ERROR ABSOLUTO

Se define como la diferencia existente entre el valor absoluto y el valor convencionalmente verdadero, entendiéndose por valor convencionalmente verdadero aquel que el fabricante determina como medida estandarizada y que forma parte esencial de las características del producto.

Error Absoluto = Valor Leído - Valor Convencionalmente Verdadero.

Ejemplo:
El diseño original de una rondana especifica una medida de 13 mm para el diámetro externo. Se elige una muestra y se mide, obteniéndose una lectura de 13.80 mm. Determine el Error Absoluto.

E.A. = 13.80 mm - 13 mm = 0.80 mm

Es decir, el Error Absoluto corresponde a ochenta centésimas de milímetro.
El valor obtenido puede estar en función de dos posibles causas:
1) Error de medición o interpretación.
2) Error en la manufactura del producto.

INCERTIDUMBRE

Cuando varias personas miden un misma pieza, suelen tenerse resultados distintos llamados errores de medición.
La incertidumbre se define como la diferencia que existe entre la lectura de valor máximo y la lectura de valor mínimo, es decir:

Incertidumbre = Valor Máximo - Valor Mínimo.

Este parámetro nos permite identificar las variaciones existentes en una muestra y determinar si éstas se deben al uso de herramienta inadecuada o mal calibrada, o bien a una lectura que ha sido mal interpretada.
Ejemplo:
Cierto fabricante especifica que el diámetro de los pernos que elabora para una reconocida marca de relojes debe ser de 0.25 mm. Se elige un perno muestra y es medido en cinco estaciones de trabajo con cinco herramientas distintas, obteniéndose las siguientes lecturas:
1) 0.258 mm.
2) 0.255 mm.
3) 0.247 mm.
4) 0.252 mm.
5) 0.249 mm.
El menor valor obtenido es 0.247 mm y el valor máximo es 0.258 mm, por tanto:

Incertidumbre = 0.258 mm - 0.247 mm = 0.011 mm.

Lo anterior quiere decir que existe una incertidumbre de once milésimas de milímetro debida a las variaciones existentes en la calibración de las cinco herramientas.
La incertidumbre se debe a la exactitud limitada de los instrumentos de medición y a la falta de capacidad para interpretar más allá de la mínima lectura del instrumento.

Toda medición está sujeta a una incertidumbre, y mientras más larga sea la cadena de comparaciones, mayor será aquella, ya que el resultado obtenido siempre está en función del valor considerado el más cercano al verdadero y la estimación de la incertidumbre sobre dicho valor.
La incertidumbre se estima y se evalúa, pero no es una cuantificación exacta, ya que su origen reside en la incapacidad que por naturaleza se tiene para conocer con certeza absoluta el valor verdadero de una magnitud.

ERRORES EN LA MEDICIÓN

Cuando se mide se corre el riesgo de cometer errores, de manera general éstos se dan por la falta de pericia o por el uso de herramienta inadecuada o mal calibrada.
El diseño de un elemento, mecanismo, pieza, compuesto, etc., requiere una estandarización, para ello cada fabricante hace uso de normas y especificaciones que definen las características del producto.
Estas características, al igual que las tolerancias, deben establecerse de manera que no se comprometa la funcionalidad del dispositivo en cuestión, previendo una posible falla o desajuste de la maquinaria (en la fase de producción) e interpretaciones erróneas de las lecturas de medición por parte del personal de control.
Antes de que el dispositivo pase a una fase de producción, debe medirse, compararse y probarse, no solo una sino varias veces para determinar que los resultados serán iguales cada vez que el elemento sea utilizado. Es durante este proceso que suelen cometerse los errores de los cuales se ha hablado, y que podemos clasificar como:
1) Errores por instrumento o equipo de medición.
2) Errores por método de medición.
3) Errores por condiciones ambientales.
Por ello, es necesario contar con las especificaciones, herramienta y preparación adecuadas, esto nos permitirá identificar, limitar y solucionar problemas comunes en la línea de producción, ensamble o reparación.

