INCERTIDUMBRE EXPANDIDA

Cantidad que define un intervalo alrededor de una medición del que se puede esperar que abarque una fracción grande de la distribución de valores que pudiera atribuirse razonablemente al mensurando.

3.3.14 FACTOR DE COBERTURA

Factor numérico usado como multiplicador de la incertidumbre estándar combinada con el propósito de obtener una incertidumbre expandida.

Nota: El factor de cobertura k, tiene valores que se encuentran comúnmente, en el intervalo de 2 a 3.

3.3.15 MEDICIÓN

El objetivo de una medición es determinar el valor del mensurando, esto es, el valor de la cantidad particular a medir. Entonces una medición comienza con una especificación apropiada del mensurando, el método de medición y procedimiento de medición.

En general, el resultado de una medición sólo es una aproximación o estimado del valor del mensurando y entonces es completo sólo cuando va acompañado por una declaración de la incertidumbre de ese estimado.

En la práctica, la especificación requerida o definición del mensurando está determinada por la exactitud de la medición requerida. El mensurando debe definirse con el suficiente detalle con respecto a la exactitud requerida para que, para todos los propósitos prácticos asociados con la medición, su valor sea único.

Es en este sentido que la expresión “valor del mensurando” se utilice en este documento.

EJEMPLO: Si la longitud de una barra de acero, nominalmente un metro va a determinarse por la exactitud de un micrómetro, esta especificación debe incluir la

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temperatura y presión en las cuáles se define la longitud. Entonces el mensurando debe especificarse como, por ejemplo, la longitud de una barra a 25,0 °C y 101 325 Pa (más cualquier otro parámetro de definición necesario así como la manera en que la barra está sostenida). Por lo tanto, si la longitud va a determinarse para una exactitud de sólo milímetros, esta especificación no debe requerir una temperatura o presión de definición o un valor para cualquier otro parámetro de definición.

Nota: Las definiciones incompletas del mensurando pueden dar un aumento en una componente de una incertidumbre suficientemente grande que deba incluirse en la evaluación de la incertidumbre del resultado de la medición.

En muchos casos , el resultado de una medición se determina sobre la base de una serie de observaciones obtenida bajo condiciones de repetibilidad.

Se supone que las variaciones en observaciones repetidas se presentan debido a magnitudes de influencia que pueden afectar el resultado de la medición y no se mantienen completamente constantes.

El modelo matemático de la medición que transforma el conjunto de observaciones repetidas en el resultado de la medición es de importancia crítica porque , además de las observaciones, generalmente incluye varias magnitudes de influencia que se conocen de una manera inexacta. Esta falta de conocimiento contribuye a la incertidumbre de los resultados de la medición, así como las variaciones de las observaciones repetidas y cualquier incertidumbre asociada con el modelo matemático en si mismo.

3.3.16 ERRORES EN LA MEDICIÓN

En general, una medición tiene imperfecciones que dan origen a un error en el resultado de la medición. Tradicionalmente, se considera que un error tiene dos componentes llamadas: componente aleatoria y componente sistemática.

3.3.16.1 ERROR ALEATORIO

Un error aleatorio presumiblemente se presenta por variaciones impredecibles o estocásticas y temporales y espaciales de las magnitudes de influencia. Los efectos de estas variaciones, llamados efectos aleatorios, dan origen a las variaciones en observaciones repetidas del mensurando. Sin embargo no es posible una compensación para el error aleatorio del resultado de una medición; esto puede reducirse usualmente incrementando el número de observaciones; su esperanza o valor esperado es cero.

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3.3.16.2 ERROR SISTEMÁTICO

El error sistemático, como el error aleatorio, no puede eliminarse pero a menudo puede también reducirse. Si un error sistemático se presenta como consecuencia de un efecto reconocido de una magnitud de influencia en el resultado de una medición, llamado efecto sistemático, el efecto puede cuantificarse y, si es significativo en relación a la exactitud requerida de la medición, una corrección o un factor de corrección, la esperanza o valor esperado del error originado por un efecto sistemático es cero.

