Metrologa

1
Metrología

• Una introducción a la implementación de los
  aspectos normativos y a las consideraciones
  técnicas internacionales.

Relator Francisco García fgarcia_at_cesmec.cl
2
Laboratorios Nacionales de Masa y Temperatura
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Aspectos Normativos

• Vocabulario Internacional de Metrología
• Metrología (2.2 Nch2450.Of989) Ciencia que se
  dedica al estudio de las mediciones.
• Nota La metrología comprende todos los
  aspectos, tanto teóricos como prácticos, que se
  refieren a las mediciones, cualquiera sean sus
  incertidumbres, y en cualquiera de los campos de
  la ciencia y tecnología en que tengan lugar.

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Vocabulario
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VOCABULARIO

• International vocabulary of basic and general
  terms in metrology. ISO. 1993. NCh2450.Of1998.
  Vocabulario de términos fundamentales y generales
  de metrología.
• ISO 5725-1 1994. Accuracy (trueness and
  precision) of measurement methods and results --
  Part 1 General principles and definitions.
• Borrador 2006. International vocabulary of basic
  and general terms in metrology. ISO. 1993.
  Disponible en http//www.ncsli.org/vim/. En
  preparación por http//www.bipm.fr/en/committees/j
  c/jcgm/wg2.html
• ISO 90002000 Sistemas de gestión de calidad -
  Fundamentos y Vocabulario.

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VOCABULARIO

• Unidad Magnitud particular, definida y adoptada
  por convención, que permite comparar objetiva y
  cuantitativamente magnitudes de la misma
  naturaleza.
• Magnitud Atributo de un fenómeno, cuerpo o
  sustancia que puede distinguirse cualitativamente
  y determinarse cuantitativamente.
• Medir Comparación de dos magnitudes similares,
  tomando una de ellas como unidad.

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VOCABULARIO

• Ajuste de un instrumento de medición (4.30 Nch
  2450) Operación destinada a llevar un
  instrumento de medición a un estado de
  funcionamiento adecuado para su utilización.

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VOCABULARIO

• Calibración (6.11 NCh2054.Of98) Conjunto de
  operaciones que establecen, en condiciones
  especificadas, la relación entre los valores de
  una magnitud indicados por un instrumento de
  medición, o por un sistema de medición, o los
  valores representados por una medida
  materializada o por un material de referencia, y
  los valores correspondientes de esa magnitud
  materializados por patrones.

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VOCABULARIO

• Error o Error de medida (3.10 NCh2450.Of98)
  Resultado de una medición menos un valor
  verdadero del mensurando.
• Notas
• - Considerando que un valor verdadero no puede
  ser determinado , en la práctica se utiliza un
  valor verdadero convencional.
• - Cuando sea necesario hacer la distinción entre
  error y error relativo, el primero es denominado
  error absoluto de medida. No hay que confundirlo
  con el valor absoluto del error, que es el módulo
  del error.
• Obs. ISO 5725-1 no lo define.

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VOCABULARIO

• Error relativo (3.12 NCh2450.Of989) Cociente
  entre el error de medida y un valor verdadero del
  mensurando.

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VOCABULARIO

• Valor verdadero (de una magnitud) (1.19
  NCh2450.Of98)
• Valor consistente con la definición de una
  magnitud dada.
• Notas
• - Este es una valor que se obtendría por una
  medición perfecta.
• - Todo valor verdadero es por naturaleza
  indeterminado.
• - Es mejor utilizar en conjunción con valor
  verdadero el artículo indefinido un que el
  artículo definido el porque el valor verdadero
  puede tener varios valores consistentes con la
  definición de una magnitud particular dada.

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VOCABULARIO

• Valor verdadero convencional (de una magnitud)
  (1.20 NCh2450Of98)
• Valor atribuido a una magnitud particular y
  aceptado, algunas veces por convención, como
  teniendo una incertidumbre apropiada para un uso
  dado.
• Notas
• - El valor verdadero convencional es denominado,
  a veces, valor asignado, mejor estimación del
  valor, valor convencional o valor de referencia.
  En este sentido, el término valor de referencia
  no debe confundirse con el mismo término
  utilizado en el sentido de la nota de 5.7
• - A menudo se utiliza un gran número de
  resultados de medición de una magnitud para
  establecer un valor verdadero convencional.