LABORATORIO Y HERRAMIENTA

Las condiciones físicas y ambientales resultan determinantes para la exactitud de las mediciones, ya que cualquier variación en los valores de temperatura, presión atmosférica, humedad, etc., representa una posibilidad de error tanto en la toma como en la interpretación de lecturas.
Las normas generales en materia de estandarización de laboratorios de metrología, señalan los siguientes puntos como esenciales cuando se pretende llevar a cabo la construcción o mejora de un espacio destinado a las actividades de medición:
1) Temperatura: Por lo regular se consideran 20°C como una temperatura adecuada, aunque este valor puede variar y depende del tipo de experimento o técnica de medición que se utilizará en el proceso. Se recomienda que en caso de ser requerida una variación de temperatura, ésta sea suave.
2) Humedad: Se recomienda que sea lo menor posible, por lo regular se consideran valores por debajo del 50%.
3) Presión Atmosférica: Cualquier variación de la presión atmosférica contribuye a la salida o entrada de aire contaminado, lo que puede afectar a los aparatos de medición, por tanto, se recomienda que para laboratorios de metrología, la presión sea ligeramente mayor al valor de la presión atmosférica, lo que evita la entrada de aire contaminado, en caso contrario, si se tiene un laboratorio biológico, cuyo mayor riesgo sea la salida del aire contaminado, se procurará que la presión sea menor al valor de la presion atmosférica.
4) Red Eléctrica: Se debe limitar a valores normalizados para evitar daños a los aparatos de medición.
5) Polvo: Las partículas orgánicas que contiene contribuyen al desgaste de los aparatos de medición. También debe considerarse que, en los laboratorios de interferometría, la presencia de este elemento modifica el comportamiento de la luz.
6) Vibración y Ruido: Es importante evitarlos debido a que las mediciones, sobre todo cuando son mecánicas, se alteran con facilidad.

COMPARADOR DE CALIBRES TIPO LÁMINAS (LAINAS)

Es un conjunto de hojas de lámina cuyos calibres, expresados en unidades del Sistema Internacional o del Sistema Inglés, se encuentran grabados en la base de cada una de ellas. Se utilizan para medir las tolerancias existentes entre elementos de mecanismos y estructuras.
Debido a su diseño, las láminas pueden dañarse con facilidad si no se emplean de la manera correcta, en general, deben evitarse esfuerzos innecesarios tanto para colocar como para retirar la hoja, ya que esto podría causar un daño permanente a la herramienta.
Su uso, aunque no es exclusivo, está muy asociado con la maquinaria y la industria automotriz, ya que se emplea lo mismo en la inspección y revisión de tolerancias del producto terminado, como en el ensamble de mecanismos.

Por ejemplo, si se quiere conocer la tolerancia existente entre las puntas de los anillos del pistón, se debe hacer uso de una lámina cuyo calibre permita determinar si el espacio es o no el correcto. Una regla general que se aplica a la gran mayoría de las máquinas de combustión interna es, que por cada pulgada de diámetro del pistón, se debe tener una tolerancia de 0.003 in a 0.005 in, es decir, si el pistón tiene 3 in de diámetro, la tolerancia entre puntas de anillos será de 0.009 in a 0.015 in.
Estos datos son muy generales y en todo caso se debe revisar la especificación del fabricante para disminuir el margen de error.

USO DEL MICRÓMETRO

El micrómetro de arco es una herramienta que sirve para medir los diámetros/calibres externos de los objetos. Existen micrómetros de arco con abertura máxima de una pulgada (2.45 cm - 24.5 mm) o bien con arco ajustable a distintas medidas. las partes principales de este calibrador son:

Por lo regular la calibración de estos aparatos es: en pulgadas, con legibilidad de hasta 0.0001 in (una diezmilésima de pulgada), o en milímetros, cuya legibilidad máxima es de 0.00001 m.

MICRÓMETRO DE ARCO EN PULGADAS:

La pulgada se encuentra dividida en diez partes iguales (0.1 in), y cada una a su vez se subdivide en cuatro partes iguales (0.025 in).
El tambor tiene veinticinco divisiones, cada una equivalente a 0.001 in, lo que implica que una vuelta completa del tambor represente 0.025 in de la escala principal, es decir, veinticinco milésimas de pulgada por revolución.

En la siguiente imagen se observa que el husillo se encuentra en contacto con el tope, lo que indica que aún no se tiene ninguna lectura y el cero en la escala del tambor coincide con la línea de cero de la escala principal.

En el siguiente ejemplo se mide un tornillo:

La lectura obtenida es 0.506 in (quinientas seis milésimas de pulgada).

Considere el siguiente ejemplo: Observe la siguiente imagen, en ella coinciden las líneas horizontales del eje y el tambor en la marca 0, lo que indica que la lectura es 0 in.

En el siguiente esquema se ha hecho girar el tambor más allá de 0.1 in, y la línea que coincide con la horizontal es 0.014 in, por tanto:
0.01 in + 0.014 in = 0.114 in.

