Hoy en día, existe una gran cantidad de herramientas con las que puede realizar mediciones de diferentes tipos: lineales, de peso, de temperatura, de potencia, etc. Los dispositivos difieren en precisión, principio de funcionamiento, finalidad y precio.
Para realizar correctamente el trabajo necesario, debe considerar cuidadosamente la elección de los instrumentos de medición. Ellos, a su vez, también se dividen en varios tipos según los criterios considerados.
Clasificación de instrumentos
Los instrumentos de medición son herramientas e instrumentos que se utilizan para medir cantidades físicas. Para cada uno de ellos se determinan los errores especificados en los documentos normativos y reglamentos técnicos.
Los instrumentos de medición se dividen en diferentes tipos según los siguientes criterios:
- ver herramienta de trabajo;
- principio de funcionamiento;
- comparación con el estándar aceptado;
- aplicación metrológica.
Tipos de herramientas
Los tipos más comunes de instrumentos de medición se enumeran a continuación.
Medida es un instrumento de medida utilizado para reproducir el tamaño deseado de la cantidad física considerada. Por ejemplo, se utiliza un peso para reproducir la masa requerida. Hay medidas de un solo valor y de varios valores y, en algunos casos, almacenes completos de medidas. Es necesaria una medida inequívoca para reproducir el valor de un solo tamaño. Las medidas de valores múltiples se utilizan para determinar varios tamaños de valores físicos (por ejemplo, seleccionan instrumentos de medición para dimensiones lineales, con los que puede averiguar tanto centímetros como milímetros).
Referencia: mide con un nivel muy alto de precisión. Se utilizan para controlar la corrección de los instrumentos de medición.
El transductor de medición es un instrumento de medición que transforma la señal de información de medición en otra forma. Esto facilita la transmisión de la señal para su posterior procesamiento y almacenamiento. Pero la señal convertida no puede ser percibida por un observador sin el uso de una herramienta especial. Para la visualización, la señal debe transmitirse al dispositivo indicador. Por lo tanto, el transductor generalmente se incluye en el diseño completo de la herramienta de medición o se usa junto con ella.
Dispositivo de medición: un medio para realizar mediciones que se utiliza paragenerar una señal en una forma que esté disponible para su posterior visualización por parte de un observador. Existen varias clasificaciones de estos dispositivos en función de un grupo de factores. Por propósito, se dividen en universales, especiales y de control. Según el dispositivo constructivo, pueden ser mecánicos, ópticos, eléctricos y neumáticos. Según el grado de automatización, se dividen en mecanizados, dispositivos manuales, automáticos y semiautomáticos.
La instalación de medición es un conjunto de herramientas y elementos auxiliares combinados para realizar una función específica. El propósito de las partes de tal instalación es generar señales de información en una forma que sea conveniente para que el observador las perciba. En este caso, toda la instalación de medición suele estar estacionaria.
Sistema de medición: un conjunto de herramientas, cuyos elementos están conectados por canales de comunicación ubicados dentro de todo el espacio controlado. Su propósito es medir una o más cantidades físicas que existen en el espacio en estudio.
Criterios de selección
Al elegir instrumentos de medición, en primer lugar es necesario tener en cuenta la precisión que deberá lograrse al realizar el trabajo. Está indicado en los documentos reglamentarios o en la documentación técnica de la pieza.
Además, al elegir una herramienta para la medición, se deben tener en cuenta las desviaciones límite, así como los métodos para realizar el trabajo y las formas de controlarlas.
El principio fundamental de la elección de instrumentos de medición es su conformidad con los requisitos establecidos paraobteniendo resultados fiables en el cumplimiento de la precisión especificada por la normativa. Además, es importante tener en cuenta los costes de material y tiempo: deben ser los mínimos posibles.
Datos iniciales
Para la correcta elección de los instrumentos de medida, es necesario tener datos iniciales sobre los siguientes puntos:
- peso nominal del valor de medición;
- valor de la diferencia entre los valores más alto y más bajo;
- información sobre las condiciones de trabajo disponibles para las mediciones.
