Un instrumento de medida es un dispositivo para medir una cantidad física. En las ciencias físicas, el aseguramiento de la calidad y la ingeniería, la medición es la actividad de obtener y comparar cantidades físicas de objetos y eventos del mundo real. Los objetos y eventos estándar establecidos se utilizan como unidades, y el proceso de medición da un número que relaciona el elemento en estudio y la unidad de medida de referencia. Los instrumentos de medida y los métodos de prueba formales que definen el uso del instrumento son los medios por los cuales se obtienen estas relaciones de números. Todos los instrumentos de medición están sujetos a diversos grados de error e incertidumbre de medición. Estos instrumentos pueden variar desde objetos simples como reglas y cronómetros hasta microscopios electrónicos y aceleradores de partículas. La instrumentación virtual se utiliza ampliamente en el desarrollo de instrumentos de medición modernos.
En el pasado, un instrumento de medición del tiempo común era el reloj de sol. Hoy en día, los instrumentos habituales de medición del tiempo son los relojes y los relojes. Para una medición del tiempo de alta precisión se utiliza un reloj atómico. Los cronómetros también se utilizan para medir el tiempo en algunos deportes.
La energía se mide con un medidor de energía. Entre los ejemplos de contadores de energía se incluyen:
Un medidor de electricidad mide la energía directamente en kilovatios hora.
Un medidor de gas mide la energía indirectamente al registrar el volumen de gas utilizado. Luego, esta cifra se puede convertir en una medida de energía multiplicándola por el poder calorífico del gas.
Un sistema físico que intercambia energía puede describirse por la cantidad de energía intercambiada por intervalo de tiempo, también llamado potencia o flujo de energía.
Para los rangos de valores de potencia, consulte: Órdenes de magnitud (potencia).
La acción describe la energía resumida durante el tiempo que dura un proceso ( integral de tiempo sobre energía). Su dimensión es la misma que la de un momento angular.
Para los rangos de valores de longitud, consulte: Órdenes de magnitud (longitud)
Para los rangos de valores de área, consulte: Órdenes de magnitud (área)
Si se conoce la densidad de masa de un sólido, el pesaje permite calcular el volumen.
Para los rangos de valores de volumen, consulte: Órdenes de magnitud (volumen)
Consulte también la sección sobre navegación a continuación.
Esto incluye las cantidades básicas que se encuentran en la mecánica clásica y continua ; pero se esfuerza por excluir preguntas o cantidades relacionadas con la temperatura.
Para los rangos de valores de velocidad, consulte: Órdenes de magnitud (velocidad)
Para los rangos de valores de masa, consulte: Órdenes de magnitud (masa)
Para los rangos de valores de presión, consulte: Órdenes de magnitud (presión)
Ver también: Cronología de la tecnología de medición de temperatura y presiónPara los rangos de valores de la velocidad angular, consulte: Órdenes de magnitud (velocidad angular)
Para los rangos de frecuencia, consulte: Órdenes de magnitud (frecuencia)
Las consideraciones relacionadas con la carga eléctrica dominan la electricidad y la electrónica. Las cargas eléctricas interactúan a través de un campo. Ese campo se llama campo eléctrico, si la carga no se mueve. Si la carga se mueve, realizando así una corriente eléctrica, especialmente en un conductor eléctricamente neutro, ese campo se llama magnético. A la electricidad se le puede dar una calidad, un potencial. Y la electricidad tiene una propiedad similar a una sustancia, la carga eléctrica. La energía (o potencia) en electrodinámica elemental se calcula multiplicando el potencial por la cantidad de carga (o corriente) encontrada en ese potencial: potencial multiplicado por carga (o corriente). (Ver electromagnetismo clásico y su formulación covariante de electromagnetismo clásico )
Para conocer los rangos de valores de carga, consulte: Órdenes de magnitud (carga)
Consulte también la sección correspondiente del artículo sobre el campo magnético.
Para conocer los rangos de campo magnético, consulte: Órdenes de magnitud (campo magnético)
Las consideraciones relacionadas con la temperatura dominan la termodinámica. Hay dos propiedades térmicas distintas: Un potencial térmico : la temperatura. Por ejemplo: un carbón incandescente tiene una calidad térmica diferente a uno no incandescente.