MICRÓMETRO DE ARCO EN MILÍMETROS:

La calibración de este tipo de herramienta toma como base el sistema decimal, es decir, la división del metro en múltiplos de diez.
La legibilidad máxima que se puede obtener es de 0.00001 m (una cien milésima de metro).
Cada división en el nonio equivale a 0.001 m (una milésima de metro o un milímetro), y cada milímetro se subdivide en dos (0.0005 m), es decir, medio milímetro o cinco diez milésimas de metro.
Por otra parte, el tambor tiene cincuenta graduaciones de 0.00001 m cada una, es decir, una revolución equivale a 0.00050 m o medio milímetro.

En la imagen se observa que el micrómetro se encuentra cerrado, por lo que la lectura es cero.
En la siguiente imagen se ha tomado un tornillo para medirlo con el micrómetro:

La lectura obtenida es: 0.013 m + 0.00037 m = 0.01337 m, es decir, mil trescientas treinta y siete cien milésimas de metro. Para transformar a centímetros se debe multiplicar por 100, ya que un metro equivale a cien centímetros: (0.01337 m)(100 cm / 1 m) = 1.137 cm, o bien, un centímetro y trescientas treinta y siete milésimas.
Si se desea convertir a milímetros se debe multiplicar por 10, ya que un centímetro equivale a diez milímetros, es decir: (1.337 cm)(10 mm / 1 cm) = 13.37 mm.

USO DEL VERNIER

El vernier es una herramienta que permite medir tres magnitudes de forma independiente: diámetro externo, diámetro interno y profundidad.
Esta herramienta tiene una escala fija y una escala móvil, esta última se ajusta de forma manual para hacerla coincidir con el nonio o escala principal.
Las escalas de medición del Vernier pueden emplear el sistema inglés o el SI.
Calibración en pulgadas (sistema inglés):
Si se cuenta con este tipo de escala, la pulgada se subdivide en dieciséis partes iguales que se conocen como dieciseisavos de pulgada, y la escala móvil se divide en en ocho partes iguales que representan a cada dieciseisavo de la escala fija; cada una de las divisiones en la escala móvil equivale a un cientoveintiochoavo. Para este caso, el vernier tiene una legibilidad de 1/128 in, es decir, 0.0078125 in.
En la siguiente figura se observa la escala fija del vernier (inferior) y la escala móvil (superior), nótese que las líneas que delimitan el inicio de ambas escalas, identificadas mediante el 0, coinciden, lo que indica que la lectura en este caso es 0. Cada división subsecuente en la parte inferior del vernier representa: 1/16 in; 1/8 in; 3/16 in; 1/4 in; 5/16 in; 3/8 in; 7/16 in; 1/2 in; 9/16 in; 5/8 in; 11/16 in; 3/4 in; 13/16 in; 7/8 in; 15/16 in; 1 in. Y en la escala móvil: 1/128 in; 1/64 in; 3/128 in; 1/32; 5/128 in; 3/64 in; 7/128 in; 8/128 in.

En el siguiente esquema se tiene una lectura distinta; el 0 de la escala móvil se ha desplazado más allá de la línea identificada como 3/16 in, por lo que se debe buscar cuál de las líneas de la escala móvil coincide con alguna de la escala fija. En este caso, 4/128 in coincide con 7/16 in, es decir:
3/16 in + 4/128 in ó 3/16 in + 1/32 = 7/32 in

Otro tipo de Vernier maneja 10 divisiones por pulgada en la escala fija con valor de 0.1 in cada una, las cuales a su vez se subdividen en cuatro menores cada una con un valor de 0.025 in, en total se tienen 40 divisiones por pulgada. En la escala móvil se manejan 25 divisiones con un valor de 0.001 in cada una, en este caso la legibilidad es de 0.001 in. Observe el siguiente diagrama, las líneas que delimitan el inicio de cada escala, es decir el 0, coinciden, por tanto la lectura es 0.
En la escala de la parte inferior se ven tres divisiones antes del número 1, cada una con un valor de 0.025 in, es decir, la primera (después del 0) representa 0.025 in, la segunda 0.050 in, la tercera 0.075 in, y la cuarta 0.1 in.
Siguiendo esta repartición las divisiones principales de la escala son: 0.1 in; 0.2 in; 0.3 in; 0.4 in; 0.5 in; 0.6 in; 0.7 in; 0.8 in; 0.9 in; 1 in.

En la siguiente representación el 0 de la escala móvil ha pasado la lectura de 0.025 in, de tal manera que se deben ubicar las líneas que coinciden, que en este caso son la 0.017 in en la escala superior con la 0.1 in en la escala inferior, por tanto:
0.025 in + 0.017 in = 0.042 in.