Articulo de referencia

Lista de instrumentos de medición

Un instrumento de medición de longitudes: una cinta métrica típica con unidades métricas e imperiales y dos monedas de un centavo estadounidenses para comparar. Un instrumento d...

Un instrumento de medición de longitudes: una cinta métrica típica con unidades métricas e imperiales y dos monedas de un centavo estadounidenses para comparar.

Un instrumento de medición es un dispositivo para medir una magnitud física . En las ciencias físicas , el control de calidad y la ingeniería , la medición es la actividad de obtener y comparar magnitudes físicas de objetos y eventos del mundo real . Se utilizan como unidades objetos y eventos estándar establecidos , y el proceso de medición proporciona un valor numérico que relaciona el elemento en estudio con la unidad de medida de referencia. Los instrumentos de medición y los métodos de prueba formales que definen su uso son los medios para obtener estas relaciones numéricas. Todos los instrumentos de medición están sujetos a diversos grados de error instrumental e incertidumbre de medición . Estos instrumentos pueden abarcar 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.

Tiempo

Reloj , un dispositivo de medición del tiempo

Antiguamente, los instrumentos más comunes para medir el tiempo eran los relojes de sol , los relojes de agua y los relojes de arena , que medían periodos de tiempo dentro de un día [ 1 ] . Hoy en día, los instrumentos habituales para medir el tiempo son los relojes de pulsera y de pared . 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.

Energía

Instrumentos de medición en la ficción: El capitán Nemo y el profesor Aronnax contemplando termómetros, barómetros, relojes, etc., en la novela de ciencia ficción de Julio Verne de 1869-1870 , Veinte mil leguas de viaje submarino.
Instrumentos de medición divertidos: un medidor de amor y una máquina para medir la fuerza en un área de descanso en Framingham, Massachusetts .

La energía se mide con un medidor de energía. Algunos ejemplos de medidores de energía son:

Medidor de electricidad

Un contador de electricidad mide la energía directamente en kilovatios-hora .

Medidor de gas

Un contador de gas mide la energía indirectamente registrando el volumen de gas consumido. Esta cifra se puede convertir en una medida de energía multiplicándola por el poder calorífico del gas.

Potencia (flujo de energía)

Un sistema físico que intercambia energía puede describirse mediante la cantidad de energía intercambiada por intervalo de tiempo , también llamada potencia o flujo de energía.

  • (Consulte cualquier dispositivo de medición de potencia a continuación)

Para conocer los rangos de valores de potencia, consulte: Órdenes de magnitud (potencia) .

Acción

La acción describe la energía acumulada durante el tiempo que dura un proceso ( integral temporal sobre la energía). Su dimensión es la misma que la del momento angular .

Geometría

Dimensiones (tamaño)

Longitud (distancia)

Para conocer los rangos de valores de longitud, consulte: Órdenes de magnitud (longitud).

Área

Para conocer los rangos de valores de área, consulte: Órdenes de magnitud (área).

Volumen

Una taza medidora , un instrumento común utilizado para medir el volumen.

Si se conoce la densidad de masa de un sólido, el pesaje permite calcular su volumen.

Para conocer los rangos de valores de volumen, consulte: Órdenes de magnitud (volumen).

Ángulo

Orientación en el espacio tridimensional

Véase también la sección sobre navegación que aparece más abajo.

Nivel

Dirección

Coordenadas

Mecánica

Esto incluye cantidades básicas que se encuentran en la mecánica clásica y la mecánica de medios continuos ; pero se esfuerza por excluir cuestiones o cantidades relacionadas con la temperatura.

Medición de flujo másico o volumétrico

Velocidad o rapidez (flujo de longitud)

Para conocer los rangos de valores de velocidad, consulte: Órdenes de magnitud (velocidad).

Aceleración

Masa

Una balanza : Un instrumento para medir la masa en un campo de fuerza mediante el equilibrio de fuerzas.

Para conocer los rangos de valores de masa, consulte: Órdenes de magnitud (masa).

Momento lineal

Fuerza (flujo de momento lineal)

Medición de la presión absoluta en un sistema de referencia acelerado : El principio de un barómetro de mercurio (Hg) en el campo gravitatorio de la Tierra.

Presión (densidad de flujo de momento lineal)

Para conocer los rangos de valores de presión, consulte: Órdenes de magnitud (presión).

Velocidad angular o rotaciones por unidad de tiempo

Para conocer los rangos de valores de la velocidad angular, consulte: Órdenes de magnitud (velocidad angular).

Para conocer los rangos de frecuencia, consulte: Órdenes de magnitud (frecuencia).

Esfuerzo de torsión

Energía transportada por magnitudes mecánicas, trabajo mecánico

Electricidad, electrónica e ingeniería eléctrica

Un instrumento de medición de ondas de radio : el radiotelescopio de 64 metros del Observatorio Parkes , en Australia , visto en 1969, cuando se utilizó para recibir vídeo televisado en directo del Apolo 11.