Y una propiedad similar a una sustancia, la entropía ; por ejemplo: un carbón encendido no calentará una olla de agua, pero cien sí lo harán.
La energía en termodinámica se calcula multiplicando el potencial térmico por la cantidad de entropía encontrada en ese potencial: temperatura por entropía.
La entropía puede crearse por fricción pero no aniquilarse.
Consulte también Medición de temperatura y Categoría: Termómetros. Más relacionados técnicamente pueden verse los métodos de análisis térmico en la ciencia de los materiales.
Para los rangos de valores de temperatura, consulte: Órdenes de magnitud (temperatura)
Esto incluye capacitancia térmica o coeficiente de energía de temperatura, energía de reacción, flujo de calor. .. Los calorímetros se denominan pasivos si se miden para medir la energía emergente transportada por entropía, por ejemplo, de reacciones químicas. Los calorímetros se denominan activos o calentados si calientan la muestra, o reformulados: si se calibran para llenar la muestra con una cantidad definida de entropía.
La entropía es accesible indirectamente mediante la medición de la energía y la temperatura.
El valor de energía del calorímetro de cambio de fase dividido por la temperatura absoluta da la entropía intercambiada. Los cambios de fase no producen entropía y, por lo tanto, se ofrecen como un concepto de medición de entropía. Por tanto, los valores de entropía se producen indirectamente al procesar las medidas de energía a temperaturas definidas, sin producir entropía.
La muestra dada se enfría hasta (casi) cero absoluto (por ejemplo, sumergiendo la muestra en helio líquido). A la temperatura del cero absoluto, se supone que cualquier muestra no contiene entropía (consulte la Tercera ley de la termodinámica para obtener más información). Luego, se pueden usar los siguientes dos tipos de calorímetros activos para llenar la muestra con entropía hasta que se alcance la temperatura deseada: (ver también bases de datos termodinámicas para sustancias puras )
Los procesos que transfieren energía de un portador no térmico al calor como portador producen entropía (Ejemplo: fricción mecánica / eléctrica, establecido por Count Rumford ). Se mide la entropía o el calor producidos (calorimetría) o se puede medir la energía transferida del portador no térmico.
La entropía que reduce su temperatura, sin perder energía, produce entropía (Ejemplo: conducción de calor en una varilla aislada; "fricción térmica").
Con respecto a una muestra dada, un factor de proporcionalidad que relaciona el cambio de temperatura y la energía transportada por el calor. Si la muestra es un gas, entonces este coeficiente depende significativamente de que se mida a volumen constante o presión constante. (La preferencia terminológica en el encabezado indica que el uso clásico del calor le impide tener propiedades similares a las de una sustancia).
El coeficiente de temperatura de la energía dividido por una cantidad similar a una sustancia ( cantidad de sustancia, masa, volumen ) que describe la muestra. Por lo general, se calcula a partir de mediciones por división o se puede medir directamente utilizando una cantidad unitaria de esa muestra.
Para los rangos de capacidades caloríficas específicas, consulte: Órdenes de magnitud (capacidad calorífica específica)
Ver también análisis térmico, Calor.
Esto incluye principalmente instrumentos que miden las propiedades macroscópicas de la materia: en los campos de la física del estado sólido ; en la física de la materia condensada que considera sólidos, líquidos e intermedios que exhiben, por ejemplo, un comportamiento viscoelástico. Además, se estudia la mecánica de fluidos, donde se estudian líquidos, gases, plasmas e intermedios como los fluidos supercríticos.
Esto se refiere a la densidad de partículas de fluidos y sólidos compactos (ed) como cristales, en contraste con la densidad aparente de sólidos granulados o porosos.
Para los rangos de valores de densidad, consulte: Órdenes de magnitud (densidad)
Esta sección y las secciones siguientes incluyen instrumentos del amplio campo de Categoría: ciencia de materiales, ciencia de materiales.
Tales medidas también permiten acceder a valores de dipolos moleculares.
Para conocer otros métodos, consulte la sección del artículo sobre susceptibilidad magnética.