3.3.16.3 ERRORES SISTEMÁTICOS DEBIDOS AL ENVEJECIMIENTO DE LOS INSTRUMENTOS

A medida que el equipo envejece es posible que se tengan cambios ligeros en algunas de sus componentes y estos pueden afectar a sus especificaciones. Por lo que es necesario calibrar los instrumentos a intervalos regulares para estar seguro de que están funcionando dentro de sus especificaciones o de lo contrario hacer las correcciones necesarias.

3.3.16.4 ERRORES SISTEMÁTICOS DEBIDOS A INSTRUMENTOS DAÑADOS

Estos se presentan cuando por descuido o ignorancia se usa un instrumento que ha sido dañado. Como un ejemplo simple, tenemos el caso de la medición de una longitud que se hace con un metro de madera, en el cual después de un cierto número de mediciones se ha desgastado el extremo donde se encuentra el cero, o en el caso de una medición eléctrica, el uso de un ampérmetro que se ha dañado debido a una sobrecarga; en ambos casos tanto las lecturas presentes como las futuras no son de confiar. Una persona con verdadero sentido de lo que es una medición siempre tiene una vigilancia estrecha de las condiciones de su equipo.

3.3.16.5 ERRORES SISTEMÁTICOS DE OBSERVACIÓN E INDETERMINACIÓN

Estos son los que comete el observador durante el proceso de una medición. Como ejemplo, el error que se comete en las mediciones en las cuáles está involucrado el tiempo, debido a una anticipación o retardo al obtener la señal. Uno de los errores de observación que merece una una mención especial es el error de lectura de los aparatos indicadores, el cual es el que resulta de la lectura inexacta de la indicación de un instrumento de medición por el observador; este error lo podemos dividir en dos partes tal como se muestra a continuación:

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Error de paralaje:

Es el error de lectura que se comete cuando estando el índice a cierta distancia de la superficie de la escala, la lectura no se efectúa en la dirección de la observación prevista para el instrumento utilizado, Figura 3.1.

Error de interpolación:

Es el error de lectura resultante de la evaluación inexacta de la posición del índice con relación a dos marcas vecinas entre las cuáles esta situado.

Por su puesto que el error de lectura también depende la construcción de la escala del instrumento, en algunos casos puede ser de 0,1 de división y en otros mucho mayor; la mayoría de los instrumentos de medición que se utilizan en laboratorios, los cuáles tienen escalas provistas de espejos y en algunos casos también tienen Verniers, con el objeto de disminuir el error de lectura.

DIRECCIÓN VISUAL CORRECTA INC OR REC TA IN_C O R_R EC TA AGUJA

EJEMPLO DE ERROR DE PARALAJE

Figura 3.1 Ejemplo de error de paralelaje

3.3.16.6 ERRORES SISTEMÁTICOS DEBIDOS AL MEDIO AMBIENTE

Cuando se miden magnitudes eléctricas con cierta exactitud no hay que perder de vista las posibles influencias de los elementos exteriores sobre el instrumento empleado. Estos elementos pueden falsear completamente la medición. Los errores relativos que resultan de los elementos exteriores generalmente son difíciles de evaluar, pero se pueden reducir o volver despreciables por medio de una concepción conveniente del arreglo utilizado, en general se hace un esfuerzo para suprimirlos o disminuirlos ya sea desde la causa o de sus defectos.

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Por ejemplo, una influencia importante que sufren los laboratorios que tienen algún generador de impulsos es debido al medio ambiente tal como la temperatura ambiente así como la presión barométrica y el porcentaje de humedad que se tiene en el medio donde se tenga este tipo de equipo, puesto que uno de los factores para determinar la tensión patrón son determinados respecto a estas variables dando como resultado el cambio de calibración al cambio de cualquier de una de estas variables.

3.3.16.7 ERRORES SISTEMÁTICOS DEBIDOS A APROXIMACIÓN EN LAS EXPRESIONES

Este error se debe a la aproximación que se hace al determinar por medio de una expresión aproximada el valor de una magnitud medida. Por ejemplo, lo tenemos en la ecuación de equilibrio del puente doble de kelvin,

La cuál en la práctica, dadas las características de las resistencias del puente, se aproxima a la ecuación: que es mucho más fácil de manejar, si bien da lugar a un error debido a que se han despreciado los términos entre corchetes.