1 t.medición y unidades del sistema internacional (si)

Medición y unidades del sistema
internacional (SI)

Metrología
• La 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. Por
esta enumeración, limitada voluntariamente, es fácil ver que
la metrología entra en todos los dominios de la ciencia.

Metrología científica
Estudia las mediciones realizadas con el fin de consolidar
teorías sobre la naturaleza del universo o seguir nuevas
teorías, así como estudiar nuevos métodos o el
perfeccionamiento de los mismos e incluso a desarrollar
tecnología de punta para poder tener un mayor control sobre
la medida

Metrología legal
Es la parte de la metrología relativa a las unidades de
medida, a los métodos e instrumentos de medición, en lo que
refiere a las exigencias técnicas y jurídicas reglamentadas,
que tienen como fin asegurar la garantía pública desde el
punto de vista de la seguridad y de la precisión de las
mediciones.

Metrología técnica o industrial
Estudia las mediciones realizada, para asegurar la
compatibilidad dimensional, la conformidad con
especificaciones de diseño necesario para el funcionamiento
correcto o en general todas las mediciones que se realizan
para asegurar la adecuación para asegurar la adecuación de
algún producto con respecto a su uso.

Sistema Metrológico peruano
Servicio Nacional
de Metrología
Empresas de
Servicios
Metrológicos
Laboratorios de
Calibración
Acreditados
Empresas
Contrastadoras
Autorizadas
USUARIOS
Comisión de
Protección al
Consumidor
Comisión
Reglamentos
Técnicos y
Comerciales

Organismos internacionales de normalización
ANSI – Instituto Nacional estadounidense de Estándares
ASME – American Society of Mechamical Engineers
CEE – Comisión de reglamentación para equipos eléctricos
CENLEC – comité europeo de normalización electrotécnica
CEN – Organismo de estandarización de la comunidad
europea para normas EN
COMPANT – Comisión Panamericana de Normas técnicas

Métodos e instrumentos de medida
Controles metrológicos
En metrología existen diferentes tipos de controles que
poseen características específicas, y que son los siguientes:
- Mediciones absolutas
- Directas
- Indirectas. Un subtipo de éstas lo constituyen las mediciones por
transferencia
- Mediciones no absolutas, diferenciales o por comparación
- Verificación

Métodos e instrumentos de medida
Controles metrológicos
- De medida directa: son aquellos que permiten cuantificar
directamente la magnitud buscada
- De medida indirecta: son aquellos que cuantifican una magnitud
relacionada con la que se desea conocer
- Por transferencia: son instrumentos que carecen de escala de
medida, se adaptan a la magnitud a medir y el valor que reflejan
se mide posteriormente con otro instrumento
- De comparación: son instrumentos que comparan la magnitud
que se desea medir, con otra de referencia, e indican la
diferencia, positiva o negativa, existente de una respecto a la otra
- De verificación: son instrumentos que no poseen escalas de
medida, ni necesitan cualificación por parte de quienes los
utilizan, sirven para comprobar la validez o invalidez de grandes
series de piezas de forma rápida y económica

Sistema Internacional de Unidades S.I.
Nombre adoptado por la XI Conferencia General de Pesas y
Medidas para un sistema universal, unificado y coherente de
Unidades de medida, basado en el sistema mks (metro-kilogramo-
segundo).
Permite unificar criterios respecto a la unidad de medida que
se usará para cada magnitud.
Es un conjunto sistemático y organizado de unidades
adoptado por convención
El Sistéme International d´Unités (SI) esta compuesto por
tres tipos de magnitudes
i. Magnitudes fundamentales
ii. Magnitudes derivadas
iii. Magnitudes complementarias

i. Magnitudes Fundamentales
- El comité internacional de pesas y medidas ha establecido
siete cantidades básicas, y asignó unidades básicas
oficiales a cada cantidad

Símbolo de la
unidad
Unidad
básica
cantidad
Longitud metro m
Masa kilogramo kg
Tiempo segundo s
Corriente eléctrica Ampere A
Temperatura Kelvin K
Intensidad luminosa Candela cd
Cantidad de sustancia mol mol

Cada una de las unidades que aparecen en la tabla tiene una
definición medible y específica, que puede replicarse en
cualquier lugar del mundo.
De las siete magnitudes fundamentales sólo el “kilogramo”
(unidad de masa) se define en términos de una muestra física
individual. Esta muestra estándar se guarda en la Oficina
Internacional de Pesas y Medidas (BIMP) en Francia (1901)
en el pabellón Breteuil, de Sévres.
Se han fabricado copias de la muestra original para su uso en
otras naciones.

