ERRORES EN LAS MEDICIONES Y FUENTES DE ERROR

Republica Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la Educación

Facultad de IngenieríaSede Cabudare

Alumno: José David TorrealbaCI:23.813.417

IntroducciónLa importancia de las mediciones crece permanentemente en todos los campos de la ciencia y la técnica.Para profundizar más sobre lo que son las mediciones primero es necesario saber y conocer que es medir por tanto no haremos la siguiente pregunta:¿Qué es medir?, Medir es el acto que se realiza para obtener de las dimensiones de un objeto respetando un patrón de medida específico.

Fuentes de ErrorEl arte de las mediciones consiste en la reducción de

los errores hasta límites permisibles adecuados al propósito. A los efectos de conocer la exactitud de los instrumentos se mantienen patrones estándar para muchas magnitudes.Medir es determinar numéricamente una magnitud comparándola con otra de su misma especie y de valor constante. a estas magnitudes se las conoce como unidades y su materialización son los patrones de medida. El valor verdadero de una cierta magnitud que se mide es siempre imposible de determinar por las limitaciones tanto del operador como de los instrumentos de medida. Toda medida va afectada de un error, también imposible de determinar, pero cuyo valor podemos acotar dentro de unos márgenes adecuados.

La influencia en las Fuentes de Error en mediciones Eléctricas se debe en particular a dos fuentes de error Importantes, las de carga y las de Ruido.Los errores de carga son errores sistemáticos producidos por la inserción del instrumento de medida en la posición en la que se ha de realizar la medida. El efecto de la carga no se limita a circuitos eléctricos, si no a muchos instrumentos cuando se van a utilizar para realizar medidas. Asi por ejemplo, poniendo un termómetro frio en un liquido caliente para medir su temperatura, cambiara la temperatura del liquido. Ruido es el termino utilizado para las señales no deseadas que son recogidas por un instrumento y dan como resultado errores aleatorios.

FUENTES DE VARIACIÓN EN LAS MEDICIONES

Cuando tenemos un conjunto de mediciones las variaciones se deben frecuentemente a dos motivos:

1.      A la variación del fenómeno en sí. El fenómeno varia en relación a los demás fenómenos y en relación a si mismo: “entre” e “intra”, son las variaciones biológicas.

2.      Al error producido en la medición del fenómeno: el error es debido al observador, al instrumento utilizado o a la situación donde se efectúa la medición.

Causas de errores de MediciónAunque es imposible conocer todas las causas del error es conveniente conocer todas las causas importantes y tener una idea que permita evaluar los errores mas frecuentes. las principales causas que producen errores se pueden clasificar en:

Error debido al instrumento de medida.Error debido al operador.Error debido a los factores ambientales.Error debido a las tolerancias geométricas de

la propia pieza.

Características de un instrumentoLas características importantes de un instrumento de medida son: precisión, exactitud, apreciación y la sensibilidad según las siguientes definiciones:

Precisión: es la capacidad de un instrumento de dar el mismo resultado en mediciones diferentes realizadas en las mismas condiciones.

Exactitud: es la capacidad de un instrumento de medir un valor cercano al valor de la magnitud real.

Apreciación: es la medida más pequeña que es perceptible en un instrumento de medida.

Sensibilidad: es la relación de desplazamiento entre el indicador de la medida y la medida real.

Que son Errores de Medición?El Error de Medición es como la diferencia entre el 

valor medido y el valor verdadero. Afectan a cualquier instrumento de medición y pueden deberse a distintas causas. Las que se pueden de alguna manera prever, calcular, eliminar mediante calibraciones y compensaciones, se denominan determinísticos o sistemáticos y se relacionan con la exactitud de las mediciones. Se pueden utilizar varias técnicas para minimizar el efecto de los errores, como por ejemplo al hacer mediciones de precisión, es recomendable hacer una serie de mediciones, en vez de confiar de una sola observación.

 Los Errores cometidos en una medición admiten una clasificación en tres grandes vertientes: errores aleatorios ,errores sistemáticos y de Apreciación.

Error aleatorio:Para conocer este tipo de errores primero debemos de realizar un muestreo de medidas. Con los datos de las sucesivas medidas podemos calcular su media y la desviación típica muestral. De los tipos de errores es el único que se puede reducir a niveles despreciables aplicando criterios estadísticos, después de repetir la medición un número suficiente de veces.

Error sistemático. Permanecen constantes en valor absoluto y en el signo al medir, una magnitud en las mismas condiciones, y se conocen las leyes que lo causan. Este error se origina esencialmente por una deficiente calibración del instrumento en relación al patrón.

Error de apreciación: Mientras mayor apreciación tenga un instrumento (es decir, mientras más pequeña sea la menor división de su escala), menor será el error de apreciación. Este error es invariable y propio del instrumento, y no puede ser eliminado o reducido en forma alguna.

Medida del errorEn una serie de lecturas sobre una misma dimensión constante:La precisión y la exactitud no son términos intercambiables entre sí y los métodos estadísticos dan específicamente una medida de la precisión y no de la exactitud.

Calculo de tipos de ErroresAl hacer una medición obtenemos un valor

representativo o valor más probable (x). A este resultado se le asocia un valor o índice complementario que indica la calidad de la medida o su grado de precisión. Los errores o imprecisiones en los resultados se expresan matemáticamente bajo dos formas que se denominan:

Error absoluto Error relativo

Error absoluto . Es la diferencia entre el valor de la medida y el valor tomado como exacto. Puede ser positivo o negativo, según si la medida es superior al valor real o inferior (la resta sale positiva o negativa). Tiene unidades, las mismas que las de la medida. Por ejemplo, el dato real son 100 y el previsto o calculado 95. El error absoluto son 5. 

Ea = Valor verdadero – Valor medido

Error relativo. Es el cociente (la división) entre el error absoluto y el valor exacto. Si se multiplica por 100 se obtiene el tanto por ciento (%) de error. Al igual que el error absoluto puede ser positivo o negativo (según lo sea el error absoluto) porque puede ser por exceso o por defecto. no tiene unidades. Utilizando el ejemplo del Error Absoluto en ese caso, 5 / 100 = 0,05 (5%). Si el error absoluto fuera 5 pero el dato observado o real 50, el error relativo serían 5 / 50 = 1/ 10 (10%).

Ea = (Valor verdadero – Valor medido) /Valor verdadero

Error porcentual : Es el error relativo expresado en porcentaje, en tanto por ciento. En nuestro caso, 5%. O 10%.

El tipo de error más utilizado es el absoluto dado que muchos de los coeficientes utilizados para el cálculo de la confiabilidad tienen como valor máximo 1 lo cual significa que si el coeficiente de correlación es de 0,80 el error de medición es de: E=1 – 0,80=0,20