm 18) 36.24 pies a pulgadas 19) 42.36 pies a pulgadas 20) 132.3 yd a pies

CONVERSIONES FRACCIONARIAS A MILIMÉTRICAS Las unidades de longitud de uso común se utilizan en los talleres desde áreas de producción y control de calidad con los supervisores y obreros hasta las de ingeniería. En la mayoría de las ramas de la ingeniería se utilizan los milímetros y las pulgadas con sus respectivas subdivisiones, por lo que es necesario saber efectuar conversiones de unidades de un sistema a otro, sin importar si estas son fraccionarias o milimétricas.

EJEMPLO 3

A continuación se indica las formulas para convertir unidades Fraccionales a unidades del sistema ingles al sistema métrico decimal viceversa. En fraccional se tendrá que realizar una división, por ejemplo ¼ nos representa una división 4 1 así se obtendrá su resultado tomando en cuenta tres dígitos representándolo de la siguiente manera: 0 .250” Y para el sistema ingles el resultado de la división se multiplicara por 25.4 para obtener el resultado en milímetros. Te preguntaras porque por 25.4. Esto se debe a que es un factor constante, el cual tiene una equivalencia de 1” en milímetros. FRACCIONES MILÉSIMAS MILÍMETROS ¼” 0.250” X 25.4 6.30

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Si deseáramos convertir ahora 6.30 mm a fracciones de pulgadas, tienes que dividir el resultado de 6.30 entre 25.4 obtenido un resultado de 0.250. Este resultado lo multiplicas por algún múltiplo de 8, por ejemplo 64 y obtienes: 16/64, ahora reduciendo obtienes ¼.

EJERCICIO 3

Completa la tabla de equivalencias en tu cuaderno utilizando tu calculadora, desde 1/128” hasta 1” como se indica a continuación. FRACCIONES MILÉSIMAS MILÍMETROS 1/128 .007” .18 2/128= 1/64 .015” .38 3/128 .023” .58 4/128 = 2/64 = 1/32 .031” .79

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EJERCICIO 4

Realiza las siguientes conversiones completando la siguiente tabla: FRACCIONES MILESIMAS MILIMETROS 3/16 5/32 7/64 12.7 3.175 9.525 1- 5/16 3. 4375 7 – 3/4 5 – 7/8 2.5625

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CONVERSIONES DE MAGNITUDES COMBINADAS

EJEMPLO 4

Convertir 300 Km/h a m/s De las tablas de equivalencia obtenemos que un 1km =1000 m y una h = 3600 s. por lo que

300 km/h a m/s = 300

s

h

km

m

3600

1

1

1000 =

36001000300X

= 83.33 m/s

9.81 m/ 2s a pies/ 2s = 9.81

2

1

1

28.3

sm

pies = 32.18 pies/s 2

10 kg/cm 2 a pounds/ in 2 =

in

cm

kg

pounds

1550.0

1

1

205.2 2

= 142.2 pounds/in 2

150 l/min a gal/s =

sl

gal

60

min1

785.3

1 =

60785.3

1150

X

X = 0.6605 gal/s

EJERCICIO 5

Realiza las siguientes conversiones:

1) 98 km/hr a m/s 2) 992 gal/min a lt/hr 3) 28.36 kg/cm2 a pounds/plg2 4) 89 pounds/plg2 a kg/cm2 5) 31.9 pies/s2 a m/s2

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NORMAS Y NORMALIZACIÓN

Norma:

� Es la solución que se adopta para resolver un problema repetitivo. � Es una referencia respecto a la cual se juzgará un producto o una función. � En esencia es el resultado de una elección colectiva razonada. � Prácticamente es un documento resultado del trabajo de numerosas

personas durante mucho tiempo.

La normalización o estandarización es la redacción y aprobación de normas que se establecen para garantizar el acoplamiento de elementos construidos independientemente, así como garantizar el repuesto en caso de ser necesario, garantizar la calidad de los elementos fabricados y la seguridad de funcionamiento.

La normalización es el proceso de elaboración, aplicación y mejora de las normas que se aplican a distintas actividades científicas, industriales o económicas con el fin de ordenarlas y mejorarlas. La asociación estadounidense para pruebas de materiales(ASTM), 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.

Normalización: es la actividad conducente a la elaboración, aplicación y mejoramiento de las normas.

Según la ISO (International Organization for Standarization) la Normalización es la actividad que tiene por objeto establecer, ante problemas reales o potenciales, disposiciones destinadas a usos comunes y repetidos, con el fin de obtener un nivel de ordenamiento óptimo en un contexto dado, que puede ser tecnológico, político o económico.

La normalización persigue fundamentalmente tres objetivos:

• Simplificación: Se trata de reducir los modelos quedándose únicamente con los más necesarios.

• Unificación: Para permitir la ínter cambiabilidad a nivel internacional. • Especificación: Se persigue evitar errores de identificación creando un

lenguaje claro y preciso

Las elevadas sumas de dinero que los países desarrollados invierten en los organismos normalizadores, tanto nacionales como internacionales, es una prueba de la importancia que se da a la normalización.

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CLASIFICACIÓN DE LAS NORMAS

El presente esquema representa una clasificación general de las normas

1. Por el ámbito de aplicación 1. Nacional

1. Normas para el sector industrial. 2. Normas para la empresa. 3. Normas para organismos nacionales.

2. Internacional) 2. Por el contenido

1. Científico 1. Definiciones de magnitudes, unidades y símbolos. 2. Designaciones de la simbología matemática. 3. Designaciones de notaciones científicas.

2. Industrial 1. Normas de calidad: Definen las características de un producto

o proceso. 2. Normas dimensionales: Definen las dimensiones, tolerancias,

formas, etc. de un producto. 3. Normas orgánicas: Afectan a aspectos generales (color de las

pinturas, dibujos, acotaciones, etc.). 4. Normas de trabajo: Ordenan los procesos productivos.

3. Por la forma de aplicación 1. Obligatorias 2. Voluntarias

ORGANISMOS INTERNACIONALES DE NORMALIZACIÓN

• ANSI - Instituto Nacional Estadounidense de Estándares • ASME - American Society of Mechanical Engineers • CEE - Comisión de reglamentación para equipos eléctricos • CENELEC - Comité Européen de Normalisation Electrotechnique - Comité

Europeo de Normalización Electrotécnica. • CEN - Organismo de estandarización de la Comunidad Europea para

normas EN. • COPANT - Comisión Panamericana de Normas Técnicas • AMN - Asociación Mercosur de Normalización • CEN - Organismo de normalización de la Comunidad Europea • IEC - International Electrotechnical Commission • IEEE - Institute of Electrical and Electronical Engineers • IETF - Internet Engineering Task Force • ISO - Organización Internacional para la Estandarización • ITU - Unión Internacional de Telecomunicaciones (engloba CCITT y CCIR) • Organismos de las Naciones Unidas: UNESCO, OMS, FAO

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ORGANISMOS NACIONALES DE NORMALIZACIÓN

País Organismo Web

Alemania Deutsches Institut für Normung DIN

Argentina Instituto Argentino de Normalización IRAM

Bolivia Instituto Boliviano de Normalización y Calidad IBNORCA

Chile Instituto Nacional de Normalización INN

Colombia Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación ICONTEC

Costa Rica Instituto de Normas Técnicas de Costa Rica INTECO

Cuba Oficina Nacional de Normalización NC

Ecuador Instituto Ecuatoriano de Normalización INEN

El Salvador Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología CONACYT *

España Asociación Española de Normalización y Certificación AENOR

Estados Unidos de América American National Standards Institute ANSI

Filipinas Bureau of Product Standards BPS

Francia Association Française de Normalisation AFNOR

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Guatemala Comisión Guatemalteca de Normas COGUANOR *

