Metrologia

UNIDADES Y PATRONES DE MEDICIÓN
 
Medir, significa comparar una magnitud de valor desconocido con una determinada unidad de medida previamente elegida; esta operación se efectúa mediante un experimento físico. El procedimiento de medición puede ser llevado a cabo por comparación directa con la unidad de medida, o también, mediante un instrumento graduado previamente con los patronescorrespondientes, de tal manera que una escala indica el valor buscado. Un ejemplo de los dos métodos sería el de la determinación del peso de un elemento mediante una balanza clásica y utilizando pesas patrones o empleando una balanza de resortes provista de una escala graduada. En mediciones eléctricas se utilizan ambos métodos, o sea, mediciones realizadas con instrumentos graduados o con el método decomparación de las magnitudes medidas con los patrones. Las mediciones con patrones se emplean preferentemente en laboratorios.
 
Para realizar la medición de una magnitud, es imprescindible conocer la unidad de medida correspondiente a dicha magnitud. Todas las magnitudes pueden ser objeto de medición y todas pueden compararse con su unidad.
 
Las unidades de medida que se emplean en latecnología son adoptadas internacionalmente. Existen varios sistemas de unidades, todos con ventajas y desventajas; por tanto, la elección del sistema más conveniente es difícil. Por un lado, existe cierto conservadurismo pues, como es sabido, una vez adoptado un sistema, no es fácil empezar a utilizar otro. Por otra parte, cada sistema tiene, como ya hemos mencionado, sus ventajas particulares. Para podermovernos fácilmente en el campo de las mediciones, es imprescindible conocer tanto el sistema antiguo llamado CGSE y CGSM, como el MKSA, actualmente impuesto como sistema normalizado.
 
Sistema general de medición
 
Se iniciará con un modelo del sistema de medición genérico. Una medición asigna un valor específico a una variable física. Esta variable física es la variable medida. Un sistemade medición es una herramienta que se usa para cuantificar la variable física. Como tal, s utiliza para ampliar las capacidades de los sentidos humanos, los cuales aunque pueden detectar y reconocer diferentes grados de aspereza, longitud, sonido, color y olor, están limitados y no tienen capacidad para asignar valores específicos a las variables detectadas. La figura 3.2 es un esquema general paraun sistema de medición. Dicho sistema consta básicamente de una parte o del total de cuatro etapas generales: 1) etapa del sensor-transductor, 2) etapa de acondicionamiento de la señal, 3) etapa de salida y 4) la etapa de realimentación y control. Estas etapas forman el puente entre la entrada al sistema de medición y la salida del sistema, cantidad que se usa para inferir el valor de la variablefísica medida. La relación entre la información de entrada, conforme la detecta el sensor, y la salida del sistema se establece mediante una calibración.
 
El sensor es un elemento físico que usa algún fenómeno natural para detectar la variable que mide. El transductor convierte esta información detectada en una forma de señal, que puede ser eléctrica, mecánica, óptica o de otra forma. Elobjetivo es convertir la información detectada en una forma que se pueda cuantificar con facilidad.
 
Por ejemplo, el líquido dentro del bulbo en un termómetro común intercambia energía con el ambiente hasta que los dos están en equilibrio térmico. En ese punto están a la misma temperatura. Este intercambio de energía es la señal de entrada a este sistema de medición. El fenómeno de expansión térmicadel líquido produce un movimiento ascendente y descendente en el capilar, que en este caso es la señal de salida a partir de la cual se determina la temperatura. El líquido en el bulbo actúa como sensor. Forzando el líquido en expansión dentro de un capilar, este sistema de medición transforma la información térmica en un desplazamiento mecánico. Por lo tanto, el diseño del capilar interno del...