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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR PROGRAMA SINTÉTICO UNIDAD ACADÉMICA: CARRERA: ASIGNATURA:

Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnología Avanzadas Tronco Común (Ing. Mecatrónica, Ing. Telemática e Ing. Biónica) Metrología SEMESTRE: Cuarto

OBJETIVO GENERAL: El alumno aplicará los conceptos y generalidades de la metrología para lograr mediciones confiables dentro de su área de desarrollo; tomando en cuenta el alcance de los instrumentos y el manejo de las incertidumbres, para una adecuada presentación de los datos y resultados.

CONTENIDO SINTÉTICO: I. II. III. IV.

Generalidades Mediciones Eléctricas Mediciones Mecánicas Mediciones de Temperatura

METODOLOGÍA: Presentación de los temas por parte del profesor usando pizarrón, proyector de acetatos, rotafolios y presentaciones utilizando cañón y computadora. Exposición de algún tema por parte de los alumnos Realización de ejercicios en clase por el profesor con participación de los alumnos. Realización de ejercicios por los alumnos en su cuaderno con asesoría del profesor Realización de prácticas de laboratorio que permitan comprobar los conceptos teóricos. Tareas realizadas por el alumno

EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN: La calificación del semestre se obtendrá del promedio de tres evaluaciones departamentales. Cada departamental se evaluara por medio de un examen teórico de lo visto en clase, practicas, tareas e investigaciones realizadas por los alumnos, exposiciones y participaciones en clase.

BIBLIOGRAFÍA: 1. Cooper William D., Instrumentación Electrónica Moderna y Técnicas de Medición. Ed. Prentice Hall. 1ª edición, 1991. ISBN 9688802360 2. Figliola Richard S., Mediciones Mecánicas Teoría y Diseño. Ed. Alfaomega. 3ª edición. 2003. ISBN 9701508521 3. Hoffman, Edward G. Instrumentos Básicos de Medición. Ed. Limusa.1994. ISBN 9789681819576 4. Ramírez Tapia Moisés, Metrología y Normalización. Ed. IPN. 1ª edición. 2002. México D.F. 5. Stanley Wolf, Guía para mediciones electrónicas y prácticas de laboratorio. Ed. Prentice Hall. 1ª edición. 1992. ISBN 9688802247. México D.F.

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR

ESCUELA: Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas. CARRERA: Tronco Común de las carreras: Ing. Mecatrónica, Ing. Telemática e Ing. Biónica. OPCIÓN:. COORDINACIÓN:. Academia Básicas de Ingeniería DEPARTAMENTO: Ciencias Básicas.

ASIGNATURA: Metrologia. SEMESTRE: Cuarto. CLAVE: TCMETR0423 CRÉDITOS: 6 VIGENTE: Febrero 1998. TIPO DE ASIGNATURA: Teórico Práctica. MODALIDAD: Presencial.

TIEMPOS ASIGNADOS HRS/SEMANA/TEORÍA: HRS/SEMANA/PRÁCTICA:

2.0 2.0

HRS/SEMESTRE/TEORÍA: HRS/SEMESTRE/PRÁCTICA:

30.0 30.0

HRS/TOTALES:

60.0

PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR: Academia de Básicas de Ingeniería. REVISADO POR: Subdirección Académica.

APROBADO POR: El Consejo Técnico Consultivo Escolar de la UPIITA. M. en C. Arodí Rafael Carvallo Domínguez. FECHA:

AUTORIZADO POR: Comisión de Programas Académicos del Consejo General Consultivo del IPN. Dr. David Jaramillo Vigueras. Secretario Técnico de la Comisión de Programas Académicos.

