Metrología. Capítulo 2. Términos Básicos de. Pág. 1. Términos básicos de metrología. Introducción a la Metrología y Estimación de Incertidumbre

Transcripción

1 Capítulo 2 Términos Básicos de Metrología Pág. 1

2 Introducción En todos los campos del conocimiento existen términos con los que es necesario familiarizarse para el adecuado entendimiento y aplicación. La metrología no es la excepción. En este capítulo se presentan los conceptos básicos relacionados con la medición de acuerdo con la NMX-Z-055-IMNC Objetivo Al concluir el capítulo el participante contará con los conceptos básicos relacionado con la medición y que serán relevantes para una mejor comprensión del curso así como un mejor entendimiento con aquellos que se desarrollan en el campo. Pág. 2

3 Contenido 2.1 Qué y Cómo Medimos? 2.2 Resultado de una Medición. 2.3 Características e Incertidumbre de las Mediciones. Pág. 3

4 Qué es metrología? Metrología Ciencia de la Medición y sus aplicaciones. Medición Aspectos teóricos. Aspectos técnicos. Aspectos legales. Proceso que consiste en obtener experimentalmente uno o varios valores que puedan atribuirse razonablemente a una magnitud. Magnitud: Lo que se quiere medir. Pág. 4

5 2.1 Qué y Cómo Medimos? Pág. 5

6 Qué es lo que medimos? Magnitud Propiedad de un fenómeno, de un cuerpo o de una sustancia que se puede expresar mediante un número y una referencia. Magnitudes específicas Concepto genérico de la magnitud particular longitud, l radio, r radio del círculo A, r A o r(a) longitud de onda, λ longitud de onda de la radiación D del sodio, λ D o λ(d; Na) energía, E energía cinética, T energía cinética de la partícula i en un sistema dado, T i calor, Q resistencia eléctrica, R concentración de cantidad de sustancia del constituyente B, c B calor de vaporización de la muestra i de agua, Q i valor de la resistencia eléctrica i en un circuito dado, R i concentración: cantidad de sustancia de etanol en la muestra i de vino, c i (C 2 H 5 OH) Pág. 6

7 Qué es lo que medimos? Mensurando Magnitud que se desea medir. Volumen de un tanque definido a una temperatura de 20 ºC. Pág. 7

8 Cómo medimos? Mensurando se mide directamente Ej.: Medición del volumen de un cilindro por desplazamiento de agua. d h Mensurando se mide de forma indirecta Cálculo del mensurando a partir de otras magnitudes medidas directamente. Ej.: Volumen de un cilindro: V = (π/4) d 2 h Pág. 8

9 Cómo medimos? Magnitud de entrada en un modelo de medición Magnitud de entrada Magnitud que debe ser medida, o magnitud, cuyo valor puede obtenerse de otra manera, para calcular un valor medido de un mensurando. Ej.: Volumen de un cilindro: V = (π/4) d 2 h Magnitudes de entrada, p. ej. obtenidas con un vernier. Pág. 9

10 Cómo medimos? Magnitud de influencia Magnitud que, en una medición directa, no afecta a la magnitud que realmente se está midiendo, pero sí afecta a la relación entre la indicación y el m4 resultado de medida. EJEMPLO 1. La frecuencia en la medición directa de la amplitud constante de una corriente alterna con un amperímetro (también denominado ampérmetro). EJEMPLO 2. La concentración de la cantidad de sustancia de bilirrubina en una medición directa de la concentración de la cantidad de sustancia de hemoglobina en plasma sanguíneo humano. Pág. 10

11 Diapositiva 10 m4 En mi opinión no está del todo claro. mviliesi,

12 Cómo medimos? Principio de medida Fenómeno que sirve como base de una medición. Generalmente descrito en libros. Método de medida Descripción genérica de la secuencia lógica de operaciones utilizadas en una medición. Generalmente descrito en normas. Procedimiento de medida Descripción detallada de una medición conforme a uno o más principios de medida y a un método de medida dado, basado en un modelo de medida y que incluye los cálculos necesarios para obtener un resultado de medida. Generalmente escrito por el usuario y basado en una norma. Pág. 11

13 Cómo medimos? Protocolo Instrucciones detalladas para la realización de todos los aspectos de un programa de medición. Fuente: Publicación especial del NIST Comparaciones entre laboratorios. Asuntos regulatorios (mediciones analíticas). Pág. 12

14 2.2 Resultado de una Medida Pág. 13

15 Resultado de una medición Resultado de medida Conjunto de valores de una magnitud atribuidos a un mensurando, acompañados de cualquier otra información relevante disponible. Lecturas del instrumento bajo calibración serie 1 serie 2 serie 3 Ascenso Descenso Ascenso Transmitancia (%) (2) (6) (5) (8) Error (lectura instrumento valor patrón) serie 1 serie 2 serie 3 Ascenso Descenso Ascenso Valor medido por el patrón kpa mbar mbar mbar mbar mbar mbar (11) (12) (3) (13) (1) (4) (7) 20 (9) 10 (15) (10) (14) Longitud de Onda (nm) Pág. 14

16 Resultado de una medición 59 kg Valor medido de una magnitud Valor medido Valor de una magnitud que representa un resultado de medida. Pág. 15

17 Resultado de una medición Valor verdadero de una magnitud Valor verdadero Valor de una magnitud compatible con la definición de la magnitud. Valor convencional de una magnitud Valor convencional Valor asignado a una magnitud, mediante un acuerdo, para un determinado propósito. Por naturaleza indeterminado. Pág. 16

18 Resultado de una medición Error de medida Error Diferencia entre un valor medido de una magnitud y un valor de referencia. Error sistemático de medida Componente del error de medida que, en mediciones repetidas, permanece constante o varía de manera predecible. Por complejo que sea, este error siempre puede ser identificado. Error aleatorio de medida Componente del error de medida que, en mediciones repetidas, varía de manera impredecible. Este error nunca puede ser identificado. Pág. 17

19 Resultado de una medición Sesgo de medida Valor estimado de un error sistemático. Corrección Compensación de un efecto sistemático estimado. Pág. 18

20 2.3 Características e Incertidumbre de las Mediciones Pág. 19

21 Características de las mediciones Exactitud de medida Exactitud CUALITATIVOS Proximidad entre un valor medido y un valor verdadero de un mensurando. Veracidad de medida Proximidad entre la media de un número infinito de valores medidos repetidos y un valor de referencia. Pág. 20

22 Características de las mediciones CUANTITATIVOS Precisión de medida Proximidad entre las indicaciones o los valores medidos obtenidos en mediciones repetidas de un mismo objeto o de objetos similares, bajo condiciones especificadas. Incertidumbre de medida Parámetro no-negativo que caracteriza la dispersión de los valores atribuidos a un mensurando, a partir de la información que se utiliza. Pág. 21

23 Incertidumbre de medición No es posible conocer con certeza absoluta el valor verdadero de una magnitud. Siempre nos quedamos con incertidumbre. La incertidumbre se estima, no es una cuantificación exacta. El nivel de incertidumbre apropiado depende del uso intencionado. Pág. 22

24 Características de las mediciones Mensurando Resultado no corregido Tolerancia Corrección (sesgo) Dispersión por errores aleatorios Valor verdadero Resultado corregido Incertidumbre Tolerancia Pág. 23