DIEGO ARMANDO HERNANDEZ LEIVA
COD. 10819INCERTIDUMBRE EN LA INGENIERÍA 2016
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METROLOGIA
ciencia de las mediciones y sus aplicaciones.ISO. La ISO (Organización Internacional de Normalización) es una federación mundial de organismos nacionales de normalización (miembros ISO). La labor de preparación de normas internacionales es normalmente llevada a cabo a través de los comités técnicos de ISO.Sistema Internacional de Magnitudes (ISQ2). Sistema de magnitudes basado en las siete magnitudes básicas: longitud, masa, tiempo, corriente eléctrica, temperatura termodinámica, cantidad de sustancia e intensidad luminosa.Sistema internacional de Unidades (Sistema SI). Sistema de unidades basado en el Sistema Internacional de Magnitudes, con nombres y símbolos de las unidades, y con una serie de prefijos con sus nombres y símbolos, así como reglas para su utilización, adoptado por la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM).
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Medición: es el conjunto de operaciones que tiene por objeto determinar el valor de una magnitud.Medición: Proceso que consiste en obtener experimentalmente uno o varios valores que pueden atribuirse razonablemente a una magnitud.Medida: es la evaluación de una magnitud hecha según su relación con otra magnitud de la misma especie adoptada como unidad. Tomar la medida de una magnitud es compararla con la unidad de su misma especie para determinar cuántas veces ésta se halla contenida en aquella.Magnitud: atributo de un fenómeno que puede ser distinguido cualitativamente y determinado cuantitativamente.Magnitud: Propiedad de un fenómeno, cuerpo o sustancia, que puede expresarse cuantitativamente mediante un número y una referencia.Magnitud de base, magnitud básica:Magnitud de un subconjunto elegido por convenio, dentro de un sistema de magnitudes dado, de tal manera que ninguna magnitud del subconjunto pueda ser expresada en función de las otras.La primera magnitud base es: Longitud, su unidad es el metro.Patrón: es la medida materializada de un aparato o de un sistema de medición destinado a definir, realizar, conservar o reproducir una unidad.Mensurando: Magnitud que se desea medir.
CONCEPTOS DE MEDICION
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Método de medida: Descripción genérica de la secuencia lógica de operaciones utilizadas en una medición.Exactitud de medida (exactitud): Proximidad entre un valor medido y un valor verdadero de un mensurando.Precisión de medida (precisión): Proximidad entre las indicaciones o los valores medidos obtenidos en mediciones repetidas de un mismo objeto, o de objetos similares, bajo condiciones especificadas.Calibración: Operación que bajo condiciones especificadas establece, en una primera etapa, una relación entre los valores y sus incertidumbres de medida asociadas obtenidas a partir de los patrones de medida, y las correspondientes indicaciones con sus incertidumbres asociadas y, en una segunda etapa, utiliza esta información para establecer una relación que permita obtener un resultado de medida a partir de una indicación.Instrumento de medida: Dispositivo utilizado para realizar mediciones, solo o asociado a uno o varios dispositivos suplementarios.
CONCEPTOS DE MEDICION
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INCERTIDUMBRE
La incertidumbre de la medida es el valor de la semiamplitud de un intervalo alrededor del valor resultante de la medida (valor convencionalmente verdadero).Dicho intervalo representa una estimación adecuado de una zona de valores entre los cuales es “casi seguro” que se encuentre el valor verdadero del mensurando.Así pues, el resultado de la medida se expresa mediante: x ± ULa definición de incertidumbre que incorpora el Vocabulario Internacional de Metrología (VIM):La incertidumbre de medida es un parámetro, asociado al resultado de una medición, que caracteriza la dispersión de los valores que razonablemente podrían ser atribuidos al mensurando.Cuanto menor sea la incertidumbre de la medida, mejor ésta. El valor de la incertidumbre es el primer índice de la calidad de una medida, que es tanto mayor cuanto menor es aquella.Tolerancia de una magnitud: es el intervalo de valores en el que debe encontrarse dicha magnitud para que se acepte como válida.
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TIPOS DE METROLOGIA
Metrología legalLa metrología legal se ocupa de la verificación de los patrones e instrumentos de medida utilizados en las transacciones comerciales, en la salud, en la seguridad pública y en el medio ambiente. Esta rama de la metrología asegura que las partes involucradas en una medición obtengan resultados confiables dentro de los márgenes de error tolerados por la reglamentación vigente. Es de fundamental importancia para el comercio exterior ya que los países involucrados en una transacción deben medir de manera uniforme.Metrología tecnológicaLa caracterización de materiales es uno de los pilares que sostiene el auge en el desarrollo de nuevas tecnologías y nuevos materiales.Además de las propiedades básicas como estructura, morfología, textura, color o propiedades mecánicas, cobran gran importancia en esta revolución tecnológica. En este marco de efervescencia tecnológica, la presencia de Metrología es obligada.
