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Timestamp: 2018-09-21 01:10:58+00:00

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TEMA No 1 INTRODUCCIÓN A LA METROLOGÍA [Modo de co...
Taller Endoscopio
ADT-FO-333-074 Mantenimiento Analizador de Orinas 2
examen Electromedicina
54298343 Maquina de Anestesia
INTRODUCCIÓN A LA INTRODUCCIÓN A LA METROLOGÍA
ING. MIGUEL ÁNGEL CASTRO LEAL Director Laboratorio de Calibración Director Laboratorio de Calibración BIOSANCTA direccionlaboratorio@biosancta.com www.biosancta.com
NTC ISO 2194 .INTRODUCCIÓN • METROLOGÍA • METRON: MEDIDA O • LOGOS: ESTUDIO • METROLOGÍA ES LA CIENCIA DE LAS METROLOGÍA ES LA CIENCIA DE LAS MEDICIONES.
PATRONES METROLÓGICOS – LAS RELACIONES ENTRE LOS HOMBRES IMPLICAN ACUERDOS PREVIOS EN PATRONES DE ACUERDOS PREVIOS EN PATRONES DE COMUNICACIÓN Y MEDICIÓN .ES NECESARIA LA METROLOGÍA? • LO COTIDIANO – TODOS LOS ASPECTOS DE LA VIDA IMPLICAN PATRONES METROLÓGICOS.
HISTORIA • CONCEPTO DE NADA. MUCHO MEDIDAS NATURALES: EL CUERPO HUMANO . ALGO.
d. Unidad de longitud más antigua. . • 2.d. Cristo. el "Real Codo Egipcio".000 a. Cristo.HISTORIA DE LA METROLOGÍA HISTORIA DE LA METROLOGÍA • 5. El hombre eligió l id d d did El h b li ió su propio cuerpo como base para las primeras unidades de medida (unidades i id d d did ( id d antropomórficas).750 a. Comienzan a utilizarse las unidades de medida.
500 a. Primer patrón sin fundamento corporal.d. Es una regla graduada fundamento corporal Es una regla graduada que reposa en las rodillas de dos estatuas del Rey‐Dios Gudea.HISTORIA DE LA METROLOGÍA HISTORIA DE LA METROLOGÍA • 2. Constituía el patrón legal de Rey Dios Gudea Constituía el patrón legal de la unidad de Lagash . Cristo.
MEDIDAS ANTROPOMÉTRICAS MEDIDAS ANTROPOMÉTRICAS .
TABLA EQUIVALENCIA UNIDADES ANTROPOMÉTRICAS É .
1. Galileo descubre la ley del péndulo y fabrica un telescopio de potencia.610.100.HISTORIA DE LA METROLOGÍA HISTORIA DE LA METROLOGÍA • 1. Se define la yarda inglesa por la 1. ese momento 1. fabrica un telescopio de potencia . Se define la yarda inglesa por la distancia comprendida entre la punta de la nariz de Enrique I hasta su dedo pulgar con el brazo totalmente estirado. Ed d II di dif i basada en la longitud del pie del regente en ese momento.Entre los reinados de Enrique III y Eduardo II se dicto diferente normativa.287‐1.327.100.
• 1. formado por una barra de hierro empotrada en el exterior de un muro del Gran Chatelet de París.631. Gascoigne fue el primero en utilizar el micrómetro. si bien no lo utilizó primero en utilizar el micrómetro si bien no lo utilizó para la medición. Pierre Vernier descubre el principio de división del tornillo micrométrico. • 1. . Se crea en Francia un patrón de longitud denominado Toesa de Chatelet.614. John Napier realiza el descubrimiento p matemático de los logaritmos.668. Basándose en los mismos William Oughtred construyó la primera regla deslizante.HISTORIA DE LA METROLOGÍA HISTORIA DE LA METROLOGÍA • 1.
definido como la diezmillonésima parte del cuadrante del meridiano terrestre. Así se creo el primer sistema métrico decimal. Se deposita en los archivos de Francia el primer prototipo del metro. formado por una regla de platino sin inscripciones ni marcas.791.799. La Asamblea Nacional Francesa adopta un sistema de medidas cuya unidad básica es el metro.NACIMIENTO DE LOS SISTEMAS NACIMIENTO DE LOS SISTEMAS UNIFICADOS • 1. que se denominó primer sistema métrico decimal que se denominó genéricamente Sistema Métrico. Se basaba en dos unidades fundamentales: El metro y el kilogramo. de platino sin inscripciones ni marcas . • 1.
Abbot fabrica los primeros instrumentos de medida geométrica de superficies. fi i .930.HISTORIA DE LA METROLOGÍA HISTORIA DE LA METROLOGÍA • SIGLO XX Impulso a la metrología debido SIGLO XX Impulso a la metrología debido principalmente a: – La industria del automóvil – Sistemas de producción en masa – La industria militar proporcionaron un fuerte empuje a • 1.
se p y adopta como definición del metro aquella que lo establece como un determinado número de longitudes de onda en el vacío de la radiación g correspondiente a la transición entre los niveles 2p10 y 5d5 del átomo de Criptón 86. • 1 980 Se aplica el láser en metrología dimensional 1.960.HISTORIA METROLOGÍA HISTORIA METROLOGÍA • 1.980. Se adopta la definición actual del metro: Distancia recorrida por la luz en el vacío durante 2. Se aplica el láser en metrología dimensional. .99792458 x 10‐9 segundos. • 1.983. En la conferencia de pesas y medidas. obteniéndose precisiones superiores a 10‐7 mm.
ni en peso ni en otra medida.LA IMPORTANCIA DE LA METROLOGÍA EN LA IMPORTANCIA DE LA METROLOGÍA EN LA BIBLIA • LEVÍTICO 19: 35‐36 No cometáis Injusticia en los juicios. ambas cosas son abominables para Jehová . pesas justas y medidas justas tendréis • PROVERBIOS 11:1 Jehová abomina el peso falso. pero la pesa cabal le agrada • PROVERBIOS 20:10 Pesa falsa y medida falsa. Balanzas justas. en medidas de tierra.
