Metrologia Basica
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ASESORES S.A.S
1
METROLOGABASICA
Que es la metrologaEs la ciencia de las mediciones y sus aplicaciones.
Nota: la metrologa incluye todos los aspectos tericos y practico de las mediciones, cualesquiera que sean sus incertidumbres de medicin y su campo de aplicacin
reas de la metrologa
Conjunto de operaciones cuyo objeto es determinar un valor de una magnitud.
MEDICIN
MEDICIN
16MEDICIN
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8MAGNITUDEs la propiedad de un fenmeno, cuerpo o sustancia, que puede expresarse cuantitativamente mediante un numero y una referencia
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MAGNITUD
Secuencia lgica de operaciones, descritas en forma genrica, que se utilizan al efectuar mediciones.
Mtodo de sustitucinMtodo DiferencialMtodo NuloMtodo de Comparacin
10METODO DE MEDICIN
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Medicin directaEn este mtodo se obtiene un valor en unidades del mensurando, mediante un instrumento, cadena o sistema de medicin, digital o analgico, en forma de: indicador, registrador, totalizador integrador.
El sensor del instrumento es colocado directamente en contacto con el fenmeno que se mide.
Medicin indirectaEn este mtodo se obtiene el valor del mensurando mediante:
transformacin, conversin o clculo de: Indicaciones, seales de medicin, magnitudes de influencia o mediciones de las variables de entrada (independientes).
Medicin por sustitucinEste mtodo utiliza un equipo auxiliar, llamado comparador o de transferencia, con el que se mide inicialmente al mensurando y luego un valor de referencia. Este mtodo tambin es conocido como mtodo de medicin por transferencia.
Medicin diferencialLa medicin es la diferencia entre un valor conocido (referencia) y un valor desconocido. Este mtodo es ms exacto y proporciona mejor resolucin que el obtenido en la medicin directa.
Magnitud que no es la magnitud por medir, pero que incide en el resultado de la medicin15MAGNITUD DE INFLUENCIA
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Magnitud particular sujeta a medicinLa presin de vapor de una muestra de agua a 20C16MAGNITUD A MEDIR
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Valor atribuido a una magnitud, obtenido mediante medicin17RESULTADO DE UNA MEDICIN
Cuando se da un resultado, se debe aclarar si se refiere a:La indicacinel resultado no corregidoel resultado corregidoy si se han promediado varios valores17
Resultado no corregidoEl resultado de una medicin antes de la correccin por error sistemtico
Resultado corregidoCercana de una medicin despus de la correccin por error sistemtico18
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Indicacin de un instrumento de medicinValor de una magnitud suministrado por un instrumento de medicin
El valor que se lee en el dispositivo de medicin se puede llamar indicacin directa; sta se multiplica por la constante del instrumento para obtener la indicacinLa indicacin puede ser la magnitud por medir, una seal de medida, u otra magnitud utilizada al calcular el valor de la magnitud por medirPara una medida materializada, la indicacin es el valor que se le asigne
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Exactitud de medicinCercana del acuerdo el resultado de una medicin y un valor verdadero de la magnitud por medir.
