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ERRORES DE MEDICIÓN

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Referencias  S. Gil y E. Rodríguez, Física re-Creativa  Dra. María de los Dolores Ayala Velázquez, Instrumentos, mediciones e incertidumbres  BIPM, Vocabulario Internacional de Metrología - Conceptos fundamentales y generales, y términos asociados (VIM)

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Contenido     

Introducción Causas de los errores Errores del instrumento Errores del operador Precisión y Exactitud

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Introducción Una magnitud física es un atributo de un cuerpo, un fenómeno o una sustancia, que puede determinarse cuantitativamente, es decir, es un atributo susceptible de ser medido. Ejemplos de magnitudes son la longitud, la masa, la potencia, la velocidad, etc. A la magnitud de un objeto específico que estamos interesado en medir, la llamamos mesurando. Por ejemplo, si estamos interesado en medir la longitud de una barra, esa longitud específica será el mesurando.

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Introducción Para establecer el valor de un mesurando tenemos que usar instrumentos de medición y un método de medición. Asimismo es necesario definir unidades de medición. Por ejemplo, si deseamos medir el largo de una mesa, el instrumento de medición será una regla. Si hemos elegido el Sistema Internacional de Unidades (SI), la unidad será el metro y la regla a usar deberá estar calibrada en esa unidad (o submúltiplos). El método de medición consistirá en determinar cuantas veces la regla y fracciones de ella entran en la longitud buscada.

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Introducción Dadas las limitaciones de los instrumentos, no puede hacerse ninguna medición con completa exactitud, por lo que es necesario que tengamos muy en cuenta los errores que se pueden cometer. Esto no quiere decir que en todas las mediciones sea necesario alcanzar el mayor grado de exactitud posible, sino que dicho grado va a depender de los requisitos establecidos para cada medición en particular.

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Introducción Una gran exactitud requiere por lo general un equipo muy costoso y un trabajo sumamente largo y laborioso, lo cual no siempre está justificado.

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Introducción Los instrumentos tienen una resolución finita, por lo que, para un dado instrumento, siempre existe una variación mínima de la magnitud que puede detectar. Esta mínima cantidad se denomina la apreciación nominal (resolución) del instrumento.

Por ejemplo, con una regla graduada en milímetros, no podemos detectar variaciones menores que una fracción del milímetro.

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Introducción A veces, las magnitudes a medir no están definidas con infinita precisión. Imaginemos que queremos medir el largo de una mesa. Es posible que al usar instrumentos cada vez más precisos empecemos a notar las irregularidades típicas del corte de los bordes o, al ir aun más allá, finalmente detectemos la naturaleza atómica o molecular del material que la constituye. Es claro que en ese punto la longitud dejará de estar bien definida. En la práctica, es posible que mucho antes de estos casos límites, la falta de paralelismo en sus bordes haga que el concepto de la “longitud de la mesa” comience a hacerse cada vez menos definido, y a esta limitación intrínseca la denominamos denomina incerteza intrínseca o falta de definición de la magnitud en cuestión.

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Causas de los errores Los errores pueden clasificarse de diferente manera una de las cuales es la siguiente:  Errores del instrumento  Errores aleatorios  Errores del operador  Errores debido a condiciones ambientales  Errores del método

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Causas de los errores Errores del instrumento Se deben a inexactitudes del instrumento debido a la tolerancia que presentan sus componentes internos, a una mala calibración, o al desgaste que pueda tener debido al uso, entre ellos tenemos:  Resolución  Sistemático  Repetibilidad del instrumento  Histéresis  Excentricidad (balanzas)  Desviación de cero  Deriva René Chanchay

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Causas de los errores Errores aleatorios Son los que se producen al azar. En general son debidos a causas múltiples y fortuitas. Estos errores pueden cometerse con igual probabilidad por defecto como por exceso. Por tanto, midiendo varias veces y promediando el resultado, es posible reducirlos considerablemente.