.IMPORTANCIA DE LA METROLOGÍA LA METROLOGIA. FACTOR DE DESARROLLO • En los países de mayor industrialización los errores en la medición representan pérdidas del orden del 5% del PIB. • En nuestro país pueden ser significativamente p p g mayores.
IMPORTANCIA DE LA METROLOGÍA Í INCIDENCIA DE LA METROLOGÍA EN LA RENTABILIDAD • La rentabilidad según los economistas es el resultado g de restar del precio de venta el costo de producción. • Los errores en la medición terminan en reprocesos o en la pérdida del producto. materias primas e insumos la evaluación de energía materias primas e insumos la evaluación de costos es poco confiable. lo cual eleva los costos de l é dd d l d l l l l d producción. • Al no poderse determinar con exactitud el consumo de energía. .
Certificación y Metrología .METROLOGÍA EN COLOMBIA METROLOGÍA EN COLOMBIA Sistema Nacional de Acreditación. Normalización.
Sistema Nacional de Acreditación. 2269/93) . Certificación y Metrología • Promover en los mercados la seguridad. Normalización. la calidad y la competitividad del sector productivo o importador de bienes y servicios y proteger los intereses de los consumidores (Artículo 1 ‐ Dto. Certificación y Metrología Normalización.
Este puso fin a más de 100 años de confusión con el alto número de unidades y sistemas de unidades. • Este fue aprobado por la Conferencia General de Pesas y Medidas en 1960. .SISTEMAS DE MEDIDAS SISTEMAS DE MEDIDAS • El Sistema Internacional de Unidades (SI) es el El Sistema Internacional de Unidades (SI) es el conjunto práctico y coherente que forma un sistema de unidades interrelacionadas por las reglas de la multiplicación y división.
SI • La norma NTC 1000 adoptada por el ICONTEC hace referencia al Sistema Internacional de hace referencia al Sistema Internacional de Unidades. Dicha norma es la homóloga de la ISO (ISO 1000). . la cual fue adoptada por esta ISO (ISO 1000) la cual fue adoptada por esta organización en el año 1969.
UNIDADES BÁSICAS UNIDADES BÁSICAS Magnitud Longitud Masa Tiempo Corriente Eléctrica Temperatura Cantidad de Sustancia Intensidad Luminosa Unidad Básica Metro Kilogramo Segundo Ampere Kelvin Mol Candela C d l Símbolo m kg s A K mol cd d .
UNIDADES SUPLEMENTARIAS UNIDADES SUPLEMENTARIAS Magnitud Unidad Básica Símbolo Ángulo Plano Radian rad ángulo Sólido Steradian sr .
PREFIJOS Factor 109 106 103 102 10 10-1 10-2 10-3 10-6 Prefijo giga mega g kilo hecto deca deci centi mili micro Símbolo G M k h da d c m μ .
SÍMBOLOS Símbolo í m s A K Unidad metro segundo Ampere pe e Kelvin .
0936 1 0936 0.3937 3. Pulg.16 0 6.3861 2.00155 0.3048 0.5900 0.7369 247. Pies Yardas Y d Millas tierr a multipliqu e 0.4710 .0929 0.6093 mm cm m m km En Pulg.4046 mm2 cm cm² m² km² km² Hectáreas Pulg2 Pulg2 Pies² Acres Millas² Acres 0.6214 645.105 0.0394 0.5401 Longitud 0.401 2.1550 0 1550 10.0040 46 2.2808 1.4516 6 4516 Área 0.9144 0 9144 1.FACTORES DE CONVERSIÓN FACTORES DE CONVERSIÓN Convertir 25.
2200 0 2200 Volume n 0.5454 4 5454 .01639 28.3872 0.003785 cm3 m3 m3 m3 l l l l En E Pulg3 Pies3 Galones (USA) Galones (UK) Pulg3 Pies3 Galones (USA) Galones (UK) multiplique lti li 0.FACTORES DE CONVERSIÓN FACTORES DE CONVERSIÓN Convertir C ti 16.0610 35.004545 0.0283 0 0283 0.178 219.3205 28 3205 3.0238 0.03531 0 03531 0.3145 35 3145 264.7850 4.976 61.2642 0.
FACTORES DE CONVERSIÓN FACTORES DE CONVERSIÓN Convertir 31.00043 5 0.01604 7 g t t t En OnzasTroy libras t (USA) t (UK) multiplique 0.0321 2204.6093 Vel Poten 1.5396 0.612 1.6214 0.1035 0.8532 1.90718 5 1.1023 0.0139 km/h km/h Caballos vapor Millas/h Nudos Horse Power 0.9863 .9842 Peso 1.