Ver también la Categoría: Campos eléctricos y magnéticos en la materia.
Las conversiones de fase como cambios de estado agregado, reacciones químicas o reacciones nucleares que transmutan sustancias, de reactivos a productos, o difusión a través de membranas tienen un balance energético global. Especialmente a presión constante y temperatura constante, los balances de energía molar definen la noción de potencial de una sustancia o potencial químico o energía de Gibbs molar, lo que brinda información energética sobre si el proceso es posible o no, en un sistema cerrado.
Los balances de energía que incluyen entropía constan de dos partes: Un balance que da cuenta del contenido de entropía modificado de las sustancias. Y otro que explica la energía liberada o tomada por esa reacción en sí, el cambio de energía de Gibbs. La suma de la energía de reacción y la energía asociada al cambio de contenido de entropía también se denomina entalpía. A menudo, toda la entalpía es transportada por entropía y, por lo tanto, se puede medir calorimétricamente.
Para condiciones estándar en reacciones químicas, se tabulan el contenido de entropía molar y la energía de Gibbs molar con respecto a algún punto cero elegido. O se tabulan el contenido de entropía molar y la entalpía molar con respecto a algún cero elegido. (Consulte Cambio de formación de entalpía estándar y Entropía molar estándar )
El potencial de sustancia de una reacción redox generalmente se determina electroquímicamente sin corriente utilizando celdas reversibles.
Otros valores pueden determinarse indirectamente por calorimetría. También analizando diagramas de fase.
Consulte también el artículo sobre electroquímica.
Consulte también el artículo sobre espectroscopia y la lista de métodos de análisis de materiales.
Los micrófonos en general, a veces su sensibilidad aumenta por el principio de reflexión y concentración realizado en espejos acústicos.
(para el luxómetro, consulte la sección sobre los sentidos humanos y el cuerpo humano)
Ver también Categoría: Dispositivos ópticos
La medida de la potencia total de la luz emitida.
La radiación ionizante incluye rayos de "partículas" así como rayos de "ondas". Especialmente los rayos X y los rayos gamma transfieren suficiente energía en procesos de colisión (única) no térmicos para separar los electrones de un átomo.
Esto podría incluir sustancias químicas, rayos de cualquier tipo, partículas elementales, cuasipartículas. Se pueden utilizar muchos dispositivos de medición fuera de esta sección o al menos formar parte de un proceso de identificación. Para la identificación y el contenido de las sustancias químicas, consulte también química analítica, especialmente su Lista de métodos de análisis químico y la Lista de métodos de análisis de materiales.
La fotometría es la medida de la luz en términos de su brillo percibido por el ojo humano. Las cantidades fotométricas se derivan de cantidades radiométricas análogas ponderando la contribución de cada longitud de onda mediante una función de luminosidad que modela la sensibilidad espectral del ojo. Para conocer los rangos de valores posibles, consulte los órdenes de magnitud en: iluminancia, luminancia y flujo luminoso.
Los instrumentos de radar de apertura sintética (SAR) miden el brillo del radar, la sección transversal del radar (RCS), que es una función de la reflectividad y la humedad de los objetos fotografiados en longitudes de onda que son demasiado largas para ser percibidas por el ojo humano. Los píxeles negros significan que no hay reflectividad (por ejemplo, superficies de agua), los píxeles blancos significan una alta reflectividad (por ejemplo, áreas urbanas). Los píxeles de colores se pueden obtener combinando tres imágenes en escala de grises que suelen interpretar la polarización de las ondas electromagnéticas. La combinación RGB = HH-HV-VV combina imágenes de radar de ondas enviadas y recibidas horizontalmente (HH), enviadas horizontalmente y recibidas verticalmente (HV) y enviadas y recibidas verticalmente (VV). La calibración de tales instrumentos se realiza mediante imágenes de objetos (blancos de calibración) cuyo brillo de radar se conoce.
Los parámetros relacionados con la sangre se enumeran en un análisis de sangre.
Ver también: Categoría: Instrumentos fisiológicos y Categoría: Equipos de pruebas médicas.
Ver también Categoría: Instrumentación y equipos meteorológicos.
