incertidumbre. cidesi

89
O E FLUJO LOGÍA DE Estimación de Incertidumbres METROL Impartido por: LiA i S d R DO DE Luis Antonio Santander Romero 2 al 7 de Junio de 2010 DIPLOMAD D

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Teoría de la incertidumbre en la medición de hidrocarburos por el CIDESI en México

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  • OE

    F

    L

    U

    J

    O

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    EstimacindeIncertidumbres

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    Impartidopor:

    L i A i S d R

    D

    O

    D

    E

    LuisAntonioSantanderRomero

    2 al7deJunio de2010

    D

    I

    P

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    O

    M

    A

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    D

  • O Obj i

    E

    F

    L

    U

    J

    O Objetivos Entender los conceptos bsicos de incertidumbres.

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    Comprender y analizar los tipos de errores e incertidumbres presentesen los sistemas de medicin.

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    Entender la metodologa de estimacin de incertidumbres.

    D

    O

    D

    E

    Estimar las incertidumbres presentes en un sistema de medicinconsiderando los factores de repetibilidad y reproducibilidad.

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    Entender y elaborar presupuestos de incertidumbre.

    D

  • OContenidoE

    F

    L

    U

    J

    O

    Contenido Introduccinalaincertidumbredemedicin

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    Importanciadelaincertidumbredemedicin

    Estadsticadeunconjuntodenmeros

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    Tiposdeerrores

    D

    O

    D

    E

    Comocalcularlaincertidumbredemedicin

    Tiposdeincertidumbres

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    p

    Presupuestosdeincertidumbre

    D

    Expresinderesultados.

  • O I t d i

    E

    F

    L

    U

    J

    O Introduccin Todamedicinestasujetaaalgunaincertidumbre.

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    Elresultadodeunamedicinsolamenteestacompletosiesacompaadodeunadeclaracindelaincertidumbreenlamedicin.

    Lasincertidumbresdemedicinpuedenseratribuidasalinstrumentodedi i l bj t did l bi t l d t

    M

    E

    T

    R

    O

    L medicin,alobjetoasermedido,alambiente,aloperador,etc.

    Lasincertidumbrespuedenserestimadasusandoanlisisestadsticodeunconjuntodemedicionesousandootrotipodeinformacinacercadelproceso de medicin

    D

    O

    D

    E

    procesodemedicin.

    Elusodebuenaspracticascomo:calibracionestrazables,mantenerregistrosyverificar,puedenreducirlasincertidumbresdemedicin.

    Cuandolaincertidumbreenunamedicinesavaluadayestablecida,la

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    y ,medicinentonceslamedicinpuedeserpropiamentejuzgada.

    D

  • O IntroduccinE

    F

    L

    U

    J

    O Introduccin El concepto de

    incertidumbre como un Mensurando

    L

    O

    G

    A

    D

    E incertidumbre como unatributo cuantificable esrelativamente nuevo enla historia de las

    Resultado sin

    Incertidumbre

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    la historia de lasmediciones. Se sabe quean cuando todos lascomponentes de error

    sin corregir

    Error

    D

    O

    D

    E

    phan sido evaluadas ycorregidas, se mantieneuna incertidumbre sobre

    Valor verdaderoIncertidumbreResultado corregido

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    las correcciones.

    D

  • OQu es incertidumbre de medicin?E

    F

    L

    U

    J

    O

    Quesincertidumbredemedicin? Parmetrononegativoquecaracterizaladispersindelosvaloresaser

    atribuidos al mensurando a partir de la informacin que se utiliza

    L

    O

    G

    A

    D

    E atribuidosalmensurando,apartirdela informacinqueseutiliza. Laincertidumbredemedidaincluyecomponentesprovenientesdeefectossistemticos,

    talescomocomponentesasociadasacorreccionesyalosvaloresasignadosdepatronesdemedida,ascomoalaincertidumbreintrnseca.Algunasvecesnosecorrigenlosefectossistemticos y en su lugar se tratan como componentes de la incertidumbre

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    sistemticosyensulugarsetratancomocomponentesdelaincertidumbre.

    Elparmetropuedeserporejemplo,unadesviacinestndarencuyocasosedenominaincertidumbreestndardemedicin(ounmltiplodeella),oelsemiancho deunintervaloaunniveldeconfianzadeterminado.

    En general la incertidumbre de medida comprende muchos componentes Algunos de

    D

    O

    D

    E

    Engenerallaincertidumbredemedidacomprendemuchoscomponentes.AlgunosdestospuedenserevaluadosporunaevaluacintipoAdelaincertidumbredemedidaapartirdeladistribucinestadsticadevaloresqueprovienendeseriesdemedicionesypuedencaracterizarsepordesviacionesestndarexperimentales.Lasotrascomponentes,que pueden ser evaluadas por evaluacin tipo B de la incertidumbre de medida, pueden

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    quepuedenserevaluadasporevaluacintipoBdelaincertidumbredemedida,puedencaracterizarsetambinpordesviacionesestndar,evaluadasapartirdefuncionesdedensidaddeprobabilidadconbaseenlaexperienciaoenotrainformacin.

    D

  • OLa importancia de la incertidumbre de medicin

    E

    F

    L

    U

    J

    O

    Laimportanciadelaincertidumbredemedicin

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    M

    E

    T

    R

    O

    L LES?

    D

    O

    D

    E

    ?

    D

    I

    P

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    O

    M

    A

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    LEI?

    D

  • O I d i

    E

    F

    L

    U

    J

    O Introduccin

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    Incertidumbre de medicin

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    Incertidumbre de medicin

    vs.

    D

    O

    D

    E

    Incertidumbre de calibracin

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    D

  • OTeora de medicinE

    F

    L

    U

    J

    O

    Teorademedicin Lasconsideracionesesencialespararealizaruna medicin son:

    L

    O

    G

    A

    D

    E unamedicinson:

    Algn parmetro del modelo del objeto debe corresponder a una

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    Algnparmetrodelmodelodelobjetodebecorresponderaunapropiedadmedibledelobjeto.

    El modelo del objeto debe permitir la suposicin de que durante el

    D

    O

    D

    E

    Elmodelodelobjetodebepermitirlasuposicindequeduranteeltiemporequeridoparallevaracabolamedicin,elparmetrodelobjetocorrespondientealapropiedaddelobjetoasermedido,esconstante.

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    Elerroratribuiblealadiferenciaentreelmodeloyelobjetodebesermenoralerrormximopermisible.