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR ASIGNATURA: Metrología

CLAVE TCMETR0423

HOJA: 3 DE 10

FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA Vivimos en un mundo dimensional, donde el conocimiento es representado por números y medidas. Y sin darnos cuenta, casi todos medimos algo para verificar si está en buen estado o si hay que tomar acciones para corregir su desempeño, basados en una medición y una especificación. La estimación de la exactitud y su proximidad con el valor convencionalmente verdadero de las medidas constituye la solidez de los cimientos para la caracterización de un proceso, servicio o producto. En la actualidad es clara la necesidad y obligación de las instituciones, organizaciones gremiales de profesionales, así como de la industria y empresas privadas, el propiciar el desarrollo de la ciencia de las mediciones, como condición básica para el éxito de cualquier plan de desarrollo económico y social planteado por una sociedad en general. En el desarrollo de tecnologías emergentes como la biónica, la telemática y la mecatrónica, es fundamental la generación de capacidades metrológicas para sustentar cada una de las fases necesarias para garantizar la calidad final de los productos y servicios en los procesos productivos: •

Investigación y desarrollo: Los científicos e ingenieros usan la metrología como herramienta estratégica para entender los fenómenos fundamentales y aplicarlos para el desarrollo social y tecnológico, a fin de satisfacer las necesidades prácticas de la industria. • Manufactura: Los ingenieros y los industriales utilizan la metrología para diseñar y controlar nuevos procesos de manufactura que minimicen los errores de procesamiento en producción y los tiempos de pérdida en el proceso. Así, la Metrología esta totalmente ligada con los costos, inversiones y control de procesos a nivel de industria en general. • Intercambio comercial: La industria utiliza la metrología para establecer normas industriales voluntarias que deben cumplirse ante problemas o situaciones de repetición constante, con el fin de lograr un orden, un proceso justo y equitativo y el intercambio comercial. • Servicio posterior a la venta: La metrología apoya la instalación, prueba, mantenimiento y operación de productos para asegurar y garantizar el cumplimiento de especificaciones, máximos beneficios económicos y la satisfacción del consumidor. Asignaturas antecedentes: Matemáticas I a V, Física I a III, Teoría de circuitos eléctricos, Teoría Electromagnética Asignaturas Colaterales: Electrónica I, Control, Programación de Sistemas en Tiempo Real. Asignaturas Consecuentes: Sensores y Actuadores, así como la mayoría de las asignaturas propias de cada una de las carreras de Ingeniería Mecatrónica, Ingeniería Telemática e Ingeniería Biónica

OBJETIVO DE LA ASIGNATURA El alumno aplicará los conceptos y generalidades de la metrología, para lograr mediciones confiables dentro de su área de desarrollo; tomando en cuenta el alcance de los instrumentos y el manejo de las incertidumbres, para una adecuada presentación de los datos y resultados.

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR ASIGNATURA:

Metrología.

HOJA: 4 DE 10

CLAVE: TCMETR0423

No. UNIDAD I

NOMBRE:

Generalidades.

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno utilizará adecuadamente las reglas establecidas por el Sistema Internacional, así como la normalización vigente para efectuar mediciones de diferentes magnitudes. No. TEMA

1.1 1.1.1 1.2 1.2.1 1.2.2 1.2.3

1.2.4 1.2.5 1.2.6 1.3 1.3.1 1.3.2 1.3.3

TEMAS

Introducción. Importancia de la metrología en cualquier ámbito y conceptos básicos (medición, magnitud, patrón, incertidumbre). El Sistema Internacional de Unidades. Magnitud, símbolo y definición de cada una de las Unidades base del SI y su materialización. La evolución en la definición y materialización de las unidades de medida del SI. Magnitud, símbolo y definición de las principales unidades derivadas que tienen nombre y símbolo especial en el SI, y su clasificación por su utilización en los campos de la física. Prefijos para formar múltiplos y submúltiplos de las unidades del SI. Las reglas generales del SI para la escritura de los símbolos y de los números. Conversiones entre unidades del SI y otros sistemas. Normalización Conceptos básicos (Norma, Normalización, Certificación). Principales Organismos Nacionales e internacionales de Normalización y Certificación. La Norma Oficial Mexicana. Subtotal:

HORAS

T

P

EC

2.0

2.0

2.0

4.0

CLAVE BIBLIOGRÁFICA

4.0

1B, 2B, 3B Y 4B

2.0

8.0

2.0

2.0

8.0

ESTRATEGIA DIDÁCTICA • • • •

Presentación de los temas por parte del profesor usando pizarrón, proyector de acetatos, rotafolios y presentaciones utilizando cañón y computadora. Exposición de algún tema por parte de los alumnos Realización de ejercicios prácticos en clase por el profesor con participación de los alumnos. Realización de prácticas de laboratorio que permitan comprobar los conceptos teóricos.

