Errores en la Medición.

Mediciones repetidas de una magnitud dada con el método, por el mismo observador e instrumento y en circunstancias análogas, no conducen siempre al mismo resultado.

Esto muestra que cada una de ellas está afectada de un error que depende de los agentes que concurren a la medición, a saber:

El método de medida empleada. El observador. El instrumento. y las condiciones del ambiente en que

se desarrolla la experiencia.

Atendiendo a su naturaleza y a las causas que los producen estos errores pueden clasificarse en tres categorías:

Errores groseros o fallas. Errores sistemáticos constantes. Errores accidentales, casuales y

fortuitos.

Errores groseros o fallas Caracteriza a los errores groseros, el hecho de

que su magnitud excede la que puede preverse teniendo en cuenta los medios con que opera.

Estos errores provienen generalmente de la distracción del observador, y para ellos no existe teoría.

El cuidado con que trabaja el observador contribuye a disminuir la frecuencia de estos errores los cuales es necesario precaverse mediante oportunas operaciones de control.

Errores sistemáticos Estos errores son llamados así en razón de que su

característica es que se repiten exactamente y en el mismo sentido, para todas las mediciones que se hagan en iguales condiciones, de tal manera que las causas perturbadoras que conducen muchas veces a estos errores, pueden ser expresadas en fórmulas matemáticas.

Consecuente con ello, al ser determinados en valor y signo, en general es posible desafectarlos del resultado de, la medición, es decir que los valores medidos pueden ser "corregidos" o "reducidos”.

No en todos los casos esto es aceptable, en razón de que la aplicación de la formula puede crear incertidumbre en los valores corregidos de una manera exagerada.

Otras veces es posible eliminar la causa que origina este error, no por un tratamiento matemático sino mediante un artificio que logre que esta perturbación sé "auto elimine" y por lo tanto no quede incluida en el resultado final de la medición.

Se considera que este procedimiento es más adecuado que la eliminación del error mediante la "corrección" antes mencionada.

Finalmente puede existir una causa de origen sistemático que el observador por su poca experiencia, estudio u otra circunstancia, no lo descubra en el análisis previo a la medición y por lo tanto el mismo quedará incluido en el resultado final.

1)      Errores en los instrumentos o aparatos (errores de aparatos.     

Errores debidos al método de medida (errores de método).     

Errores debidos a las condiciones externas o del medio ambiente.

Errores debidos al observador (ecuación personal. › rozamientos en los apoyos de su sistema móvil. › histéresis elástica de la suspensión.

Errores accidentales Es un hecho que efectuadas mediciones repetidas por

un observador usando el mismo método y en iguales condiciones, no llega a obtener idénticos resultados. Las mediciones realizadas estarán entre otras cosas siempre afectadas por perturbaciones del medio ambiente que escapan del control impuesto.

Contrariamente aquellas hipótesis, la igualdad de condiciones no existe debido a la variación imprevista de la calibración de los instrumentos (inestabilidad en la calibración) como así también a la alteración en la sensibilidad de los sentidos (imperfección humana). Todas esas causas de características aleatorias, darán origen a los denominados errores accidentales.

Si bien el medio ambiente produce en general efectos sistemáticos, la superposición de ellos, sin perder su naturaleza individual, juega en el transcurso de la medición de una manera tal que el efecto combinado no sigue una ley sencilla, por lo tanto al no efectuarse la respectiva corrección, por ser dificultosa e incierta, su variación quedaran incluidas como componentes del error accidental.

Resumiendo, se puede expresar que la característica fundamental de los errores accidentales, es que no se repiten en un solo sentido, significando esto que pueden tener valores numéricos iguales pero de distintos signos.

En consecuencia, siendo esta propiedad común a todos los errores de este tipo, indeterminación en su signo, se lo engloba en una ley de carácter probabilística como después se ha de estudiar.

El análisis basado en estos fundamentos permitirá introducir el concepto en la teoría de errores de la llamada precisión de las mediciones o de los instrumentos.

Error de lectura Cuando se habla de lectura de un

instrumento de medida indicador, se quiere significar la referencia de la posición relativa del índice y de la graduación, en esta apreciaciones se comete un error de lectura debido a las siguientes causas.

Paralaje Error debido al límite del poder

separador del ojo humano El error de estimación o de apreciación

Paralaje Se denomina error de paralaje a la

diferencia de posición de una línea, dependiendo del ángulo desde donde se le observa o traza.

Error debido al límite del poder separador del ojo humano

Se sabe que en condiciones normales de visibilidad la distancia angular mínima necesaria para observar dos puntos A y B separado

El error de estimación o de apreciación

El error de apreciación se comete al leer valor de la desviación encontrándose la aguja entre dos divisiones sucesivas de la escala; en este caso existe cierta incertidumbre en la apreciación de la posición exacta de la aguja sobre la escala, incertidumbre que no se hace leer indistintamente mayor o menor que el verdadero y en una cantidad representada por la menor fracción que puede apreciarse de la división considerada sobre la escala.