Honduras Consejo Hondureño de Ciencia y Tecnología

COHCIT **

Japón Japanese Industrial Standars Committee JISC

México Dirección General de Normas DGN

Nicaragua Dirección de Tecnología, Normalización y Metrología DTNM *

Panamá Comisión Panameña de Normas Industriales y Técnicas COPANIT

Paraguay Instituto Nacional de Tecnología y Normalización INTN *

Perú Instituto Nacional de Defensa de la Competencia y de la Protección de la Propiedad Intelectual

INDECOPI *

Reino Unido British Standards Institution BS

República Dominicana

Dirección General de Normas y Sistemas de Calidad DIGENOR **

Rusia Agencia Federal para la Regulación Técnica y la Metrología GOST

Suiza Swiss Association for Standardization SNV

Uruguay Instituto Uruguayo de Normas Técnicas UNIT

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Venezuela Fondo para la Normalización y Certificación de la Calidad FONDONORM

EJERCICIO 6

Investiga la simbología de normalización de los siguientes países: Estados Unidos Canadá México Alemania Reino Unido Francia Japón Comunidad Europea Elabora un dibujo de cada uno de los símbolos anteriores en una hoja de papel bond tamaño carta.

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PRACTICA 1

Nombre de la competencia a desarrollar:

Utilizar las tablas de pesos y medidas aplicando la normatividad y las

especificaciones.

Nombre de la habilidad o destreza que se debe adqui rir:

Aplicar las normas y especificaciones del producto. Número de práctica: 1

Instrucciones para el alumno:

1. En equipos de 5 alumnos, conseguir 5 empaques de distintos productos en los cuales se encuentre impreso el símbolo de alguna norma. (Es importante que cada empaque contenga una norma diferente, al menos en numeración).

2. Recorta los símbolos. 3. Elabora una tabla como la siguiente:

Símbolo Interpretación

4. En la columna llamada “símbolo” deberán pegar el recorte y en la columna llamada “interpretación” deberán indicar el título de la norma y un resumen del contenido de la misma.

NOTA: Para conocer el contenido de las normas deberás realizar una investigación apoyándote del internet.

Instrucciones para el docente:

1.- Realizar la practica siguiendo el procedimiento establecido

2.- Observar el orden la responsabilidad y la limpieza dentro del taller de producción

al realizar la práctica.

3.- Aplicar correctamente los instrumentos de evaluación para lograr la competencia.

Recursos materiales de apoyo:

• Registro de la información • Bata de taller • Libreta, lápiz • Empaques • Computadora (Internet)

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ERRORES TÍPICOS

DESCRIPCION DEL ERROR TIPICO ACCIONES DE CORRECCION Conseguir empaque de productos que

contienen la misma norma

Verificar que cada empaque contenga una norma diferente.

CONTINGENCIA

DESCRIPCION DE LA CONTINGENCIA

ACCIONES DE CORRECCION

Falta de empaques

Buscar en sus útiles escolares u objetos que se encuentren en el salón de clases o laboratorio símbolos de normalización y

elaborar dibujo de los mismos, reemplazando los recortes.

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Conclusiones de la competencia 1

CONCLUSIONES

Como pudiste observar las habilidades y conocimientos adquiridos en la primera competencia son de mucha importancia ya que te permiten visualizar el progreso en la metrologia, así como tener la destreza para aplicar especificaciones y normas, como verificarlas y en general resolver cualquier problema que se te presente en la elaboración de un producto relacionado con las mediciones. Con el conocimiento de los distintos sistemas de unidades y de las conversiones entre los mismos será más fácil visualizar características de distintos productos, no solo de tu país, sino también del extranjero. Ahora tu puedes identificar los distintos símbolos de normalización que comúnmente vienen impresos en los empaques de productos que utilizamos de manera cotidiana, así mismo aprendiste que cada símbolo tiene un número de identificación de la norma, el cual te brinda información acerca de los requerimientos de calidad con los que debe cumplir un producto para salir al mercado.

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1.- Utilizar instrumentos de medición. 2.- Realizar mediciones al producto. 3.- Cotejar mediciones teóricas vs. Físicas. 4.- Verificar los estándares del producto. 5.- Ajustar las dimensiones reales del producto terminado.

COMPETENCIA 2 Verificar los estándares de calidad del producto utilizando instrumentos de medición.

Introducción

Como sabes en la primera competencia, aprendiste que para la elaboración de cualquier producto se requiere de especificaciones y normas. Ahora en esta competencia serás capaz de verificar estas normas por medio del uso apropiado de los diferentes instrumentos de medición que se utilizan en la industria para la comprobación de los estándares de calidad. También conocerás los cuidados, precauciones y uso apropiado que se debe de dar a los instrumentos de medición para realizar mediciones precisas y exactas. Adquirirás la destreza para realizar mediciones correctas al producto, cotejar las mediciones teóricas contra las físicas, o realizar retrabajos para ajustar a las dimensiones reales. Conocerás la manera de evitar los posibles errores al realizar mediciones directas e indirectas con instrumentos de medición lineal. Aprenderás que todos los instrumentos deben de ser calibrados contra patrones en forma periódica para evitar que los mismos no cumplan con las especificaciones de uso y en consecuencia no realizar las mediciones exactas, y su correspondiente incertidumbre.

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ALGUNOS INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN

Para medir masa:

• balanza • báscula • espectrómetro de

masa • catarómetro

Para medir tiempo:

• calendario • cronómetro • reloj • reloj atómico • datación radiométrica

Para medir longitud:

• metro y regla • Calibre • vernier • micrómetro • reloj comparador • interferómetro

Para medir ángulos:

• sextante • transportador

Para medir temperatura:

• termómetro • termopar • pirómetro

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Para medir presión:

• barómetro • manómetro • tubo de Pitot

(utilizado para determinar la velocidad)

• anemómetro (utilizado para determinar la velocidad del viento)

Para medir flujo:

• caudalímetro (utilizado para medir caudal de un flujo)

Para medir propiedades eléctricas:

• electrómetro (mide la carga)

• amperímetro (mide la corriente eléctrica)

• galvanómetro (mide la corriente)

• ohmetro (mide la resistencia)

• voltímetro (mide la tensión)

• wattmetro (mide la potencia eléctrica)

• multímetro (mide todos los anteriores valores)

• puente de Wheatstone

• osciloscopio

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Para medir magnitudes sin clasificar:

• colorímetro • espectroscopio • microscopio • espectrómetro • contador geiger • radiómetro de Nichols • sismógrafo • pHmetro Medidor del

pH

Balanza

La balanza (del latín: bis, dos, lanx, plato) es una palanca de primer género de brazos iguales que mediante el establecimiento de una situación de equilibrio entre los pesos de dos cuerpos permite medir masas; es junto con la romana y la báscula, uno de los tres instrumentos u operadores técnicos que se han inventado para medir la masa de un cuerpo. Sin embargo, el uso más frecuente es utilizarlas asociando la masa al peso correspondiente, por lo cual suele referirse a esta magnitud en la superficie terrestre.

Así como la báscula se utiliza para pesar masas grandes y voluminosas, la balanza se usa para pesar masas más pequeñas de solo unos kilos, siendo habitual en laboratorios.

La evolución de las balanzas en los últimos tiempos ha sido radical, pues se ha pasado de utilizar las balanzas tradicionales, de funcionamiento mecánico, a balanzas electrónicas de lectura directa y precisa.