Las consideraciones relacionadas con la carga eléctrica dominan la electricidad y la electrónica . Las cargas eléctricas interactúan mediante un campo , denominado campo eléctrico. Si la carga permanece inmóvil, el campo eléctrico se denomina campo magnético . Si la carga se mueve, generando así una corriente eléctrica, especialmente en un conductor eléctricamente neutro. A la electricidad se le puede atribuir una cualidad: un potencial . Además, la electricidad posee una propiedad similar a la de una sustancia: la carga eléctrica. En electrodinámica elemental, la energía (o potencia) se calcula multiplicando el potencial por la cantidad de carga (o corriente) presente en dicho potencial: potencial por carga (o corriente). (Véase Electromagnetismo clásico y Formulación covariante del electromagnetismo clásico ).

Un instrumento para detectar cargas netas, el electroscopio .

carga eléctrica

Para conocer los rangos de valores de carga, consulte: Órdenes de magnitud (carga).

Corriente eléctrica (corriente de carga)

Voltaje (diferencia de potencial eléctrico)

Resistencia eléctrica, conductancia y conductividad

capacitancia eléctrica

inductancia eléctrica

Energía transportada por la electricidad o energía eléctrica

Potencia transportada por la electricidad (corriente de energía)

Campo eléctrico (gradiente negativo del potencial eléctrico, voltaje por unidad de longitud)

Campo magnético

Véase también la sección correspondiente del artículo sobre el campo magnético .

Para conocer los rangos del campo magnético, consulte: Órdenes de magnitud (campo magnético).

Instrumentos combinados

  • El multímetro combina, como mínimo, las funciones de amperímetro, voltímetro y ohmímetro.
  • El medidor LCR combina las funciones de ohmímetro, medidor de capacitancia y medidor de inductancia. También se le conoce como puente de componentes debido al método de medición mediante circuito puente .

Termodinámica

Las consideraciones relacionadas con la temperatura dominan la termodinámica. Existen dos propiedades térmicas distintas: un potencial térmico (la temperatura). Por ejemplo: un carbón incandescente tiene una calidad térmica diferente a la de un carbón apagado.

Y una propiedad similar a la de una sustancia: la entropía ; por ejemplo: una brasa incandescente no calentará una olla de agua, pero cien sí.

En termodinámica, la energía se calcula multiplicando el potencial térmico por la cantidad de entropía que se encuentra a ese potencial: temperatura por entropía.

La entropía puede crearse por fricción, pero no aniquilarse.

Cantidad de sustancia

Magnitud física introducida en química ; generalmente determinada indirectamente. Si se conocen la masa y el tipo de sustancia de la muestra, las masas atómicas o moleculares (obtenidas de la tabla periódica o medidas mediante espectrometría de masas ) permiten acceder directamente al valor de la cantidad de sustancia. (Véase también Masa molar ). Si se proporcionan valores molares específicos, la cantidad de sustancia de una muestra determinada puede determinarse midiendo el volumen, la masa o la concentración. Véase también la subsección siguiente sobre la medición del punto de ebullición.

Temperatura

Tecnología de imágenes

Véase también Medición de temperatura y Categoría: Termómetros . Para una descripción más técnica, consulte los métodos de análisis térmico en la ciencia de los materiales .

Para conocer los rangos de valores de temperatura, consulte: Órdenes de magnitud (temperatura).

Energía transportada por entropía o energía térmica

Un calorímetro activo que carece de un dispositivo de medición de temperatura.

Esto incluye masa térmica o coeficiente de temperatura de la energía, energía de reacción , flujo de calor , etc. Los calorímetros se denominan pasivos si están calibrados para medir la energía emergente transportada por la entropía, por ejemplo, de reacciones químicas. Los calorímetros se denominan activos o calentados si calientan la muestra, o reformulados: si están calibrados para llenar la muestra con una cantidad definida de entropía.

Véase también Calorímetro o Calorimetría

Entropía

La entropía se puede obtener indirectamente mediante la medición de la energía y la temperatura.

Transferencia de entropía

El valor energético de un calorímetro de cambio de fase, dividido por la temperatura absoluta, proporciona la entropía intercambiada. Los cambios de fase no generan entropía y, por lo tanto, se presentan como un concepto para la medición de la entropía. De este modo, los valores de entropía se obtienen indirectamente mediante el procesamiento de mediciones de energía a temperaturas definidas, sin generar entropía.

Contenido de entropía

La muestra se enfría hasta (casi) cero absoluto (por ejemplo, sumergiéndola en helio líquido). A temperatura de cero absoluto, se supone que cualquier muestra no contiene entropía (véase la tercera ley de la termodinámica para más información). A continuación, se pueden utilizar los dos tipos de calorímetros activos siguientes para dotar a la muestra de entropía hasta alcanzar la temperatura deseada: (véase también Bases de datos termodinámicas para sustancias puras ).