    D

    p

  • OPostuladosdelateorademedicinE

    F

    L

    U

    J

    O

    Lospostuladosdelateorademedicinson:

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    Elvalorverdaderodeunamagnitudmedibleexiste.

    M

    E

    T

    R

    O

    L Elvalorverdaderodeunamagnitudmedibleesconstante.

    Elvalorverdaderonopuedeserencontrado.

    D

    O

    D

    E

    Derivadodelospostuladosanterioressepuedeestablecerque:

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D que:

    Elresultadodecualquiermedicinsiemprecontieneunerror.

    D

  • OError de medicinE

    F

    L

    U

    J

    O

    Errordemedicin El error absoluto de medicin expresa la diferencia

    entre el valor verdadero de A y su estimado .

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    entre el valor verdadero de A y su estimado .

    AA = ~

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    Esta ecuacin no puede ser utilizada para encontrar eld di i d bid l l d d d l

    D

    O

    D

    E

    error de medicin, debido a que el valor verdadero de lamagnitud es desconocido.

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    VCVA = ~

    D

  • O P i d

    E

    F

    L

    U

    J

    O Propagacindeerrores Lapropagacindeerrores

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    consisteenencontrarladistribucindesalidaY,apartirdelasdistribucionesdeentradad XX

    M

    E

    T

    R

    O

    L desuscomponentes.

    Laaproximacindela SistemaSistemaX1

    YX2Xn

    SistemaSistemaX1

    YX2Xn

    D

    O

    D

    E

    distribucinconsisteenlosdosprimerosmomentosestadsticos,quesonlamediayl i

    nn

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D lavarianza.

    D

  • O Propagacin de erroresE

    F

    L

    U

    J

    O Propagacindeerrores SeaY=f(X1, X2, , Xn) dondelasXis sonn variables

    aleatorias de entrada y Y es representada por su serie de

    L

    O

    G

    A

    D

    E aleatoriasdeentradayY esrepresentadaporsuseriedeTaylordeprimerordenalrededordelpuntom1,m2,,mn.

    ( ) ( ) [ ]n XffY +

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    Laecuacinanteriortienelaforma:

    ( ) ( ) [ ]iii

    ni

    n XXffY + =1 2121 ,,,,,, KK

    D

    O

    D

    E

    ( )( )

    iii

    fXaaY con 0 +

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D ( )( )n

    ii

    n

    Xfa

    fa

    ,,,

    ,,,

    21

    210

    K

    K

    =

    =

    D

  • O Propagacin de erroresE

    F

    L

    U

    J

    O Propagacindeerrores Determinando la media Y

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    [ ] ( )[ ] [ ] [ ]

    iiiiY XaaEYE 0

    +==

    M

    E

    T

    R

    O

    L [ ] [ ] [ ][ ] [ ]iiii

    iii

    ii

    EaXEaa

    aEXaEaE

    0

    0

    +=+=

    D

    O

    D

    E

    [ ] [ ]ii

    iii

    iii

    ii

    aaa

    0

    0

    +=

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    ( )nYi

    fa

    ,,, 210

    K==

    D

  • O Propagacin de erroresE

    F

    L

    U

    J

    O PropagacindeerroresDeterminando la varianza Y2

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    ( )[ ] ( )( )[ ] ( )[ ]

    ==i

    iiiYY

    XEXE

    XaEYE 222

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    ( )[ ] ( )[ ]( ) ( )( )

    +=

    =

    jijjiiji

    iiii

    jjjj

    iiii

    XXaaXaE

    XaEXaE

    22

    D

    O

    D

    E

    ( )[ ] ( )( )[ ]

    +=

    +=

    jiijjii

    ii

    jijjiijiii

    ii

    aaa

    XXEaaXEa

    22

    22

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    +

    =

    jiij

    jii

    i iY X

    fXf

    Xf 2

    22

    D

  • OE

    F

    L

    U

    J

    O

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    Estadsticabsicadeunj d

    M

    E

    T

    R

    O

    L conjunto denmeros

    D

    O

    D

    E

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    D

  • O Clculos de estadstica bsicaE

    F

    L

    U

    J

    O Clculosdeestadsticabsica

    Sepuedeincrementarlacantidaddeinformacinqueuno

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    p qobtienedelasmediciones,sisetomanvariaslecturasyseevalanestadsticamente.

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    Losclculosestadsticosmascomunesson: Promedio o media aritmtica

    D

    O

    D

    E

    Promedioomediaaritmtica

    Desviacinestndar

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    D

  • OObteniendo el mejor estimadoE

    F

    L

    U

    J

    O

    Obteniendoelmejorestimado

    Sienmedicionesrepetidasdadiferentesvalores,nosignificaquese

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    estnhaciendolasmedicionesmal.

    Lasvariacionespuedenserdebidoa:

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    p Variacionesnaturalesdelfenmeno Queelinstrumentonoestaenestadoestable.

    D

    O

    D

    E

    Siexistenvariacionesenlaslecturascuandosonrepetidas,comnmentelamejorformadeestimarelvaloresdeterminandoelpromedioomediaaritmtica.

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    p

    D

  • O Ob i d l j i d

    E

    F

    L

    U

    J

    O ObteniendoelmejorestimadoM di di

    L

    O

    G

    A

    D

    E Media o promedio

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    D

    O

    D

    E

    xn

    i

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    nx i== 1

    D

  • OCuantas lecturas debo promediar?E

    F

    L

    U

    J

    O

    Cuantaslecturasdebopromediar?

    Elmejorestimadoeselvalorverdaderodelamedicin.

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    j

    Idealmentesedebendepromediarunnmeroinfinitode

    M

    E

    T

    R

    O

    L valores.

    Como regla de dedo usualmente se promedian de 4 a 10

    D

    O

    D

    E

    Comoregladededousualmentesepromediande4a10lecturas.

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    D

  • O DispersinE

    F

    L

    U

    J

    O Dispersin Cuandorealizamosmedicionesrepetidasydanresultadosdiferentes

    d b l d d l l

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    debemosconocerladispersindelaslecturas.

    Ladispersindelosvaloresnosdainformacinacercadelai tid b d di i

    M

    E

    T

    R

    O

    L incertidumbredemedicin.

    Ladispersinesunindicativodelacalidaddelamedicinenunconjunto de mediciones

    D

    O

    D

    E

    conjuntodemediciones.

    Laformausualdecuantificarladispersinesladesviacinestndar.