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PRACTICA 2


Verificar los estándares de calidad del producto utilizando instrumentos de medición


� Utilizar instrumentos de medición. � Realizar mediciones al producto. � Cotejar mediciones teóricas vs. físicas. � Verificar los estándares del producto

Número de práctica: 2


1. En equipos de 5 alumnos, traer 5 productos empaquetados que contengan la información de peso impresa en el empaque y 5 productos embolsados a granel y que no contengan información.

2. Pesar los 5 productos embolsados a granel y registrar los datos en una tabla como la siguiente:

Producto Peso

3. Pesar los 5 productos empaquetados y registrar la información en una tabla

como la siguiente:

Producto Peso indicado en el empaque

Peso real

4. Coteja las mediciones teóricas contra las físicas y redacta una conclusión. 5. Toma fotografías como evidencia de tu práctica.






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• 5 productos empaquetados • 5 productos a granel • balanza • cámara fotográfica • Formato de registro • Lápiz y lapicero

ERRORES TÍPICOS

DESCRIPCION DEL ERROR TIPICO ACCIONES DE CORRECCION No medir correctamente el peso de los productos.

Verificar la posición de los alumnos al momento de realizar las mediciones.

CONTINGENCIA



Falta de material para trabajar

Utilizar objetos que se encuentren en el salón de clases o laboratorio.

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Reglas (Rígidas y flexibles)

Cinta métrica o flexómetro

El metro, normalmente fabricado de fleje metálico o fibra textil, tiene una escala grabada sobre su superficie, graduada y numerada, en el sistema métrico las divisiones suelen ser centímetros o milímetros. Los flexómetros de fleje metálico, enrollables, suelen tener una longitud entre 1 a 10 metros, normalmente, los de material textil, suelen ser de mayor longitud de 10 a 50 m.

Existe una variante de metro textil de entre uno a dos metros de longitud, con divisiones de 0,5 cm)

La regla

La regla es un instrumento de medición rígido o semi rígido, construida de metal, madera o material plástico, que tiene una escala graduada y numerada en centímetros y milímetros y su longitud total rara vez supera el metro de longitud. La unidad de medida comúnmente son centímetros, aunque también las hay con graduaciones en pulgadas o en ambas unidades.

La regla es un objeto en forma de plancha delgada y rectangular la cual tiene la función de medir distancias cortas. Sirve para marcar líneas con la ayuda de un bolígrafo o lápiz. Las reglas tienen muchas aplicaciones ya que tanto sirve para medir como para ayudar en el trazo de dibujos, las que hay en las oficinas suelen ser de plástico pero las que hay en los talleres y carpinterías suelen ser metálicas

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de acero flexible e inoxidable. La regla se utiliza tomándola con una mano y colocando el punto 0 en el origen de el objeto a medir o de la línea a crear, apoyando el bolígrafo en el borde superior y marcando desde el punto 0 hasta el que se desee o simplemente apoyándola y realizando la línea.

COMPASES Antes de que instrumentos como el calibrador vernier fueran introducidos, las partes eran medidas con compases y reglas. Por ejemplo, para medir un diámetro exterior la parte se ponía entre las puntas del compás y luego las puntas del compás son colocadas sobre una regla para transferir la lectura. En otra aplicación las puntas del compás exteriores se separan a una distancia específica utilizando una regla, entonces las partes son maquinadas hasta que las puntas del compás se deslizan justamente sobre la superficie maquinada. El uso del compás en la actualidad esta restringido, ya que su uso requiere habilidad y no es posible lograr gran exactitud; en algunos casos se utilizan en el taller para realizar trazos antes de maquinar las piezas.

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PRACTICA 3




� Utilizar instrumentos de medición. � Realizar mediciones al producto.



1. En equipos de 5 alumnos, traer 10 partes metálicas pequeñas (tubo, perfil, tornillos, etc.)

2. Abre tu compás de extremo a extremo de cada una de las piezas abarcando el total de su longitud.

3. Apoyándose de su regla, determinen la dimensión de la longitud de cada pieza en mm y elaboren un dibujo de las mismas acotado.

4. Toma fotografías como evidencia de tu trabajo y anéxalas a tu reporte.







• 10 piezas metálicas pequeñas • Compás • Regla graduada • Cámara fotográfica • Papel y lápiz

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ERRORES TÍPICOS

DESCRIPCION DEL ERROR TIPICO ACCIONES DE CORRECCION No medir adecuadamente las piezas.

Que las medidas sean verificadas al menos

3 veces por 3 distintos compañeros.

CONTINGENCIA





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NONIO

Pedro Nunes, conocido también por su nombre latino como Petrus Nonius (Alcácer do Sal, Portugal, 1492 - Coimbra, 1577), matemático, astrónomo y geógrafo portugués, del siglo XVI. Inventó en 1514 el nonio , un dispositivo de medida de longitudes que permitía, con la ayuda de un astrolabio, medir fracciones de grado de ángulos, no indicadas en la escala de los instrumentos.

Pierre Vernier (Ornans, 1580 - Ornans, 1637) matemático francés, es conocido por la invención en 1631 de la escala vernier para medir longitudes con gran precisión y basado en el de Pedro Nunes.

Dada la primera invención de Pedro Nunes (1514) y el posterior desarrollo de Pierre Vernier (1631), en la actualidad esta escala se suele denominar como nonio o vernier, siendo empleado uno u otro termino en distintos ambientes, en la rama técnica industrial suele ser más utilizado nonio, si bien el termino vernier es común en la enseñanza y en las ciencias aplicadas, aquí tomaremos el termino nonio al ser el más antiguo y por tanto el que aporto la idea original, considerando, en todo caso, nonio y vernier como términos sinónimos. El sistema consiste en una regla sobre la que se han grabado una serie de divisiones según el sistema de unidades empleado, y una corredera o carro móvil con un fiel o punto de medida, que se mueve a lo largo de la regla.

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Dada una escala de medida, podemos apreciar hasta su unidad de división más pequeña, siendo esta la apreciación con la que se puede dar la medición, es fácil percatarse que entre una división y la siguiente hay más medidas, que unas veces esta más próxima a la primera de ellas y otras a la siguiente.

Para poder apreciar distintos valores entre dos divisiones consecutivas, se desarrolló una segunda escala que se denomina nonio o vernier, gravada sobre la corredera y cuyo punto cero es el fiel de referencia, hay que tener en cuenta que el nonio o vernier es esta segunda escala, no el instrumento de medida o el tipo de medida a realizar, tanto si es una medición lineal, angular, o de otra naturaleza, y sea cual fuere la unidad de medida. Esto es, si empleamos una regla para hacer una medida, solo podemos apreciar hasta la división más pequeña de esta regla; si además disponemos de una segunda escala, llamada nonio o vernier, podemos distinguir valores más pequeños.

El nonio o escala vernier toma un fragmento de la regla, en el sistema decimal un múltiplo de diez menos uno, 9, 19,... y lo divide en un número más de divisiones 10, 20,..., en la figura tomamos 9 divisiones de la regla y la dividimos en diez partes iguales, es el caso más sencillo, de tal modo que cada una de estas divisiones sea de 0,9 unidades de la regla. Esto hace que si la división cero del nonio coincide con la división cero de la regla, la distancia entre la primera división de la regla y la primera del nonio sea de 0,1; que entre la segunda división de la regla y la segunda del nonio haya una diferencia de 0,2; y así, sucesivamente, de forma que entre la décima división de la regla y la décima del nonio haya 1,0, es decir: la décima división del nonio coincide con la novena de la regla, según se ha dicho en la forma de construcción del nonio. Esto hace que en todos los casos en los que el punto 0 del nonio coincide con una división de la regla el punto diez del nonio también lo hace.