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN

El contenido de esta unidad será evaluado para el primer departamental de la siguiente manera: 40% Examen escrito + 20% Prácticas de laboratorio + 20% Tareas e investigaciones + 20% participaciones y exposiciones.

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR ASIGNATURA:

Metrología.

HOJA: 5 DE 10

CLAVE: TCMETR0423

No. UNIDAD II

NOMBRE:

Mediciones Eléctricas.

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno pondrá en práctica los conocimientos adquiridos para el diseño y la correcta manipulación de dispositivos de medición de variables eléctricas; asi como también la realización física de un instrumento de medición para variables eléctricas. No. TEMA

2.1 2.1.1 2.2 2.2.1 2.2.2 2.3 2.3.1 2.4 2.4.1 2.5 2.6 2.6.1 2.7 2.7.1 2.7.2 2.7.3

TEMAS

Variables Eléctricas Tensión eléctrica, intensidad de corriente, resistencia, capacitancia, inductancia, potencias, impedancias y admitancias. Galvanómetro de D´Arsonval. Aplicación del Galvanómetro en la construcción de medidores analógicos Mediciones de Tensión Eléctrica. Vóltmetro analógico y digital, métodos de medición, calibración y aplicaciones. Mediciones de corriente eléctrica. Ampérmetro, métodos de medición, calibración y aplicaciones. Mediciones de impedancia. Puente de impedancia, métodos de medición, calibración y aplicaciones. Mediciones de Potencia. El osciloscopio. Medición de amplitud pico, periodo, frecuencia, fase, de defasamiento y características de transferencia de componentes electrónicos. Instrumentos Digitales Conversor de digital a analógico (DAC). Conversor de analógico a digital (ADC). Aplicación de los DAC y ADC en los medidores digitales. Subtotal:

HORAS

T 1.0

P 16.0

EC

CLAVE BIBLIOGRÁFICA

1.0

2.0

3.0

2.0

1.0

2.0

2.0

2B, Y 3B

3.0 3.0

2.0

12.0

2.0

16.0

12.0

ESTRATEGIA DIDÁCTICA • •

Presentación de temas por parte del profesor usando pizarrón, proyector de acetatos, rotafolios y presentaciones utilizando cañón y computadora. Realización de ejercicios en clase por el profesor con participación de los alumnos. Realización de ejercicios por los alumnos con asesoría del profesor. Realización de prácticas de laboratorio. Resolución de problemas por equipos. Diseño de un instrumento que permita medir alguna variable eléctrica.

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN Los subtemas 2.1 y 2.2 serán evaluados junto con la primera unidad, para el primer departamental de la siguiente manera: 40% Examen escrito, 20% Prácticas de laboratorio, 20% Tareas e investigaciones, 20% participaciones y exposiciones. El resto del contenido de la unidad será evaluado para el segundo departamental

de la siguiente manera: 30% Examen escrito, 30% Examen práctico, 30% Prácticas de laboratorio, 10% Tareas y participaciones.

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR

ASIGNATURA:

Metrología.

HOJA: 6 DE 10

CLAVE: TCMETR0423

No. UNIDAD III

NOMBRE:

Mediciones Mecánicas.

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno utilizará la instrumentación y los transductores comúnmente empleados en sistemas de medición mecánicos, distinguiendo sus componentes y principales características para el desarrollo de aplicaciones reales. No. TEMA

3.1 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.2 3.2.1 3.3 3.3.1 3.4 3.4.1

HORAS

TEMAS

T

P

EC

Mediciones dimensionales. Dispositivos de: Baja resolución, resolución media, alta resolución, muy alta resolución. Comparadores. Métodos ópticos. Mediciones de tensión y esfuerzo. Celda de Esfuerzo, carga, técnicas de medición, sistemas de medición, calibración y aplicaciones. Mediciones de fuerza y torque. Métodos mecánicos, transductores elásticos, técnicas de medición, sistemas de medición, calibración y aplicaciones. Mediciones de presión. Presiones estáticas y dinámicas, transductores de presión, técnicas de medición, sistemas de medición, calibración y aplicaciones.

