Fundamentos Teóricos (Metrologia))

(Capítulo 1 Fundamentos de medición
1.1. Sistema de unidades

Lo fundamental para el diseño, análisis y uso de cualquier sistema de medición es el entendimiento completo de un sistema de unidades consistente utilizado para cuanticar los parámetros físicos a medir. Para denir un sistema de unidades, se debe seleccionar unidades de medición para cantidades fundamentales que sirvan como basepara la denición de otros parametros físicos. Las unidades de masa, longitud, tiempo, temperatura, corriente eléctrica, cantidad de sustancia e intensidad luminosa forman una posible combinación que sirve a estos propósitos. Otras unidades que se usan para medir cantidades físicas en sistemas mecatrónicos se pueden denir en términos de estas siete unidades base. Las siete unidades base que se usanpara denir masa, longitud, tiempo, temperatura, corriente eléctrica, cantidad de sustancia e intensidad luminosa son el kilogramo, metro, segundo, Kelvin, Ampere, mol y candela. Estas unidades forman la base para el Sistema Internacional de Unidades (SI). 1- El kilogramo es la unidad básica de masa del Sistema Internacional de Unidades (SI), y su patrón se dene como la masa que tiene elprototipo internacional, compuesto de una aleación de platino e iridio, que se guarda en la Ocina Internacional de Pesos y Medidas (BIPM) en Sèvres, cerca de París (Francia). Es la única unidad que emplea un prejo, y la única unidad del SI que todavía se dene por un objeto patrón y no por una característica física fundamental. Su símbolo es kg (adviértase que no es una abreviatura: no admitemayúscula, ni punto, ni plural. No debe confundirse con el símbolo del kelvin: K). 2- El metro es la unidad principal de longitud del Sistema Internacional de Unidades su símbolo es m. La denición dada por la Ocina Internacional de Pesos y Medidas es la siguiente: Un metro es la distancia que recorre la luz en el vacío durante un intervalo de 1@299792458 de segundo. Inicialmente esta unidad de longitudfue creada por la Academia de las Ciencias francesa en 1791 y denida como la diezmillonésima parte de la distancia que separa el polo de la línea del ecuador terrestre. Si este valor se expresara de manera análoga a como se dene la milla náutica, se correspondería con la longitud 1

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CAPÍTULO 1. FUNDAMENTOS DE MEDICIÓN de meridiano terrestre que forma un arco de 1@10 de segundo de gradocentesimal. En 1889 se realizaron mediciones para obtener dicha longitud que se materializaron en un metro patrón de platino e iridio depositado en la Ocina Internacional de Pesos y Medidas (París).

3- El segundo es la unidad de tiempo en el Sistema Internacional de Unidades, el Sistema Cegesimal de Unidades y el Sistema Técnico de Unidades. Un minuto equivale a 60 segundos y una hora equivale a3600 segundos. Su símbolo es s. Hasta 1967 se denía como la ochenta y seis mil cuatrocientosava parte de la duración que tuvo el día solar medio entre los años 1750 y 1890 y, a partir de esa fecha, su medición se hace tomando como base el tiempo atómico. Según la denición del Sistema Internacional de Unidades: Un segundo es la duración de 9192631770 oscilaciones de la radiación emitida en latransición entre los dos niveles hipernos del estado fundamental del isótopo 133 del átomo de cesio (133Cs), a una temperatura de 0 K. 4- El kelvin (antes llamado grado Kelvin), simbolizado como K, es la unidad de temperatura de la escala creada por William Thomson, Lord Kelvin, en el año 1848, sobre la base del grado Celsius, estableciendo el punto cero en el cero absoluto ( 273> 15 F) yconservando la misma dimensión. Lord Kelvin, a sus 24 años introdujo la escala de temperatura termodinámica, y la unidad fue nombrada en su honor. La escala Celsius se dene en la actualidad en función de la escala Kelvin o escala absoluta: WN = WF + 273>15 donde Wn es la temperatura en escala Kelvin o temperatura absoluta, WF es la temperatura en escala Celsius 5- El amperio o ampere (símbolo A), es la...