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EJEMPLO 5

0.4

0.0

0.6

de 93

Cuando la división uno del nonio coincide con una división de la regla, el fiel está separado 0,1 adelante. De modo general, el fiel indica el número entero de divisiones de la regla, y el nonio indica su posición entre dos divisiones sucesivas de la regla.

Apreciación del nonio.

Una escala nonio tiene cuatro características que la definen:

n: el numero de divisiones del nonio A: la apreciación, medida más pequeña que puede representar. k: constante de extensión, que determina la longitud del nonio para una misma apreciación L: su longitud en las mismas unidades de la regla

de estas variables solo n y k son independientes y A y L dependen de las primeras del siguiente modo la apreciación es:

1.0

1.3

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y la longitud del nonio es:

donde k es un numero entero mayor o igual que 1, normalmente 1 o 2 cuando se quiere facilitar la lectura.

En el caso visto hasta ahora, con n = 10, tenemos que:

en el caso visto k = 1, por tanto:

En el caso de que k = 2, tendríamos:

un nonio de 19 mm de longitud y 10 divisiones tendría la misma apreciación, en el doble de longitud, lo que facilita su lectura, al estar sus divisiones mas separadas.

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Nonio de 20 divisiones

Podemos ver otro ejemplo, que junto con el anterior, son los más utilizados en el sistema decimal. Con un nonio de 19 de longitud y 20 divisiones, con lo que tendríamos una apreciación:

que en este caso, seria:

el caso más normal es con k = 1, por tanto:

Las longitudes del ninio de 10 divisiones y K = 2 y 20 divisiones y k= 1 es la misma 19 mm, como puede verse, pero en este segundo caso las 20 divisiones dan una apreciación de 0,05 que en el caso anterior es de 0,1, por la diferencia en el numero de divisiones.

Para un calibre Pie de Rey es la mayor apreciación dado que divisiones más pequeñas no serian apreciables a simple vista, y seria necesaria un equipo óptico auxiliar.

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Nonio de 50 divisiones

La apreciación de este calibre como en los casos anteriores, corresponde a la expresión:

que sustituyendo los valores, tenemos:

operando, da como resultado:

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Esta apreciación esta grabada en la parte superior del calibre como se puede ver.

su longitud con k = 1, es:

La apreciación del instrumento, una división del nonio, equivale a 0,02, cada cinco divisiones son 0,02 * 5 = 0,1. En el nonio o escala vernier, se puede ver que cada cinco divisiones están marcadas con un numero del 0, para indicar el fiel y comienzo de la escala, y correlativamente del 1 al 10 indicando las décimas de milímetro.

La segunda fotografía representa en detalle el nonio de la misma imagen, indicando la lectura: 3,58, con dos trazos rojos, uno indica el 3, el valor de la regla anterior al fiel, y la otra la cuarta marca después del 5 en el nonio.

Aun tratándose de una fotografía perfectamente ampliada el señalar una lectura con más precisión de 3,6 es dificultosa. Es fácil percatarse de las dificultades de este calibre para diferenciar medidas de esta precisión, y aunque si se fabrican y comercializan calibres de esta apreciación, en la practica resulta poco útil internar realizar mediciones de más apreciación de 0,05 mm en un calibre a simple vista.

Uso del nonio

El uso del nonio en los instrumentos de medida esta muy generalizada, y se emplea en todo tipo de medidas, es el calibre, sin lugar a dudas, donde su utilización es más general y popular.

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Este instrumento de medida, de gran precisión, para su coste, versátil y practico ha alcanzado una amplia difusión en los más distintos ámbitos.

Nonio en la escalas sexagesimal

Hasta ahora hemos visto nonios o escala vernier, en el sistema decimal, cuando una unidad inferior es la decimal parte, esto es un dígito a la derecha del anterior. En sistemas no decimales, como por ejemplo el sexagesimal, también se emplea este sistema de medición y la escala del nonio se puede representar en la unidad inferior.

En el sistema sexagesimal, el de medida de ángulos por ejemplo, en grados, minutos y segundos, donde un grado son sesenta minutos y un minuto sesenta segundos, podemos emplear un nonio del siguiente modo.

Partiendo de una regla graduada en grados sexagesimal podemos ver que la apreciación del nonio es:

donde n es el numero de divisiones, y la aprecia vendrá dada en grados sexagesimal, por tanto podemos decir:

donde la apreciación vendrá dada en minutos sexagesimal.

Buscando el número n de divisiones entre los divisores de sesenta, tendremos una escala en minutos, por ejemplo para n= 6, la apreciación será de 10 minutos:

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La longitud del nonio en unidades de la regla de medida será:

que para un valor k= 1, nos dará una longitud del nonio de:

esto es:

la longitud del nonio o vernier es de 5 grados.

Si hacemos k= 2, tendremos una longitud mayor, con lo que conseguimos unas divisiones mas separadas, dando más claridad a la lectura y permitiendo grabar los valores de las divisiones en algunos casos:

lo que resulta:

Esto es valido para distintos valores de n, procurando en toda caso, que el valor de la apreciación, resulte practica dando números redondos en la unidad que nos interesa, veamos otro ejemplo.

Si tomamos un valor de n= 12 y k= 1, nos dará:

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Con lo que tenemos una apreciación de 5 minutos de grado, en una escala clara y perfectamente coherente con el sistema de medida empleado.

Calibre para mediciones en pulgadas

En la escala de las pulgadas tiene divisiones equivalentes a 1/16 de pulgada y en su nonio de 1/128 de pulgadas.

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COMPONENTES DEL CALIBRADOR VERNIER

OTROS TIPOS DE CALIBRADOR VERNIER

Calibrador Vernier Digital

1. Mordazas para medidas externas 2. Mordazas para medidas internas 3. Barra de Profundidad 4. Escala principal (mm) 5. Escala principal (pulg) 6. Nonio (mm) 7. Nonio (pulg) 8. Botón de deslizamiento

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EJERCICIO 7

Elige la opción de lectura correcta y escríbela en el espacio en blanco

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PRACTICA 4







1. En equipos de 5 alumnos, traer 10 partes metálicas pequeñas (tubo, perfil, tornillos, tuercas, etc.)

2. Utilizando el calibrador vernier realizar mediciones de exteriores, interiores y profundidades utilizando las partes correctas del vernier y elaborar un dibujo acotado de las mismas.

3. Tomar fotografías como evidencia de su trabajo.







• 10 piezas metálicas pequeñas • Calibrador vernier • Cámara fotográfica • Papel y lápiz

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ERRORES TÍPICOS




CONTINGENCIA




Dañar el instrumento de medición


Explicar a los alumnos los cuidados que se

deben tener en el manejo de cualquier instrumento de medición.

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MICRÓMETRO

El micrómetro (del griego micros, pequeño, y metros, medición), también llamado Tornillo de Palmer , es un instrumento de medición cuyo funcionamiento está basado en el tornillo micrométrico y que sirve para medir las dimensiones de un objeto con alta precisión, del orden de centésimas de milímetros (0,01 mm) y de milésimas de milímetros (0,001mm) (micra).

Para ello cuenta con 2 puntas que se aproximan entre sí mediante un tornillo de rosca fina, el cual tiene grabado en su contorno una escala. La escala puede incluir un nonio. La máxima longitud de medida del micrómetro de exteriores es de 25 mm, por lo que es necesario disponer de un micrómetro para cada campo de medidas que se quieran tomar (0-25 mm), (25-50 mm), (50-75 mm), etc.

Frecuentemente el micrómetro también incluye una manera de limitar la torsión máxima del tornillo, dado que la rosca muy fina hace difícil notar fuerzas capaces de causar deterioro de la precisión del instrumento.