El error de apreciación puede reducirse acercando más las divisiones de la escala y tratando, cuando la medida lo permita, de hacerse coincidir el índice con una de las divisiones.

Errores por el instrumento o equipo de medición

pueden deberse a defectos de fabricación (dado que es imposible construir aparatos perfectos). Estos pueden ser deformaciones, falta de linealidad, imperfecciones mecánicas, falta de paralelismo, etc.

El error instrumental tiene valores máximos permisibles, establecidos en normas o información técnica de fabricantes de instrumentos, y puede determinarse mediante calibración.

Errores en el instrumento

Esta es la comparación de las lecturas proporcionadas por un instrumento o equipo de medición contra un patrón de mayor exactitud conocida.

Errores del operador o por el modo de medición

Muchas de las causas del error aleatorio se deben al operador, por ejemplo: falta de agudeza visual, descuido, cansancio, alteraciones emocionales, etcétera. Para reducir este tipo de errores es necesario adiestrar al operador:

Otro tipo de errores son debidos al método o procedimiento con que se efectua la medición, el principal es la falta de un método definido y documentado

Error por el uso de instrumentos no calibrados

Para efectuar mediciones de gran exactitud es necesario corregir las lecturas obtenidas con un instrumento o equipo de medición, en función del error instrumental determinado mediante calibración.

Instrumentos no calibrados o cuya fecha de calibración está vencida, así como instrumentos sospechosos de presentar alguna anormalidad en su funcionamiento no deben utilizarse para realizar mediciones hasta que no sean calibrados y autorizados para su uso.

Error por la fuerza ejercida al efectuar mediciones

La fuerza ejercida al efectuar mediciones puede provocar deformaciones en la pieza por medir, el instrumento o ambos, por lo tanto es un factor importante que debe considerarse para elegir adecuadamente el instrumento de medición para cualquier aplicación particular.

Error por instrumento inadecuado

Antes de realizar cualquier medición es necesario determinar cuál es el instrumento o equipo de medición más adecuado para la aplicación de que se trate.

 Además de la fuerza de medición, deben tenerse presente otros factores tales como:

- Cantidad de piezas por medir.

- Tipo de medición (externa, interna, altura, profundidad, etcétera.)

- Tamaño de la pieza y exactitud deseada.

Errores por puntos de apoyo

Especialmente en los instrumentos de gran longitud la manera como se apoya el instrumento provoca errores de lectura.

Errores por método de sujeción del instrumento.

El indicador esta sujeto a una distancia muy grande del soporte y al hacer la medición, la fuerza ejercida provoca una desviación del brazo.

Error por distorsión muestra un micrómetro

tipo calibrador. Puede verse que los

errores los provoca la distorsión debido a la fuerza de medición aplicada y el hecho de que tal vez los topes no se muevan paralelos uno respecto del otro.

Error de paralaje Este error

ocurre debido a la posición incorrecta del operador con respecto a la escala graduada del instrumento de medición, la cual está en un plano diferente

Error  de posición

Este error lo provoca la colocación incorrecta de las caras de medición de los instrumentos, con respecto de las piezas por medir

Error por desgaste

 Los instrumentos de medición, como cualquier otro objeto, son susceptibles de desgaste, natural o provocado por el mal uso. En el caso concreto de los instrumentos de medición, el desgaste puede provocar una serie de errores durante su utilización, por ejemplo: deformaciones de sus partes, juego entre sus ensambles, falta de paralelismo o planitud entre las caras de medición,

Error por condiciones ambientales

las principales destacan: la temperatura la humedad el polvo y las vibraciones o interferencias

(ruido) electromagnéticas extrañas.

Error por condiciones ambientales

 Debido a los óxidos que se pueden formar por humedad excesiva en las caras de medición del instrumento o en otras partes a las expansiones por absorción de humedad en algunos materiales, etcétera, se establece como norma una humedad relativa de 55% +/- 10%.

Humedad

Error por condiciones ambientales

Los errores debido a polvo o mugre se observan con mayor frecuencia de lo esperado, algunas veces alcanzan el orden de 3 micrómetros. Para obtener medidas exactas se recomienda usar filtros para el aire que limiten la cantidad y el tamaño de las particulas de polvo ambiental.

Polvo

Error por condiciones ambientales

• En mayor o menor grado, todos los materiales que componen tanto las piezas por medir como los instrumentos de medición, están sujetos a variaciones longitudinales debido a cambios de temperatura, pero suelen no ser errores significativos.

Temperatura

Error por condiciones ambientales

Para minimizar estos errores se estableció internacionalmente, desde 1932, como norma una temperatura de 20"C para efectuar las mediciones.

Temperatura