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    D

  • O DispersinE

    F

    L

    U

    J

    O

    Comoregladededo,dosterceraspartesdelaslecturasdebendeestar ( ) l

    DispersinL

    O

    G

    A

    D

    E

    entremasmenosunadesviacinestndar( )yaproximadamenteel95%detodaslaslecturasdebenestarentremasomenosdosdesviacionesestndar( 2).

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    Idealmenteelvalordeladesviacinestndarsedebededeterminardeunnmeroinfinitodelecturas.

    D

    O

    D

    E

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    D

  • O DispersinE

    F

    L

    U

    J

    O DispersinL

    O

    G

    A

    D

    E

    M

    E

    T

    R

    O

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    D

    O

    D

    E

    ( )2n

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D ( )1

    1

    2

    ==

    n

    xxs i

    i

    x

    D

  • OCuantaslecturasnecesitoparaestimarlaE

    F

    L

    U

    J

    O desviacinestndar

    Entremaslecturassetengan,setendrunamejorestimacin.

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    Laestimacindeincertidumbresemejoraconunnmerograndedelecturas.

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    Ensituacionesordinariascon10lecturasessuficiente.

    D

    O

    D

    E

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    D

  • O EjercicioE

    F

    L

    U

    J

    O Ejercicio

    Enunamedicinrepetidaresultanlossiguientesvalores:

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    p g

    19,15,17,17,15,20,19,15,15,16

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    10.7,10.1,9.5,9.5,10.2,10.4,10.2,9,9.5,8.5

    D

    O

    D

    E

    Calculeelmejorestimadoyladispersindelasseriesdedi i i

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D medicinanteriores.

    D

  • O Histograma

    E

    F

    L

    U

    J

    O Histograma Elpropsitodeunhistogramaesresumirgrficamenteladistribucin

    de variacin de un conjunto de datos

    L

    O

    G

    A

    D

    E devariacindeunconjuntodedatos.

    Conelhistogramanosotrospodemosver:

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    Tendencia central Dispersin de los datos Presencia de datos fuera de rango

    D

    O

    D

    E

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    D

  • OHistogramaE

    F

    L

    U

    J

    O

    g Elaboracindehistogramas.

    Paso1Determinar el rango de los datos

    L

    O

    G

    A

    D

    E Determinarelrangodelosdatos.Paso2Obtener el nmero de clases, existen varios criterios para determinar el nmero de clases(o barras), sin embargo ninguno de ellos es exacto. Algunos autores recomiendan de cincoa quince clases, dependiendo de cmo estn los datos y cuntos sean. Un criterio usado

    M

    E

    T

    R

    O

    L frecuentemente es que el nmero de clases debe ser aproximadamente la raz cuadradadel nmero de datos. Por ejemplo, la raz cuadrada de 30 es mayor que cinco, por lo quese seleccionan seis clases.Paso3Establecer la longitud de clase: es igual al rango entre el nmero de clases

    D

    O

    D

    E

    Establecerlalongituddeclase:esigualalrangoentreelnmerodeclases.Paso4Construirlosintervalosdeclases:LosintervalosresultandedividirelrangodelosdatosenrelacinalresultadodelPASO2enintervalosiguales.Paso5

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    Determinarlafrecuenciadelaclase.Paso6Graficarelhistograma:Encasodequelasclasesseantodasdelamismaamplitud,sehaceungrficodebarras,lasbasesdelasbarrassonlosintervalosdeclasesyalturasonlafD frecuenciadelasclases.Siseunenlospuntosmediosdelabasesuperiordelosrectngulosseobtieneelpolgonodefrecuencias.

  • O EjercicioE

    F

    L

    U

    J

    O Ejercicio

    Encuentreeltipodedistribucindelsiguienteconjuntodedatos:

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    DIA 1 DIA 2 DIA 3 DIA 4 DIA 5 DIA 6 DIA 7 DIA 8 DIA 9 DIA 10TABLA 1. LECTURAS DE PRESIN ATMOSFRICA EN 10 DIAS

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    DIA 1 DIA 2 DIA 3 DIA 4 DIA 5 DIA 6 DIA 7 DIA 8 DIA 9 DIA 1081265 81197 81346 81280 81265 81200 81221 81265 81261 8127881205 81286 81317 81242 81254 81235 81176 81262 81248 8125081263 81274 81242 81260 81281 81246 81248 81271 81260 8126581307 81243 81258 81321 81294 81328 81263 81245 81274 81270

    D

    O

    D

    E

    81307 81243 81258 81321 81294 81328 81263 81245 81274 8127081220 81231 81276 81228 81223 81296 81231 81301 81337 8129881268 81267 81300 81250 81260 81276 81334 81280 81250 8125781260 81281 81208 81299 81308 81264 81280 81274 81278 8121081234 81265 81187 81258 81235 81269 81265 81253 81254 81280

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    81234 81265 81187 81258 81235 81269 81265 81253 81254 8128081299 81214 81264 81267 81283 81235 81272 81287 81274 8126981215 81318 81271 81293 81277 81290 81283 81258 81275 81251

    D

  • O Di ib i if

    E

    F

    L

    U

    J

    O Distribucinuniforme Cuandolasmedicionesson

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    igualmentedispersasentreelmximovaloryelmnimovalorsedicequeunadistribucin

    f d45678

    c

    u

    e

    n

    c

    i

    a

    M

    E

    T

    R

    O

    L uniformeseproduce.

    0123

    107 108 109 110 111 112 113 114 115 116

    F

    r

    e

    c

    D

    O

    D

    E

    Clase

    2

    + += aax

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    ( ) 12+ = aas

    ix

    D

  • O Distribucin triangularE

    F

    L

    U

    J

    O Distribucintriangular

    Estetipodedistribucinse

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    presentacuandolosvaloresextremossonmenosprobables,lamediayvarianzaparaeste

    d d b

    M

    E

    T

    R

    O

    L tipodedistribucines:

    D

    O

    D

    E

    a +a

    2aax +=

    +

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    ( ) 6as

    ix=

    D

  • O Distribucin normalE

    F

    L

    U

    J

    O Distribucinnormal

    Enunconjuntodelecturas,

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    algunasveceslosvalorestienenlatendenciaacaercercadelpromedio.Aestoseleconoce

    d b d789

    10

    c

    i

    a

    M

    E

    T

    R

    O

    L comounadistribucindetiponormal.

