Medición, Incertidumbre y Error en Ingeniería y Diseño

Problemas y Conceptos Fundamentales

Determina el volumen del paralelepípedo, considera la propagación del error e indica el error absoluto y porcentual.

¿Da lo mismo emplear el vernier o la regla? ¿Por qué? ¿Qué instrumento da resultados más precisos?

El Vernier. El Vernier suele llegar hasta la 50ª parte de 1 mm (1/50 mm). Cuanto menor sea la graduación, menor será el error de medición cometido y, por lo tanto, mayor la precisión de la medida.

Reflexiona y responde cuál será el volumen de la billa, considera la propagación del error y señala el error absoluto y porcentual.

en la balanza

Factores que Contribuyen a la Incertidumbre de Medición

• Conocimiento inadecuado de los efectos de las condiciones ambientales sobre las mediciones.
• Deficiencias de la apreciación del operador en la lectura de los instrumentos analógicos.
• Resolución del instrumento o equipo de medición.
• Incertidumbre de la calibración de los patrones de medición.
• Variaciones en observaciones repetidas.

Expresión de Resultados Experimentales

El resultado experimental siempre debe ser expresado como un intervalo dentro de cuyos límites podemos garantizar que se encuentra el valor más aproximado de la cantidad física que se ha medido. Esto se expresa como:

X ± ΔX ............(1)

Donde X es la cantidad física medida y ΔX es la incertidumbre absoluta.

Incertidumbre en Mediciones Directas

Para una Sola Medición

Incertidumbre Absoluta (ΔX)

Cuando se mide un objeto con una regla cuya escala está en mm, por ejemplo, el resultado puede ser 21 mm, pero no podemos decir que su longitud es exactamente 21 mm, sino que dicha longitud estará comprendida dentro de un intervalo mínimo.

M = X ± ΔX

Ejemplo: M = 21,0 ± 0,5 mm

La incertidumbre absoluta (ΔX) en un instrumento de medición es igual a la mitad de la máxima precisión posible del instrumento.

ΔX = (máxima precisión posible)

Incertidumbre Relativa (Ir)

Se define como:

Ir = Incertidumbre absoluta = ΔX

Valor medido X

Ejemplo: Ir = ± 0,5 = ± 0,0238

21,0

Incertidumbre Porcentual (I%)

La incertidumbre porcentual es la incertidumbre relativa multiplicada por 100.

I(%) = ΔX * 100

X

Ejemplo: I(%) = ± 0,0238 * 100 = 2,38%