Principio de funcionamiento

Todos los tornillos micrométricos empleados en el sistema métrico decimal tienen una longitud de 25 mm, con un paso de rosca de 0,5 mm, de modo que girando el tambor una vuelta completa el palpador avanza o retrocede 0,5 mm.

El micrómetro tiene una escala longitudinal, línea longitudinal que sirve de fiel, que en su parte superior presenta las divisiones de milímetros enteros y en la inferior las de los medios milímetros, cuando el tambor gira deja ver estas divisiones.

En la superficie del tambor tiene grabado en toda su circunferencia 50 divisiones iguales, indicando la fracción de vuelta que ha realizado, una división equivale a 0,01 mm.

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Para realizar una lectura, nos fijamos en la escala longitudinal, sabiendo así la medida con una apreciación de 0,5 mm, el exceso sobre esta medida se ve en la escala del tambor con una precisión de 0,01 mm.

EJEMPLO 6

En la fotografía se ve un micrómetro donde en la parte superior de la escala longitudinal se ve la división de 5 mm, en la parte inferior de esta escala se aprecia la división del medio milímetro. En la escala del tambor la división 28 coincide con la línea central de la escala longitudinal, luego la medida realizada por el micrómetro es: 5 + 0,5 + 0,28 = 5,78.

Micrómetro con nonio

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Una variante de micrómetro un poco más sofisticado, además de las dos escalas anteriores tiene un nonio, en la fotografía, puede verse en detalle las escalas de este modelo, la escala longitudinal presenta las divisiones de los milímetros y de los medios milímetro en el lado inferior de la línea del fiel, la escala del tambor tiene 50 divisiones, y sobre la línea del fiel presenta una escala nonio de 10 divisiones numerada cada dos, la división de referencia del nonio es la línea longitudinal del fiel.

En la imagen, la tercera división del nonio coincide con una división de la escala del tambor, lo que indica que la medida excede en 3/10 de las unidades del tambor.

Esto es, en este micrómetro se aprecia: en la escala longitudinal la división de 5 mm, la subdivisión de medio milímetro, en el tambor la línea longitudinal del fiel coincide por defecto con la división 28, y en el nonio su tercera división esta alineada con una división del tambor, luego la medida es: 5 + 0,5 + 0,28 + 0,003 = 5,783

El principio de funcionamiento del micrómetro es el tornillo, que realizando un giro más o menos amplio da lugar a un pequeño avance, y las distintas escalas, una regla, un tambor y un nonio, permiten además un alto grado de apreciación, como se puede ver.

Historia

El primer micrómetro de tornillo fue inventado por William Gascoigne en el siglo XVII, como una mejora del calibrador vernier, y se utilizó en un telescopio para medir distancias angulares entre estrellas. En 1841, el francés Jean Laurent Palmer lo mejoró y lo adaptó para la medición de longitudes de objetos manufacturados.

El micrómetro fue introducido al mercado anglosajón en 1867 por la compañía Brown & Sharpe. En 1888 Edward Williams Morley incorporó la escala del nonio, con lo cual se mejoró la exactitud del instrumento.

Tipos de micrómetros

Micrómetro exteriores (175-200 mm)

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Micrómetros especiales

Micrómetro de profundidad

En los procesos de fabricación mecánica de precisión, especialmente en el campo de rectificados se utilizan varios tipos de micrómetros de acuerdo a las características que tenga la pieza que se está mecanizando.

• Micrómetro de exteriores estándar • Micrómetro de exteriores con platillo para verificar engranajes • Micrómetro de exteriores digitales para medidas de mucha precisión • Micrómetros exteriores de puntas para la medición de roscas • Micrómetro de interiores para la medición de agujeros • Micrómetro para medir profundidades (sonda) • Micrómetro con reloj comparador • Micrómetro especial para la medición de roscas exteriores

Cuando se trata de medir medidas de mucha precisión y muy poca tolerancia debe hacerse en unas condiciones de humedad y temperatura controlada.

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EJERCICIO 8

Elige la opción de lectura correcta y escríbela en el espacio en blanco.

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PRACTICA 5







1. En equipos de 5 alumnos, traer 5 trozos de tubing de distintos diámetros (el diámetro no deberá exceder 1 pulgada).

2. Utilizando el micrómetro medir el diámetro exterior de cada uno de los trozos de tubing y elaborar un dibujo acotado de los mismos.

3. Tomar fotografías como evidencia de su trabajo.







• 5 trozos de tubing • Micrómetro • Cámara fotográfica • Papel y lápiz

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ERRORES TÍPICOS




CONTINGENCIA




Dañar el instrumento de medición


Explicar a los alumnos los cuidados que se

deben tener en el manejo de cualquier instrumento de medición.

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CONCLUSIONES

Ahora que terminaste la competencia te das cuenta que para fabricar un producto no solo se necesita conocer las especificaciones y normas, sino corroborarlas de una manera adecuada. Esta competencia te permitió adquirir la habilidad y destreza de utilizar algunos instrumentos de medición, pero además tienes la capacidad de llevar a cabo todo el proceso de medición que requiere: ver lo que se va a medir, conocer las unidades de medida, elegir el instrumento correcto seleccionar la manera o método apropiado de medición y expresar el resultado en forma correcta. Todo lo anterior nos permite obtener mediciones exactas que es el objetivo de la verificación de las especificaciones y normas.

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1.- Utilizar las tablas de pesos y medidas aplicando la normatividad y las especificaciones.

2.- Verificar los estándares de calidad del producto utilizando instrumentos de medición.

3.- Controlar los errores en la medición de productos de acuerdo a los patrones establecidos.

COMPETENCIA Controlar los errores en la medición de productos de acuerdo a los patrones establecidos.

Introducción

Medir significa comparar una magnitud de valor desconocido con una magnitud de referencia de igual especie, previamente elegida, que se denomina unidad de medida. En general los resultados de las mediciones no son exactos. Por más cuidado que se tenga en todo el proceso de la medición, es imposible expresar el resultado de la misma como exacto. Aún los patrones tienen error. Todas esas inquietudes que tenemos son especificaciones que se establecen y que tienen que ser verificadas en algún momento y tu al termino de esta competencia podrás llevarla a cabo. Podrás comprobar tus aproximaciones mediante la adecuada manipulación de los instrumentos de medición que nos ayudan a saber con exactitud cuanto miden o pesan determinadas cosas que encontramos en nuestra vida cotidiana y en el ámbito productivo.

Al hacer mediciones, las lecturas que se obtienen nunca son exactamente iguales, aun cuando las efectúe la misma persona, sobre la misma pieza, con el mismo instrumento, el mismo método y en el mismo ambiente.

En sentido estricto, es imposible hacer una medición totalmente exacta, por lo tanto, siempre se enfrentarán errores al hacer las mediciones. Los errores pueden ser despreciables o significativos, dependiendo, entre otras circunstancias de la aplicación que se le dé a la medición.

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HABILIDADES

• Medir las dimensiones de partes o componentes. • Registrar las lecturas para su posterior tratamiento. • Aplicar correcciones por errores porcentuales. • Cotejar las lecturas con los parámetros

establecidos por las especificaciones • Proponer alternativas de ajustes en el área

correspondiente.

RESULTADO DE

APRENDIZAJE

El alumno controlara la calidad, detectando errores en la medición de un producto, utilizando instrumentos de medición adecuados.

Desarrollo

ERROR ABSOLUTO. El error absoluto es la diferencia entre el valor leído y el

valor convencionalmente verdadero correspondiente.