    123456

    F

    r

    e

    c

    u

    e

    n

    c

    D

    O

    D

    E

    0107 108 109 110 111 112 113 114 115 116

    Clase=

    =n

    iixn

    x1

    1

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    ( ) ( )=

    =n

    kkx xxn

    s1

    22

    11

    D

  • OTeoremadelmitecentralE

    F

    L

    U

    J

    O

    Elteoremaindicaquebajocondicionesgeneralesla

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    distribucindelasumadevariablesaleatoriastiendeaunadistribucinnormal,cuandolacantidaddevariablesesgrande.

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    g

    345678

    e

    c

    u

    e

    n

    c

    i

    a

    D

    O

    D

    E

    0123

    107 108 109 110 111 112 113 114 115 116Clase

    F

    r

    e

    a+a

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    00.005

    0.010.015

    0.020.025

    D

    00 20 40 60 80 100

  • OE

    F

    L

    U

    J

    O

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    Tiposdeerrores

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    D

    O

    D

    E

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    D

  • OModelo bsico de medicinE

    F

    L

    U

    J

    O

    Modelobsicodemedicin

    Paralaestimacindelaincertidumbredemedicin,seconsideraqueel

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    resultadodelamedicineslasumadetrescomponentes:

    ( ) == yyyVCV ~~

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    y eselmejorestimadodelvalor. es la componente de sesgo de la medicin (suma de los errores

    ( ) yyy

    D

    O

    D

    E

    eslacomponentedesesgodelamedicin(sumadeloserroressistemticos).

    eslacomponentedeloserroresaleatoriosocurridoencadamedicinbajocondicionesderepetibilidad.

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    D

  • ODedondevienenloserroresylasincertidumbres

    E

    F

    L

    U

    J

    O

    y

    Muchascosaspuedenindeterminarunamedicin.Losefectosenlamedicin pueden ser visibles o invisibles

    L

    O

    G

    A

    D

    E medicinpuedenservisiblesoinvisibles.

    Lasmedicionesnuncasonhechasencondicionesperfectas.

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    Lasprincipalesfuentesson:elinstrumentodemedicin,elobjetoasermedido,elprocesodemedicin,incertidumbresheredadas,lashabilidadesdeloperador,tcnicasdemuestreoyelambiente.

    D

    O

    D

    E

    Cuandoeltamaoyefectodeunerroresconocido,elresultadodelamedicinpuedesercorregido.

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    D

  • OParmetrosqueinfluyenenlaestimacinde

    E

    F

    L

    U

    J

    O

    incertidumbres

    EQUIPO MTODO

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    condicionesde operacin i

    robustez

    complejidad

    clculoscalibracin

    patrn

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    INCERTIDUMBRE

    deoperacin equiposauxiliares

    complejidad

    mensurando

    D

    O

    D

    E

    humedadtemperatura

    interferencias EM

    capacitacin

    aptitud

    vista

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    AMBIENTE PERSONAL

    vibracionesinterferenciasEM

    actitudvista

    odo

    pulso

    Manual de calidadD Manual de calidad

  • OFuentes de error e incertidumbreE

    F

    L

    U

    J

    O

    Fuentesdeerroreincertidumbre

    Elinstrumentodemedicin: Todoslosinstrumentospresentanerrorescomo el sesgo cambios debido a envejecimiento uso deriva baja

    L

    O

    G

    A

    D

    E comoelsesgo,cambiosdebidoaenvejecimiento,uso,deriva,bajarepetibilidad,ruidouotrosproblemas.

    Elobjetoasermedido: Elcualnopuedeserestable.

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    j p

    Elprocesodemedicin: Existenprocesosdemedicinqueporsunaturalezasondifcilesderealizar.

    D

    O

    D

    E

    Incertidumbresheredadas: Lacalibracindelinstrumentoutilizadopararealizarlamedicintieneunaincertidumbre.

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    D

  • O Fuentes de error e incertidumbre

    E

    F

    L

    U

    J

    O

    Habilidadesdeloperador: Algunasmedicionesdependendelas

    Fuentesdeerroreincertidumbre

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    habilidadesyjuiciodeloperador.

    Tcnicasdemuestreo: Lasmedicionesdebenserrepresentativasdel

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    pproceso.

    Ambiente: La temperatura presin atmosfrica humedad y muchas

    D

    O

    D

    E

    Ambiente: Latemperatura,presinatmosfrica,humedadymuchasotrascondicionespuedenafectaralinstrumentodemedicinoelobjetoasermedido.

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    D

  • O Q i tid b d di i

    E

    F

    L

    U

    J

    O Qunoesunaincertidumbredemedicin Loserroresdebidoalosoperadoresnosonincertidumbresdemedicin.

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    Toleranciasnosonincertidumbres.Sonlimitesdeaceptacinloscualessonseleccionadosparaunprocesoounproducto.

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    Laexactitudnoeslomismoqueunaincertidumbre.Desafortunadamente,elusodeestaspalabrasesfrecuentementeconfundido

    D

    O

    D

    E

    confundido.

    Loserroresnosonlomismoquelasincertidumbres.

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    Anlisisestadsticonoeslomismoqueunaestimacindeincertidumbres.

    D

  • OClasificacin de los erroresE

    F

    L

    U

    J

    O

    Clasificacindeloserrores

    Loserroresdeunsistemademedicinnicamentepuedenserdefinidos

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    enbaseaunsistemaenespecifico.

    Loserroresquetpicamenteestnpresentesenunamedicinson:

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    q p psesgo,correcciones,cero,deriva,repetibilidad,reproducibilidad,estabilidad.

    D

    O

    D

    E

    Laclasificacinmscomndeloserroressebasaenlaspropiedadesdeestosyseclasificanen:

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    Sistemticos

    Aleatorios

    D

    Aleatorios

  • OError sistemticoE

    F

    L

    U

    J

    O

    Errorsistemtico

    Componente del error de medicin

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    que en mediciones repetidas semantiene constante o varia demanera predecible

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    El error sistemtico de medicin y suscausas pueden ser conocidas odesconocidas y una correccin puede

    li d

    D

    O

    D

    E

    ser aplicada para compensar un errorde medicin sistemtico conocido.

    El error sistemtico de medicin es

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    igual al error de medicin menos elerror de medicin aleatorio.

    D

  • OError sistemticoE

    F

    L

    U

    J

    O

    Errorsistemtico

    Sedicequeunerroressistemticosisemantieneconstanteocambia

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    enformaregularenmedicionesrepetidas.