2.0

10.0

2.0

Subtotal:

6.0

2.0

CLAVE BIBLIOGRÁFICA

2.0 3B, 5B y 6B

1.0

1.0

1.0

1.0

10.0

6.0

ESTRATEGIA DIDÁCTICA • • • • •

Presentación de los temas por parte del profesor usando pizarrón, proyector de acetatos, rotafolios y presentaciones utilizando cañón y computadora. Exposición de algún tema por parte de los alumnos Realización de ejercicios en clase por el profesor con participación de los alumnos, así como por parte de los alumnos. Realización de prácticas de laboratorio que permitan comprobar los conceptos teóricos Desarrollo de aplicaciones reales que permitan entender el comportamiento real en las mediciones de variables mecánicas.

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN El contenido total de esta unidad será evaluado para el tercer departamental de la siguiente manera: 30% Examen escrito, 30% Prácticas de laboratorio, 20% Tareas e investigaciones, 20% participaciones y exposiciones.

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR

ASIGNATURA:

Metrología.

HOJA: 7 DE 10

CLAVE: TCMETR0423

No. UNIDAD IV

NOMBRE:

Mediciones Temperatura.

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno seleccionará el método de transducción conveniente para la medición de temperatura de acuerdo a la situación de medida. No. TEMA

4.1 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4

HORAS

TEMAS

Escala internacional de Temperatura. Termómetros. Medición de temperatura utilizando el de expansión volumétrica. Medición de temperatura utilizando el de variación de resistencia. Medición de temperatura utilizando el de generación de tensión eléctrica. Medición de temperatura utilizando el de radiación.

T

P

EC

1.0 3.0

2.0

1

CLAVE BIBLIOGRÁFICA

principio principio 3

2B , 3B y 5B

principio principio

Subtotal de horas

4.0

2.0

4

ESTRATEGIA DIDÁCTICA • • • • •

Presentación de los temas por parte del profesor usando pizarrón, proyector de acetatos, rotafolios y presentaciones utilizando cañón y computadora. Exposición de algún tema por parte de los alumnos Realización de ejercicios en clase por el profesor con participación de los alumnos. Realización de ejercicios por los alumnos en su cuaderno con asesoría del profesor Realización de prácticas de laboratorio que permite comprobar los conceptos teóricos.

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN El contenido total de esta unidad será evaluado, junto con el contenido de la unidad 3, para el tercer departamental de la siguiente manera: 30% Examen escrito, 30% Prácticas de laboratorio, 20% Tareas e investigaciones, 20% participaciones y exposiciones.

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR ASIGNATURA: Metrologia.

HOJA: 8 DE 10

CLAVE:TCMETR0423

RELACION DE PRÁCTICAS PRACT. No.

1

NOMBRE DE LA PRÁCTICA

UNIDAD

DURACIÓN

Fundamentos Metrologicos y utilización básica del equipo del laboratorio.

I

2.0

II

2.0

II

4.0

II

2.0

II

2.0

II

2.0

II

4.0

III

2.0

III

2.0

III

4.0

III

2.0

IV

2.0

2

LUGAR DE REALIZACIÓN

Sistemas de Medición. 3 Medición de Tensión Eléctrica 4 Medición de Corriente Eléctrica. 5 Medición de Impedancia Eléctrica 6 7 8

Instrumentos Analógicos y Digitales Osciloscopio, mediciones de frecuencia, periodo y forma de señales.

9 Mediciones Dimensionales 10

Mediciones de tensión y esfuerzo mecánico.

11 Medición de fuerza y torque 12 Medición de Presión Medición de Temperatura TOTAL DE HORAS

30.0

LABORATORIO DE ELECTRÓNICA

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR ASIGNATURA: Metrologia

CLAVE: TCMETR0423

HOJA: 9 DE 10

PERÍODO

UNIDAD

1

I

La primera evaluación constará de: 40% Examen Teórico. 20% Prácticas de laboratorio. 20% Tareas e investigaciones. 20% Participaciones y exposición

2

II

La segunda evaluación constará de: 30% Examen Teórico. 30% Examen Práctico 30% Prácticas de laboratorio. 10% Tareas e investigaciones.