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VOCABULARIO

• Magnitud (1.1 NCh2450.Of98) atributo de un
  fenómeno, cuerpo o sustancia, que es susceptible
  de ser distinguido cualitativamente y determinado
  cuantitativamente.
• Notas
• El término magnitud puede referirse a una
  magnitud en sentido general, como en el ejemplo
  a, o a una magnitud en particular como en el
  ejemplo b.
• Ejemplos
• Magnitudes en sentido general longitud tiempo,
  masa, temperatura, resistencia eléctrica y
  concentración en cantidad de sustancia
• Magnitudes particulares la longitud de una
  determinada varilla la resistencia eléctrica de
  un conductor en particular la concentración en
  cantidad de sustancia de etanol de una muestra
  dada de vino.
• Las magnitudes que pueden clasificarse unas con
  respecto a otras en orden creciente o decreciente
  se denominan magnitudes de la misma naturaleza.
• Las magnitudes de la misma naturaleza pueden
  agruparse en categorías de magnitud.Los símbolos
  de las magnitudes están incluidos en la norma
  NCh-ISO 31

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VOCABULARIO

• Incertidumbre de medida (3.9 Nch2450.Of98)
  Parámetro, asociado al resultado de una medición,
  que caracteriza la dispersión de los valores que
  podrían razonablemente ser atribuidos al
  mensurando.

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VOCABULARIO

• Vocabulario Internacional de Metrología
• Incertidumbre de medida (3.9 Nch2450.Of98)
• 1. El parámetro puede ser, una desviación
  estándar (o un múltiplo de ésta) o la semi
  amplitud de un intervalo con un nivel de
  confianza determinado.
• 2. La incertidumbre de medida comprende, en
  general, varios componentes, algunos de los
  cuales pueden ser evaluados a partir de la
  distribución estadística de los resultados de
  series de mediciones y pueden caracterizarse por
  sus desviaciones estándar experimentales. Los
  otros componentes, que también pueden ser
  caracterizados por desviaciones estándar, se
  evalúan suponiendo distribuciones de probabilidad
  basadas en la experiencia o adquirida en otras
  informaciones.
• 3. Se entiende que el resultado de la medición es
  la mejor estimación del valor del mensurando y
  que todos los componentes de la incertidumbre,
  incluyendo los que provienen de efectos
  sistemáticos, tales como los componentes
  asociados a las correcciones y a los patrones de
  referencia contribuyen a la dispersión.

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VOCABULARIO

• Trazabilidad (6.10 NCh2054.Of98) Propiedad del
  resultado de una medición o del valor de un
  patrón, tal que puede relacionarse con
  referencias establecidas, generalmente patrones
  nacionales o internacional, a través de una
  cadena ininterrumpida de comparaciones, todas
  ellas con incertidumbres determinadas.

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VOCABULARIO
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VOCABULARIO









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VOCABULARIO
El kilogramo podría ser re-definido a partir de
un valor fijo de la constante de Planck o el
Número de Avogadro
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VOCABULARIO
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VOCABULARIO

• Verificación (3.8.4 ISO 90002000)
• confirmación mediante la aportación de evidencia
  objetiva de que se han cumplido los requisitos
  especificados.

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VOCABULARIO

• Exactitud (ISO 5725-1 )
• Proximidad de concordancia entre un resultado de
  prueba y el valor de referencia aceptado.
• Nota El término exactitud, cuando aplica a un
  conjunto de resultados, involucra una
  combinación de componentes y un error sistemático
  común o un componente de sesgo.

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VOCABULARIO

• Validación (3.8.5 ISO 90002000)
• confirmación mediante el suministro de evidencia
  objetiva de que se han cumplido los requisitos
  para una utilización o aplicación específica
  prevista.

