PBL: 'MEDICIONES'

En esta tercera entrada os mostraremos como hemos llevado a cabo y cual ha sido el resultado del PBL MEDICIONES.

Para empezar os pondremos en situación, os explicaremos los conocimientos y utensilios que hemos necesitado para realizar el trabajo y finalmente os mostraremos el resultado final.

EL PBL consistía en lo siguiente:

 ‘La empresa ADFQ quiere   cambiar su cadena de producción y programar un robot. Para ello necesita un alfiler a escala (10:1) expresando los errores. Tendremos que solucionar dicho problema y entregar el alfiler a escala. Será una tarea con la que trabajaremos principalmente con elementos de medición y con los errores.’

Para solucionar el problema necesitábamos practicar el cálculo de errores y el uso del pie de rey y micrómetro con los cuales íbamos a medir el alfiler.

USO DEL MICRÓMETRO Y DEL PIE DE REY

Pie de Rey o Calibre:

Este es el pie de rey de nuestro laboratorio

Es un instrumento utilizado para medir dimensiones de objetos relativamente pequeños.  Es una de las herramientas más utilizadas en la fabricación mecánica.

 Permite una fácil medición externa, interior de  profundidad, etc. Su sensibilidad suele ser de 0.1 mm

El calibre, en su base, tiene una regla llamada nonius que está graduada. A través del nonius, puede especificarse el valor que la herramienta mide.

 Es un instrumento sumamente delicado y debe manipularse con habilidad, cuidado, delicadeza, con precaución de no rayarlo ni doblarlo.

Partes: 

1.         Mordazas para medidas externas.

2.         Mordazas para medidas internas.

3.         Coliza para medida de profundidades.

4.         Escala con divisiones en centímetros y milímetros.

5.         Escala con divisiones en pulgadas y fracciones de pulgada.

6.         Nonio para la lectura de las fracciones de milímetros en que esté dividido.

7.         Nonio para la lectura de las fracciones de pulgada en que esté dividido.

8.         Botón de deslizamiento y freno.

Para seguir con la explicación os recomendamos un v ideo tutorial en el que os mostraran las diferentes partes del nonius, la precisión de uno de sus tipos y cómo realizar las medidas:

https://www.youtube.com/watch?v=LNlokwfOufY

Micrómetro: 

Este es el micrómetro de nuestro laboratorio 

Partes del micrómetro:

1. Cuerpo: constituye el armazón del micrómetro; suele tener unas plaquitas de aislante térmico para evitar la variación de medida por dilatación.

2. Tope: determina el punto cero de la medida; suele ser de algún material duro (como "metal duro") para evitar el desgaste así como optimizar la medida.

3. Espiga: elemento móvil que determina la lectura del micrómetro; la punta suele también tener la superficie en metal duro para evitar desgaste.

4. Palanca de fijación: que permite bloquear el desplazamiento de la espiga.

5. Trinquete: limita la fuerza ejercida al realizar la medición.

6. Tambor móvil, solidario a la espiga, en la que está grabada la escala móvil de 50 divisiones.

7. Tambor fijo: solidario al cuerpo, donde está grabada la escala fija de 0 a 25 mm.

Usos:

Sirve para valorar el tamaño de un objeto con gran precisión, en un rango del orden de centésimas o de milésimas de milímetro

Cómo usarlo:

https://www.youtube.com/watch?v=FjGV6ve-Nxg

ERRORES EXPERIMENTALES

En el ajuste de las medidas siempre cometeremos errores, estos pueden ser sistemáticos o accidentales

Errores sistemáticos:

Se producen por la forma de realizar la medida, siempre van a aparecer:

Ø  Error por la precisión del aparato:  defecto de construcción o falta de sensibilidad.

Ø  Error por la calibración del aparato:  son errores en la puesta a cero. Antes de empezar a medir debemos comprobar que el utensilio marque correctamente 0

Errores accidentales:

Se producen por causas difíciles de controlar. Para evitarlo se deben tomar varias medidas de la misma distancia y realizar un tratamiento estadístico o media de los datos.

Hay dos errores accidentales:

Ø  Error absoluto: es la diferencia entre el valor de la medida y el valor tomado como valor exacto.

Ø  Error relativo:  es el cociente entre el error absoluto y el valor verdadero o exacto de la medida. Una medida es tanto mejor cuanto menor es su error relativo. Se expresa en tantos por ciento

Precisión  de un instrumento:

Es el grado de aproximación entre una serie de medidas de una misma magnitud obtenidas de igual manera.

Sensibilidad:

Es la mínima variación que detecta.  

Expresión de una medida experimental:

Los científicos llegaron a una conclusión ‘Una medida queda totalmente determinada mediante el valor numérico obtenido, con todas sus cifras significativas, y, además, el error absoluto correspondiente a dicha medida’.

Por ejemplo (2,20 ± 0,02)g indica que 2,20g es el valor numérico obtenido y 0,02 es el error absoluto o la precisión del aparato, el que tenga mayor valor.

Ahora os pondremos un ejemplo para que quede más claro.

“ Hemos medido el cuerpo del alfiler mediante un pie de rey que tiene una sensibilidad del 0,05mm y hemos obtenido los siguientes datos:

0,97-1,01-0,93-0,95

Expresar correctamente la medida”

0,97	-	0,97	=	0
1,01	-	0,97	=	0,04
0,93	-	0,97	=	0,04
0,95	-	0,97	=	0,02
0,97				0,03

  

0.97 medida tomada como exacta
0.97   ± 0.05
(PONEMOS 0.05 PORQUE ES UN ERROR MÁS EXACTO)


0.03/0.97*100 = 3.1% error relativo

Una vez que controlamos todos estos conceptos, nos dedicamos a medir cada una de las partes de un alfiler normal y a calcular el error absoluto y el error relativo de cada una de ellas.

Aquí os dejamos algunas fotos echas por nosotros del proceso de medición y los datos con los valores obtenidos. 

Diámetro de la cabeza 

                              

1.52 mm	0.03	1.49 ± 0.02
1.47 mm	0.02
1.51 mm	0.02
1.48 mm	0.01
5.98/4 = 1.49mm	0.08/4= 0.02mm
0,02*100/1,49=1,34%

Largo cabeza

0.8	0.05	0.75 ± 0.02
0.73	0.02
0.74	0.01
0.76	0.05
3.03/4= 0.75 mm	0.13/4= 0.02 mm
0,02*100/0,75=2,67%

Ancho del alfiler

0.64	0.02	2.64 ± 0.01
0.68	0.02
0.67	0.01
0.65	0.01
2.64/4 =0.66 mm	0.06/4=0.01 mm
0,01*100/0,66=1,51%

Largo del cuerpo del alfiler

2.13	0.02	2.15 ± 0.02
2.17	0.02
2.14	0.01
2.18	0.03
8.64/4 = 2.15 mm	0.08/4= 0.02 mm
0,02*100/2,15=0,93%

Largo punta del alfiler

0.20	0.00	0.20 ± 0.005
0.21	0.01
0.20	0.00
0.21	0.01
0.82/4 =0.20	0.02/4= 0.005
0,005*100/0,20=2,5%

Con todas estas mediciones elaboramos a escala (1: 10) nuestro alfiler  y quedó así:

 

Así queda acabado nuestro primer PBL. Un saludo y hasta la próxima