Error absoluto = valor leído - valor convencionalmente verdadero

EJEMPLO 7

Un remache cuya longitud es 5.4 mm y se mide cinco veces sucesivas,

obteniéndose las siguientes lecturas en mm.

5.5 5.6 5.5 5.6 5.3

Los errores absolutos de cada lectura serían: cada valor – longitud original

5.5,- 5.4 = 0.1 mm 5.6 - 5.4 = 0.2 mm 5.5 – 5.4 = 0.1 mm

5.6 - 5.4 = 0.2 mm 5.3 - 5.4 = - 0.1 mm

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El signo nos indica si la lectura es mayor (signo +) o menor (signo -) que el valor

convencionalmente verdadero. El error absoluto tiene las mismas unidades de la

lectura.

EJEMPLO 8

ERROR RELATIVO. El error relativo es el error absoluto entre el valor

convencionalmente verdadero.

Error relativo = error absoluto valor convencionalmente verdadero

Y como el error absoluto es igual a la lectura menos el valor convencionalmente

verdadero, entonces:

Error relativo = valor leído -valor convencionalmente verdadero valor convencionalmente verdadero

Con frecuencia, el error relativo se expresa en porcentaje multiplicándolo por cien. En el ejemplo anterior los errores relativos serán:

0.1/5.4 = 0.0185 * 100 = 1.85% 0.2/5.4 = 0.037 * 100 = 3.7%

0.1/5.4 = 0.0185 * 100 = 1.85% 0.2/5.4 = 0.037 * 100 = 3.7%

- 0.1/5.4 = - 0.0185 * 100 = - 1.85%

El error relativo proporciona mejor información para cuantificar el error, ya que un

error de un milímetro en la longitud de un Folio de lámina y en el diámetro de un

tornillo tienen diferente significado.

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EJEMPLO 9

INCERTIDUMBRE

Parámetro asociado al resultado de una medición que caracteriza la dispersión de los valores que razonablemente podrían atribuirse al mensurando.

¿Porqué es necesario estimar la incertidumbre con la que se realizan las mediciones?

Las incertidumbres pueden provenir de fuentes diversas, como del instrumento de medida, del objeto que está siendo medido (llamado corrientemente “mesurando”), del medio ambiente, del operador y también de otras fuentes que deben analizarse separadamente. Las incertidumbres pueden estimarse utilizando el análisis estadístico de un conjunto de mediciones y utilizando otras fuentes de información de los procesos de medición. ¿Qué es la incertidumbre de una medición? La incertidumbre de una medición está asociada generalmente a su calidad. La incertidumbre de una medición es la duda que existe respecto del resultado de dicha medición. Usted puede pensar que las reglas graduadas están bien hechas, que los relojes y los termómetros deben ser veraces y dar resultados correctos. Sin embargo en toda medición, aún en las más cuidadosas, existe siempre un margen de duda. En lenguaje común, esto se expresa “deme o tome”, por ejemplo al comprar o vender un tramo de un objeto, de dos metros, “deme o tome” un centímetro. Una regla general: "Mida tres veces, luego corte solo una vez” Para reducir los errores conviene controlar los resultados, midiendo dos o tres veces.

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Medida del error.

En una serie de lecturas sobre una misma dimensión constante, la inexactitud o

incertidumbre es la diferencia entre los valores máximo y mínimo obtenidos.

Incertidumbre = valor máximo - valor mínimo

Incertidumbre = 5.6 - 5.3 = 0.3 mm

EJERCICIO 9

Calcule el error absoluto, error relativo e incertidumbre de los siguientes datos.

Si decimos que la longitud de cierta barra mide en cm:

20 20.1 19.8 19.7 20.2

ERRORES POR EL INSTRUMENTO O EQUIPO DE MEDICION

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,

etcétera.

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Errores de ajuste

Estos errores son debidos a las imperfecciones en el diseño y construcción de los

instrumentos. Mediante la calibración durante la construcción, se logra que para

determinadas lecturas se haga coincidir las indicaciones del instrumento con

valores obtenidos con un instrumento patrón local.

Sin embargo, por limitaciones técnicas y económicas, no se efectúa ese proceso

en todas las divisiones de la escala. Esto origina ciertos desajustes en algunos

valores de la escala, que se mantienen constantes a lo largo del tiempo.

Estos errores repetitivos pueden ser medidos en módulo y signo a través del

contraste, que es un ensayo consistente en comparar simultáneamente la

indicación del instrumento con la indicación de un instrumento patrón de la mas

alta calidad metrológica (cuya indicación representa el valor verdadero

convencional).

El error instrumental tiene valores máximos permisibles, establecidos en normas o

información técnica de fabricantes de instrumentos, y puede determinarse

mediante calibración. Esta es la comparación de las lecturas proporcionadas por

un instrumento o equipo de medición contra un patrón de mayor exactitud

conocida.

de 93

EJEMPLO 10

Comparación de lectura.

de 93

ERRORES DEL OPERADOR O POR EL MODO DE MEDICION

Muchas de las causas del error aleatorio se deben al operador:

EJEMPLO 11

• falta de agudeza visual,

• descuido, cansancio,

• alteraciones emocionales, etcétera.

• Para reducir este tipo de errores es necesario adiestrar al operador

ERRORES GROSEROS

Consisten en equivocaciones en las lecturas y registros de los datos. En

general se originan en la fatiga del observador, en el error al transcribir los

valores medidos a las planillas de los protocolos de ensayos, a la

desconexión fortuita de alguna parte del circuito de medición, etcétera.

Otro tipo de errores son debidos al método o procedimiento con que se

efectúa la medición, el principal es la falta de un método definido y

documentado.

de 93

EJEMPLO 12

• Error por el uso de instrumentos no calibrados

Instrumentos no calibrados o cuya fecha de calibración está vencida, así como

instrumentos sospechosos de presentar alguna anormalidad en su funcionamiento

no deben utilizarse para realizar mediciones hasta que no sean calibrados y

autorizados para su uso.

Para efectuar mediciones de gran exactitud es necesario corregir las lecturas

obtenidas con un instrumento o equipo de medición, en función del error

instrumental determinado mediante calibración.

• Error por la fuerza ejercida al efectuar mediciones

La fuerza ejercida al efectuar mediciones puede provocar deformaciones en la

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.

de 93

EJEMPLO 13

En vez de utilizar un micrómetro con trinquete o tambor de fricción puede

requerirse uno de baja fuerza de medición.

Micrómetro.

• Error por instrumento inadecuado

Antes de realizar cualquier medición es necesario determinar cuál es el

instrumento o equipo de medición más adecuado para la aplicación de que se

trate.

Además de la fuerza de medición, deben tenerse presente otros factores tales

como: Cantidad de piezas por medir, tipo de medición (externa, interna, altura,

profundidad, etcétera.), tamaño de la pieza y exactitud deseada.

Existe una gran variedad de instrumentos y equipos de medición, como se

muestra esquemáticamente, abarcando desde un simple calibrador vernier hasta

la avanzada tecnología de las máquinas de medición por coordenadas de control

numérico, comparadores ópticos, micrómetros láser y rugosímetros, entre otros.

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INSTRUMENTOS Y EQUIPOS DE MEDICIÓN

Cuando se miden las dimensiones de una pieza de trabajo la exactitud de

la medida depende del instrumento de medición elegido.