Si es necesario seleccionar un sistema de medición, teniendo en cuenta el factor de precisión, es necesario calcular el error. Se calcula como la suma de los errores de todas las fuentes posibles (aparatos de medida, convertidores de valor, patrones) en cumplimiento de las leyes establecidas para cada una de las fuentes.
En la primera etapa, los instrumentos de medición se seleccionan para precisión de acuerdo con los requisitos del trabajo. A la hora de seleccionar la versión final, también se tienen en cuenta los siguientes requisitos:
- Área de trabajo de las cantidades que se necesitan en el proceso de trabajo.
- Dimensiones de las herramientas.
- Peso de la herramienta.
- Características de diseño del instrumento de medición.
En metrología, la elección de instrumentos de medida según el criterio de precisión requiere la presencia de los siguientes datos iniciales:
- composición de parámetros de herramientas modificables;
- el valor de la tolerancia de error de las herramientas de trabajo, así como los valores permitidos del totalerrores de medición;
- valores permisibles de probabilidad de ocurrencia de fallas para los parámetros medidos;
- reglas para la distribución de las desviaciones de los parámetros con respecto a sus valores reales.
Medidas estandarizadas
La elección de los instrumentos suele tener en cuenta la prioridad de los medios estandarizados para realizar las mediciones. Un instrumento de medición estandarizado es un instrumento que fue fabricado de acuerdo con las regulaciones de un estándar internacional o especial para el desempeño del tipo de trabajo en cuestión.
De acuerdo con esto, las condiciones para elegir los instrumentos de medida dependen de la especialización de la producción donde se está realizando el trabajo.
En la producción de productos en masa, generalmente se utilizan modernas herramientas automatizadas de medición y control, diseñadas para una alta productividad. En la producción en serie, se utilizan varias plantillas y dispositivos de control, según los cuales se realizan comparaciones. En la producción individual, se eligen instrumentos de medición universales, con los que puede realizar varios tipos de trabajo.
Términos de uso
La elección de los instrumentos de medida y control se realiza sobre la base de las normas técnicas para los instrumentos seleccionados en las condiciones de su funcionamiento y uso normales.
Las condiciones normales son aquellas condiciones en las que los valores de los factores que influyen en el resultado pueden omitirse debido a su pequeñez. Las condiciones descritas suelen estar indicadas en las instrucciones deinstrumentos de medida o calculados durante su calibración.
Debe hacerse una distinción entre las condiciones de funcionamiento y las condiciones límite para las mediciones.
Las condiciones de trabajo generalmente se consideran las condiciones para realizar mediciones, bajo las cuales los valores de los factores de influencia se incluyen en la tolerancia de las áreas de trabajo. En este caso, el área de trabajo se denomina rango de valores de la magnitud del factor de influencia, dentro del cual el error existente se normaliza o se cambian los valores de las herramientas de trabajo.
Las condiciones límite generalmente se denominan valores máximos y mínimos de las cantidades reales e influyentes que el instrumento de medición puede soportar sin daño importante y deterioro de sus propiedades y características operativas.
Al elegir instrumentos de medición y control para su uso en condiciones de trabajo, se debe tener en cuenta la relación entre las lecturas del instrumento y las cantidades que influyen. Con base en esto, es necesario introducir correcciones en las lecturas finales de los instrumentos de medición o usar dispositivos e instrumentos correctivos.
Según los documentos reglamentarios, las enmiendas están determinadas por las características metrológicas normalizadas para las condiciones del lugar de trabajo.
Asignación de instrumentos
La elección de los instrumentos de medida se basa en el estudio de las diferencias entre los dos casos de uso:
- producto de las mediciones de los parámetros del dispositivo;
- ejercicio de control sobre la medición de los parámetros del dispositivo.
En el primer caso, durante el trabajo es necesario alcanzar un valor inferior al límiteerrores de medición. En el segundo caso, los dispositivos se seleccionan de acuerdo con la condición de que la probabilidad de posibles errores de parámetros no sea superior a los valores permitidos.
Errores
Uno de los principales criterios para elegir instrumentos de medida en metrología es la relación entre los valores del límite de error o error absoluto permisible (Δ) y el campo de tolerancia del valor a medir (D).