3

III y IV

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN

La tercera evaluación constará de: 30% Examen Teórico. 30% Prácticas de laboratorio. 20% Tareas e investigaciones. 20% Participaciones y exposición La calificación final de la asignatura es el promedio de las tres calificaciones anteriores.

CLAVE

B

C

BIBLIOGRAFÍA

CLAVE

B

C

BIBLIOGRAFÍA

1 X

Cooper William D., Instrumentación Electrónica Moderna y Técnicas de Medición. Ed. Prentice Hall. 1ª edición, 1991. ISBN 9688802360

2

X

Creus Sole Antonio, Instrumentación Industrial. Alfaomega. 7ª Edición. 2006. ISBN 8426713610

3

X

Fermi L Enrico. Metrology at the Frontiers Of Physcics And The Technology Proceedings Of The Internacional, School Of Physics Science Publisher B. V. ISBN 0-444-89770-4, 1ª Edición, 1992

4

X

Figliola Richard S., Mediciones Mecánicas Teoría y Diseño. Ed. Alfaomega. 3ª edición. 2003. ISBN 9701508521

5

X

Hoffman, Edward G. Instrumentos Básicos de Medición. Ed. Limusa.1994. ISBN 9789681819576

6

X

Ramirez Tapia Moises, Metrología y Normalización. Ed. IPN. 1ª edición. 2002.

7

X

Stanley Wolf, Guía para mediciones electrónicas y prácticas de laboratorio. Ed. Prentice Hall. 1ª edición 1992. ISBN 9688802247.

Ed.

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR PERFIL DOCENTE POR ASIGNATURA 1. DATOS GENERALES ESCUELA:

CARRERA:

Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas Tronco Común (Ing. Mecatrónica, Ing. Telemática e Ing. Biónica)

ÁREA:

C. BÁSICAS

ACADEMIA:

SEMESTRE

C. INGENIERÍA

Básicas de Ingeniería

D. INGENIERÍA

ASIGNATURA:

ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADÉMICO REQUERIDO:

Cuarto C. SOC. y HUM.

Metrología

Ingeniería y/o Posgrado en: electrónica, comunicaciones, electromecánico, mecánico, control, automatización. .

2.- OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA: El alumno aplicará los conceptos y generalidades de la metrología para lograr mediciones confiables dentro de su área de desarrollo; tomando en cuenta el alcance de los instrumentos y el manejo de las incertidumbres, para una adecuada presentación de los datos y resultados. 3.- PERFIL DOCENTE: CONOCIMIENTOS EXPERIENCIA PROFESIONAL Cálculo diferencial Mínimo dos años e integral, de experiencia en Estadística, Teoría el área de de circuitos, ingeniería, de Electrónica., preferencia como Mediciones instrumentista o Eléctricas y alguna otra área Mecánicas afín a las mediciones

ELABORÓ

PRESIDENTE DE LA ACADEMIA Dr.Luis Martín Reséndiz Mendoza M en C. Sandra Luz Gómez Corone Ing. Rafael Calzada Trujillo

HABILIDADES

ACTITUDES

Dominio de la asignatura. Manejo de grupos. Comunicación. Manejo de medios didácticos. Habilidad para desarrollar métodos xperimentales de medición Organización. Desarrollo de proyectos. REVISÓ

Vocación por la docencia. Honestidad. Ejercicio de la crítica fundamentada. Respeto(Buena relación maestro alumno). Tolerancia. Ética. Responsabilidad científica. Espíritu de colaboración. Superación profesional y docente. Solidaridad. Compromiso social. Puntualidad. AUTORIZÓ

SUBDIRECTOR ACADÉMICO M.C. Saúl Alfredo Puga Manjarrez

DIRECTOR M. en C. Arodí Rafael Carvallo Domínguez

FECHA:

6 de enero 2009