Presentacion nivel universitaria que habla de temas como lo son la metrologia enfocada a la optica e instrumentacion basica.

1. INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MÉRIDA
METROLOGÍA Y NORMALIZACIÓN
TEMA 3: METROLOGÍA ÓPTICA E INSTRUMENTACIÓN BÁSICA
DOCENTE: M.C. JOSÉ RAFAEL BENTATA MARÍN
INTEGRANTRES:
• HOIL PECH MELANY MARIELA
• JIMENEZ TUN BRANDON OSIEL
• PUCH COB CARLOS ALBERTO
• ROSALES LARA PEDRO ANTONIO
• SALAS MARTIN JONATHAN ISRAEL
SEMESTRE: ENERO-JUNIO23 GRUPO: 3I2

2. La óptica es la ciencia de controlar la luz. La luz es parte de un tipo de energía llamada
“radiación electromagnética” (EM). La luz es la parte de las ondas EM que podemos ver y forma los
colores del arcoíris.
la óptica es el campo de la ciencia y la ingeniería que comprende los fenómenos físicos y
tecnologías asociadas con la generación, transmisión, manipulación, uso y detección de la luz.
La luz (viaja a 300 000 km/seg) es una onda electromagnética, esto significa que es una
combinación de una onda eléctrica y una onda magnética (y una onda electromagnética viaja a la
velocidad de la luz).
El estudio de la óptica se puede dividir en tres partes:
1. Óptica geométrica. Utiliza el método de los rayos luminosos.
2. Óptica física. Trata la luz considerada como un movimiento ondulatorio.
3. Óptica cuántica. Se refiere a las interacciones entre luz y las partículas atómicas.
Las ondas electromagnéticas pueden ser muchas, como se muestra en la siguiente figura:
3.1. INTRODUCCIÓN A LA ÓPTICA

3. La óptica geométrica es el rayo luminoso, que,
como veremos, da solo una descripción
aproximada del camino que la luz sigue en el
espacio, pero para muchos fines prácticos esa
aproximación es suficiente.
Un rayo luminoso un concepto geométrico. No
se puede reproducir en un laboratorio, pero
hacemos uso de una fuente de rayo paralelo y,
limitado de esta porción, de tal manera que se deje
pasar un haz cilíndrico de luz, se pueden
reproducir casi todos los resultados teóricos con
una aproximación.
3.2. ÓPTICA GEOMÉTRICA

4. ¿Que son Leyes de reflexion?
Se llama reflexión al rechazo que experimenta la luz cuando incide
sobre una determinada superficie.
Leyes de la reflexión.
1. El rayo incidente, la normal y el rayo reflejado están en el
mismo plano.
2. El ángulo que forma el rayo incidente con la normal (ángulo de
incidencia) es igual al ángulo que forma el rayo reflejado con la
normal (ángulo de reflexión).
¿Que son Leyes de refracción?
La velocidad v, que lleva la luz al atravesar un medio material (aire, agua…) es
característica de dicho medio y es siempre inferior a la velocidad en el vacío
c. Cuando la luz pasa de un medio de propagación a otro sufre una
desviación, a esa desviación se le llama refracción.
Leyes de la refracción
1. El rayo incidente, la normal y el rayo refractado están en el mismo plano.
2. El seno del ángulo de incidencia dividido por el seno del ángulo de
refracción es una constante para cada medio y se llama índice de
refracción.

5. • La óptica física se utiliza cuando se trata de la naturaleza inherente y las propiedades de la
luz.
• A diferencia de la óptica geométrica, la óptica física se centra en la naturaleza ondulatoria
de la luz. Por ello, otro término utilizado para describirla es óptica ondulatoria.
• Una onda es una perturbación que se desplaza a través de un medio o del vacío y transmite
energía.
• Las principales propiedades que estudia la óptica física son la interferencia, la difracción y
la polarización.
• Cuando las ondas de luz inciden en una burbuja, a veces observamos patrones de colores
en su superficie. Esto es el resultado de la interferencia, una de las propiedades estudiadas
en la óptica física.
• La interferencia se produce cuando dos o más ondas se superponen para formar una
nueva onda.
3.3. ÓPTICA FÍSICA