Este concepto es cualitativoNo se debe usar el trmino precisin en vez de exactitud20
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Repetibilidad de los resultados de las medicionesCercana entre los resultados de mediciones sucesivas de la misma magnitud por medir, efectuadas en las mismas condiciones de medicin
Mismo procedimiento de medicinMismo observadorMismo instrumentoMismo lugarRepeticin en un periodo corto de tiempo21
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Reproducibilidad de los resultados de las medicionesCercana entre los resultados de la misma magnitud por medir, efectuadas bajo condiciones de medicin diferentesEs necesario especificar las condiciones que cambian, que podran ser:
Principio de medicinEl mtodo de medicinEl observadorEl instrumento de medicinEl patrn de referenciaEl lugarLas condiciones de usoEl tiempo
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Resultados de Medicin23
No preciso, no exactoPreciso, pero no exacto
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Resultados de Medicin24
Exacto, pero no precisoPreciso y exacto
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II. Resultados de MedicinError de medicinResultado de una medicin menos un valor verdadero de la magnitud por medir
Puesto que no se puede determinar un valor verdadero, en la prctica se utiliza un valor convencionalmente verdaderoCuando se necesita distinguir entre error y error relativo, el primero a veces se denomina error absoluto de medicin. Este no se debe confundir con el valor absoluto de error, que es el mdulo del error
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25
Resultados de Medicin26Tolerancia La tolerancia es un parmetro que no est asociado a la medida, sino que est dado por uno o ms de los siguientes aspectos:
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Resultados de MedicinDesviacinValor menos su valor de referencia
Error RelativoError de medicin dividido por un valor verdadero de la magnitudpor medir
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Resultados de MedicinError aleatorioResultado de una medicin menos la media que resultara a partir de un nmero infinito de mediciones de la misma magnitud por medir, efectuadas en condiciones de repetibilidad.
El error aleatorio es igual al error menos el error sistemticoDado que nicamente es posible efectuar un nmero finito de mediciones, solo se puede determinar una estimacin del error aleatorio
Presumiblemente se presenta por variaciones impredecibles, temporales y espaciales, de las magnitudes de influencia. Dan origen a las variaciones en la repetibilidad del instrumento.28
Resultados de MedicinError sistemticoMedia que resultara de un nmero infinito de mediciones de la misma magnitud por medir, efectuadas en condiciones de repetibilidad menos un valor verdadero de la magnitud por medir.
El error sistemtico es igual al error menos el error aleatorioAl igual que el valor verdadero, no es posible conocer completamente el error sistemtico y sus causas
Se presenta como consecuencia de un efecto reconocido de una magnitud de influencia.Igual que el error aleatorio no pueden ser eliminados, pero si puede ser cuantificado.Puede ser reducido mediante una correccin o un factor de correccin
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Resultados de MedicinCorreccinValor agregado algebraicamente al resultado no corregido de una medicin para compensar un error sistemtico (valor verdadero menos el error medido).
La correccin es igual al negativo dela desviacin 30
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II. Resultados de MedicinFactor de CorreccinFactor numrico por el cual se multiplica el resultado no corregido de una medicin, para compensar el error sistemtico.
Puesto que no se puede conocer perfectamente el error sistemtico, la compensacin no puede ser completa
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III. Instrumentos de MedicinDivisin de escala
Parte de una escala entre dos trazos sucesivosCada trazo se llama marca de escala
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III. Instrumentos de MedicinCalibracinConjunto de operaciones que establecen la relacin entre la indicacin de un instrumento de medicin y los valores correspondientes de la magnitud realizados por los patrones33
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Instrumentos de MedicinAjusteOperacin destinada a llevar un aparato de medicin a un adecuado para su uso.34
El ajuste puede ser automtico, semiautomtico o manual34
ASEGURAMIENTO METROLGICO
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ASEGURAMIENTO METROLGICOUn sistema de aseguramiento metrolgico busca dar confianza a todas las acciones comprendidas dentro del laboratorio para cumplir con los parmetros metrolgico estipulados en las normas nacionales e internacionales
DEFINICIONES
DEFINICIONES
DEFINICIONES
RESOLUCIN
Es la menor diferencia entre las indicaciones de un dispositivo indicador, que se pueda distinguir en forma significativa.
ESTABILIDADLa aptitud de un instrumento de medicin para mantener sus caractersticas Metrolgicas a lo largo del tiempo.
DERIVA Cambio lento de una caracterstica metrolgica de un instrumento de medicin.
EXACTITUD DE UN INSTRUMENTO DE MEDICIN
La capacidad de un instrumento de medicin para dar respuestas cercanas al valor verdadero.