5083 14.511 0.0097182 0.86923 x 10‐5 9.024684 0.986923 1 9.7149 750.7891 x 10‐4 97.0591 9.9 40.9276 x 10‐5 PSI Bar Atm Pa cm agua 20 ºC Pulg. Agua 20 ºC mm Hg 20 ºC g/cm² 1 14.433 1021.512 75.64 2.00133322 133.0665 1.76 100000 101325 1 70.0040218 mm Hg 20 ºC 51.068046 0.30696 1019.FACTORES DE CONVERSIÓN PARA UNIDADES DE FACTORES DE CONVERSIÓN PARA UNIDADES DE PRESIÓN PSI Bar Atm Pa cm agua 20°C 70.00001 0.013236 0.010215 Pulg.18 407.5 1035.5354 0.99821 0.322 1.73 402.1455038 9.0024864 248.0018 0.0109716 0.865 2.08 0.735559 1 0.73424 0.891 1 0.5362 1 1.35951 0.80665 x 10 9 80665 10‐ 4 98.3937 0.0097355 m Agua Mar 1.3619 0.45038 x 10‐4 0.227 0.6959 1.5006 x 10‐3 g/cm g/cm² m Agua de Agua de Mar 0.553 102.67842 x 9 67842 x 10‐4 6894.39441 0.9276 10.099409 10073 102.684482 9.036063 0.54 1 1.0193368 0.06 760 7.0689476 1 1.66105 x 10‐4 2.0142233 9.100730 0.716 1033. agua 20 ºC 27.01325 0.716 1 .46096 0.0013157 9 9.45392 x 10‐3 0.
que tienen como fin asegurar la garantía pública desde el punto asegurar la garantía pública desde el punto de vista de la seguridad y de la precisión de las mediciones.METROLOGÍA LEGAL • Parte de la Metrología relativa a las unidades de medida. . a los métodos e id d d did l é d instrumentos de medición. en lo que se refiere a las exigencias técnicas y jurídicas refiere a las exigencias técnicas y jurídicas reglamentadas.
. así como estudiar nuevos métodos o el como estudiar nuevos métodos o el perfeccionamiento de los mismos e incluso a desarrollar tecnología de punta para a desarrollar tecnología de punta para poder tener un mayor control sobre la medida.METROLOGÍA CIENTÍFICA • Estudia las mediciones realizadas con el fin de consolidar teorías sobre la naturaleza d lid í b l l del universo o seguir nuevas teorías.
METROLOGÍA INDUSTRIAL • Estudia las mediciones realizadas. . para asegurar la compatibilidad dimensional. la l ibilid d di i l l conformidad con especificaciones de diseño necesario para el funcionamiento diseño necesario para el funcionamiento correcto o en general todas las mediciones que se realizan para asegurar la que se realizan para asegurar la adecuación de algún producto con p respecto a su uso.
necesarios para el funcionamiento correcto y veraz de los equipos biomédicos.METROLOGÍA BIOMÉDICA • Parte de la metrología industrial dedicada a asegurar la compatibilidad dimensional y la conformidad con las especificaciones de diseño. .
PROBLEMA • TIENE QUE VALORAR QUÉ HABRÍA OCURRIDO SI HUBIERA USADO UN EQUIPO EN BUENAS SI HUBIERA USADO UN EQUIPO EN BUENAS CONDICIONES PARA REALIZAR LAS MEDIDAS . .POR QUÉ SE DEBE ASEGURAR POR QUÉ SE DEBE ASEGURAR METROLÓGICAMENTE UN PROCESO? • NECESITARA EVALUAR LA MAGNITUD DEL PROBLEMA.
EL SISTEMA DE ASEGURAMIENTO METROLÓGICO • ¿Qué incidencia tiene la medición en la calidad del proceso o producto? lid d d l d t ? • ¿Qué vamos a medir? • ¿Qué resolución requiere la medición? • ¿Cuál es el valor mínimo que se desea medir? • ¿Cuál es el valor máximo que se desea medir? .
EL SISTEMA DE ASEGURAMIENTO METROLÓGICO • ¿Qué tipo de instrumento me permite cubrir el alcance de la medición y su resolución? • ¿Qué método debo aplicar para realizar la medición? • ¿Qué condiciones de entorno requiere la medición? • ¿Cómo hago para garantizar la calidad de las mediciones? • ¿Qué necesidades cubre el instrumento durante el ¿Qué necesidades cubre el instrumento durante el proceso? .
EL SISTEMA DE ASEGURAMIENTO METROLÓGICO • • • • • ¿Uso diario? ¿Área control calidad? ¿Área control calidad? ¿Instrumento patrón? ¿Cuál es el costo de la medición? ¿Cuál es el costo de la no medición? .
EL SISTEMA DE ASEGURAMIENTO METROLÓGICO
• ¿Cuál es el costo del instrumento? • ¿Cuál es el costo para obtener las condiciones ¿Cuál es el costo para obtener las condiciones de la medición? • ¿C ál ¿Cuál es el costo de la capacitación y l t d l it ió actualización? • ¿Cuál es el costo‐beneficio de la medición en el proceso? • ¿Cuál es el costo de los patrones?
• ¿Cuál es el costo de la calibración de los instrumentos? • ¿Cuál es el costo de la calibración de los patrones? • ¿Cómo me ayudan los métodos alternos? • ¿Son válidos? • ¿Qué costo tienen?
TOMAR LAS ACCIONES APROPIADAS SOBRE EL EQUIPO Y SOBRE CUALQUIER RESULTADO AFECTADO
DEFINICIONES IMPORTANTES EN DEFINICIONES IMPORTANTES EN METROLOGÍA • MEDICIÓN: Conjunto de operaciones que tiene por objeto determinar el valor de una i bj d i l l d magnitud. . • INSTRUMENTO DE MEDICIÓN: Dispositivo destinado a ser utilizado para hacer mediciones sólo o en conjunto con dispositivos complementarios.