6. • La onda resultante y su amplitud depende
de la fase relativa de las ondas:
• Se produce una interferencia
constructiva si las ondas están en fase
• Se da una interferencia destructiva si se
encuentran desfasadas.
• La interferencia se demuestra en
el experimento de la doble rendija de
Young y también en las rejillas de
difracción.
• Al pasar la luz por dos rendijas estrechas,
en lugar de ver dos puntos brillantes
correspondientes a las rendijas, se observa
un patrón de interferencia de ondas que se
superponen y se anulan entre sí.
• El proceso por el que la luz encuentra
rendijas y se dispersa se conoce
como difracción.
• La difracción es la curvatura de la luz
cuando alcanza un obstáculo.

7. Para nosotros los seres humanos es muy importante controlar la luz, ya que los usos que le hemos dado
son tan variados, como:
• La lupa
• Los prismáticos
• El catalejo
• El anteojo astronómico
• La cámara fotográfica
• El periscopio
• Fotocopiadoras
• Rayos X
• Laser
3.4. INSTRUMENTOS ÓPTICOS
Tipos de lentes
ópticos

8. En los instrumentos opticos tanto
digitales como analogicos se pueden
diferenciar mayormente por los
parametros como el analogico que es
cuando puede tomar todos los valores
posibles de forma continua, como
ejemplo la intensidad de la luz.
Y por otro lado, en los parametros
digitales solo puede tomar los valores
discretos, por ejemplo: el número de
particulas por un material radioactive en
un Segundo.
3.5. DIFERENCIA, VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE INSTRUMENTOS
ANALÓGICOS Y DIGITALES

9. Instrumento analogico
3.6 Diferencias, ventajas y desventajas de instrumentos analógicos
y digitales
• Tienen buena distancia de trabajo
• Su utilización es más simple
• Permite la utilización de la retina periférica en los
pacientes
• La mayoría tiene incorporada luz
• Produce una imagen brillante contra un fondo oscuro, sin
halos de difracción de una célula viva.
• Determina el índice de refracción.
• Determina los solidos, masa seca y espesor de las
estructuras celulares.
Ventajas de la lupa binocular
• Tienen un CV más pequeño comparado con otros microscopio
• La lectura es más complicada y lenta con respecto a los microscopio
• Si se mira de manera inclinada, disminuye la calidad visual
• Suele ser grandes y pesadas
• Alto costo del equipo por los diferentes aditamentos utilizados en el
microscopio
• Costo alto y mantenimiento cuidadoso de las muestras de células vivas
• La microcinematografía requerida para mirar los procesos que realiza la
célula en vivo, requiere equipos especiales y personal
Desventajas de la lupa binocular
Ventajas del microscopio Desventajas del microscopio

10. *En algunos casos, la preparación de la muestra es más larga
La concentración del ion metálico no puede medirse con precisión
No da información sobre la estructura molecular del ion metálico,
presente en la muestra
• El mantenimiento de pintura reflectante ha de hacerse con sumo
cuidado, un deterioro de las propiedades reflectante puede
provocar errores de medición importante
• No se puede realizar ensayos de luminarias grandes si no se dispone
de esferas de 2-3-4 metros
• No se puede obtener distribución especial ni los ficheros
fotométricos
Desventajas de fotómetro de llama
3.6 Diferencias, ventajas y desventajas de instrumentos analógicos
y digitales
• Se trata de un análisis rápido, adecuado, selectivo y sensible.
• Es un método de análisis sencillo y económico.
• Se pueden determinar elementos que rara vez se analizan en
este método.
• Puede determinar concentraciones muy bajas de iones metálicos
a partir de la muestra.
• El proceso de ensayo puede ser más sencillo que la
mayoría de ensayos de fotometría
• La medida de flujo luminoso es instantánea
• Permite analizar la distribución espectral o color de la
fuente de luz a la vez que el flujo luminoso
Ventajas de fotómetro de llamas
Instrumentos digitales
Ventajas de esfera integradora
Desventajas de esfera integradora