EJEMPLO 14

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 ejemplo anterior, ni siquiera, un micrómetro

de exteriores tendría la exactitud suficiente para este tipo de aplicaciones, por

tanto, debe usarse un equipo de mayor exactitud. Se recomienda que la razón de

tolerancia de una pieza de trabajo a la resolución, legibilidad o valor de mínima

división de un instrumento sea de 10 a 1 para un caso ideal y de 5 a 1 en el peor

de los casos. Si no es así la tolerancia se combina con el error de medición y por

lo tanto un elemento bueno puede diagnosticarse como defectuoso y viceversa.

de 93

Cuando la razón antes mencionada no es satisfactoria, se requiere repetir las

mediciones para asegurar la confiabilidad de las mediciones.

EJEMPLO 15

Exactitud que puede obtenerse con diversos instrumentos de medición en función

de la dimensión medida.

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• Errores por puntos de apoyo

Especialmente en los instrumentos de gran longitud la manera como se apoya el

instrumento provoca errores de lectura. En estos casos deben utilizarse puntos de

apoyo especiales, como los puntos Airy o los puntos Bessel.

Puntos Airy o los puntos Bessel.

EJEMPLO 16

Para ciertas piezas resulta muchas veces conveniente indicar la localización de

puntos o líneas, así como el tamaño de áreas sobre los que se deben apoyar, tal

como se ilustra.

de 93

Indica la localización de puntos o líneas

• Errores por método de sujeción del instrumento

EJEMPLO 17

El método de sujeción del instrumento puede causar errores, un indicador de

carátula esta sujeto a una distancia muy grande del soporte y al hacer la medición,

la fuerza ejercida provoca una desviación del brazo.

La mayor parte del error se debe a la deflexión del brazo, no del soporte; para

minimizarlo se debe colocar siempre el eje de medición lo más cerca posible al eje

del soporte.

de 93

• Error por distorsión

EJEMPLO 18

Gran parte de la inexactitud que causa la distorsión de un instrumentó puede

evitarse manteniendo en mente la ley de Abbe: la máxima exactitud de medición

es obtenida si el eje de medición es el mismo del eje del instrumento.

Se muestra un micrómetro tipo calibrador. Puede verse que los errores los

provoca la distorsión debido a la fuerza de medición aplicada y el hecho de que tal

vez los topes no se muevan paralelos uno respecto del otro.

de 93

Micrómetro tipo calibrador

EJEMPLO 19

Algunos instrumentos, como el micrómetro normal, inherentemente satisfacen la ley de Abbe, mientras que otros, como el calibrador, no.

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• Error de paralaje

EJEMPLO 20

Este error ocurre debido a la posición incorrecta del operador con respecto a la

escala graduada del instrumento de medición, la cual está en un plano diferente.

El error de paralaje es más común de lo que se cree. En una muestra de 50

personas que usan calibradores con vernier la dispersión fue de 0.04 mm. Este

defecto se corrige mirando perpendicularmente el plano de medición a partir del

punto de lectura.

de 93

• Error de posición

EJEMPLO 21

Este error lo provoca la colocación incorrecta de las caras de medición de los

instrumentos, con respecto de las piezas por medir.

• Error por desgaste

EJEMPLO 22

Los instrumentos de medición, como cualquier otro objeto, son susceptibles de

desgaste, natural o provocado por el mal uso. En el caso concreto de los

instrumentos de medición, el desgaste puede provocar una serie de errores

durante su utilización, por ejemplo: deformaciones de sus partes, juego entre sus

ensambles, falta de paralelismo o planitud entre las caras de medición, etcétera.

Estos errores pueden originar, a su vez, decisiones equivocadas; por tanto, es

necesario someter a cualquier instrumento de medición a una inspección de sus

de 93

características. Estas inspecciones deberán repetirse periódicamente durante la

vida útil del instrumento.

ERRORES POR CONDICIONES AMBIENTALES

Entre las causas de errores se encuentran las condiciones ambientales en que se

hace la medición; entre las principales destacan la temperatura, la humedad, el

polvo y las vibraciones o interferencias (ruido) electromagnéticas extrañas.

• Humedad

EJEMPLO 23

Debido a los óxidos que se pueden formar por humedad excesiva en las caras de

medición del instrumento o en otras partes a las expansiones por absorción de

humedad en algunos materiales, etcétera, se establece como norma una humedad

relativa de 55% +/- 10%.

• Polvo

EJEMPLO 24

Los errores debido 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 la cantidad y el

tamaño de las partículas de polvo ambiental.

de 93

Limpieza correcta de superficies de medición La limpieza de las piezas y los instrumentos de medición (superficies) es sumamente importante. Es recomendable utilizar trapos que no desprendan hilachas y utilizar un solvente, de preferencia alcohol etílico de alta calidad. Siempre hay cierto riesgo de que entre la superficie de la pieza y la superficie de medición de instrumentos se depositen (por las corrientes de aire no filtrado, polvos del ambiente, etc.) diminutas partículas llamadas “cuerpos extraños” que también falsean las mediciones. Por supuesto que mientras más grande es la zona de contacto, más posibilidad de inclusión de cuerpos extraños en ellas y más riesgos de cometer errores en la medición. La instalación de salas de medición protegidas con filtros contra polvo mejoran la limpieza.

• Temperatura

EJEMPLO 25

En mayor o menor grado, todos los materiales que componen tanto las piezas por

medir como los instrumentos de medición, están sujetos a variaciones

longitudinales debido a cambios de temperatura, ningunos casos ocurren errores

significativos.

En un experimento se sostuvo con las manos, a una temperatura de 31'C, una

barra patrón de 200 mm durante 10 segundos y ésta se expandió 1mm. También

por esta razón los arcos de los micrómetros se cubren con placas de aislante

térmico en los costados.

Para minimizar estos errores se estableció internacionalmente, desde 1932, como

norma una temperatura de 20"C para efectuar las mediciones. También es buena

práctica dejar que durante un tiempo se estabilice la temperatura tanto de la pieza

por medir como del instrumento de medición. El lapso depende de la diferencia de

temperatura del lugar en que estaba la pieza y la sala de medición, así como del

material y tamaño de la pieza.

de 93

En general, al aumentar la temperatura crecen las dimensiones de las piezas

y cuando disminuye la temperatura las dimensiones de las piezas se

reducen. Estas variaciones pueden determinarse utilizando la siguiente

expresión.

DL = µLu DT

Donde:

DL = Variación de longitud

µ = Coeficiente de expansión térmica del material

Lu = Longitud original de la pieza

DT = Variación de temperatura

Expresados en ˚C, los coeficientes de expansión térmica de varios materiales.

de 93

EJEMPLO 26

Como ejemplo, considérese una pieza de acero que mide 100.000 mm de

diámetro cuando está a 10 ˚C y se desea saber cuanto medir a la temperatura de

referencia de 20 ˚C. Para determinarlo basta utilizar la expresión dada.

DL = µLu DT

DL = 0.0000115(100.000) (10)

DL = 0.0115 mm

Por lo que el diámetro de la pieza a 20 'C será de 100.0115 mm.

Obsérvese que la variación resultó algo mayor que 0.01 mm, lo que puede

detectarse fácilmente con un micrómetro.

En la práctica, es muy difícil mantener constante la temperatura de la pieza por

medir, la del instrumento de medición y, en caso necesario, la del patrón a 20'C,

por lo que aun cuando se cuenta con un cuarto con temperatura controlada que se

mantiene estable a 20'C, existirán variaciones que pueden ser hasta de 1'C por

cada metro en el sentido vertical.

Cuando en las mediciones se desea lograr exactitud en el orden de los

micrómetros, será necesario realizarlas a 20'C o hacer las correcciones

pertinentes mediante la expresión dada antes.

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EJERCICIO 10

Haz la pieza que se te muestra en foamy y determina cada uno de los errores que se mencionaron anteriormente, elabora un formato y registra los datos obtenidos. Su objetivo es determinar si cualquier pieza fabricada con tal dibujo conforma con

las especificaciones del mismo.

