Errores en la Medición

 

                   

Al medir se cometen diversos tipos de errores que modifican el valor real de la medición. Esto nos puede llevar a un diagnóstico o cálculo erróneo

Las fuentes y tipos de errores son variados, entre lo mas comunes se pueden citar:

 Errores de lo instrumentos o aparatos de medida: Son consecuencia de las imperfecciones de construcción, acabado y ajuste de los mismos. Se llama ajuste a la operación de regular o calibrar un aparato de medida. 

Errores de influencia: Son consecuencia de la acción del medio ambiente sobre el aparato. Por ejemplo la temperatura o la presencia de campos eléctricos o magnéticos.

 Errores de conexión: Son consecuencia del procedimiento de medida. 

Errores personales: son consecuencia de la observación, lectura y valoración defectuosa de la indicación. 

Errores Sistemáticos: Normalmente son debidos a imperfecciones apreciables de los útiles, aparatos conexiones y ambiente de la medida, dando como consecuencia un resultado incorrecto. En cada caso, tienen una magnitud y signo determinado, pudiendo compensarse mediante correcciones. 

Errores Accidentales: Aparecen por modificaciones no apreciables directamente de los aparatos y magnitudes de medida del medio ambiente y por lectura y observaciones defectuosas. Se distribuyen estadísticamente en ambos lados del valor probable pudiéndose calcular y compensar por cálculos estadísticos adecuados. 

Formas de expresar el error:

 a- Error Absoluto: Se define como la diferencia entre el valor leído y el valor exacto (que se supone conocido). 

                                              εa (Error absoluto ) = Xl - Xv 

donde: Xl es el valor leído y Xv es el valor verdadero 

b- Error Relativo: Es el error absoluto dividido por el valor verdadero. Da una idea de la incidencia o “ peso relativo” del error respecto a la magnitud de lo que se mide. Así un error de 1 V respecto a 1000 V es muy pequeño, mientras que el mismo error de 1V respecto a 10 V es inaceptable.

                                    εr (Error Relativo) = εa / Xv = ( Xl – Xv ) / Xv 

c- Error Porcentual: Es el error relativo referido a 100.

                                 ε% = ε r / 100 = ( εa / Xv) * 100 =[ ( Xl – Xv ) / Xv] * 100 

Análisis Estadístico 

Midiendo varias veces la misma magnitud con igual o distinto procedimiento y como consecuencia de los errores accidentales se obtienen diversos resultados para la medición. La valoración de estos resultados aplicando técnicas estadísticas permite obtener el valor verdadero y la inseguridad en la medida. 

Valor Medio (Media aritmética). Si un observador repite la misma medida con los mismos medios y en idénticas condiciones, todos los valores tienden el mismo peso estadístico. El valor medio x se calcula para los n valores de x1 hasta xn según la fórmula: 

                                                           

Errores en instrumentos analógicos

 Clase de un instrumento: 

Se expresa como el error porcentual máximo que produce ese instrumento respecto al valor máximo (fondo de escala) que puede indicar. 

Ejemplo: Voltímetro clase 0,5                 Alcance 0 – 150 V 

ε% = + 0,5 (respecto a 150 V) 

De ε% r = (εa / Xmax) * 100 , se tiene que el error absoluto cometido es

                                             εa = (ε% r . Xmax) / 100 = + 0,75 V

 De modo que este instrumento indica con un error absoluto de 0,75 V . Esta indicación puede ser mayor o menor que el valor verdadero por lo cual el error puede ser por exceso o defecto, es decir: 

εa = +/- 0,75 V 

Este error absoluto de la medición representa con su doble signo un intervalo dentro del cual se ubica el valor verdadero      

El error absoluto depende fundamentalmente del rozamiento y la temperatura, por lo tanto, no depende de la posición angular de la aguja, es decir tiene el mismo valor para cualquier lectura que se realice con un instrumento determinado. Como el Error Absoluto es uniforme a todo lo largo de la escala, es decir, en todo el alcance de un instrumento si se lo desea expresar en forma porcentual resulta: 

- mínimo para una lectura ubicada a “fondo de escala”

- tiende a infinito para lecturas próximas a cero

La Clase de los instrumentos esta normalizada y toma los siguientes valores:

·         Instrumentos de medida de precisión (de uso en laboratorios): Clases 0,1; 0,2; 0,5.

Instrumentos de medida de uso industrial: Clases 1; 1,5; 2,5; 5.

Errores en instrumentos Digitales

En multímetros digitales, la precisión se expresa por dos términos. Uno de ellos es la cantidad de dígitos fijos de error y el otro término puede expresarse de dos formas:

        a) Porcentaje de error , mas/menos los  dígitos menos significativos de la resolución dada

Por ejemplo, supongamos que las especificaciones del instrumento son las siguientes:

Por ejemplo, en un multímetro de 3 dígitos y medio, en la escala de 200 mV, a fondo de escala tenemos una lectura de 199,9 mV. El último dígito puede resolver 0,1 mV, o sea, 100mV (Resolución).

El error es de 0,1 % y de un 1 dígito, en consecuencia, para una lectura de 124,5 mV, por el error de un 1 dígito, el error es de 0,1 mV; y por el error porcentual, el error es de 0,1% de 124,5 = 0,1245 mV. En consecuencia el valor real será:

(124,5 - 0,12 - 0,1) (124,5 + 0,12 + 0,1)

124,28 mV £ valor real £ 124,72 mV

     b) Error expresado en dígitos: = + x dígitos

Por ejemplo, si el error es de + 2 dígitos en la escala de milivolts, y tenemos una lectura de

1.499 volts, esto significa que el error es de + 2 milivoltios y la lectura real puede ser 1501 a 1597 mvolts. Este tipo de indicación de error es fijo, o sea independientemente del valor leído.

El error es siempre de igual cantidad de dígitos por arriba o por abajo del valor indicado.