DEFINICIONES IMPORTANTES EN DEFINICIONES IMPORTANTES EN METROLOGÍA VERIFICACIÓN Aporte de evidencia objetiva de que un Aporte de evidencia objetiva de que un elemento satisface requisitos especificados. c) La confirmación de que es posible alcanzar una incertidumbre de medida objetivo )L fi ió d ibl l i tid b d did bj ti declarada . para lo cual se toma en cuenta la incertidumbre de medida EJEMPLOS a) La confirmación de que un material de referencia es homogéneo para la magnitud y el procedimiento de medición según se declara. utilizando ensayos con l di i t d di ió ú d l tili d porciones de masa no menor a 10 mg. . b) La confirmación de que se han logrado las propiedades de funcionamiento declaradas o los requisitos legales de un sistema de medida.
DEFINICIONES IMPORTANTES EN DEFINICIONES IMPORTANTES EN METROLOGÍA • ERROR (d ERROR (de medición): Resultado de un di ió ) R lt d d mensurando menos un valor verdadero del mensurando. QUÉ TANTO SE DUDA DEL RESULTADO TANTO SE DUDA DEL RESULTADO • EXACTITUD DE MEDICIÓN: Proximidad de concordancia entre el resultado de una medición y un valor verdadero del mensurando l d d d l d . • INCERTIDUMBRE DE MEDICIÓN: Parámetro. CALIDAD DE LA MEDICIÓN. asociado al resultado de una medición. que caracteriza la dispersión de los valores que caracteriza la dispersión de los valores que podrían ser razonablemente atribuidos al mensurando.
DEFINICIONES IMPORTANTES EN DEFINICIONES IMPORTANTES EN METROLOGÍA • REPETIBILIDAD (de un instrumento de medición): Aptitud de un instrumento de medición para proporcionar indicaciones próximas entre sí por aplicaciones repetidas del mismo mensurando bajo las mismas condiciones de medición .
utilizado bajo las mismas l ó l b l condiciones • El mismo lugar g • Repetición en un periodo corto de tiempo La repetibilidad puede expresarse cuantitativamente en términos de las características de dispersión de los términos de las características de dispersión de los resultados.DEFINICIONES IMPORTANTES EN DEFINICIONES IMPORTANTES EN METROLOGÍA Estas condiciones incluyen • Reducción a un mínimo de las variaciones debidas al observador • El mismo procedimiento de medición • El mismo observador • El mismo equipo de medición. .
DEFINICIONES IMPORTANTES EN DEFINICIONES IMPORTANTES EN METROLOGÍA • REPETIBILIDAD (de resultados de mediciones) • Proximidad de concordancia entre los resultados de mediciones sucesivas del mismo mensurando realizadas bajo las misas condiciones de medición. .
la relación t bl di i ífi l l ió entre los valores de las magnitudes indicadas por un instrumento de medición o por un sistema de un instrumento de medición o por un sistema de medición.DEFINICIONES IMPORTANTES EN DEFINICIONES IMPORTANTES EN METROLOGÍA • CALIBRACIÓN: Conjunto de operaciones que establecen. en condiciones específicas. . y los valores correspondientes determinado por medio de patrones. o los valores representados por una medida materializada o por un material de medida materializada o por un material de referencia. determinado por medio de patrones.
tili ió .DEFINICIONES IMPORTANTES EN DEFINICIONES IMPORTANTES EN METROLOGÍA • AJUSTE Operación destinada a llevar un destinada a llevar un aparato de medición a un funcionamiento y a una exactitud conveniente para su utilización.
instrumento de medición que define.DEFINICIONES IMPORTANTES EN DEFINICIONES IMPORTANTES EN METROLOGÍA INSTRUMENTO PATRÓN: Medida materializada. conserva o reproduce una unidad de una magnitud para utilizarse como referencia. Se l f puede clasificar en: • Pi Primario i • Referencia • Trabajo . realiza.
a través de una cadena continua de comparaciones todas con p incertidumbres especificadas.DEFINICIONES IMPORTANTES EN DEFINICIONES IMPORTANTES EN METROLOGÍA TRAZABILIDAD La Propiedad del resultado de una medida o del valor de un estándar donde did d l l d tá d d d este pueda estar relacionado con referencias especificadas. usualmente estándares especificadas usualmente estándares nacionales o internacionales. .
DEFINICIONES IMPORTANTES EN DEFINICIONES IMPORTANTES EN METROLOGÍA • Toda calibración o verificación debe ser puesta en correspondencia. periódicamente. a través de una cadena ininterrumpida. . – Los patrones de calibración también deben ser Los patrones de calibración también deben ser calibrados. con un patrón de medida nacional o internacional. Si calibra sus propios equipos debería cumplir con las normas ISO17025&ISO10012) ‐ Esta trazabilidad asegura que existe compatibilidad entre las medidas hechas en diferentes sitios.
DEFINICIONES IMPORTANTES EN DEFINICIONES IMPORTANTES EN METROLOGÍA RESOLUCIÓN La diferencia más pequeña entre las indicaciones de un dispositivo indicador las indicaciones de un dispositivo indicador que puede ser distinguido significativamente. .
DEFINICIONES IMPORTANTES EN DEFINICIONES IMPORTANTES EN METROLOGÍA NO ES POSIBLE HACER UNA MEDICIÓN ABSOLUTA NO ABSOLUTA. LAS MEDICIONES REALES SE LLAMAN MEDICIONES RELATIVAS. EXISTE INSTRUMENTO QUE LO HAGA.1 OJO: LA TOLERANCIA ES DEL PRODUCTO .5°C ± 0. RELATIVAS Y EN LENGUAJE TÉCNICO ES TOLERANCIA KNOW HOW O GRADO DE CONFORMIDAD (ISO 9000) EJEMPLO 36.
