tecnología de medición
La técnica de medición se refiere a dispositivos y métodos para determinar ( medir ) parámetros físicos como longitud , masa , fuerza , presión , corriente eléctrica , temperatura o tiempo . Subáreas importantes de la tecnología de medición son el desarrollo de sistemas de medición y métodos de medición, así como la adquisición, modelado y reducción (corrección) de desviaciones de medición e influencias indeseables . Esto también incluye el ajuste y calibración de los dispositivos de medición, así como la correcta reducción de las mediciones a condiciones uniformes.
La tecnología de medición, junto con la tecnología de control y regulación , es un requisito previo para la tecnología de automatización . El término metrología de la producción se conoce por los métodos y productos de la producción industrial .
El estándar básico para la tecnología de medición en Alemania es DIN 1319 .
Clasificación
La tecnología de medición se puede dividir en diferentes tipos de procedimientos para una medición (métodos de medición).
Método de deflexión, método de balance cero y competencia
Con el método de medición de la desviación , el valor medido se determina a partir de la desviación u otra pantalla en un dispositivo de medición.
- Ejemplo: balanza de resorte con etiqueta de escala en gramos.
- Con este método se debe ajustar el equilibrio.
Con el método de medición de compensación o ajuste de cero , una variable conocida se establece de tal manera que la diferencia con la variable a medir da como resultado el valor cero.
- Ejemplo: equilibrio de haz con pantalla para equilibrio de par.
- Este método utiliza un conjunto de pesos o pesos deslizantes.
- Modificaciones de estas formas básicas; Ejemplos de
Con el método de medición de comparación o sustitución , la visualización de la variable a medir (que no es adecuada para la evaluación cuantitativa) se reproduce mediante una visualización del mismo tamaño utilizando una variable conocida ajustable.
- Ejemplo: balanza de resorte con etiqueta de escala en milímetros.
- Este método requiere que haya un juego de pesas disponible para la báscula. Durante la medición, se produce entonces con pesos la misma deflexión que la causada por el objeto desconocido. (La masa del objeto desconocido se "sustituye" por pesos).
En el caso del método de medición de diferencias , en lugar de la variable a medir, se determina la diferencia entre esta y una variable de comparación.
- Ejemplo: balanza de haz con escala (es decir, más que una pantalla de punto cero).
- Con este método, surge una desviación con la que se pueden medir pequeños cambios en un tamaño con mucha más precisión que calculando la diferencia después de medir el tamaño en sí.
Con el método de medición integrador , la variable a medir se obtiene a partir de valores instantáneos por integración (dependiendo de la tecnología también por suma o recuento), preferiblemente a lo largo del tiempo.
- Ejemplo: contador para medición de distancia que registra las revoluciones de una rueda.
- Con este método, se puede obtener información confiable incluso con fuertes fluctuaciones (en el ejemplo de la velocidad ).
Método analógico o digital
Consulte también el artículo sobre tecnología de medición digital para una comparación de los métodos.
Método directo o indirecto
Tecnología de medición directa
Con el método de medición directa , la variable medida se compara directamente con una escala o un estándar . Ejemplos de medición directa son la aplicación de una escala a la longitud a determinar o la comparación directa de una tensión eléctrica a medir con una tensión de referencia ajustable en un compensador de tensión .
Tecnología de medición indirecta
Los sistemas de medición y los métodos de medición indirectos hacen que las cantidades sean medibles incluso si no son directamente accesibles. Se mide otra variable y la variable medida se determina a partir de ella si existe una relación clara y conocida entre las dos basada en un principio de medición . Por ejemplo, la distancia entre la Tierra y la Luna nunca podría determinarse mediante comparación directa con una vara de medir. Sin embargo, después de que los retrorreflectores se colocaron en la luna en 1969 , esto se logró midiendo el tiempo de tránsito de un rayo LÁSER ; desde 2007 la incertidumbre ha estado en el rango milimétrico.
Un método muy común de medición indirecta de la distancia , con el que también se puede determinar el radio de la órbita lunar , es la triangulación . Los ángulos en los que se puede ver un tercer punto se determinan a partir de los dos puntos finales de una línea de base de longitud conocida. La distancia entre el tercer punto y la línea de base se puede calcular a partir de los ángulos y la distancia conocida. De manera similar, la distancia a la luna se puede determinar mediante comparación indirecta con una escala relativamente corta.
La mayoría de los métodos de medición utilizados en la vida cotidiana, la ciencia o la industria utilizan métodos indirectos. Esto también subraya la importancia de comprender las desviaciones de medición y su propagación a través de sistemas de medición de varios niveles (ver también cálculo de compensación y análisis de varianza ).
Las llamadas mediciones simultáneas se pueden utilizar como una variante o extensión de los métodos de medición indirecta . En muchas áreas de la ciencia y la tecnología, se realizan mediciones simultáneas desde diferentes puntos. El propósito es eliminar los errores de sincronización , minimizar la desviación de la medición o descubrir fuentes de errores de medición sistemáticos en función de la tolerancia.