11. Los medidores de presión son instrumentos de precisión fabricados para medir la presión
sanguínea, la presión de líquidos y gases en tuberías o tanques de almacenamiento y la
presión atmosférica, a grandes rasgos, teniendo para cada uso diversos equipos disponibles de
acuerdo a las necesidades.
Dependiendo de las aplicaciones de los medidores de presión, son las unidades disponibles
para sus resultados, además de que algunos reciben nombres diferentes dependiendo también
del tipo de presión que van a medir.
3.7. MEDIDORES DE PRESIÓN
Tipos de medidores de presión
• Manómetro de tubo de bourbon
• Manómetro de tubo abierto
• Barómetros
• Barómetro de mercurio
• Barómetro Aneroide

12. • Los medidores de torsión son elementos de precisión capaces de determinar el nivel de
torsión óptimo de un eje longitudinal según las características que se desean que este
al sistema del cual es parte.
• Los medidores de torsión también son llamados medidores de ángulo de rotación ya que la
intención de torcer un elemento es justamente hacerle rotar sobre su propio eje.
• Este tipo de artefactos es usado principalmente en el ámbito industrial y muy
especialmente en la automotriz.
Tipos de medidores de torsión:
• Medidor de torsión con torquímetro: Consta básicamente de un disco indicador de
ángulos de rotación sobre el cual se encuentra un acople donde se alinea el torquímetro, y
en la parte posterior ocupa un acople para los dados de las turcas o tornillos a
ajustar. También en su parte inferior posee una pequeña palanca llamada apoyo la cual sirve
para brindar estabilidad al aparato una vez que es usado como puente entre el torquímetro
y los tornillos a los que se les debe dar un ángulo de torsión determinado.
3.8. MEDIDORES DE TORSIÓN

13. • Medidor de torsión imantado: Su configuración es muy similar a
la de los medidores con cabezal para torquímetro y es que este
también posee uno, el cual se ubica igualmente sobre un disco
indicador de ángulos de rotación. La diferencia es que este se
acopla al cabezal de pernos y tornillos mediante imanes.
• Los medidores de torsión imantados son especialmente requeridos
al momento de hacer un apriete en un ángulo especifico a un
tornillo perteneciente a un sistema de engranajes o piezas móviles
que determinarán el óptimo funcionamiento de máquinas y
vehículos.

14. • Medidor de torsión digital: Generalmente estos
medidores tienen un tamaño más compacto. Ocupan un
módulo central donde se ubica una pantalla LCD retro
iluminada con un panel de control que permite variar
entre sus diferentes configuraciones.
• En su parte posterior tiene una entrada para acople de
torquímetro o palanca de torsión mientras que en su
inferior incluye la conexión para dados de ajuste de
pernos y tornillos, entre sus ventajas está la
posibilidad de usarlo en lugares con poca
iluminación, su acople rápido y la posibilidad de variar
entre varias configuraciones y tipos de lecturas.

15. • Torción
Cuando giramos una llave de tubo para aflojar las tuercas y cambiar una rueda,
estamos torsionando la llave. La torsión consiste en aplicar una fuerza transversal con
una determinada distancia generando un momento en el eje longitudinal de una pieza.
• Tracción
Cuando estiramos un cuerpo, aplicamos dos fuerzas de igual magnitud, igual dirección
y sentido contrario, estamos traccionando ese objeto. Las partículas del objeto tienden
a separarse y el objeto aumenta su longitud.
3.9. MEDIDORES DE ESFUERZOS MECÁNICOS

16. • Flexión:
Si aplicamos una fuerza vertical, en el punto medio entre dos apoyos, sobre un elemento
horizontal resistente, estamos sometiendo al cuerpo a esfuerzos de flexión. El cuerpo tiende a
curvarse, a comprimirse en la parte superior y a traccionarse en la parte inferior.
• Compresión:
Si aplicamos dos fuerzas de igual magnitud, en la misma dirección y sentido opuesto sobre un
cuerpo y tendemos a acortar este, estamos comprimiendo el objeto. El cuerpo acorta y
disminuye su longitud.