TOLERANCIA : TOLERANCIA VARIABILIDAD PERMITIDA SIN VARIABILIDAD PERMITIDA SIN QUE SE AFECTE LA CONFORMIDAD .
DEFINICIONES IMPORTANTES EN DEFINICIONES IMPORTANTES EN METROLOGÍA Debe existir una tolerancia en todas las mediciones. para así determinar las mediciones. 3 < TOLERANCIA MEDICIÓN < 10 EXACTITUD EQUIPO EXACTITUD EQUIPO CAPACIDAD DE MEDICIÓN CAPACIDAD DE MEDICIÓN . para así determinar la exactitud requerida.
EJEMPLOS CAPACIDAD DE EJEMPLOS CAPACIDAD DE MEDICIÓN • • • • • • MEDICIONES ELÉCTRICAS: 4 (ANSI) MEDICIONES DE TEMPERATURAS Y PRESIÓN: 5 MASAS Y VOLÚMENES: 3 MASAS Y VOLÚMENES: 3 LONGITUD: 10 FUERZA: 1 (DIFÍCIL DE MEDIR) FUERZA 1 (DIFÍCIL DE MEDIR) HUMEDAD RELATIVA: 1 (DIFÍCIL DE MEDIR) .
DEFINICIONES IMPORTANTES DEFINICIONES IMPORTANTES METROLOGÍA TOLERANCIA ES DEL PRODUCTO TOLERANCIA ES DEL PRODUCTO EXACTITUD ES DEL EQUIPO O EXACTITUD ES DEL EQUIPO O MÉTODO EN EN .
5 ± 0.EJEMPLO • INCUBADORA NEONATAL 36. TOLERANCIA MEDICIÓN > 5 EXACTITUD EQUIPO EXACTITUD EQUIPO +/‐ 0.02 °C EL EQUIPO DE MEDICIÓN CUMPLE CON LO QUE SE NECESITA? . .1 °C > 5 EXACTITUD EQUIPO MEDICIÓN EXACTITUD EQUIPO MEDICIÓN Exactitud Equipo Medición < +/‐ 0.1 °C .
EN RESUMEN: CRITERIO PARA ESCOGER UN PATRÓN 3 < RESOLUCIÓN INSTRUMENTO < 10 RESOLUCIÓN PATRÓN 3 < EXACTITUD DEL INSTRUMENTO < 10 EXACTITUD DEL PATRÓN EXACTITUD DEL PATRÓN 3 < RESOLUCIÓN DEL INSTRUMENTO 10 3 < RESOLUCIÓN DEL INSTRUMENTO < 10 INCERTIDUMBRE DEL PATRÓN .
No se debe medir con la máxima l á i exactitud posible exactitud posible sino con la exactitud necesaria .
EXACTITUD = ERROR ERROR < MEP ( Máximo Error permitido ) ERROR = LECTURA EQUIPO ‐ PATRON C = CORRECCION = ‐ ERROR LECTURA CORRECTA = LECTURA + C .
aunque son conceptos bastante diferentes conceptos bastante diferentes. exactitud y precisión se pueden interpretar como sinónimos.EXACTITUD Y PRECISIÓN (REPETIBILIDAD) Ó asegurar que los equipos de medida son capaces de dar asegurar que los equipos de medida son capaces de dar la exactitud y precisión la exactitud y precisión necesarias • A menudo. Vendedor 1: ofrece el más exacto Vendedor 2 : ofrece el más preciso .
01 mV RESOLUCIÓN: 0 01 mV .02% lectura + 2 dígitos cuando no dice nada es la máxima escala 2 veces la resolución RESOLUCIÓN: 0.CÓMO LEER LA EXACTITUD DE UN CÓMO LEER LA EXACTITUD DE UN INSTRUMENTO EJEMPLO MULTÍMETRO: • RANGO: 0 – 10 mV RANGO: 0 – 10 mV • EXACTITUD: 0.
Calibración y/o verificación ? LA MAYOR CONFUSIÓN DEL SIGLO !!! .
.CALIBRARSE O VERIFICARSE CALIBRARSE O VERIFICARSE • CALIBRAR concierne a la determinación de CALIBRAR concierne a la determinación de los valores de los errores de un instrumento de medida. instrumento de medida • VERIFICAR C fi VERIFICAR : Confirmación mediante ió di EXAMEN y suministro de EVIDENCIA OBJETIVA de que se ha cumplido el fin OBJETIVA d h lid l fi propuesto.
ERRORES • Error absoluto (Desviación absoluta): Diferencia entre un valor leído y el valor Diferencia entre un valor leído y el valor convencionalmente verdadero correspondiente correspondiente • Error relativo (Desviación relativa): Es la relación entre el error absoluto y el relación entre el error absoluto y el convencionalmente verdadero .
Lo importante en ese momento es poder evaluarlos .ERRORES • Error por el instrumento de medición o equipo: No existe en el mundo instrumentos o equipos de medición perfectos. pues todos tienen errores.
ERRORES • Error del operador o por el método de medición. Dicho valor se conoce cuando se ha realizado un proceso de Repetibilidad y Reproducibilidad (R y R) . Para algunos casos en los métodos de medición se ha identificado la desviación que aporta.
se puede ver desde el punto presentarse se puede ver desde el punto de vista de las correcciones que se deben realizar a las medidas después de realizadas realizar a las medidas después de realizadas las mediciones y que mediante la calibración conocemos las desviaciones y la calibración conocemos las desviaciones y la incertidumbre de las mediciones efectuadas.ERRORES • Error por el uso de instrumentos no Error por el uso de instrumentos no calibrados: Aunque este hecho no debe presentarse. efectuadas .
aunque existen diferencias entre los procesos de existen diferencias entre los procesos de calibraciones para las diferentes variables.ERRORES • Error por condiciones ambientales: La idea Error por condiciones ambientales: La idea general es realizar las calibraciones y mediciones en condiciones adecuadas de ambiente. . generalmente se expresa que la temperatura debe ser 21 ºC + 1 ºC y la humedad relativa de 50 % + 10% h d d l i d 50 % 10% para el l caso de laboratorios de calibración.