Referencia rápida
Dispositivo de medición , dispositivo de medición , multímetro , equipo de medición
Valor de medición , resultado de medición
Desviación de medida , dispositivo de medición de desviación , la incertidumbre de medida
Límite de error , la propagación del error , cálculo de error
Reducción (medición) , calibración
Sensor , tecnología de sensor , principio de medición
Medición (como la ejecución de actividades planificadas), metrología (como la ciencia de la medición y su aplicación)
Símbolos de circuito para tecnología de medición
Conceptos básicos de la tecnología de medición eléctrica
Se debe mencionar lo siguiente con más detalle sobre los temas anteriores:
- Dependencia del tiempo de las cantidades medidas
- Constantes o sus variables medibles de cambio (lento)
- como valor de medición único, secuencia de valores de medición, diagrama de líneas
- Instantáneos valores de cambiando rápidamente, preferiblemente periódicas cantidades
- Cantidades que se pueden
determinar promediando
- como valor equivalente , valor rectificado , valor rms
- Constantes o sus variables medibles de cambio (lento)
- Dispositivos de medición indicadores electromecánicos
- Dispositivos de medición indicadores electrónicos digitales
- Registro de dispositivos de medición
- Calibres a juego
- Método de medida
- para cantidades eléctricas
- z. B. Cambio de resistencia , potencia activa
- para cantidades no eléctricas
- z. B. Temperatura , presión (ver más abajo )
- para cantidades eléctricas
Tipos de dispositivos de medición
Puede encontrar una lista detallada de dispositivos de medición en el artículo dispositivo de medición .
Puede encontrar una descripción general de cómo una cadena de dispositivos de medición de diferentes tipos conduce al valor medido que está buscando en el artículo Dispositivo de medición .
Clasificación según cantidades físicas
- Presión → manómetro , galga extensométrica , barómetro - Pa, bar
- Caudal → caudalímetro , sensor de caudal - m³ / s, l / min, kg / s
- Voltaje eléctrico → voltímetro - V
- Corriente eléctrica → amperímetro - A
- Frecuencia → medidor de frecuencia , contador de frecuencia - Hz
- Velocidad → medición de velocidad , tacómetro - m / s
- Fuerza → medición de fuerza , transductor de fuerza - N
- Longitud / distancia / profundidad → medición de distancia , sensor de desplazamiento - m
- → termómetros de temperatura , termómetros de resistencia , termopares - K, ° C, ° F
Para otros tamaños, consulte la lista de dispositivos de medición.
literatura
- Albert Weckenmann , Teresa Werner : Measuring and Testing , Capítulo 27 en: Tilo Pfeifer, Robert Schmitt (editor): Masing Handbook Quality Management , Carl Hanser Fachbuchverlag Munich / Vienna, 6a edición revisada (2014), ISBN 978-3-446-43431 -8 .
- Elmar Schrüfer , Leonhard Reindl, Bernhard Zagar: Tecnología de medición eléctrica . Carl Hanser Fachbuchverlag, Munich 2018 (12a edición), ISBN 978-3-446-45654-9 .
- Fernando Puente León: Tecnología de medición . Springer, Berlín / Heidelberg 2015 (décima edición), ISBN 978-3-662-44820-5 .
- Kurt Bergmann : Tecnología de medición eléctrica . Vieweg, Braunschweig, ISBN 978-3-528-54080-7 .
- Melchior Stöckl , Karl Heinz Winterling: Tecnología de medición eléctrica. Teubner Verlag, Stuttgart 1987 (octava edición), ISBN 3519464055 .
- Hans Hart: Introducción a la tecnología de medición. Verlag Technik, Berlín 1989 (5ª edición).
- Werner Richter : Tecnología de medición eléctrica: conceptos básicos. Verlag Technik, Berlín, VDE-Verlag, Offenbach 1994 (3ª edición).
- Werner Kriesel, Hans Rohr, Andreas Koch: Historia y futuro de la tecnología de medición y automatización. VDI-Verlag, Düsseldorf 1995. ISBN 3-18-150047-X .
- Jörg Hoffmann: Manual de tecnología de medición. Carl Hanser, Munich 2007 (tercera edición), ISBN 978-3-446-40750-3 .
- Jörg Hoffmann: Libro de bolsillo de tecnología de medición. Fachbuchverlag, Leipzig 2007 (quinta edición), ISBN 978-3-446-40993-4 .
- Norbert Weichert: Tecnología de medición y adquisición de datos de medición. Oldenbourg, Munich 2010 (segunda edición), ISBN 978-3-486-59773-8 .
enlaces web
documentos de respaldo
- ↑ JBR Battat et al.: Operación de rango láser lunar del Observatorio Apache Point (APOLLO): dos años de mediciones de precisión milimétrica del rango Tierra-Luna. (PDF; 515 kB) En: iopscience.iop.org. The Astronomical Society of the Pacific, 9 de enero de 2009, consultado el 4 de abril de 2021 .