17. • Cortadura:
Cada una de las secciones de la viga está sometida a dos fuerzas de sentido contrario
perpendiculares a la viga. Las partículas que componen cada sección tienden a deslizarse.

18. El medidor de dureza sirve para la determinación rápida de la dureza de superficies y están
disponibles en la tienda. Este medidor de dureza es apto, según tipo, para la medición de la
dureza de metales, plástico, goma, textiles.
Los medidores de dureza o durómetros son un dispositivo, que como su nombre lo indica, se
utiliza para determinar la dureza superficial de un material.
El medidor de dureza funciona de la siguiente manera:
• Una vez que se selecciona el material del cual se quiere conocer la dureza se normaliza la
fuerza que se le ha de aplicar a través de un elemento penetrador, que también debe estar
normalizado.
• Dependiendo de la profundidad o tamaño de la huella que se obtenga de esta aplicación de
fuerza es como sabremos el grado de dureza del material.
3.10. MEDIDORES DE DUREZA

19. La dureza es una propiedad de los materiales. En otras palabras, se define como la resistencia a
la penetración permanente bajo carga estática o dinámica que tiene un material, luego de
realizarle varios ensayos. Por lo tanto, una dureza buena significa que el material es resistente a
las rayaduras y al uso, característica muy importante en el caso del herramental usado en la
manufactura.
Además, existen distintos tipos de medidores de dureza. De acuerdo a las diversas familias de
materiales, habiendo posibilidad de medir dureza tanto a un caucho como a un acero. Del
mismo modo, en los materiales metálicos se puede comprobar de un modo rápido y preciso la
dureza superficial del hierro fundido, aleaciones de aluminio, cobre y bronce.

20. Mide la altura, ancho y profundidad
del objeto, utilizando tecnología de
procesamiento de imágenes.
Conjuntamente, tales máquinas
pueden medir automáticamente el
objeto, registrar los datos medidos
y obtener valores especiales,
mediante el uso de varios cálculos.
3.11. INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN POR COORDENADAS (X,Y,Z)
• A- Puente móvil
• B- Sonda de disparo
• C- Plataforma
• D- Controlador

21. Las máquinas de medición por
coordenadas pueden ser modelos
de contacto, conocidos como
sondas táctiles, que usan un objeto
esférico al realizar las mediciones, o
modelos sin contacto, que utilizan
otros métodos, como los láseres.
Algunos modelos diseñados para la
industria automotriz pueden incluso
medir objetos de más de 10 metros
de tamaño.

22. Cómo utilizar una Máquina de Medición por Coordenadas
1. Lleve el objeto de medición al laboratorio de metrología por lo
menos 5 horas antes de su medición, para permitir que éste se
ajuste a la temperatura ambiente (generalmente 20°C (68°F)). Esto
evitará errores debido a la expansión térmica.
2. Realice las mediciones siguiendo el procedimiento de manejo de
la máquina.
3. Los datos medidos se pueden importar a una PC donde se pueden
usar como datos 3D-CAD.

23. Precauciones de Manipulación
Aunque algunos modelos pueden realizar mediciones del orden de 0.1 μm, el uso y
manejo correctos son vitales para la precisión de la medición.
Verifique que las partes móviles se muevan horizontal y verticalmente durante el
uso. Además, use un estándar de medición o un objeto similar para verificar errores
de indicación.
Para realizar mediciones precisas, es fundamental permitir que la temperatura del
objeto se ajuste a la temperatura ambiente en el laboratorio de metrología. De
manera alternativa, deben configurarse los parámetros de medición para corregir
cualquier diferencia de temperatura.
Para las sondas de contacto, es importante asegurarse de que éstas hagan
contacto con el objeto a una velocidad constante durante la medición.
El intervalo de calibración para las máquinas de medición por coordenadas es de 6
meses a 2 años.