Metrología científicaTambién conocida como “metrología general”. “Es la parte de la Metrología que se ocupa a los problemas comunes a todas las cuestiones metrológicas, independientemente de la magnitud de la medida”. Se ocupa de los problemas teóricos y prácticos relacionados con las unidades de medida (como la estructura de un sistema de unidades o la conversión delas unidades de medida en fórmulas), del problema de los errores en la medida; del problema en las propiedades metrológicas de los instrumentos de medidas aplicables independientemente de la magnitud involucrada .En la Metrología científica hay diferentes áreas específicas. Algunas de ellas son las siguientes:• Metrología de masa, que se ocupa de las • Medidas de masa •Metrología dimensional, encargada de las medidas de longitudes y ángulos. • Metrología de la temperatura, que se refiere a las medidas de las temperaturas. • Metrología química, que se refiere a todos los tipos de mediciones en la química.
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ERRORES E INCERTIDUMBRE EN LAS MEDIDAS
Cualidades de los aparatos de medida- Fidelidad: Decimos que un aparato de medida es "fiel", cuando realizando diversas medidas de una misma magnitud en las mismas condiciones, los resultados obtenidos son idénticos. - Exactitud: Un aparato de medida es exacto cuando la medida realizada con él nos da justamente el valor de la magnitud física. - Precisión: Es la mínima variación de una magnitud física que un instrumento de medida puede determinar. - Sensibilidad: Un aparato de medida es tanto mas sensible, cuanto mayor capacidad tiene para medir unidades muy pequeñas, es decir, cuando aprecia menores variaciones en el valor de la magnitud a medir.
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ERRORES DE MEDIDA
La precisión necesaria de una medida física depende, tanto de la naturaleza de la magnitud a medir, como de su tamaño.- Error absoluto: es la diferencia entre la medida exacta de una magnitud y la medida obtenida experimentalmente.- Error relativo: es el cociente del error absoluto () entre el valor exacto de la magnitud (M)E = / M Su significado es el tanto por uno del error.Los errores pueden ser: sistemáticos y accidentales.Los sistemáticos son derivados, casi siempre, de una construcción defectuosa del aparato de medida, y se evitan en cierto modo, realizando las medidas con aparatos diversos y hallando la media aritmética de los resultados obtenidos.Los errores accidentales dependen de las condiciones fisiológicas, y aun psíquicas, del observador, así como de la iluminación de los aparatos y demás circunstancias de ambiente que rodean al experimentador. Se disminuye el valor de este error realizando numerosas medidas, por distintos observadores, y obteniendo la media aritmética de ellas.
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CALCULO DEL ERROR DE UNA MEDIDA
Aunque hayamos definido error como diferencia entre la medida exacta de una magnitud y el valor obtenido experimentalmente, se comprende que no podemos conocer tal medida exacta ya que este es el objetivo ideal de nuestras experiencias. Por ello, como la probabilidad de compensación de errores, crece con el número de medidas, tomando como valor experimental la media aritmética de los valores encontrados, repitiendo, cuantas más veces mejor, la medida de la magnitud. El error de la media aritmética queda determinado por la fórmula de Gauss:xi = valor de una medida;xm= valor de la media aritmética de todas las medidas;n = número de medidas.Si en la experiencia está implicada la medida de una magnitud para la cual el error relativo resulta elevado e imposible de disminuir, basta que se efectúen las restantes medidas con una aproximación del mismo orden que aquélla.
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Cifras significativas.No existe un acuerdo unánime acerca de cuál sea el número de dígitos que debe usarse para expresar el resultado de una medida, de manera que a la vista de ese resultado se sepa la precisión con que se realizó la medida. A estos dígitos se les llama cifras significativas, y el resultado de una medida debe darse escribiendo solamente estas cifras significativas.Al operar con valores que proceden de medidas realizadas con distinta precisión, esto es, con valores que poseen distinto número de cifras significativas, el resultado no puede tener más precisión (o más cifras significativas) que el menos preciso de dichos valores.Fiabilidad de los datos disponiblesLa principal diferencia entre los problemas académicos y los que aparecen en una instalación real, radica en la calidad de los datos disponibles para solucionarlos.Los datos obtenidos del laboratorio o de la planta pueden ser de mala calidad, poco convincentes, o realmente antagónicos con la realidad. La calidad de los datos dependerá de la exactitud del muestreo, del tipo de procedimiento analítico empleado, de la habilidad de los técnicos en la operación de aparatos, y de otros muchos factores.Ha de tener el ingeniero cierta habilidad para reconocer los datos dudosos, solicitar y obtener datos fiables, y si es necesario, hacer estimaciones precisas en vez de emplear datos incorrectos o insuficientes.
CALCULO DEL ERROR
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CONCLUSIONES
Es importante verificar cada una de las medidas, con exactitud a la hora de llevar a cabo una prueba de laboratorio ya que como es una incertidumbre poder evitar estos errores, entonces es de estar atento a cada una de las pruebas.