Producción de entropía

Los procesos que transfieren energía de un portador no térmico a un portador de calor producen entropía (por ejemplo, la fricción mecánica/eléctrica, establecida por el conde Rumford ). Se puede medir la entropía o el calor producidos (calorimetría) o bien la energía transferida del portador no térmico.

  • calorímetro
  • (cualquier dispositivo para medir el trabajo que se convertirá o se convertiría eventualmente en calor y la temperatura ambiente)

La entropía, al disminuir su temperatura sin perder energía, produce entropía (Ejemplo: Conducción de calor en una varilla aislada; "fricción térmica").

  • calorímetro

Coeficiente de temperatura de la energía o "capacidad calorífica"

Respecto a una muestra dada, existe un factor de proporcionalidad que relaciona el cambio de temperatura con la energía transportada por el calor. Si la muestra es un gas, este coeficiente depende significativamente de si se mide a volumen constante o a presión constante. (La preferencia terminológica en el encabezado indica que el uso clásico del término calor le impide tener propiedades propias de una sustancia).

Coeficiente de temperatura específico de la energía o "capacidad calorífica específica"

El coeficiente de temperatura de la energía dividido por una magnitud similar a una sustancia ( cantidad de sustancia , masa , volumen ) que describe la muestra. Generalmente se calcula a partir de mediciones mediante una división o puede medirse directamente utilizando una cantidad unitaria de dicha muestra.

Para conocer los rangos de capacidades caloríficas específicas, consulte: Órdenes de magnitud (capacidad calorífica específica).

Coeficiente de dilatación térmica

Temperatura de fusión

Temperatura de ebullición

Véase también Análisis térmico , Calor .

Más sobre mecánica de medios continuos

Esto incluye principalmente instrumentos que miden 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 ; y además, en la mecánica de fluidos , donde se estudian líquidos, gases , plasmas e intermedios como los fluidos supercríticos .

Densidad

Esto se refiere a la densidad de partículas de fluidos y sólidos compactos como los cristales, en contraste con la densidad aparente de sólidos granulares o porosos.

Para conocer los rangos de valores de densidad, consulte: Órdenes de magnitud (densidad).

Dureza

Forma y superficie de un sólido

Deformación

Elasticidad

Plasticidad

Resultados de la medición (a) frágil (b) dúctil con punto de ruptura (c) dúctil sin punto de ruptura.

Resistencia a la tracción, ductilidad o maleabilidad

Granularidad

Viscosidad

Actividad óptica

Tensión superficial

Tecnología de imágenes

  • Tomógrafo , dispositivo y método para el análisis no destructivo de múltiples mediciones realizadas en un objeto geométrico, para producir imágenes bidimensionales o tridimensionales que representan la estructura interna de dicho objeto geométrico.
  • Túnel de viento

Esta sección y las siguientes secciones incluyen instrumentos del amplio campo de la Categoría:Ciencia de los materiales , ciencia de los materiales .

Más información sobre las propiedades eléctricas de la materia condensada o los gases.

La celda electroquímica: un dispositivo para medir potenciales de sustancias.

Permitividad, permitividad estática relativa, (constante dieléctrica) o susceptibilidad eléctrica

Estas mediciones también permiten acceder a valores de dipolos moleculares .

Susceptibilidad magnética o magnetización

Para otros métodos, consulte la sección del artículo sobre susceptibilidad magnética .

Véase también Categoría:Campos eléctricos y magnéticos en la materia

Potencial de sustancia, potencial químico o energía libre de Gibbs molar

Las transformaciones de fase , como los cambios de estado de los agregados , las reacciones químicas o nucleares que transforman sustancias de reactivos en productos , o la difusión a través de membranas , implican un balance energético global. Especialmente a presión y temperatura constantes, los balances de energía molar definen el concepto de potencial de sustancia , potencial químico o energía libre de Gibbs molar , que proporciona información energética sobre la posibilidad del proceso en un sistema cerrado .

Los balances energéticos que incluyen la entropía constan de dos partes: un balance que considera el cambio en el contenido de entropía de las sustancias y otro que considera la energía liberada o absorbida por la reacción misma, el cambio de energía de Gibbs . La suma de la energía de reacción y la energía asociada al cambio en el contenido de entropía también se denomina entalpía . A menudo, la entalpía total está contenida en la 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 libre de Gibbs molar con respecto a un punto cero elegido. O bien, se tabulan el contenido de entropía molar y la entalpía molar con respecto a un punto cero elegido. (Véase Cambio de entalpía estándar de formación y Entropía molar estándar ).

El potencial de una reacción redox se suele determinar electroquímicamente sin corriente utilizando celdas reversibles .