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Causas de los errores Errores del operador El operador influye en los resultados de una medición por la imperfección de sus sentidos así como por la habilidad que posee para efectuar las medidas. Las tendencias existentes para evitar estas causas de errores son la utilización de instrumentos de medida en los que elimina al máximo la intervención del operador. Entre estas causas de errores podemos mencionar:  Paralaje  Falta de agudeza visual  Posicionamiento del objeto a medir con el instrumento de medida  Cansancio y alteraciones emocionales  Realización imperfecta del mensurando René Chanchay

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Causas de los errores Errores debido a condiciones ambientales estos errores se deben a la influencia que pueden tener las condiciones ambientales, tales como temperatura, humedad, vibraciones, presencia de campos magnéticos, etc. Sobre los resultados obtenidos. La forma de evitar estos errores es realizar las mediciones en salas acondicionadas para mantener constantes la temperatura y la humedad y en el caso de que existan campos electromagnéticos indeseados, blindar los equipos en la forma adecuada.

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Errores del mÊtodo Errores debido al mÊtodo Muchas veces se cometen errores en las mediciones porque no se utiliza el mÊtodo apropiado. Se debe a:  Una mala definición del mensurando.  Condiciones ambientales no apropiadas  Utilizar modelos matemåticos o ecuaciones con simplificaciones y aproximaciones no apropiadas.  Utilizar instrumentos no adecuados.

Para ello se debe hacer un estudio del mĂŠtodo mĂĄs apropiado y documentarlo.

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Errores del instrumento Error de resolución (Apreciación nominal) Este error está asociado a la mínima división de su escala o a la mínima división que podemos resolver con algún método de medición. Nótese que no decimos que el error de apreciación es la mínima división del instrumento, sino la mínima división que es discernible por el observador.

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Errores del instrumento Error sistemático Se deben a inexactitudes del instrumento debido a la tolerancia que presentan sus componentes internos, a un mal ajuste, o al desgaste que pueda tener debido al uso.

Normalmente, en mediciones de alta exactitud, es necesario corregir las lecturas obtenidas con un instrumento o equipo de medición, en función del error del instrumento detectado mediante calibración.

Instrumentos no calibrados o cuya fecha de calibración está vencida, así como instrumentos sospechosos de presentar alguna anomalía en su funcionamiento no deben utilizarse para realizar mediciones hasta que no sean calibrados y autorizados para su uso.

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Errores del instrumento Error de repetibilidad del instrumento Se debe al diseño y fabricación del instrumento de medida y se refiere a la habilidad de un instrumento de proveer resultados acordes unos con otros.

Error de histéresis Se debe también al diseño del instrumento de medida y se refiere a la diferencia de valores que proporciona el instrumento cuando la medición se lo realiza en forma ascendente y cuando la medición se realiza en forma descendente.

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Errores del instrumento Error de excentricidad (balanzas) Habilidad de un instrumento de proveer resultados acordes unos con otros cuando una misma carga es colocada en diferentes posiciones dentro del receptor de carga.

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Errores del instrumento Desviación de cero (Lectura de cero) Habilidad de un instrumento de medida para retornar al valor de cero, luego de haber realizado una medición.

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Errores del instrumento Deriva Variación continua o incremental de una indicación a lo largo del tiempo, debida a variaciones de las características metrológicas de un instrumento de medida NOTA: La deriva instrumental no se debe a una variación de la magnitud medida, ni a una variación de una magnitud de influencia identificada.

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Errores del operador Error de paralaje Este error es causado por una separación apreciable entre la escala y el objeto que se mide, y que hace que su posición relativa varíe con cambios en la posición del ojo y la dirección desde la que observamos.

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Errores del operador Error por falta de agudeza visual En ocasiones, la falta de experiencia, distorsiones oculares, falta de iluminación y otros factores, hacen que las lecturas en un instrumento analógico sean erróneas. Esto está íntimamente relacionado con:  calidad de las marcas en la escala  grosor o deformación de la aguja o cursor  uso de aparatos auxiliares, etc

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Errores del operador Posicionamiento del objeto a medir con el instrumento de medida.

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Errores del operador Cansancio y alteraciones emocionales

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Errores del operador Realización imperfecta del mensurando A pesar de que el mensurando está bien definido, el operador no mide al mensurando sino algo similar.

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Precisión y Exactitud Precisión proximidad entre las indicaciones o los valores medidos obtenidos en mediciones repetidas de un mismo objeto, o de objetos similares, bajo condiciones especificadas Exactitud proximidad entre un valor medido y un valor verdadero de un mensurando

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Precisión y Exactitud

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GRACIAS POR SU ATENCIÓN

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