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EJERCICIO 11

Haz la pieza que se te muestra en foami y determina cada uno de los errores que se mencionaron anteriormente, elabora un formato y registra los datos obtenidos. Su objetivo es determinar si cualquier pieza fabricada con tal dibujo conforma con


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EJERCICIO 12

Haz la pieza que se te muestra en foami y determina cada uno de los errores que se mencionaron anteriormente, elabora un formato y registra los datos obtenidos. Su objetivo es determinar si cualquier pieza fabricada con tal dibujo conforma con


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PRACTICA 6


Controlar los errores en la medición de productos de acuerdo a los patrones

establecidos.


1. Medir las dimensiones de partes o componentes. 2. Registrar las lecturas para su posterior tratamiento. 3. Aplicar correcciones por errores porcentuales. 4. Cotejar las lecturas con los parámetros establecidos por las

especificaciones 5. Proponer alternativas de ajustes en el área correspondiente.



1. En equipos de 3 alumnos, elabora con madera la figura del ejemplo 2 con las dimensiones establecidas. 2. Cotejar las lecturas con los parámetros establecidos por las especificaciones 3. Registra las lecturas y propón alternativas de ajustes de los diferentes tipos de

errores.

4. La práctica se realizara en el taller de producción respetando las evidencias de

actitud (orden responsabilidad y limpieza).

5. Finalmente entrega tu práctica al docente en tiempo y forma para lograr la competencia Instrucciones para el docente:





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• Registro de la información • Bata de taller • Libreta, lápiz y calculadora • Material para elaborar la pieza a medir • Instrumentos de medición • Formato de registro

ERRORES TÍPICOS

DESCRIPCION DEL ERROR TIPICO ACCIONES DE CORRECCION No saber utilizar los instrumentos de

medición Mal registro de información o

incompleta. No utilizar los instrumentos adecuados

para la medición

Verificar que la información este correcta

Verificar los instrumentos adecuados para

el tipo de pieza

CONTINGENCIA



Falta de información solicitada

No traer el material para trabajar

Cancelación de practica o prorroga de

realización de practica según lo considere el docente

Recordarle al alumno que día se realizara la práctica

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CONCLUSIONES

El proceso que se siguió para la elaboración de la competencia fue de manera

comprensible ya que se inicio con los conocimientos necesarios para determinar

los diferentes tipos de errores en la medición de piezas, se utilizaron piezas con

patrones establecidos, haciendo las piezas de diferentes materiales y cotejando

medidas para detectar los diferentes tipos de errores para proponer alternativas de

ajuste.

Posteriormente se registraron datos de las medidas y determinando los resultados

reales y finalmente se propusieron alternativas de solución.

Las actividades a realizar para evaluar toda la competencia contemplan ejercicios

teóricos y prácticos, practicas, aplicando correctamente los instrumentos de

evaluación y demostrando las siguientes evidencias con sus respectivos

porcentajes.

Evidencias por desempeño 50%: 1. Los errores en la medición de productos de acuerdo a los patrones

establecidos controlados.

Evidencias por producto 40%: 1. Los errores en la medición de productos de acuerdo a los patrones establecidos controlados.

Evidencias de conocimientos 0%: Evidencias de actitudes 10%:

Orden Evidencias por desempeño:

1. Los errores en la medición de productos de acuerdo a los patrones establecidos controlados.

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Responsabilidad Evidencias por desempeño:


Limpieza Evidencias por producto:


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CONCLUSIONES DE LA GUÍA DE APRENDIZAJE

Verdad que todo lo que aprendiste es muy importante, como dijo Mendeleyev, ” la Ciencia comienza donde empieza la medición, no siendo posible la ciencia exacta en ausencia de mediciones”. ¿Descubriste la importancia tienen los instrumentos de medición para la sociedad? Las mediciones juegan un importante papel en la vida diaria de las personas. Se encuentran en cualquiera de las actividades, desde la estimación a simple vista de una distancia, hasta un proceso de control o la investigación básica y científica. En este submódulo aprendiste a conocer las normas o estándares. Utilizar esas normas y tablas de pesos y medidas para verificar los estándares de calidad del producto, así como utilizar adecuadamente instrumentos de medición. También aprendiste a controlar errores de medición de los productos de acuerdo a patrones establecidos. Todo lo anterior se evaluó mediante los siguientes instrumentos de evaluación:

• La guía de observación que se aplica para la evaluación del desempeño,

con un valor del 50% del total de la evaluación.

• Lista de cotejo que se aplica para la evaluación por proyecto y

Teniendo un valor del 40% del valor de la evaluación total.

Evidencias de actitudes con un valor del 10% restante de la evaluación total

(orden, responsabilidad y limpieza).

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Fuentes de Información

1. González, Zeleny.(2001) Metrología. México D.F.Editorial McGraw Hill. 2. Ford, Henry. (1995) Teoría del taller. México D.F. Editorial G. Gili. 3. www.elprisma.com 4. www.Google.com

5. "Metrología Dimensional", Carlos González González y Ramón Zeleny Vásquez

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Glosario

Población. La población comprende la colección entera de objetos, mediciones, observaciones, y así en adelante, cuyas propiedades están bajo consideración, y acerca de la cuales se hacen generalizaciones.

Muestra. Es un subconjunto representativo de la población sobre la cual un experimento se desarrolla y se obtienen datos numéricos.

Incertidumbre. Parámetro asociado al resultado de una medición que caracteriza la dispersión de los valores que podrían razonablemente atribuirse al mensurando.

Exactitud en la medición. Cercanía de concordancia entre el resultado de una medición y el valor verdadero del mensurando

Error. Resultado de una medición menos el valor verdadero del mensurando.

Error relativo. Error de medición entre el valor verdadero del mensurando.

Magnitud de influencia. Magnitud que no es el mensurando pero que afecta al resultado de la medición.

Condiciones de referencia. Condiciones de uso prescritas para las pruebas de funcionamiento de un instrumento de medición o para la ínter comparación de resultados de mediciones.

Error aleatorio. Resultado de una medición menos la media que podría resultar de un número infinito de mediciones del mismo mensurando llevados a cabo bajo condiciones de repetibilidad.

Error de medición. El resultado numérico de una medición menos un valor verdadero del mensurando.

Corrección. Valor agregado algebraicamente al resultado no corregido de una medición para compensar un error sistemático.

Resolución. La mínima diferencia de indicación de un dispositivo indicador, que puede ser percibida de manera significativa.

Repetibilidad (de resultados de mediciones). Cercanía de concordancia entre los resultados de mediciones sucesivas del mismo mensurando que se han llevado a cabo bajo las mismas condiciones de medición.

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Reproducibilidad (de los resultados de mediciones). Cercanía de concordancia entre los resultados de mediciones del mismo mensurando que se han llevado a cabo bajo diferentes condiciones de medición.

Especificaciones. Describir las características de los elementos de un proceso.

Factor de corrección. Factor numérico por el cual se multiplica al resultado de un medición para compensar el error sistemático

Calibrador. Dispositivo mecánico que se utiliza para medir longitudes pequeñas con cierta precisión. Elemento. Parte o pieza de un proceso de manufactura. Errores de medición. Errores cometidos en la medida de una magnitud debidos al método empleado, a los instrumentos utilizados o al propio experimentador. Manufactura: Proceso por el cual la materia prima es transformada en un producto. Sistema Métrico Decimal. Es un sistema decimal de unidades físicas, que toma su nombre de su unidad de longitud, el metro (del griego metron, medida).

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