Otros valores pueden determinarse indirectamente mediante calorimetría. También mediante el análisis de diagramas de fase.

Propiedades submicroestructurales de la materia condensada o gaseoso

Estructura cristalina

Imágenes

(Véase también Espectroscopia y Lista de métodos de análisis de materiales ).

Sonido, ondas de compresión en la materia

En general, la sensibilidad de los micrófonos a veces se incrementa mediante el principio de reflexión y concentración que se realiza en los espejos acústicos .

Presión sonora

Un dispositivo para separar la luz solar: el prisma .
El espectro electromagnético

Luz y radiación sin masa en reposo, no ionizantes

(Para obtener información sobre el luxómetro , consulte la sección sobre los sentidos humanos y el cuerpo humano).

Véase también Categoría:Dispositivos ópticos

Polarización de fotones

Presión (densidad de corriente del momento lineal)

flujo radiante

La medida de la potencia total de la luz emitida.

Un tubo de rayos catódicos

Radiación

rayos catódicos

Polarización atómica y polarización electrónica

Otra visualización del espectro electromagnético .

Radiación ionizante

La radiación ionizante incluye rayos de partículas y rayos de ondas. En particular, los rayos X y los rayos gamma transfieren suficiente energía en procesos de colisión no térmica (de una sola colisión) como para separar electrones de un átomo.

Una cámara de niebla para detectar rayos alfa.

Flujo de partículas y rayos

Identificación y contenido

Esto podría incluir sustancias químicas , rayos de cualquier tipo, partículas elementales y cuasipartículas . Muchos dispositivos de medición ajenos a esta sección pueden utilizarse o, al menos, formar parte de un proceso de identificación. Para la identificación y el contenido relativo a sustancias químicas, véase también Química analítica , Lista de métodos de análisis químico y Lista de métodos de análisis de materiales .

Contenido en mezclas, identificación de sustancias

pH: Concentración de protones en una solución

Humedad

Sentidos humanos y cuerpo humano

Hombre de Vitruvio de Leonardo da Vinci , Gallerie dell'Accademia , Venecia (1485-90)

Vista

Brillo: fotometría

La fotometría es la medición de la luz en términos de su brillo percibido por el ojo humano . Las magnitudes fotométricas se derivan de magnitudes 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 .

Color: colorimetría

Brillo del radar: radiometría

Los instrumentos de radar de apertura sintética (SAR) miden el brillo del radar, la sección transversal de radar (RCS) , que es una función de la reflectividad y la humedad de los objetos captados en longitudes de onda demasiado largas para ser percibidas por el ojo humano. Los píxeles negros indican ausencia de reflectividad (por ejemplo, superficies de agua), mientras que los píxeles blancos indican alta reflectividad (por ejemplo, áreas urbanas). Los píxeles de color se pueden obtener combinando tres imágenes en escala de grises que generalmente interpretan 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 estos instrumentos se realiza mediante la captura de imágenes de objetos (objetivos de calibración) cuyo brillo de radar es conocido.

Audiencia

Volumen en el teléfono

Oler

Temperatura (sensorial y corporal)

Temperatura corporal o temperatura central

Sistema circulatorio

En un análisis de sangre se enumeran los parámetros relacionados con la sangre .

Sistema respiratorio

Un espirómetro, al inhalar por el tubo a, llena el volumen b, y el resto equilibra las fuerzas.

Concentración o presión parcial de dióxido de carbono en los gases respiratorios

Sistema nervioso

Sistema musculoesquelético

Potencia, trabajo muscular

Sistema metabólico

Imágenes médicas

Un ecocardiograma procesado en una representación tridimensional.

Véase también: Categoría:Instrumentos fisiológicos y Categoría:Equipos de pruebas médicas .

Meteorología

Véase también la categoría: Instrumentación y equipos meteorológicos .

Véase también Categoría:Equipos de navegación y Categoría:Navegación . Véase también Instrumentos de topografía .

Astronomía

Véase también Instrumentos astronómicos y Categoría:Observatorios astronómicos .

Militar

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 continúa hasta nuestros días. 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, imagen y cinética de objetos en movimiento. Los temas abstractos comunes que unen a los instrumentos militares son la visión a distancia, la visión en la oscuridad, el conocimiento de la ubicación geográfica de un objeto y el conocimiento y control de la trayectoria y el destino de un objeto en movimiento. Las características especiales de estos instrumentos pueden incluir facilidad de uso , velocidad , fiabilidad y precisión .

Aplicación no categorizada, especializada o generalizada

Listado alfabético

Véase también

Notas

La grafía alternativa " -metro " nunca se utiliza al referirse a un dispositivo de medición.

Referencias

  1. "CK12-Foundation" . flexbooks.ck12.org . Consultado el 20 de marzo de 2026 .
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