Exactitud Y Precision

INTRODUCCIÒN.

Los instrumentos de medición hacen posible la observación de los fenómenos físicos y su cuantificación. Ahora bien, estos instrumentos no son sistemas ideales sino reales, y por lo tanto tienen una serie de limitaciones que debemos tomar en cuenta para poder juzgar si afectan de alguna manera las medidas que estamos realizando, y poder determinar así mismo la veracidad de las anteriores. Un instrumento de medición es un aparato que se usa para comparar magnitudes físicas mediante un proceso de medición. Como unidades de medida se utilizan objetos y sucesos previamente establecidos como estándares o patrones y de la medición resulta un número que es la relación entre el objeto de estudio y la unidad de referencia. Los instrumentos de medición son el medio por el que se hace esta lógica conversión.

CARACTERISTICAS DE INSTRUMENTOS DE MEDICIÒN.

Los instrumentos de medición hacen posible la observación de los fenómenos eléctricos y su cuantificación. Ahora bien, estos instrumentos no son sistemas ideales sino reales, y por lo tanto tienen una serie de limitaciones que debemos tomar en cuenta para poder juzgar si afectan de alguna manera las medidas que estamos realizando, y poder determinar así mismo la veracidad de las anteriores. Las características que definen el comportamiento de los instrumentos son las siguientes:

-Exactitud y precisión

-Error

-Corrección

-Resolución

-Sensibilidad

-Gama y escala

-Banda de frecuencia

-Linealidad

-Eficiencia

-Respuesta estática y dinámica

-Error dinámico

-Tiempo de respuesta

-Tiempo nulo

-Sobre alcance .

EXACTITUD Y PRECISION.

En primer lugar vamos a analizar la diferencia entre los términos precisión y exactitud . En general estas dos palabras son sinónimos, pero en el campo de las mediciones indican dos conceptos completamente diferentes. Se dice que el valor de un parámetro es muy preciso cuando está muy bien definido. Por otra parte, se dice que dicho valor es muy exacto cuando se aproxima mucho al verdadero valor.

Veamos este ejemplo:

En el reloj de pulsera de la Fig. 1, solo están marcadas las posiciones de las 12, las 3, las 6 y las 9.

Fig. 1.- Reloj de pulsera

Como podemos observar, este reloj aunque funcione correctamente y por lo tanto indique en cada momento la hora exacta , no tiene precisión , ya que resulta difícil leer los minutos, e imposible determinar los segundos. Supongamos ahora que tenemos un reloj digital muy preciso , como el de la Fig. 2, que en un momento dado indica las 12 horas, 15 minutos, 30 segundos, 3 décimas, 4 centésimas.

Fig. 2.- Reloj Digital

Ahora bien, si en realidad son las doce y media, este reloj no nos sirve de nada, porque aunque es muy preciso no tiene ninguna exactitud. Una vez aclarados estos conceptos vamos a analizar otros tres que están relacionados con ellos.

2.2. ERROR.

La exactitud la medimos en función del error. El error se define como la diferencia entre el valor indicado y el verdadero, el cual está dado por un elemento patrón.

E=I-V

donde

E= Error

I= Valor indicado

V= Valor verdadero

2.3. CORRECCION.

La corrección se define como la diferencia entre el valor verdadero y el valor indicado, esto es

C=V-I

Como podemos observar, la corrección tiene signo opuesto al error. Es conveniente determinar la curva de corrección para cada uno de los instrumentos que utilicemos. Para realizar esto, determinamos la corrección para distintos valores de la escala del mismo, graficamos los puntos obtenidos con respecto a los valores de dicha escala, y unimos los puntos obtenidos con líneas rectas. La curva de corrección de un voltímetro de 50V podría tener la forma presentada en la Fig. 3.

Fig. 3.-Gráfico de Corrección

2.4. RESOLUCIÒN.

Esta característica está relacionada con la precisión. La resolución de un instrumento es el menor incremento de la variable bajo medición que puede ser detectado con certidumbre por dicho instrumento. Por ejemplo, en el caso del reloj digital que vimos anteriormente, la resolución es de una centésima de segundo. Si tenemos un amperímetro con la escala mostrada en la Fig. 4, cada una de las divisiones corresponde a 1 Ma.

Fig. 4.- Escala de un miliamperímetro .

Como podemos determinar con certidumbre si la aguja se encuentra exactamente sobre uno de los segmentos o entre dos de ellos, la resolución es de 0.5 mA.

2.5. SENSIBILIDAD.

La sensibilidad de un instrumento es la relación entre la respuesta del instrumento (N° de divisiones recorridas) y la magnitud de la cantidad que estamos midiendo. Vamos a ver varios ejemplos. Para un miliamperímetro, la sensibilidad viene dada por el N° de divisiones que deflecta la aguja cuando por el instrumento circula 1 mA. Las unidades de este parámetro son div/mA. Si dos miliamperímetros tienen el mismo número de divisiones en su escala, pero el primero sufre una deflexión de 2 divisiones cuando circula 1 mA, mientras que el segundo deflecta 10 divisiones para la misma corriente, este último es cinco veces más sensible que el primero. Para un voltímetro, de acuerdo a la definición general, la sensibilidad viene dada por el N° de divisiones deflectadas cuando en sus extremos hay una caída de 1 Voltio. Para estos instrumentos se define además un parámetro especial denominado característica de sensibilidad , el cual viene expresado en Ohm/volt. La definición de este parámetro y su utilidad los veremos cuando estudiemos el voltímetro. Para un puente de Wheatstone, mostrado en la Fig. 5, que como definimos anteriormente es un instrumento capaz de medir resistencias por el método del cero, la sensibilidad viene dada por el número de divisiones que deflecta el instrumento sensor G cuando, una vez calibrado, la resistencia incógnita Rx varía en 1 Ω.

Fig. 5.- Puente de Wheatstone para determinar Rx

Para un potenciómetro, que es un instrumento capaz

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