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Exactitud en ISO 5725
Veracidad
Sesgo
Exactitud
Repetibilidad
Desviación estándar de repetibilidad
Precisión
Reproducibilidad
Desviación estándar de reproducibilidad
Ref Accreditation and Quality Assurance (2004)
9717-723
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VOCABULARIO

• Sesgo (ISO 5725-1 )
• Diferencia entre el valor esperado de los
  resultados de un ensayo y el valor de referencia
  aceptado.
• Nota Sesgo es el error sistemático total que se
  diferencia del error aleatorio. Puede haber una
  o más componentes de error sistemático
  contribuyendo al sesgo. Una diferencia
  sistemática grande respecto al valor de
  referencia aceptado es reflejado por un valor de
  sesgo grande.

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VOCABULARIO

• Veracidad (ISO 5725-1 )
• Proximidad de concordancia entre el valor
  promedio obtenido de un número grande de
  resultados de prueba y un valor aceptado de
  referencia.
• Nota
• La medición de la veracidad es usualmente
  expresada en términos del sesgo.
• La veracidad ha sido utilizada como exactitud de
  la medida. Este uso no es recomendado.

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VOCABULARIO

• Precisión (ISO 5725-1 )
• Proximidad de concordancia entre resultados de
  prueba independientes obtenidos bajo condiciones
  estipuladas.
• Nota
• -La precisión depende únicamente de la
  distribución de errores aleatorios y no está
  relacionada con el valor verdadero o
  especificado.
• -La medición de precisión es usualmente expresada
  en términos de imprecisión y calculada como una
  desviación estándar de los resultados de un
  ensayo. Una precisión menor se refleja en una
  mayor desviación estándar.
• -Resultados de prueba independientes significa
  resultados obtenidos de tal forma que no hayan
  sido influenciados por los resultados previos
  sobre el mismo objeto o uno similar. Las
  Repetibilidad y Reproducibilidad son condiciones
  de extremas de precisión.

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VOCABULARIO

• Repetibilidad (ISO 5725-1 )
• Precisión bajo condiciones de repetibilidad.

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VOCABULARIO

• Reproducibilidad (ISO 5725-1 )
• Precisión bajo condiciones de reproducibilidad.

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VOCABULARIO

• Condiciones de Repetibilidad (ISO 5725-1 )
• Condiciones en las cuales resultados
  independientes son obtenidos con el mismo método
  sobre los mismos objetos de ensayo, en el mismo
  laboratorio, por el mismo operador, utilizando el
  mismo equipo, en intervalos cortos de tiempo
  entre mediciones.

31
VOCABULARIO

• Condiciones de Reproducibilidad (ISO 5725-1 )
• Condiciones en las cuales resultados son
  obtenidos con el mismo método en objetos bajo
  ensayo idénticos, en laboratorios distintos con
  operadores distintos, utilizando equipos
  distintos.

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VOCABULARIO

• Exactitud de medida (3.5 NCh2450.Of989)
• Grado de concordancia entre el resultado de una
  medición y un valor verdadero del mensurando.
• Notas
• - El concepto exactitud es cualitativo.
• - El término precisión no debe utilizarse como
  sinónimo de exactitud.

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VOCABULARIO

• Vocabulario Internacional de Metrología
• Incertidumbre de medida (3.9 Nch2450.Of98)
• 1. El parámetro puede ser, una desviación
  estándar (o un múltiplo de ésta) o la semi
  amplitud de un intervalo con un nivel de
  confianza determinado.
• 2. La incertidumbre de medida comprende, en
  general, varios componentes, algunos de los
  cuales pueden ser evaluados a partir de la
  distribución estadística de los resultados de
  series de mediciones y pueden caracterizarse por
  sus desviaciones estándar experimentales. Los
  otros componentes, que también pueden ser
  caracterizados por desviaciones estándar, se
  evalúan suponiendo distribuciones de probabilidad
  basadas en la experiencia o adquirida en otras
  informaciones.
• 3. Se entiende que el resultado de la medición es
  la mejor estimación del valor del mensurando y
  que todos los componentes de la incertidumbre,
  incluyendo los que provienen de efectos
  sistemáticos, tales como los componentes
  asociados a las correcciones y a los patrones de
  referencia contribuyen a la dispersión.