    Elerrorsistemticosepuedeminimizarintroduciendocorrecciones. Debidoaquelascorreccionesnosonperfectassemantienenalgunos

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    q p gerroresresiduales,loscualesformaranelsesgodelamedicin.

    Loserrorsistemticossepuedendeterminarporcomparacinconotromtodooutilizandouninstrumentodemejorexactitud.

    D

    O

    D

    E

    j

    Tpicamenteloserroressistemticossonestimadosporelanlisistericodemedicin,basndoseenlaspropiedadesdelmensurandoylosinstrumentosdemedicin.

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    D

  • OErroraleatorioE

    F

    L

    U

    J

    O

    Componente del error dedi i di i

    L

    O

    G

    A

    D

    E medicin que en medicionesrepetidas varia de manerapredecible.

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    El valor de referencia de un erroraleatorio es el promedio que seobtendra de un nmero infinito de

    D

    O

    D

    E

    mediciones repetidas del mismomensurando.

    Los errores aleatorios de medicin deun conjunto de mediciones repetidas

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    j pforman una distribucin que puedeser descrita por su varianza y convalor esperado de cero.

    El error aleatorio es igual a la

    D

    El error aleatorio es igual a ladiferencia entre el error de medida yel error sistemtico.

  • OErroraleatorioE

    F

    L

    U

    J

    O

    Loserroresaleatorioscambiandemanerairregularynosepuedepredecirsuvalor.

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    p

    Loserroresaleatoriosnosepuedencorregir. Elmejorestimadodeunerroraleatorioescero. La manera de visualizar los errores aleatorios se hace mediante la

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    Lamaneradevisualizarloserroresaleatoriossehacemedianteladeterminacindelarepetibilidad.

    Unabuenarepetibilidad esunindicativodequeloserroresaleatoriosson pequeos

    D

    O

    D

    E

    sonpequeos.

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    D

  • OE

    F

    L

    U

    J

    O

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    Comocalcular lai id b d di i

    M

    E

    T

    R

    O

    L incertidumbredemedicin

    D

    O

    D

    E

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    D

  • OComo calcular la incertidumbre de medicin

    E

    F

    L

    U

    J

    O

    Comocalcularlaincertidumbredemedicin

    El mtodo ideal para evaluar y expresar la incertidumbre de losl d d d d b

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    resultados de una medicin debe ser:

    Universal

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    Internamente consistente

    Transferible

    D

    O

    D

    E

    Transferible

    Por lo tanto el mtodo ideal para evaluar y expresar la incertidumbre demedicin debe ser capaz de proporcionar un intervalo donde se espera

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D medicin debe ser capaz de proporcionar un intervalo donde se esperael resultado de la medicin con una probabilidad o nivel de confianzaque corresponda en forma realista con lo requerido.

    D

  • OComo calcular la incertidumbre de medicin

    E

    F

    L

    U

    J

    O

    Paracalcularlaincertidumbredemedicin,primeramentesedebeded f l f d d b l d

    Comocalcularlaincertidumbredemedicin

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    identificarlasfuentesdeincertidumbreenlamedicin.Despussedebeestimareltamaodecadaunadelasfuentesdeincertidumbre.Yfinalmentelasincertidumbresindividualessoncombinadas.

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    Estasreglassesiguenparaestablecerlacontribucindecadaincertidumbreyparacombinarlastodasellas.

    D

    O

    D

    E

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    D

  • ODos formas de clasificar incertidumbresE

    F

    L

    U

    J

    O

    Dosformasdeclasificarincertidumbres

    Noimportacualsealafuentedeincertidumbre,existendos

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    p ,formasdeclasificarlasqueson:

    l i d i l i d d i id b d

    M

    E

    T

    R

    O

    L EvaluacindetipoA:Evaluacindeunacomponentedeincertidumbredemedicinpormediodeunanlisisestadsticodevaloresdeunamagnitudmedidosbajocondicionesdefinidasdemedicin.

    D

    O

    D

    E

    EvaluacindetipoB:EvaluacindeunacomponentedeincertidumbredemedicindeterminadaporotrosmediosqueunaincertidumbredemedicintipoA.Estapudieraserinformacindeexperienciaanteriores

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    sobrelamedicin,certificadosdecalibracin,especificacionesdefabricante,clculos,publicaciones,etc.

    D

  • OMetodologadeestimacindeincertidumbres

    E

    F

    L

    U

    J

    O

    g

    Establecerelmensurandopormediodeunmodelo

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    pmatemtico.

    M

    E

    T

    R

    O

    L Determinarloscoeficientesdesensibilidad.

    Determinar la incertidumbre asociada a cada variable

    D

    O

    D

    E

    Determinarlaincertidumbreasociadaacadavariable.

    Determinar la incertidumbre combinada

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D Determinarlaincertidumbrecombinada.

    Determinarlaincertidumbreexpandida.

    D

  • O Establecer el mensurandoE

    F

    L

    U

    J

    O Establecerelmensurando

    Identificarelmensurandoyestablecerunafuncinque

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    y qrelacioneelmensurandoconlasmagnitudesdeinfluencia.

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    ( )xxxfY ,,, 21 K=

    D

    O

    D

    E

    ( )nxxxfY ,,, 21 K

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    D

  • O Determinacin de coeficientes de sensibilidad

    E

    F

    L

    U

    J

    O Determinacindecoeficientesdesensibilidad

    Loscoeficientesdesensibilidadseutilizanparahacerla

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    pponderacindecadaunadelasfuentesdeincertidumbrequeafectanenlamedicin.

    M

    E

    T

    R

    O

    L Mensurando YY = f(Xi )

    D

    O

    D

    E

    XiY Coeficiente de sensibilidad:

    iii X

    YXYc

    =

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D ii XX

    D Magnitud de influencia Xi

  • O Determinar la incertidumbre asociada a cada variable

    E

    F

    L

    U

    J

    O Determinarlaincertidumbreasociadaacadavariable

    Laincertidumbreasociadaacadavariableeslacontribucin

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    decadafuentedeincertidumbreponderadaporsucoeficientedesensibilidad.

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    )()( iii xuYxuc =

    D

    O

    D

    E

    )()( ii

    ii xuXxuc

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    D

  • ODeterminacin de la incertidumbre combinada

    E

    F

    L

    U

    J

    O

    Determinacindelaincertidumbrecombinada

    Incertidumbreestndardelresultadodeunamedicin,cuandostese

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    obtieneapartirdeotrasmagnitudes,yesigualalarazcuadradapositivadelasumadetrminos,siendoestostrminoslasvarianzasycovarianzasdeesasotrasmagnitudesponderadasdeacuerdoacmoel

    l d d l d d b

    M

    E

    T

    R

    O

    L resultadodelamedicinvaraconrespectodecambiosenesasmagnitudes.