La clase de exactitud muestra que el instrumento cumple con ciertos requisitos Metrolgicos, previstos para mantener los errores dentro de los limites especificados
PATRN DE MEDICINMedida materializada, instrumento de medicin, material de referencia o sistema de medicin destinado a definir, realizar, conservar o reproducir una unidad o uno o ms valore de una magnitud que sirva como referencia
PATRN DE MEDICIN
PATRN DE MEDICIN
TRAZABILIDAD
CALIBRACIN
Conjunto de operaciones que establecen, bajo condiciones especficas, la relacin entre los valores de la magnitudes que indique un instrumento de medicin o un sistema de medicin, o valores representados por una medida materializada o por un material de referencia, y los valores correspondientes determinados por medio de patrones
CONSERVACIN DE UN PATRN DE MEDICIN
CAPACIDAD PTIMA DE MEDIDA
La incertidumbre de medicin ms pequea que un laboratorio puede lograr dentro del alcance de su acreditacin, cuando realiza calibraciones rutinarias de instrumentos de medicin casi ideales diseado para la medicin de la magnitud
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ASEGURAMIENTO DE LA MEDICIN INCERTIDUMBRE
PRINCIPIO DE ASEGURAMIENTO METROLGICO
Considerar el proceso de medicin total antes de desarrollar o cambiar un sistema de control metrolgico
El anlisis del proceso total permite enfocar la atencin y los recursos en aquellos elementos que requieren mayor control
Tambin permite la seleccin de los mtodos que ofrezcan el mayor beneficio para el esfuerzo de control invertido
Brindar flexibilidad, en los requisitos legales que permita a los funcionarios ser selectivos en la aplicacin de los controles.
CONFIRMACIN METROLGICAEL EQUIPO DE MEDICIN SE DEBE UTILIZAR DE TAL MANERA QUE LA INCERTIDUMBRE DE MEDICIN SEA CONOCIDA Y CONSISTENTE CON LA CAPACIDAD DE MEDICIN REQUERIDA
CONFIRMACIN METROLGICA
Validez de una medicin
Una medicin es valida cuando la incertidumbre que se tiene del resultado, um, en la condiciones normalizadas de medida es menor o igual que la incertidumbre requerida uR. um u R
La evaluacin de la conformidad, se puede establecer que una medicin es lo suficientemente exacta para asegurar que una especificacin se cumple cuando el intervalo dado de la medida mas su incertidumbre expandida esta dentro de sus limites de especificacin
e + U EMP
CONFIRMACIN METROLGICA
Evaluacin de las caractersticas del equipo Mediante la utilizacin de la siguiente frmula, se estima el intervalo de calibracin del equipo: =++(1)
Cada uno de los parmetros est definido como:
a) Estabilidad (E)
Equipos estables (E = 1). Aquellos que pueden presentar variaciones poco significativas en sus errores con el paso del tiempo
Equipos inestables (E = 2). Aquellos que pueden presentar variaciones significativas en sus errores con el paso del tiempo
ESTIMACIN DE PERIODICIDAD DE CALIBRACIN
b) Deterioro previsto del equipo (D) = IU / S
Donde: IU: Intensidad de uso del equipo Intensidad de uso baja (IU = 1). Cuando se utiliza de manera espordica.
Intensidad de uso alta (IU = 2). Cuando se utiliza de manera frecuente.
S: Sensibilidad al uso Sensibilidad al uso alta (S = 1). Sus caractersticas cambian de acuerdo al nmero de veces que se utilice.
Sensibilidad al uso baja (S = 2). Sus caractersticas son poco sensibles al nmero de veces que se utilice.
NOTA: Para el caso particular en que==0,5 el valor de D debe aproximarse a cero (0).
c) Movilidad (M)
Equipos fijos (M = 1). Utilizados en un solo lugar Equipos mviles (M = 2). Utilizados en diferentes lugares Una vez evaluados cada uno de los factores, se
calcula el valor de ST y con base en la siguiente tabla se obtiene el tiempo en meses del intervalo de calibracin que se debe asignar al equipo:
Carta de control (NTC 3529)
Ep (%)
I (A)
-2%
+2%
Ib
Imax
10%Ib