Ver también Categoría: Equipo de navegación y Categoría: Navegación. Consulte también Instrumentos topográficos.
Ver también Instrumentos astronómicos y Categoría: Observatorios astronómicos.
Algunos instrumentos, como los telescopios y los instrumentos de navegación marítima, han tenido aplicaciones militares durante muchos siglos. Sin embargo, el papel de los instrumentos en los asuntos militares aumentó exponencialmente con el desarrollo de la tecnología a través de la ciencia aplicada, que comenzó a mediados del siglo XIX y ha continuado hasta la actualidad. Los instrumentos militares como clase se basan en la mayoría de las categorías de instrumentos descritas a lo largo de este artículo, como navegación, astronomía, óptica e imágenes, y la cinética de los objetos en movimiento. Los temas abstractos comunes que unen a los instrumentos militares son ver en la distancia, ver en la oscuridad, conocer la ubicación geográfica de un objeto y conocer y controlar la ruta y el destino de un objeto en movimiento. Las características especiales de estos instrumentos pueden incluir facilidad de uso, velocidad, confiabilidad y precisión.
Instrumento | Cantidad medida |
---|---|
alcoholímetro | grado alcohólico del líquido |
altímetro | altitudes |
amperímetro | corriente eléctrica |
anemómetro | velocidad del viento |
astrolabio | latitud y altitud de los cuerpos celestes |
audiómetro | audiencia |
barcómetro | licores de curtido utilizados en el curtido de cueros |
barómetro | presión del aire |
Bettsometer | integridad de los revestimientos de tela en aviones |
bevameter | propiedades mecánicas del suelo |
bolómetro | radiación electromagnética |
Dispositivo Brannock | medir el tamaño del zapato |
alcoholímetro | contenido de alcohol en el aliento |
calibrar | largo |
calorímetro | calor de reacciones químicas |
catetómetro | distancias verticales |
ceilómetro | altura de la base de una nube |
cronómetro o reloj | tiempo |
clap-o-meter | volumen de aplausos |
Brújula | dirección del norte |
Coulombmeter | carga electrostática de un material |
colorimetro | color |
medidor de fluencia | Desplazamiento lento de la superficie de una falla geológica activa en la tierra. |
Corrator | Tasa de corrosión |
declinómetro | declinación magnética |
densímetro | gravedad específica de los líquidos |
densitómetro | grado de oscuridad en material fotográfico o semitransparente |
difractómetro | estructura de cristales |
dilatómetro | cambios de volumen causados por un proceso físico o químico |
disdrómetro | tamaño, velocidad y velocidad de las gotas de lluvia |
dosímetro | exposición a peligros, especialmente radiación; radiación del artículo |
drumómetro | cantidad de golpes de tambor a lo largo del tiempo |
nivel rechoncho | niveles horizontales, ángulo polar |
dinamómetro | fuerza, par o potencia |
medidor de electricidad | energía eléctrica utilizada |
electrómetro | carga eléctrica |
sintonizador electrónico | tono de notas musicales |
elipsómetro | índice de refracción, función dieléctrica, espesor de películas delgadas |
eudiómetro | cambio en el volumen de una mezcla de gases después de la combustión |
evaporímetro | tasa de evaporación |
sonómetro | profundidad del océano |
calibre de espesores | anchos de brecha |
infrarrojos orientados al futuro (FLIR) | detecta energía infrarroja (calor) la convierte en una señal electrónica, que luego se procesa para producir una imagen térmica en un monitor de video y realizar cálculos de temperatura. |
cuadrado de encuadre | ángulos rectos en la construcción |
contador de frecuencias | frecuencia de corriente alterna |
indicador de combustible | niveles de combustible |
galvanómetro | electricidad |
picnómetro de gas | volumen y densidad de sólidos |
contador Geiger | radiación ionizante (alfa, beta, gamma, etc.) |
glucómetro | glucosa en sangre (diabetes) |
grafómetro | anglos |
heliómetro | variación del diámetro del sol |
contador de horas | mide las horas de la máquina |
hidrómetro | gravedad específica de los líquidos (densidad de los líquidos) |
