PRACTICA 1: EQUIPOS DE MEDICIONES Y PORCENTAJE DE ERROR

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Las medidas entran dentro de la campana con unos "no" márgenes determinados para un nivel de confianza que suele establecerse entre el 95% y el 98%.

- 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.

Para determinar un error sistemático se deben de realizar una serie de medidas sobre una magnitud So, se debe de calcular la media aritmética de estas medidas y después hallar la diferencia entre la media y la magnitud X0.

- Medidas directas.

La medida o medición directa, se obtiene con un instrumento de medida que compara la variable a medir con un patrón. Así, si deseamos medir la longitud de un objeto, se puede usar un calibrador. Obsérvese que se compara la longitud del objeto con la longitud del patrón marcado en el calibrador, haciéndose la comparación distancia-distancia. También, se da el caso con la medición de la frecuencia de un ventilador con un estroboscopio, la medición es frecuencia del ventilador (nº de vueltas por tiempo) frente a la frecuencia del estroboscopio (nº de destellos por tiempo).

Ejemplos.

-Medir la masa con una balanza.

-Medir una longitud con una cinta métrica.

- Medidas indirectas.

No siempre es posible realizar una medida directa, porque existen variables que no se pueden medir por comparación directa, es por lo tanto con patrones de la misma naturaleza, o porque el valor a medir es muy grande o muy pequeño y depende de obstáculos de otra naturaleza, etc. Medición indirecta es aquella en la que una magnitud buscada se estima midiendo una o más magnitudes diferentes, y se calcula la magnitud buscada mediante cálculo a partir de la magnitud o magnitudes directamente medidas.

- Clasificación de errores.

a) Errores de calibración de los instrumentos de medida.

Si un amperímetro, por ejemplo, tiene su aguja corrida con respecto al cero de la escala, todas las mediciones que con él se hagan estarán afectadas de un error sistemático igual a la diferencia entre el cero de la escala y la posición de la aguja cuando el aparato está desconectado. Es el llamado "error de cero".

b) Errores Personales.

Tratándose de observadores experimentados, se constata siempre que, cada uno tiene una manera particular de apreciar determinado fenómeno. Por ejemplo, la demora en poner en marcha un cronómetro al comienzo de un experimento o la tendencia permanente a leer desde la izquierda (o la derecha) sobre una escala con paralaje. Es notable el hecho de que cada observador repite este error con regularidad casi mecánica, derivando de allí el nombre de ecuación personal con que se lo designa. Es decir, son los causados por los hábitos individuales del observador.

c) Condiciones Experimentales.

Se originan cuando las condiciones en que se utiliza el instrumento de medida difieren de aquéllas en las que fue calibrado. Por ejemplo, si una regla ha sido graduada a 15°C, las longitudes que se midan con ella a 20 °C estarán afectadas de un error sistemático por defecto debido a la dilatación.

- Errores accidentales.

También Conocidos hoy como desvíos o indeterminaciones, se deben a causas fortuitas y variables y sus valores están comprendidos dentro de la aproximación de los instrumentos. Es a éstos a los cuales se les aplica la “Teoría de errores”. En una gama de medidas es notable observar la presencia de errores tanto por defecto como por exceso y de valor variable e impredecible, si bien los pequeños se dan en mayor número que los grandes. Entre ellos se pueden citar:

a) Errores de Juicio.

La apreciación a ojo de la fracción de división en una escala es sólo aproximada y, por razones difíciles de conocer, dos fracciones iguales pueden ser leídas como distintas por un mismo observador.

b) Condiciones fluctuantes.

Si se mide la intensidad luminosa de una fuente por comparación con una fuente patrón, los resultados estarán afectados por variaciones en la tensión de alimentación del patrón.

- Exactitud.

Se denomina exactitud a la capacidad de un instrumento de acercarse al valor de la magnitud real. La exactitud es diferente de la precisión.

La exactitud depende de los errores sistemáticos que intervienen en la medición, denotando la proximidad de una medida al verdadero valor y, en consecuencia, la validez de la medida.

Suponiendo varias mediciones, no estamos midiendo el error de cada una, sino la distancia a la que se encuentra la medida real de la media de las mediciones (cuán calibrado está el aparato de medición).

Esta cualidad también se encuentra en instrumentos generadores de magnitudes físicas, siendo en este caso la capacidad del instrumento de acercarse a la magnitud física real.

Exactitud es la cercanía del valor experimental obtenido, con el valor exacto de dicha medida. El valor exacto de una magnitud física es un concepto utópico, ya que es imposible conocerlo sin incertidumbre alguna.

Por ejemplo, si leemos la velocidad del velocímetro de un auto, esta tiene una precisión de 3 cifras significativas y una exactitud de 5 km/h.

- Precisión.

Se denomina precisión a la capacidad de un instrumento de dar el mismo resultado en mediciones diferentes realizadas en las mismas condiciones. Esta cualidad debe evaluarse a corto plazo. No debe confundirse con exactitud ni con reproducibilidad.

La precisión refleja la proximidad de distintas medidas entre sí, y es función exclusiva de los errores accidentales.

Es un parámetro relevante, especialmente en la investigación de fenómenos físicos, ámbito en el cual los resultados se expresan como un número más una indicación del error máximo estimado para la magnitud. Es decir, se indica una zona dentro de la cual está comprendido el verdadero valor de la magnitud.

- Sensibilidad.