    D

    O

    D

    E

    ( )jixxji ji

    x

    n

    i i

    xxruuxy

    xyu

    xyu

    jii,22

    1

    22 +

    =

    =

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D ji jii i ,1 =

    D

  • ODeterminacindelaincertidumbreexpandida

    E

    F

    L

    U

    J

    O

    p

    Cantidadquedefineunintervaloalrededordeunamedicindelquese

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    puedeesperarqueabarqueunafraccingrandedeladistribucindevaloresquerazonablementepudieranseratribuidosalmensurando.

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    Incertidumbre Expandida: cukU =

    D

    O

    D

    E

    k 1 2 3nivel deconfianza 68,3% 95,4% 99,7%

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    -3u -2u -u +u +2u +3u

    D

    -3uc -2uc -uc +uc +2uc +3uc

  • O Presupuesto de incertidumbreE

    F

    L

    U

    J

    O PresupuestodeincertidumbreVARIABLE VALOR

    NUMERICOUNIDAD TIPO u(xi) /xi [/xi]2 u2(xi) CONTRI-

    BUCION

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    NUMERICO BUCION

    Lf 9293.72 L B Rectangular 0,029 3,61 E-4 1.09 E-10 0,09 %

    Li 6526.65 L B Rectangular 0,029 - 3,61 E-4 1.09 E-10 0,09 %

    Lm 2798.34 L B Rectangular 0,022 - 3,57 E-4 6.29 E-11 0,05 %

    Q 1 157 L/min B Rectangular 14,4 1.69 E-7 5.95 E-12 0,01 %

    M

    E

    T

    R

    O

    L 5,0 E-5 C-1 B Rectangular 5,77 E-6 -9.49E-1 3.00 E-11 0,03 % Tp 19.0 C Normal 0,01 - 1,17 E-3 4,53 E-11 0,04 % Tm 18.9 C Normal 0,06 1,21 E-3 4.88 E-09 4,16 % Pp 0,15 MPa Normal 0,005 1,08 E-3 2,60 E-11 0,02 %

    P 0 20 MP N l 0 006 1 08 E 3 3 86 E 11 0 03 %

    D

    O

    D

    E

    Pm 0,20 MPa Normal 0,006 - 1,08 E-3 3.86 E-11 0,03 %

    15 750 kg/m3 B Rectangular 1,08 1.94 E-5 4.41 E-10 0,38 % Ajuste por regresin

    0 * A Rectangular 3,40 E-6 1,00 E 0 1,16 E-11 0,01 %

    Patrn 0 * A Normal 3,00 E-4 1,00 E 0 9,00 E-08 76,87 %

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    Repetibilidad 0 * B Normal 1,34 E-4 1,00 E 0 1,80 E-08 15,37 %

    Deriva 0 * A Rectangular 5,77 E-5 1,00 E 0 3,33 E-09 2,84 %

    100 %

    FC 0,999 5 Incertidumbre expandida con k=2 0,000 684

    D

  • OE

    F

    L

    U

    J

    O

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    Tiposdeincertidumbres

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    demedicin

    D

    O

    D

    E

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    D

  • OIncertidumbrederesolucinE

    F

    L

    U

    J

    O

    La resolucin de un instrumento es una de las fuentesmas significativas de incertidumbre en un instrumento

    L

    O

    G

    A

    D

    E mas significativas de incertidumbre en un instrumento,para determinar la incertidumbre de resolucin se utiliza lasiguiente ecuacin:

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    D

    O

    D

    E

    96 97 9896,5 97,5

    a- a+

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D a a+

    32resolucinures =

    D

    32

  • OIncertidumbre de repetibilidadE

    F

    L

    U

    J

    O

    Incertidumbrederepetibilidad

    Laincertidumbredebidoalarepetibilidadyreproducibilidaddelas

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    medicionessedeterminacomo:

    sx

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    nu xr =

    D

    O

    D

    E

    x

    xs )(

    2xs2

    1x

    s1

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    s1

    D

  • O Incertidumbre debido a la histresis

    E

    F

    L

    U

    J

    O Incertidumbredebidoalahistresis Laincertidumbredebidoalahistresissedeterminacomo:

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    histeresis

    D

    O

    D

    E

    32uhist =

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    D

  • O Incertidumbre por instrumentos auxiliares

    E

    F

    L

    U

    J

    O Incertidumbreporinstrumentosauxiliares

    Incertidumbrequesepresentaporelusodeuninstrumentoparaleer

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    lasealdesalidadeunsensor,transductoroinstrumento.

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    RTD

    Multmetro

    D

    O

    D

    E

    BaoTermosttico 088

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    D

  • OIncertidumbredebidoalaestabilidaddeceroE

    F

    L

    U

    J

    O

    Estaincertidumbrees

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    debidaaloscambiosquetieneelceroenunciclodemedicin,ysedetermina

    Ascenso Descenso

    -3 2

    M

    E

    T

    R

    O

    L como:

    103

    D

    O

    D

    E

    32finalinicial

    cero

    cerocerou

    =1002-3

    98

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D 98

    D

  • OIncertidumbre debido a la calibracinE

    F

    L

    U

    J

    O

    Incertidumbredebidoalacalibracin

    Laincertidumbredebidoala Certificado

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    calibracinesobtenidadenuestroinformeocertificadodecalibracindel

    l d U= 100 N

    Certificado

    M

    E

    T

    R

    O

    L instrumentoomaterialdereferencia.

    U= 100 Nk = 2

    D

    O

    D

    E

    Uucal =

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    kcal

    D

  • OIncertidumbredebidoaladerivaE

    F

    L

    U

    J

    O

    Laincertidumbredebidoala

    c

    a

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    derivasedebealcambiodelascaractersticasmetrolgicasatravsdel

    d l ar

    a

    c

    t

    e

    r

    s

    t

    i

    c

    Deriva2004

    M

    E

    T

    R

    O

    L tiempodelinstrumentoomaterialdereferencia.

    tiempo

    c

    a

    2003

    D

    O

    D

    E

    tiempo

    Derivau =

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    32uder =

    D

  • OE

    F

    L

    U

    J

    O

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    Incertidumbreded ibilid d (E di & R)

    M

    E

    T

    R

    O

    L reproducibilidad(Estudior &R)

    D

    O

    D

    E

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    D

  • ONiveldelapruebaenunexperimentoE

    F

    L

    U

    J

    O

    p pdeprecisin

    L

    O

    G

    A

    D

    E Promediogeneraldelosresultadosdemedicindetodasloscondiciones demedicin,paraunnivelenparticular.