higrómetro | humedad |
clinómetro | ángulo de una pendiente |
inkómetro | tinta |
interferómetro | interferencia de ondas |
termómetro infrarojo | Mide el calor irradiado |
catarómetro | composición de gases |
lactómetro | gravedad específica de la leche |
Medidor de luz | luz (en fotografía) |
transductor de posición lineal | velocidad de movimiento |
célula de carga | medida de fuerza |
medidor de luz | intensidad de la luz |
magnetómetro | fuerza de los campos magnéticos |
manómetro | presión de gas |
medidor de flujo de masa | caudal másico de un fluido que viaja a través de un tubo |
espectrómetro de masas | masas de iones, que se utilizan para identificar sustancias químicas a través de sus espectros de masas |
taza medidora | productos líquidos y secos |
cilindro de medición | volumen |
cuchara medidora | una cuchara que se usa para medir la cantidad de un ingrediente, ya sea líquido o seco |
megger | aislamiento electrico |
barómetro de mercurio | Presión atmosférica |
micrómetro | distancias pequeñas |
multimetro | potencial eléctrico, resistencia y corriente |
nefoscopio | para medir la velocidad y la dirección de las nubes |
nefelómetro | partícula en un líquido |
cuentakilómetros | distancia recorrida |
ohmímetro | resistencia eléctrica |
opisómetro | longitudes de líneas curvas arbitrarias |
orquidómetro | tamaño de los testículos en humanos masculinos |
osciloscopio | oscilaciones |
osmómetro | fuerza osmótica de una solución, coloide o materia compuesta de un objeto |
parquímetro | recauda dinero para los derechos de estacionamiento de vehículos en una zona por un tiempo limitado |
podómetro | pasos |
medidor de pH | pH (acidez / basicidad química de una solución) |
fotómetro | iluminancia o irradiancia |
planómetro | zona |
polarímetro | rotación de luz polarizada |
potenciómetro | voltaje (el término también se usa para referirse a una resistencia variable) |
perfilómetro | rugosidad de la superficie |
transportador | anglos |
psicrómetro | humedad |
picnómetro | densidad del fluido |
piranómetro | radiación solar |
pirheliómetro | insolación solar directa |
pirómetro | altas temperaturas |
cuadratín | porcentaje de cobertura de una determinada especie |
microbalanza de cristal de cuarzo | espesor de películas delgadas depositadas |
pluviómetro | medición de lluvia |
radiómetro | flujo radiante de radiación electromagnética |
refractómetro | índice de refracción |
reómetro | respuesta a las fuerzas aplicadas |
rotámetro | presión de un líquido o gas en un tubo cerrado |
regla | para medir la longitud |
sacarímetro | cantidad de azúcar en una solución |
sismómetro | ondas sísmicas (por ejemplo, terremotos) |
sextante | ubicación en la superficie de la tierra (utilizado en la navegación naval) |
espectrómetro | propiedades de la luz |
espectrofotómetro | intensidad de la luz en función de la longitud de onda |
velocímetro | velocidad, velocidad de un vehículo |
espirómetro | la capacidad pulmonar |
esferómetro | radio de una esfera |
esfigmomanómetro | presión arterial |
estadímetro | rango de objeto |
medidor de tensión | tensión sísmica |
Medidor de ROE | relación de onda estacionaria |
Radar de Apertura Sintética | reflectividad y humedad |
taquímetro | distancia |
tacómetro | revoluciones por minuto, tasa de flujo sanguíneo, velocidad de los aviones |
taxímetro | distancia recorrida, desplazamiento |
tensiómetro | tensión superficial de un líquido |
teodolito | medir ángulos en los planos horizontal y vertical |
termómetro | temperatura |
inclinómetro | cambios menores en la Tierra |
tintometer | color |
máquina de medición universal | ubicaciones geométricas |
indicador de vacio | muy baja presión |
viscosímetro | viscosidad de un fluido |
voltímetro | potencial eléctrico, voltaje |
Medidor de VU | unidad de volumen |
vatímetro | energía eléctrica |
balanza | peso |
Veleta de viento | dirección del viento |
zimómetro | fermentación |
Tenga en cuenta que la ortografía alternativa " -metre " nunca se usa cuando se hace referencia a un dispositivo de medición.