La relación debe corresponder a la siguiente expresión:
Δ ≦ 0.333 D.
El margen de error se puede representar en términos relativos (error de medida relativo). En tal caso, deberá ser inferior o igual al 33,3% del valor total del campo de tolerancia, salvo que existan otras restricciones especiales.
Los errores de medición especificados en las normas son los errores máximos permitidos. Incluyen todos los elementos de trabajo que pueden depender de las herramientas de medición seleccionadas, ajuste de patrones, cambios de temperatura, etc.
Método de selección
El método de los instrumentos de medición se divide en tres tipos.
La metodología aproximada es ampliamente utilizada en la selección aproximada de instrumentos para la medición, así como en el control y examen del cumplimiento de las normas reglamentarias, de diseño y tecnológicas. Para ello, realice las siguientes acciones:
- El tamaño permitido de la pieza se determina según GOST.
- Se calcula el posible error de ejecuciónmediciones. Se toma como el 25% del tamaño total permitido.
- Se calcula un elemento aleatorio del posible error de medición, que se puede detectar en casi todos los tipos de mediciones.
- Según las tablas de referencia, la elección del medio de medida se realiza en función del tipo de pieza. El error máximo posible, que es un indicador metrológico de cualquier dispositivo de medición, no debe exceder el elemento aleatorio del posible error de medición.
- Las características del dispositivo seleccionado para las mediciones se ingresan en la tabla metrológica.
El método de cálculo se utiliza al elegir dispositivos para producción única y en pequeña escala, medir parámetros de muestra con un método de control estadístico, realizar experimentos y también volver a verificar piezas defectuosas. Incluye los siguientes pasos de acción:
- El tamaño permitido de la pieza se determina según GOST.
- Se calcula el posible error de medición. En este método, para el cálculo, es necesario utilizar una tabla de la relación del posible error de medición y tolerancias de las piezas.
- Se calcula el elemento aleatorio del posible error de medición, similar al valor del método anterior.
- Según las tablas de referencia, la herramienta se selecciona según el tipo de pieza.
- Las características del dispositivo seleccionado para las mediciones se ingresan en la tabla metrológica.
La metodología tabular se utiliza al seleccionar herramientas de medición para la producción en masa y de gran volumen. Élel método puede llevarse a cabo si el trabajo en la fabricación de piezas incluye mediciones y no control mediante calibres.
- El tamaño permisible de la pieza se determina según GOST, dependiendo de la calidad de la precisión.
- Calcule el posible error de medición basado en datos históricos de períodos anteriores.
- Se calcula el elemento aleatorio del posible error de medida, de forma similar a los valores anteriores.
- Según las tablas de referencia, la herramienta se selecciona según el tipo de pieza.
- Las características del dispositivo seleccionado para las mediciones se ingresan en la tabla metrológica.
Por lo tanto, se puede señalar que los métodos para elegir los instrumentos de medición dependen del tipo de producción donde se realizará el trabajo.
Tomar una decisión
La selección y asignación de instrumentos para las mediciones se lleva a cabo por los departamentos de desarrollo:
- Documentación reglamentaria para los parámetros de elección de instrumentos de medición durante la investigación de laboratorio, control de calidad de productos fabricados, operación de productos ya fabricados, sus componentes y materiales.
- Procesos tecnológicos de estandarización de productos, medición de sus elementos constitutivos y materiales.
- Proyectos de mantenimiento de instrumentos y equipos de medida.
La elección de los medios y métodos de medición de acuerdo con los datos iniciales disponibles la llevan a cabo empleados calificados. Deben estar bien familiarizados con los conceptos básicos de las medidas físicas, con los métodos de registro yel uso de resultados y errores de medición, así como los principios de estandarización de parámetros metrológicos y el cálculo de errores de instrumentos a partir de ellos.
Se asignan trabajadores especiales responsables de los instrumentos de medición para realizar mediciones durante el proceso de fabricación.
En conclusión, se puede decir que la elección correcta de los instrumentos de medición de la gama disponible hoy en día es la clave para una producción eficiente y la reducción del número de productos defectuosos.
