Mediciones conceptos básicos 2016

Mediciones: Conceptos Básicos 1

Mediciones

Conceptos Básicos

Ing. Jorge A. Osinski


Temario

• Influencia de las Mediciones sobre la Capacidad de Procesos

• Proceso de medición• Definiciones básicas• Componentes de los errores de medición• Relación Precisión / Tolerancia (P/T)


Capacidad de Procesos y Sistema de Medición

El error de medición:– Aparece donde se hacen mediciones– Contribuye a la variación en el proceso– Influye en forma adversa sobre la capacidad del proceso

Ambiente

Materiales

Personas

Maquinaria

Sist. De Medición

Métodos

Capacidad de Proceso


Proceso de Medición


Componentes del Proceso de Medición

• Personas– Diferencias de Percepción– Diferencias de Interpretación

• Método– Cambio de método hace variar los resultados– Debe estar documentado

• Equipo– Selección / Diseño adecuado para la tarea– Estable / Confiable– Suele ser considerado (equivocadamente) como única fuente de error

• Ambiente– Ambiente físico– Ambiente laboral / gerencial

• Referencia– Misma referencia para todos los equipos


Evaluación de errores del Proceso de Medición

• Requiere:– Tratar causas especiales de variación

• Identificar• Eliminar (dentro de lo posible)

– Proceso de medición estable (bajo control estadístico)

Nota: los errores cometidos por los operadores son causas especiales de variación.


Términos usados en MetrologíaConsultar: JCGM 200:2012 “Vocabulario Internacional de Metrología Conceptos fundamentales y generales, y términos asociados (VIM)”

• Valor Verdadero– Valor “teóricamente correcto” de la magnitud que se esta

midiendo.– Salvo excepciones, no es conocido.– Se estima a través del proceso de medición.

• Error Absoluto– e = Valor Verdadero – Valor Indicado (medido)

• Incertidumbre de medida– Parámetro no negativo que caracteriza la dispersión de los

valores atribuidos a un mensurando, a partir de la información que se utiliza (VIM 2012)


Términos usados en Metrología

• Calibración– Acto de aplicar un valor conocido de entrada a un sistema de medición

con el propósito de observar la salida del mismo.– 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 (VIM 2012)

– NOTA 1 Una calibración puede expresarse mediante una declaración, una función de calibración, un diagrama de calibración, una curva de calibración o una tabla de calibración. En algunos casos,puede consistir en una corrección aditiva o multiplicativa de la indicación con su incertidumbre correspondiente.

– NOTA 2 Conviene no confundir la calibración con el ajuste de un sistema de medida, a menudo llamado incorrectamente “autocalibración”, ni con una verificación de la calibración.

– NOTA 3 Frecuentemente se interpreta que únicamente la primera etapa de esta definición corresponde a la calibración.


• Sensibilidad

Cociente entre la variación de una indicación de un sistema de medida y la variación correspondientedel valor de la magnitud medida (VIM 2012).


• Discriminación– Máxima variación del valor de la magnitud

medida que no causa variación detectable de la indicación correspondiente (VIM 2012)

• Uniformidad– Diferencia en la representación de la

variación de una magnitud a lo largo del rango de medición de un instrumento.


E

rror

es T

ípic

os d

e In

trum

ento

s de

M

edic

ión


• Precisión – Definiciones:

• Cualidad de un dispositivo de medición de proveer valores repetitivos al medir una misma característica de un mismo producto.

• Grado en que concuerdan las medidas tomadas sobre un mismo producto.

• Proximidad entre las indicaciones o los valores medidos obtenidos en mediciones repetidas de un mismo objeto, o de objetos similares, bajo condiciones especificadas (VIM 2012)

– Se determina en condiciones ambientales pre-establecidas y uniformes.

– Habitualmente se aproxima a través de la distribución normal. Se suele expresar a través de σE

– Principales contribuyentes:• Variación de Repetitividad• Variación de Reproducibilidad


• Variación de Repetitividad– Variabilidad entre varias

mediciones:• Realizadas sobre un mismo

producto• Con un mismo instrumento• Por el mismo operador• En un período de tiempo corto

Inexactitud

Valor Verdadero


• Variación de Reproducibilidad– Variabilidad entre varias

mediciones:• Realizadas por distintos operadores• O con distintos instrumentos• O con distintos métodos

– “Rango de los promedios de las mediciones realizadas por distintos operadores”

Condición de Reproducibilidadcondición de medición, dentro de un conjunto de condiciones que incluye diferentes lugares,operadores, sistemas de medida y mediciones repetidas de los mismos objetos u objetos similares (VIM 2012).


• Con respecto a la Precisión:– La Varianza del proceso de medición es la suma de

las Varianzas por Repetitividad y Reproducibilidad, y su Desviación Standard es:


Exactitud (Accuracy)

– Grado en que la media de un conjunto de mediciones repetitivas realizadas sobre una misma unidad o producto difiere del valor verdadero de la dimensión medida.

– Proximidad entre un valor medido y un valor verdadero de un mensurando (VIM 2012)

Exacto pero no Preciso

Preciso pero no Exacto

Exacto y Preciso

Grupo estrecho lejos del blanco

Grupo disperso sobre el blanco

Grupo estrecho sobre el blanco


• Sesgo (Bias)– Diferencia entre el valor

medio de las mediciones y un valor de referencia. Cuanto mayor, más inexacta es la medición.

• El valor de referencia puede obtenerse como el promedio de varias mediciones realizadas por instrumentos de clase más elevada.

Valor de Referencia

Promedio de valores

observados


• Estabilidad (Stability)– Es la variación total

entre las medidas realizadas sobre una misma parte o partes en distintos momentos en el tiempo.

– “Consistencia” del proceso de medición a lo largo del tiempo.


LinealidadDiferencias en exactitud

a lo largo del rango del instrumento.

Variación del sesgo con el valor medido.

Sesgo Pequeño Sesgo

Mayor


Error de Medición: componentes

– Precisión (variabilidad entre medidas)• Error de Repetitividad (σRPT)• Error de Reproducibilidad (σRPD)

– Exactitud (diferencia entre la media de las mediciones y el valor de referencia)

• Error constante: afecta a todas las mediciones en un mismo valor Calibración

• Error variable: cambia de magnitud en el rango de medición Construcción del equipo


• Capacidad del sistema de medición– Determinada por la variabilidad de los valores

de las medidas que produce (σE).– La distribución de los errores de medición no

debe ocupar una parte significativa de la ventana de la tolerancia (P/T adecuada).


Relación P/T– Es la relación entre el estimado de la

precisión (6σE) y la tolerancia especificada para la dimensión medida.

• P/T = 6σE / (LST – LIT)

– Valores recomendados:• Corto Plazo: P/T < 0,1• Largo Plazo: P/T < 0,25

LST: Limite Superior de ToleranciaLIT: Límite Inferior de Tolerancia


Relación P/T: Consideraciones

– Los errores de medición son independientes.– Los errores de medición siguen una

distribución normal.– Los errores de medición son independientes

del valor de la medición.– Para distribuciones normales con

especificaciones bilaterales la tolerancia se puede calcular como:


• Relaciones entre:– Proceso– Tolerancia– Sistema de medición

Mediciones conceptos básicos 2016

Engineering

Transcript of Mediciones conceptos básicos 2016