CONDICIONES AMBIENTALES • PARA EL CASO DE EQUIPOS BIOMÉDICOS: TEMPERATURA 23 C ± 4 C TEMPERATURA 23 °C ± 4 °C HUMEDAD RELATIVA: 20% a 55% .
.ERRORES • Error por observación: Este tipo de error Error por observación: Este tipo de error está generalmente estimado e identificado en cada una de las variables y hace parte en cada una de las variables y hace parte del cálculo de la incertidumbre.
la cual está determinada por la p incertidumbre.ERRORES • Valor verdadero: La verdad absoluta no existe. . pero si la aproximación a esta.
las cuales dependen del poder de observación de las personas y desde el p y punto de ubicación. el cual presenciaron dos personas. nunca conoceremos la verdad absoluta.ERRORES • En la ocurrencia de un evento el cual En la ocurrencia de un evento. pues l d d b l t existe la acumulación versiones. .
Lo que a la larga genera una gran ió L l l incertidumbre sobre la verdad absoluta.ERRORES • Podríamos decir también. que aunque las dos personas tuvieran la misma dos personas tuvieran la misma ubicación. nunca coincidirían en su versión. .
que caracteriza la dispersión de q p los valores que podrían ser razonablemente atribuidos al mensurando. asociado al resultado de una Parámetro asociado al resultado de una medición. • CALIDAD DE LA MEDICIÓN.INCERTIDUMBRE • INCERTIDUMBRE DE MEDICIÓN: Parámetro. • ¿QUÉ TANTO SE DUDA DEL RESULTADO? .
la incertidumbre del patrón o del material de referencia. variaciones en las magnitudes de influencia. los resultados de la calibración del instrumento. características del propio instrumento. como resolución. .. deriva. por ejemplo. la repetibilidad de las lecturas. etc.Fuentes de incertidumbre Fuentes de incertidumbre • Éstas provienen de los diversos factores involucrados en la medición.
INCERTIDUMBRE • EL SISTEMA DE MEDICIÓN LO TENGO QUE EL SISTEMA DE MEDICIÓN LO TENGO QUE SOMETER A REPETICIÓN • ELEMENTOS A TENER EN CUENTA: ELEMENTOS A TENER EN CUENTA: – PERSONA – OBJETO – EQUIPO – CONDICIONES AMBIENTALES – MÉTODO .
SE HABLA DE REPETIBILIDAD • SI SE CAMBIA ALGUNO O VARIOS DE LOS CINCO ELEMENTOS SE LLAMA REPRODUCIBILIDAD .INCERTIDUMBRE • SI SE MANTIENEN LOS CINCO ELEMENTOS MÁS O MENOS CONSTANTES.
INCERTIDUMBRE • LOS LABORATORIOS DE CALIBRACIÓN DEBEN DEMOSTRAR QUE SON REPETIBLES Y REPRODUCIBLES REPETIBLES Y REPRODUCIBLES .
• Se debe demostrar que todos los elementos son q reproducibles • Es conveniente tener un termohigrómetro calibrado • Se debe llevar un registro de ingreso y salida de personal Se debe llevar un registro de ingreso y salida de personal del laboratorio para ver estabilidad termodinámica • Se necesitan por lo menos tres datos del mismo metrólogo o analista metrólogo o analista .INCERTIDUMBRE • La máxima prueba de reproducibilidad se llama intercomparación de laboratorios.
INCERTIDUMBRE • EJEMPLO: Necesitamos calibrar un volumen y lo vamos Necesitamos calibrar un volumen y lo vamos a hacer por masa. con agua destilada a 20 C (se debe usar un termómetro 20°C (se debe usar un termómetro calibrado para el agua) .
05 g • 3ª MEDIDA: 50 03 g 3ª MEDIDA: 50.INCERTIDUMBRE • 1ª MEDIDA: 50.04 g .03 g PROMEDIO x 50. g • 2ª MEDIDA: 50.04 g .
04 50.INCERTIDUMBRE • PRECISIÓN 50.05 X X3 – X : Precisión del tercer dato X : Precisión del tercer dato X2 – X : Precisión del segundo dato X1 – X : Precisión del primer dato .03 50.
INCERTIDUMBRE • L di La dispersión en promedio de todos los ió di d t d l datos: (X3 – X) + (X2 – X) + (X1 – X) n número de datos ú d d t .
INCERTIDUMBRE • Para el ejemplo: Para el ejemplo: X3 – X = ‐0.01 X2 – X = 0.01 X1 – X = 0 Desviación estándar Sn = Σ (Xn – X)2 n Esto sirve cuando hay un número de datos ≥ 30 (población) .01 X 0.
• Cuando el número de datos es ≤ 30 es una Cuando el número de datos es ≤ 30 es una muestra, entonces la desviación estándar es:
Sn‐1 = Σ (Xn‐ X)2 n1 n‐1
Para el ejemplo: Sn‐1 = ± 0,01 (precisión de los datos,
repetibilidad)
• Si se da el coeficiente de variación (por ejemplo las micropipetas) CV= Sn‐1 x 100 = 0,02% x
• ¿Qué incertidumbre genera el proceso? ¿Qué incertidumbre genera el proceso? Deben estar presentes los elementos que generan Deben estar presentes los elementos que generan incertidumbre. PARA INCERTIDUMBRE DE TIPO ESTADÍSTICO TIPO A PARA INCERTIDUMBRE DE TIPO ESTADÍSTICO TIPO A
01 3 .INCERTIDUMBRE • Para el ejemplo UA = ±0.
