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PATRONES DE MEDICION


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Auteur Author: CHICHAROSPVZ
Type : Classeur 3.6
Page(s) : 21
Taille Size: 1.35 Mo MB
Mis en ligne Uploaded: 14/01/2020 - 17:46:56
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Description 

O




INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
ACADEMIA DE ELECTROTECNIA




PATRONES
DE MEDICIÓN

2
PATRONES DE MEDICIÓN

La materialización de las definiciones del Sistema Internacional
de Unidades (SI) es la tarea crítica de la Metrología. Las
definiciones de las unidades de las magnitudes físicas toman
en cuenta el estado de la capacidad tecnológica para obtener
el dispositivo físico llamado patrón de medida. La
materialización de cada una de las unidades, constituyen los
patrones primarios sobre los cuales se deben calibrar los
demás patrones locales que se utilizan en los laboratorios
secundarios o acreditados, a través de la trazabilidad que se
debe tener en cada país.



3
DEFINICIONES.

PATRÓN. Medida materializada, instrumento de medición,
material de referencia o sistema de medición destinado a
definir, realizar, conservar o reproducir una unidad o uno o
varios valores de la magnitud para servir de referencia (NMX-
Z-055-1997-IMNC. 6.1).

TRAZABILIDAD. Propiedad de un resultado de medición
consistente en poder relacionarlo con los patrones apropiados,
generalmente internacionales o nacionales por medio de una
cadena ininterrumpida de comparaciones (NMX-Z-055-1997-
IMNC. 6.10).

4
Así como existen unidades de base y derivadas, existen
diferentes tipos de patrones de medición, clasificados de
acuerdo con su función y aplicación en las categorías
siguientes:

1. PATRÓN PRIMARIO. Patrón que representa la más alta calidad
metrológica dentro de un campo específico. Nota: El concepto
patrón primario es válido, lo mismo para unidades de base que
para unidades derivadas.

2. PATRÓN SECUNDARIO. Patrón cuyo valor es fijado por
comparación con un patrón primario.

3. PATRÓN INTERNACIONAL. Patrón reconocido por acuerdo
internacional para servir de base internacional en la fijación de
los valores de todos los otros patrones de la magnitud
concerniente.
5
4. PATRÓN NACIONAL. Patrón reconocido por decisión oficial
nacional para servir de base dentro de un país en la fijación de los
valores de todos los otros patrones de la magnitud concerniente.
Nota: El patrón nacional en un país es frecuentemente un patrón
primario.

5. PATRÓN DE REFERENCIA. Patrón en general de la más alta
calidad metrológica disponible en un lugar determinado del cual
se derivan las mediciones efectuadas en ese lugar.

6. PATRÓN DE TRABAJO. Patrón que, habitualmente contrastado
por comparación a un patrón de referencia es utilizado
comúnmente para contrastar las medidas materializadas o los
aparatos de medición.


6
7. PATRÓN DE TRANSFERENCIA. Patrón utilizado como intermediario para
comparar entre ellos los patrones, las medidas materializadas o los aparatos de
medición. Nota: cuando el dispositivo de comparación no es estrictamente un
patrón de transferencia, el término dispositivo de transferencia deberá ser
utilizado.

8. PATRÓN VIAJERO. Patrón algunas veces de construcción especial, previsto
para su transporte a los diferentes lugares.

9. PATRÓN COLECTIVO. Conjunto de medidas materializadas o de aparatos de
medición semejantes, asociados para desempeñar en común la función de
patrón. Nota 1: Un patrón colectivo es habitualmente destinado a proporcionar
un valor único de una magnitud. Nota 2: El valor proporcionado por un patrón
colectivo es un promedio apropiado de valores proporcionados por los
diversos instrumentos.

10. SERIE DE PATRONES. Conjunto de patrones de valores elegidos para
reproducir individualmente o por combinación conveniente, una serie de
valores de una magnitud sobre un alcance determinado.



7
CADENA DE TRAZABILIDAD. ENLACE DE PATRONES
QUE MUESTRA LA RELACIÓN ENTRE LOS PATRONES Y LOS
INSTRUMENTOS DE USO DIARIO.

• Laboratorio Internacional
• Patrones Internacionales


• Laboratorio Nacional
• Patrones Nacionales.