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    1 2 j q-1 qLaboratorio Nivel

    D

    O

    D

    E

    Promedio

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    D

  • O Celda en un nivel de precisin

    E

    F

    L

    U

    J

    O Celdaenunniveldeprecisin Resultadosdepruebadeunnivelsimpledeunacondicinparticular.

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    Ni l

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    1 2 j q-1 q12

    Laboratorio Nivel

    D

    O

    D

    E

    i y ijk

    Celda

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D i y ijk p

    D

  • O V l i ( l )

    E

    F

    L

    U

    J

    O Valoresatpicos(straggler)

    Mi b d j d l l l i i l

    L

    O

    G

    A

    D

    E Miembrodeunconjuntodevaloreselcualesinconsistenteconlosotrosmiembrosdelconjunto.

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    Histograma

    95 %99%

    D

    O

    D

    E

    95%

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    Salida6,26 6,1 6,3 6,4

    D Salida

  • O V l f d ( tli )

    E

    F

    L

    U

    J

    O Valoresfueraderango(outlier)

    Mi b d j d l l l i i l

    L

    O

    G

    A

    D

    E Miembrodeunconjuntodevaloreselcualesinconsistenteconlosotrosmiembrosdelconjunto.

    Histograma

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    Histograma

    99%

    D

    O

    D

    E

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    Salida6,26 6,1 6,3 6,4

    D Salida

  • O A li i d d

    E

    F

    L

    U

    J

    O Anlisisdedatos Elanlisisdelosdatosdebedeconsiderarparacadanivel

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    plosiguiente:

    2

    M

    E

    T

    R

    O

    L Repetibilidad(sr2)

    Varianzaentrelaboratorios(sL2)

    D

    O

    D

    E

    Reproducibilidad(sR2 = sr2 + sL2)

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    Media(m)

    D

  • O b l i d d

    E

    F

    L

    U

    J

    O TabulacindedatosNivel

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    1 2 j q-1 q12

    Laboratorio Nivel

    M

    E

    T

    R

    O

    L i y ijk

    Celda

    D

    O

    D

    E

    p

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    Tablarecomendadaparalosdatosoriginales.

    D

  • O Media de la celdas

    E

    F

    L

    U

    J

    O Mediadelaceldas

    Lamediadelaceldasedeterminacomo:

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    1 ijn

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    1

    1 ijij ij ijk

    kij

    m y yn =

    = =

    D

    O

    D

    E

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    D

  • O T b l i d d t

    E

    F

    L

    U

    J

    O Tabulacindedatos

    Nivel

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    1 2 j q-1 q12

    Laboratorio Nivel

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    2i ijy

    D

    O

    D

    E

    p

    Tabla recomendada para colocacin de medias.

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    Tablarecomendadaparacolocacindemedias.

    D

  • O Medida de la dispersin de una celda

    E

    F

    L

    U

    J

    O Medidadeladispersindeunacelda

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    Lamedidadeladispersindeunaceldasedeterminacomo:

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    ( )1 1ijn

    ij ijk ijs y y=

    D

    O

    D

    E

    ( )11

    j j jkijn =

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    D

  • O Tabulacin de datos

    E

    F

    L

    U

    J

    O Tabulacindedatos

    Nivel

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    1 2 j q-1 q12

    Laboratorio Nivel

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    2i ijs

    D

    O

    D

    E

    p

    Tabla recomendada para dispersin de las celdas

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D Tablarecomendadaparadispersindelasceldas.

    D

  • O E i i l i i d d

    E

    F

    L

    U

    J

    O Escrutinioparalaconsistenciadedatos

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    Lapresenciadelaboratoriosovaloresqueparezcaninconsistentesconlosotroslaboratoriosovalorespuedencambiarlosestimados.Existendos criterios para este escrutinio:

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    doscriteriosparaesteescrutinio:

    TcnicadeconsistenciagrficaT i i d l t i

    D

    O

    D

    E

    Tcnicanumricadevaloresatpicos.

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    D

  • OTcnica de consistencia grfica de Mandel

    E

    F

    L

    U

    J

    O

    TcnicadeconsistenciagrficadeMandel

    La consistencia grfica se realiza con la determinacin de

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    glos estadsticos h y k de Mandel, que describen lavariabilidad del mtodo de medicin.

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    ( ) ( )211 1 iij j

    ij p

    ij ji

    y yh

    y yp

    =

    D

    O

    D

    E

    ( ) ( )11donde

    ijp =

    2

    ij jij

    ij

    s pk

    s=

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    1

    p

    ij iji

    j p

    n yy ==

    ij

    D

    1

    j p

    iji

    n=

  • OIndicadores para estadsticos de Mandel h y k con

    E

    F

    L

    U

    J

    O

    IndicadoresparaestadsticosdeMandelhykconniveldesignificancadel1%

    k

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    2 3 4 5 6 7 8 9 103 1,15 1,71 1,64 1,58 1,53 1,49 1,46 1,43 1,41 1,394 1,49 1,91 1,77 1,67 1,60 1,55 1,51 1,48 1,45 1,43

    p nh

    M

    E

    T

    R

    O

    L 5 1,72 2,05 1,85 1,73 1,65 1,59 1,55 1,51 1,48 1,466 1,87 2,14 1,90 1,77 1,68 1,62 1,57 1,53 1,50 1,477 1,98 2,20 1,94 1,79 1,70 1,63 1,58 1,54 1,51 1,488 2,06 2,25 1,97 1,81 1,71 1,65 1,59 1,55 1,52 1,49

    D

    O

    D

    E

    9 2,13 2,29 1,99 1,82 1,73 1,66 1,60 1,56 1,53 1,5010 2,18 2,32 2,00 1,84 1,74 1,66 1,61 1,57 1,53 1,5011 2,22 2,34 2,01 1,85 1,74 1,67 1,62 1,57 1,54 1,5112 2,25 2,36 2,02 1,85 1,75 1,68 1,62 1,58 1,54 1,51

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    13 2,27 2,38 2,03 1,86 1,76 1,68 1,63 1,58 1,55 1,5214 2,30 2,39 2,04 1,87 1,76 1,69 1,63 1,58 1,55 1,5215 2,32 2,41 2,05 1,87 1,76 1,69 1,63 1,59 1,55 1,52

    p = nmero de laboratorios en un nivel dado.