05 50 05 .INCERTIDUMBRE • INCERTIDUMBRE TIPO B: INCERTIDUMBRE TIPO B: Se calcula por medios estadísticos: En el ejemplo el Máximo error permitido MEP es e 0. ES EL COMPORTAMIENTO SISTEMÁTICO DE LA BALANZA ES 50.03 50 03 50.01 g TODOS LOS VALORES SON IGUALMENTE PROBABLES SE LLAMA DISTRIBUCIÓN RECTANGULAR DE PROBABILIDAD EN EL CASO DE EJEMPLO.01 g En el ejemplo el Máximo error permitido MEP es e= 0.04 50 04 50.
INCERTIDUMBRE • Otro tipo de comportamiento es la distribución normal o gaussiana di ib ió l i INTERVALO DE CONFIANZA NC = 68% .
En la distribución rectangular el 68% de confianza está a √ 3 S 1 confianza está a √ 3 Sn‐1 .5% con 95% de confianza . esta se produce a Confianza esta se produce a 2 veces Sn‐1 El error es del 2.INCERTIDUMBRE • Como se necesita mínimo en 95% de Confianza.
INCERTIDUMBRE • OJO ** TODAS LAS INCERTIDUMBRES SE ESTIMAN AL 68% DE CONFIANZA ** LA INCERTIDUMBRE GENERADA POR EL MÁXIMO ERROR LA INCERTIDUMBRE GENERADA POR EL MÁXIMO ERROR PERMITIDO SIEMPRE TIENE DISTRIBUCIÓN RECTANGULAR: UB1= MEP √ 3 MEP √ 3 TENER UN INSTRUMENTO CALIBRADO GENERA ESTA INCERTIDUMBRE .
• Para el caso del ejemplo:
UB1= ± 0,01 √ 3
• Qué incertidumbre tiene la resolución del instrumento? Qué incertidumbre tiene la resolución del instrumento? • Para el caso del ejemplo, cuando nos dio la lectura 50,04 g, no se tiene certeza sobre el tercer dígito 50 04 g no se tiene certeza sobre el tercer dígito decimal (dígito oculto) • Todo indicador digital aporta a la incertidumbre, una g p , incertidumbre de distribución rectangular, la duda que queda, es la división de escala sobre 2 d/2
• La incertidumbre tipo B aportada por la La incertidumbre tipo B aportada por la resolución del cualquier instrumento digital es U = d/2 √ 3 es UB2= d/2 √ 3 Por lo tanto
UB2=d d √ 12 √ 12
lo que ocupa en la división de escala (máximo 1/10) en la división de escala (máximo 1/10) .INCERTIDUMBRE • Si el instrumento es análogo: Si el instrumento es análogo: a: Apreciación: Ancho del puntero.
INCERTIDUMBRE • E t Entonces. para instrumentos análogos l i t t ál la incertidumbre aportada por la resolución es UB2= d/a √ 3 .
se deben tener en cuenta la incertidumbre que aporta la condiciones i tid b t l di i ambientales.INCERTIDUMBRE • E l En el caso específico del ejemplo. • Si por ejemplo Δt = ± 5°C • ϑH 0= Coeficiente de dilatación térmica de agua • ϑH 0= 4 x 10‐3 / °C • ϑVIDRIO= 2 X 10‐7 / °C = 2 X 10 / C 2 2 . para la ífi d l j l l volumetría.
INCERTIDUMBRE • E t Entonces: UB3 = ϑ * Δt √ 3 H2O H2 0 UB4 = ϑ VIDRIO VIDRIO * Δt √ 3 .
INCERTIDUMBRE • COMBINACIÓN DE INCERTIDUMBRES COMBINACIÓN DE INCERTIDUMBRES INCERTIDUMBRE COMBINADA Uc= √ Σ U2AB .
es la que se tiene un Nivel de confianza (NC) de 95% Uexp= K * Uc = K U .INCERTIDUMBRE • Si UA es muy grande. entonces los analistas o Si U d t l li t metrólogos pueden tener baja competencia • La incertidumbre expandida.
INCERTIDUMBRE • C K 2 ti Con K=2 se tiene NC≈ 95% NC 95% • Para calcular efectivamente K se debe tener en cuenta: Ʋef= Grados efectivos de libertad = Grados efectivos de libertad .
y el valor se obtiene siguiendo las siguientes reglas: g g g Ʋi es n‐1 para evaluaciones tipo A Ʋi es 10100 cuando se aplican distribuciones rectangulares . UB).INCERTIDUMBRE Cómo se calculan los grados efectivos de libertad? Cómo se calculan los grados efectivos de libertad? Ʋef= Uc4 / (Σ (Ui4/Ʋi)) Donde Ʋi es el número efectivo de grados de libertad de cada contribución (UA.
78 2. 2.12 2.23 2.57 2.04 2.13 2. 2.INCERTIDUMBRE Grados de libertad 1 2 3 4 5 6 7 8 9 k (95%) 12.14 2.11 2.36 2.71 4.3 .06 2.16 2.02 2.96 ∞ Factor k de Student en Tipo de prueba del número efectivo de grados de libertad y un Factor k de Student en Tipo de prueba del número efectivo de grados de libertad y un nivel de confianza de 95 %.1 Grados de libertad 19 20 25 30 40 50 100 k (95%) 2.09 2. 3.18 2.984 1.01 1.18 2. .31 2.09 .2 .45 2.26 Grados de libertad 10 11 12 13 14 15 16 17 18 k (95%) 2.