Definición de metro
Originalmente se definió como la diezmillonésima parte de un
meridiano (distancia del Polo Norte al Ecuador). Esa distancia
se registro en una barra de platino iridiado estándar.
Actualmente esa barra se guarda en la Oficina Internacional
de Pesas y medidas de Francia.
Se mantiene en una campana de vacío a 0°C y una atmósfera
de Presión

Definición actual de metro (año 1983)
El nuevo estándar de longitud del S.I. se definió como:
La longitud de la trayectoria que recorre una onda luminosa en el
vacío durante un intervalo de tiempo igual a
1 / 299 792 458 segundos.
El nuevo estándar de metro es más preciso, su definición se basa
en un valor estándar para la velocidad de la luz.
De acuerdo con la Teoría de Einstein , la velocidad de la luz es una
constante fundamental cuyo valor exacto es
2,99792458 x 10 8 m/s
corresponde aproximadamente a:
300.000.000 m/s = 300.000 km/s

Definición de segundo
La definición original de tiempo se basó en la idea del día
solar, definido como el intervalo de tiempo transcurrido entre
dos apariciones sucesivas del sol sobre un determinado
meridiano de la tierra.
Un segundo era 1 / 86 400 del día solar medio

Definición actual de segundo (año 1976)
El nuevo estándar de tiempo del S.I. se definió como:
el tiempo necesario para que el átomo de Cesio 133 vibre 9
192 631 770 veces (periodos de la radiación correspondiente
a la transición entre dos niveles hiperfinos
Los mejores relojes de cesio son tan precisos que no se
adelantan ni se atrasan más de 1 segundo en 300 000 años

Otras definiciones
Unidad de temperatura: Kelvin, es la fracción 1 / 273, 16 de la
temperatura termodinámica del punto triple del agua
Unidad de intensidad luminosa: candela, es la intensidad luminosa
en una dirección dada, de una fuente que emite una radiación
monocromática de frecuencia 540 x 1012 hertz
Unidad de corriente eléctrica: Ampere, es la intensidad de una
corriente constante que mantenida en dos conductores paralelos,
rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular despreciable y
colocados a distancia de un metro el uno del otro en el vacío ,
produce entre estos conductores una fuerza determinada por metro
de longitud.

ii. Magnitudes Derivadas
Es posible medir muchas magnitudes además de las siete
fundamentales, tales como: presión, volumen, velocidad,
fuerza, etc.
El producto o cuociente de dos o más magnitudes
fundamentales da como resultado una magnitud derivada que
se mide en unidades derivadas.

Magnitud unidad básica Símbolo de la unidad
Area metro cuadrado m2
Volumen metro cúbico m3
Frecuencia Hertz 1 / s = Hz
Densidad de masa kilogramo por metro cúbico kg / m3
Velocidad metro por segundo m / s
Velocidad angular radián por segundo rad / s
Aceleración metro por segundo
cuadrado
m / s2

Fuerza Newton kg m /s2 = N
Presión Pascal N / m2 = Pa
Trabajo y energía Joule N m = J
Potencia Watt J/s = W
Carga eléctrica Coulomb A s = C
Resistencia eléctrica Ohm Ω
luminosidad Candela por metro
cuadrado
cd / m2

iii. Magnitudes Complementarias
Son de naturaleza geométrica
Se usan para medir ángulos
magnitud Unidad de medida Símbolo de la unidad
Ángulo plano Radián rad
Ángulo sólido Esterorradián sr

Las unidades del S.I. no se han incorporado en forma total en
muchas aplicaciones industriales sobre todo en el caso de
aplicaciones mecánicas y térmicas, debido a que las
conversiones a gran escala son costosas. Por este motivo la
conversión total al S.I. tardará aún mucho tiempo. Mientras
tanto se seguirán usando viejas unidades para la medición de
cantidades físicas
Algunas de ellas son: pie (ft), slug (slug), libra (lb), pulgada
(in), yarda (yd), milla (mi), etc.

Múltiplos y submúltiplos
Otras definiciones
Otra ventaja del sistema métrico S.I. sobre otros sistemas de
unidades es que usa prefijos para indicar los múltiplos de la
unidad básica.
Prefijos de los múltiplos: se les asignan letras que provienen
del griego.
Prefijos de los submúltiplos: se les asignan letras que
provienen del latín.

Múltiplos (letras Griegas)
Prefijo Símbolo Factor de multiplicación
Deca Da 10 101
Hecto h 100 102
Kilo k 1 000 103
Mega M 1 000 000 106
Giga G 1 000 000 000 109
Tera T 1 000 000 000 000 1012
Peta P 1 000 000 000 000 000 1015
Exa E 1 000 000 000 000 000 000 1018

Submúltiplos (Latin)
Prefijo Símbolo Factor de multiplicación
Deci d 1 / 10 10 -1
Centi c 1 / 100 10 -2
Mili m 1 / 1 000 10 -3
Micro μ 1 / 1 000 000 10 -6
Nano n 1 / 1 000 000 000 10 -9
Pico p 1 / 1 000 000 000 000 10 -12
Femto f 1 / 1 000 000 000 000 00 10 -15
atto a 1 / 1 000 000 000 000 000 000 10 -18

El sistema métrico decimal
Se llama así porque tiene como unidad el metro, y porque
cada unidad de un orden es diez veces mayor que la unidad
de orden inmediatamente inferior y a la vez la décima parte de
la unidad del orden inmediato superior
Fue implantado por la primera conferencia general de pesos y
medidas (París 1889)
Su finalidad: establecer un sistema de unidades único para
todo el mundo
Como unidad de medida de longitud se adoptó el metro
Como unidad de medida de capacidad se adoptó el litro
Como unidad de medida de masa se adoptó el kilogramo

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