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VOCABULARIO

• Repetibilidad (de los resultados de las
  mediciones) (3.6 NCh2450.Of98) Grado de
  concordancia entre los resultados de sucesivas
  mediciones del mismo mensurando, bajos las mismas
  condiciones de calibración.
• Notas
• - Estas condiciones se denominan condiciones de
  repetibilidad.
• - Las condiciones de repetibilidad comprenden
• el mismo procedimiento de medición.
• - El mismo observador
• - El instrumento de medición utilizado en las
  mismas condiciones.
• - El mismo lugar.
• - Repetición durante un corto período de tiempo.
• - La repetibilidad puede expresarse
  cuantitativamente por medio de las
  características de dispersión de los resultados.

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VOCABULARIO

• Reproducibilidad (3.6 NCh2450.Of98)
• Grado de concordancia entre los resultados de las
  mediciones del mismo mensurando efectuado bajo
  diferentes condiciones de medición.
• Notas
• Para que la expresión de la reproducibilidad sea
  válida, es necesario especificar las condiciones
  que han variado.
• Las condiciones variables pueden comprender
• - Principio de medición.
• - Método de medición.
• - Observador.
• - Instrumento de medición.
• - Lugar.
• - Condiciones de utilización.
• - Tiempo.
• - La reproducibilidad puede expresarse
  cuantitativamente por medio de las
  características de la dispersión de los
  resultados.
• - Los resultados aquí considerados son
  habitualmente resultados corregidos.

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Medición de algunas magnitudes físicas.

• MASA

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Masa
38
(No Transcript)
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Masa

• Calibraciones y ajustes en masa convencional.
• Definición de Masa Convencional - OIML I.R. Nº
  33
• La masa convencional de un cuerpo es igual a la
  masa (mc) de un patrón que equilibra al cuerpo
  en condiciones convencionalmente escogidas.
• Estas condiciones son tref 20 ºC
  (temperatura de referencia),
• ?o 1.2 kg/m3 (densidad convencional del aire)
  y
• ?c 8000 kg/m3 (densidad convencional del
  patrón).
• Por qué calibrar y ajustar en masa
  convencional?
• Qué variables afectan su determinación?

40
Masa
41
Masa
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Masa
43
Utilidad de la masa convencional en las
transacciones comerciales y en el ajuste de
balanzas
Pero se requerirían patrones de masa cuya
densidad sea igual a cada uno de los objetos que
en las balanzas se necesite pesar.
44
Utilidad de la masa convencional en las
transacciones comerciales y en el ajuste de
balanzas

• Ajuste en Masa. (Balanzas comerciales)
• Ajuste en Masa Convencional. (Balanzas
  comerciales)

5.000 kg
45
Utilidad de la masa convencional en las
transacciones comerciales y en el ajuste de
balanzas

• Balanza ajustada en Masa.
• Balanza ajustada en Masa Convencional.

e ? -0.0008 -0.08
e ? 0.00005 0.005
46
Ventajas del uso de la masa convencional

• OIML IR Nº 33
• La densidad de las pesas, contrapesos, masas
  deslizantes y masas internas de las balanzas
  deben ser seleccionadas de tal manera que cuando
  éstas sean comparadas con patrones con densidad
  de 8000 kg/m3, en variaciones del aire de 10
  por arriba o por debajo de la densidad del aire,
  no produzca una variación en el resultado de la
  lectura o de la comparación mayor a un cuarto del
  error máximo permisible de la pesa o del
  instrumento.

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Masa convencional.
48
Clasificación de instrumentos de pesaje (balanzas)
Balanzas utilizadas en la calibración de patrones
49
Clasificación de instrumentos de pesaje (balanzas)
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Clasificación de instrumentos de pesaje (balanzas)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
53
Clasificación de instrumentos de pesaje
(balanzas) - Ejemplo
54
Clasificación de instrumentos de pesaje
(balanzas) - Ejemplo
55
Instrumentos de medición de algunas magnitudes
físicas.

• VOLUMEN

56
Ecuaciones para la calibración de instrumentos
volumétricos
57
Ecuaciones para la calibración de instrumentos
volumétricos
58
Ecuaciones para la calibración de instrumentos
volumétricos
1
59
Requerimientos