• Laboratorios de Metrología
acreditados de los diferentes • Instrumentos de referencia
sectores. (Patrones secundarios)

• Industria y usuarios de
servicios. • Instrumentos de medición de
trabajo.
8
CADENA DE TRAZABILIDAD
INCERTIDUMBRE

INCERTIDUMBRE
BIPM CENAM
PATRÓN NACIONAL
PATRÓN DE REFERENCIA
PATRONES PATRÓN DE TRABAJO
NACIONALES DE
OTROS PAISES


LABORATORIOS PATRÓN DE REFERENCIA
SECUNDARIOS
PATRÓN DE TRABAJO
ACREDITADOS



PATRÓN DE REFERENCIA
INDUSTRIA U
PATRÓN DE TRABAJO
ORGANIZACIÓN
INSTRUMENTO DE MEDICIÓN


9
ALCANCE
Unidad: metro (m)
Con métodos de comparación de
frecuencia, los láseres estabilizados al
yodo calibran láseres a la misma
longitud de onda nominal, sin embargo
empleando arreglos interferométricos
(lambdámetro) se extiende el intervalo
de calibración a toda la región visible
del espectro electromagnético
Materialización: láser permitiendo de esta manera la
calibración de láseres estabilizados de
estabilizado en frecuencia por
diferentes longitudes de onda. Una vez
medio de espectroscopia que se tiene la posibilidad de transferir
saturada de la molécula de yodo la exactitud a estos láseres, se garantiza
127I operando a una longitud de
2
el respaldo del patrón nacional a las
onda de l = 632,991 398 22 nm. mediciones de longitud más frecuentes
en la industria y la investigación.
Incertidumbre expandida:
± 5 X 10-11, (k = 2)

10
PATRONES DE LAS UNIDADES DE BASE
metro.
APLICACIÓN.
El CENAM cuenta con un conjunto de tres instrumentos de este tipo, con el fin
de mantener a lo largo del tiempo, mediante comparaciones periódicas entre
ellos, la frecuencia de referencia y por lo tanto, la longitud de onda de
referencia en el vacío.
Con los láseres estabilizados que conforman el patrón nacional de longitud, se
realizan calibraciones de láseres He-Ne a 633 nm cuya estabilidad es inferior a la
del patrón.Esta calibración se realiza por el método heterodino para la
comparación de frecuencia, lo cual permite obtener alta exactitud en los valores
de calibración. A su vez, los láseres calibrados con el patrón nacional realizan
mediciones interferométricas de bloques patrón paralelos, máquinas de
medición por coordenadas, máquinas de redondez, rugosidad superficial,
patrones industriales y calibres de alta exactitud.
De tal forma que todas las mediciones de longitud y ángulo, se refieren al
patrón nacional mediante una cadena de trazabilidad y diseminación de la
unidad de longitud.



11
PATRONES DE LAS UNIDADES DE BASE
metro.

TRAZABILIDAD


La unidad de longitud depende de una constante de la
naturaleza ya que los niveles energéticos (equivalentes a
valores definidos de frecuencia) de las transiciones de la
molécula de yodo no cambian con el tiempo, sin embargo,
para asegurar su reproducibilidad es necesario mantener
condiciones controladas en los láseres estabilizados
(presión del vapor de yodo, potencia óptica de láser y
sistema electrónico de control). El valor de la frecuencia de
las transiciones es medido directamente con relojes
atómicos y por lo tanto la unidad de longitud es trazable al
patrón nacional de tiempo.



12
PATRONES DE LAS UNIDADES DE BASE
metro.
MANTENIMIENTO


El Comité Consultivo de Longitud (CCL, antes CCDM, Comité Consultivo para la
definición del metro), en sus recomendaciones de 1992, adoptadas por la
Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM), enuncia varias fuentes de
radiación láser apropiadas para la realización del metro. Estas radiaciones son
de diversos tipos y longitudes de onda, sin embargo la más ampliamente
utilizada es la del láser de Helio-Neón estabilizado a una frecuencia de  473
THz, cuya longitud de onda en el vacío (l) correspondiente a esta frecuencia es
la longitud patrón y su valor es de  633 nm.
El programa de conservación y mantenimiento de los láseres patrón se basa en
mediciones periódicas de la frecuencia de estos láseres.
Para tal efecto, se desarrollan los métodos y mediciones necesarias para
determinar si alguna variable de láser ha cambiado ref...

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