    D n = nmero de replicas de cada laboratorio en un nivel.

  • O Tcnica numrica de valores atpicos

    E

    F

    L

    U

    J

    O Tcnicanumricadevaloresatpicos

    Lospasosaseguirparalarealizacindelapruebason:

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    p g p p

    Identificarvaloresatpicosovaloresfueraderango.

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    Investigarlasposiblescausasdelosvaloresatpicosovaloresfueraderango.

    D

    O

    D

    E

    Aceptarodescartarlosdatos.

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    D

  • OIdentificacin de valores atpicos o

    E

    F

    L

    U

    J

    O

    Identificacindevaloresatpicosovaloresfueraderango

    L

    O

    G

    A

    D

    E LapruebasdeGrubbs sonutilizadasparaidentificarvaloresatpicosovaloresfueraderango.

    Si l t d ti d b i l l 5% d l l iti l

    M

    E

    T

    R

    O

    L Sielestadsticodepruebaesmenoroigualal5%delvalorcritico,elobjetoprobadoesaceptadocomocorrecto.

    Sielestadsticodepruebaesmayorqueel5%delvalorcriticoymenor

    D

    O

    D

    E

    p y q yal1%delvalorcritico,elobjetoprobadoesllamadovaloratpicoysemarcaconunasterisco.

    Si l t d ti d b l 1 % d l l iti l bj t

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D Sielestadsticodepruebaesmayoral1%delvalorcritico,elobjetoesllamadovalorfueraderangoyesindicadoporundobleasterisco.

    D

  • O Prueba de Grubbs

    E

    F

    L

    U

    J

    O PruebadeGrubbs

    D d j t d d t i 1 2 d d d f

    L

    O

    G

    A

    D

    E Dadounconjuntodedatosxi parai=1,2,,p,ordenadosdeformaascendente,paradeterminarsilaobservacinmsgrandeolamspequeaesunoutlierusandolapruebadeGrubbs,calculeelestadistico de Grubbs como:

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    estadisticodeGrubbscomo:

    ( ); para la mayorp

    x xG

    =

    D

    O

    D

    E

    ( )11

    ; para la mayor

    ; para la menor

    pG sx x

    G

    ==

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D 1 ; para la menorG s

    D

  • OValores crticos para la prueba de Grubbs

    E

    F

    L

    U

    J

    O

    ValorescrticosparalapruebadeGrubbs

    p Arriba del 1 % Arriba del 5 %

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    3 1,155 1,1554 1,496 1,4815 1,764 1,7156 1 973 1 887

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    6 1,973 1,8877 2,139 2,0208 2,274 2,1269 2,387 2,215

    D

    O

    D

    E

    10 2,482 2,29011 2,564 2,35512 2,636 2,41213 2 699 2 462

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D 13 2,699 2,46214 2,755 2,50715 2,806 2,549

    p = nmero de laboratorios en un nivel dado

    D

  • O Clculo de la media general

    E

    F

    L

    U

    J

    O Clculodelamediageneral

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    Paranivelj,lamediagenerales:p

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    1

    p

    ij iji

    j j p

    n ym y == =

    D

    O

    D

    E

    1ij

    in

    =

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    D

  • OE

    F

    L

    U

    J

    O

    Varianzaderepetibilidad

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    ( ) p sn 21

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    ( )( )

    == pi

    ijij

    r

    n

    sns

    j

    12

    1

    1

    D

    O

    D

    E

    ( )=

    i

    ijn1

    1

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    D

  • O Varianza entre experimentos

    E

    F

    L

    U

    J

    O Varianzaentreexperimentos

    2 2

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    2 22

    d d

    =j

    dj rjL

    j

    s ss

    n

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    ( )221

    donde1

    1=

    p

    dj ij ij ji

    s n y yp

    D

    O

    D

    E

    ( )1

    2

    1

    1

    1

    =

    =

    =

    i

    p

    ijpi

    p

    nn n

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    1

    1

    1 ==

    = j ij pi ij

    i

    n np n

    D

  • O V i d d ibilid d

    E

    F

    L

    U

    J

    O Varianzadereproducibilidad

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    2 2 2s s s= +

    M

    E

    T

    R

    O

    L Rj rj Ljs s s+

    D

    O

    D

    E

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    D

  • OE

    F

    L

    U

    J

    O

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    Expresinderesultados

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    D

    O

    D

    E

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    D

  • OExpresin de resultadosE

    F

    L

    U

    J

    O

    Expresinderesultados

    Esimportanteexpresarelresultado,paraquelosusuariospuedanusarl f d l d b d b d l

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    lainformacin.Cuandoreportelaincertidumbresedebedeincluir:

    Unadescripcindecmosedefinielmensurando.

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    Elresultadodemedicinysuincertidumbre.

    Cuando sea apropiado incluir la incertidumbre relativa

    D

    O

    D

    E

    Cuandoseaapropiadoincluirlaincertidumbrerelativa

    Ladeclaracindelfactordecoberturayelniveldeconfianza.

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    Unadeclaracindecmoseestimolaincertidumbre.

    D

  • OEjemplodeexpresinderesultadosE

    F

    L

    U

    J

    O

    j p p

    Formas de la representacin:

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    V = (1,998 5 0,002 6) L (k=2)

    Formas de la representacin

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    V = 1,998 5 L 2,6 mL (k=2)

    V = 1 998 5 L U = 2 6 mL (k=2)

    D

    O

    D

    E

    V = 1,998 5 L U = 0,13 % (k=2)

    V = 1,998 5 L U = 2,6 mL (k=2)

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    incertidumbre relativa

    D

  • O Ejercicio

    E

    F

    L

    U

    J

    O Ejercicio

    Decirsilassiguientesexpresionesderesultadosdemedicinson

    L

    O

    G

    A

    D

    E

    correctasoincorrectas:

    (1,4 0,9)m,k=5

    M

    E

    T

    R

    O

    L

    (0,0217 0,00118)kg,k=2 (0 1)A (0,000326 0,0012)F,k=1

    D

    O

    D

    E

    ( )

    (8764324,546678 0,000014),k=2 809,U=15%,k=2 (5,00000000 0,00000008)

    D

    I

    P

    L

    O

    M

    A

    D

    ( , , )

    D