02886 .01443 ± Uexp= ± 0.INCERTIDUMBRE • R Resumiendo: i d Ʋef= Uc4 / (Σ (Ui4/Ʋi)) En el caso del ejemplo: Uc = ± 0.
INCERTIDUMBRE • ¿CÓMO SE EXPRESA LA INCERTIDUMBRE? ¿CÓMO SE EXPRESA LA INCERTIDUMBRE? X ± X ± Uexp .
.04 mL En este ejemplo es no conforme porque la incertidumbre es mayor que la tolerancia.INCERTIDUMBRE • En el ejemplo: En el ejemplo: 50.02886 Si el valor nominal es 50.04 ± 0.0 ± 0.
45 ENTONCES EL RESULTADO ES 30.3 30.CIFRAS SIGNIFICATIVAS CIFRAS SIGNIFICATIVAS • LA SALIDA NO PUEDE SER MEJOR QUE LA PEOR ENTRADA Q 28.5 Si la siguiente cifra es ≥5 se sube.15 + 2. si es ≤ 4 se baja .
CIFRAS SIGNIFICATIVAS CIFRAS SIGNIFICATIVAS • P Para multiplicación l i li ió 28.3 64. 4 CIFRAS SIGNIFICATIVAS EN EL PRIMER FACTOR Y 2 CIFRAS SIGNIFICATIVAS EN EL SEGUNDO FACTOR. CIFRAS SIGNIFICATIVAS ENTONCES EL RESULTADO ES 65 .12 x 2.745 esto es así matemáticamente PERO METROLÓGICAMENTE. EL RESULTADO ES CON 2 .
CIFRAS SIGNIFICATIVAS CIFRAS SIGNIFICATIVAS • TODAS LAS INCERTIDUMBRES SE EXPRESAN CON DOS CIFRAS SIGNIFICATIVAS .
y el fabricante especifica una deriva temporal de ± 0.00 g Corrección: ‐0.95 g .INCERTIDUMBRE • EJERCICIO Vamos a determinar la masa de un anillo de oro n = 12 Promedio = 19.08 T: 20°C En este momento ha pasado 5 meses desde la calibración.02 g/mes En el momento de la medición la temperatura varía entre 24 C a 26 C En el momento de la medición la temperatura varía entre 24°C a 26°C La deriva térmica de la balanza es de + 0.15 g Incertidumbre: 0. .025 g/°C Determinar la masa y la incertidumbre del anillo.025 Certificado de calibración de la balanza: Masa patrón: 20. g Sn‐1 = 0.
15 g = 19.8 g – 0.01/3.95 g – 0.08/2 = ± 0. quedando al 68% de NC UB2= d/√12 = 0.14464 RESULTADO: 19.68 ± 0.025/3.025 g/°C * 1 °C / √3 = ± 0.0028 UB3= ϑ * Δt / √ 3 = 0.464 = ± 0 0072 0 025/3 464 0.125 g Deriva para tiempo ± 0.1 g Promedio corregido: 19.14464 g con 95% NC .04 por cert.0144 * Δt / / * / UB4= 0.464 = ± 0.02 g/mes * 5 meses/ √ 3 = ± 0.INCERTIDUMBRE • • • • • • • • • • • • Temperatura en la medición 25°C ± 1°C Deriva para temperatura + 0.0072 UB1= ± 0.125 g UA= Sn‐1/√ S /√ n = 0.057 8 Ʋef = ƲA (Uc/UA)4 = 105 entonces k=2 Uexp = ± 0 14464 U ± 0.
095 Uexp=0. i d di Supongamos para este ejemplo que no tienen correlación ρ=m/v Uρ/ρ= Um/m + Uv/v Si m=20 g Um= ±0.19 0.2 g/ m3 .7 k = 2 NC = 95% m/v= 2 g/ m3 Uρ /ρ=0.48 Uρ =0.0 ± 0.5 k = 2 NC = 95% V=10 m3 Uv= ±0.INCERTIDUMBRE PARA MEDICIONES INDIRECTAS • Ej Ejemplo para densidad ρ l d id d ρ= m/v Se debe tener en cuenta si las magnitudes parciales son estadísticamente independientes o no.2 g p ρ ρ ρ RESULTADO ρ= 2.
CÓMO EFECTUAR LAS MEDICIONES PARA CÓMO EFECTUAR LAS MEDICIONES PARA REALIZAR UNA CALIBRACIÓN? • Siempre se debe dejar ambientar el instrumento a medir entre 30 minutos y dos horas dependiendo de la afectación de las medidas por parte de las condiciones p p ambientales • Para calibración de instrumentos • Ejemplo multímetro Ejemplo multímetro – Rango 30 VDC – División de escala 1V – Escala lineal l li l .
se deja midiendo por espacio de 15 minutos para luego realizar las lecturas en forma descendente. forma descendente • Se debe repetir dos veces cada medición y consignarlas en una hoja de medición . 60%. 80% y 100% del rango.CÓMO EFECTUAR LAS MEDICIONES PARA CÓMO EFECTUAR LAS MEDICIONES PARA REALIZAR UNA CALIBRACIÓN? • C fi Configurar las respectivas salidas de Voltaje DC del l i lid d V l j DC d l instrumento patrón en forma ascendente de tal forma que las medidas del instrumento análogo sean del 20%. 40% 60% 80% y 100% del rango • Al llegar a escala plena (100%). 40%.
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