Metrologia, Teoria de Errores

Aquí explicaremos un poco acerca de "La Teoría de Errores" con ello, se pretende que se sepa reconocer los
factores que influyen en el error, así como el cálculo del mismo. Además, se ofrecen algunas nociones sobre tratamiento de datos que incluye el ajuste de rectas mediante el método de mínimos cuadrados.

EXACTITUD Y PRECISION
En metrología, la exactitud es el grado de concordancia entre el valor verdadero y el experimental. Un aparato es exacto si las medidas realizadas con él son todas muy próximas al valor "verdadero" de la magnitud medida.
La precisión es el grado de concordancia entre una medida y otras de la misma magnitud realizadas en condiciones sensiblemente iguales. Un aparato es preciso cuando la diferencia entre diferentes medidas de una misma magnitud sean muy pequeñas.

CLASIFICACION DEL ERROR:
En metrología, el error se define como la diferencia entre el valor verdadero y el obtenido experimentalmente. Los errores no siguen una ley determinada y su origen esta en múltiples causas. Atendiendo a las causas que los producen, los errores se pueden clasificar en dos grandes grupos: errores sistemáticos y errores accidentales estos ultimos tambien conocidos como aleatorios.

Los errores sistemáticos son aquellos que permanecen constantes a lo largo de todo el proceso de medida y, por tanto, afectan a todas las mediciones de un modo definido y es el mismo para todas ellas.

Los errores accidentales o aleatorios son aquellos que se producen en las variaciones que pueden darse entre observaciones sucesivas realizadas por un mismo operador.
Estas variaciones no son reproducibles de una medición a otra y su valor es diferente para cada medida.


ERROR ABSOLUTO Y ERROR RELATIVO
En metrología, el error absoluto en una medida x de determinada magnitud es la diferencia entre dicho valor y el valor verdadero de la medida; se notará por Δx y, por tanto, su expresión es:

Δx=X-X0

donde x0 representa el valor verdadero de la medida. El error absoluto cuantifica la desviación en términos absolutos respecto al valor verdadero. No obstante, en ocasiones es más interesante resaltar la importancia relativa de esa desviación. Por ello, se define el error relativo como el cociente entre el error absoluto y el valor verdadero; notándolo por ε su expresión es:

ε =Δx/X0 y se multiplica por 100

Expresión del error
En metrología, presentar una medida efectuada, significa expresar el valor de dicha cantidad y expresar cual es su error; no tiene sentido establecer un determinado valor si no se acota debidamente el mismo. Así, la expresión correcta de una medida debe ser: x ± Δx

Dado que que existe imprescisión, este se escribe siempre con una única cifra significativa, es decir con el primer dígito comenzando por la izquierda distinto de cero; este número ser redondeado por exceso en una unidad si la segunda cifra significativa es 5 o mayor de 5. Este convenio de expresión del error encuentra dos excepciones: que la primera cifra significativa sea un 1 o que siendo la primera un 2, la segunda no llega 5; en estos casos, el error vendrá dado por las dos primeras cifras significativas, procediéndose al redondeo de la segunda en el mismo sentido que ya se ha explicado.

Se acepta como criterio que si el valor de una medida es leído de una tabla u otro lugar, sin indicación de su error, se tomará como error una unidad del orden de la última cifra con que se expresa; por ejemplo, si en una tabla aparece que el valor de una medida es de 0.056 sin ninguna indicación de error, se conviene en que el mismo es de ±0.001.

Determinación de errores en medidas directas.
Como ya se ha explicado, cuando se realice la medida de cualquier magnitud hay que indicar el error asociado a la misma. Dado que no conocemos el valor verdadero de la magnitud que deseamos medir, se siguen ciertos procedimientos para hacer una estimación del mismo y de su cota de error.

Determinación de errores en medidas indirectas.
Como ya se ha indicado, la medida indirecta de una magnitud se alcanza por aplicación de una fórmula a un conjunto de medidas directas, (variables independientes o datos), que las relacionan con la magnitud problema. Mediante dicha fórmula se obtiene también el error de la medida. Debe tenerse muy presente que si en la expresión matemática que relaciona las magnitudes aparecen números irracionales (tales como π o e) se deben elegir con un número de cifras significativas que no afecten a la magnitud del error absoluto de la magnitud que queremos determinar. En cualquier caso, esta elección determinará el valor del error asignado a dicha constante; en muchas ocasiones, sobre todo cuando se trabaja con calculadora u ordenador, lo más conveniente es tomar todos los decimales que aparecen para el número en cuestión: de esta manera, su error es muy pequeño y puede despreciarse frente a los del resto de las magnitudes que intervengan.
El procedimiento para determinar el error de la medida hecha de manera indirecta es el siguiente. Supongamos que la magnitud F es función de otras magnitudes físicas, estando relacionadas con ellas por la expresión genérica: ( , ,..., ) 1 2 N F = f x x x
Supongamos, además, que se han realizado medidas de las variables, xi, y se han determinado su valor y su error. Se obtiene la diferencial total de F en función de las diferenciales de las variables xi

y se hace la sumatoria de cada una de la derivadas paraciales, finalmente despues de pocos calculos podemos llegar a obtener que el es la sumatorio de una costante multiplicado por el error relativo

Metrologia: Verificacion versus Calibracion

Calibración y Verificación
El término “verificación” suele ser problema de confusión en su alcance o aplicación, en sus diferentes acepciones o aplicaciones, tales como:
Evaluación de la conformidad” mediante verificación y aprobación aplicada al control legal de instrumentos de medición.
“Verificación metrológica” en el proceso de confirmación metrológica ISO 10012 con aplicación en los sistemas de gestión:
ISO 9001 (calidad), ISO 14001 (ambiental), ISO/TS 16949 (automotriz), ISO/TS 29001 (petróleo y gas), ISO 22000 (alimentos), ISO 13485 (dispositivos médicos).
“Verificación de la calibración” o “comprobación (verificación) intermedia” como se requiere en ISO/IEC 17025 (laboratorios de ensayo y calibración), con requisitos equivalentes en ISO/IEC 17020 (organismos de inspección / verificación), e ISO 15189 (laboratorios clínicos).

El término “verificación” suele ser interpretado de primera vista por su acepción de “evaluación de conformidad”, sin embargo ya sea por problemas de traducción al español, por limitación en el uso de vocabulario o por hacer mayor énfasis en la actividad realizada, auditada o evaluada, este término suele ser utilizado indistintamente como equivalente de la “verificación metrológica” y de las “comprobaciones intermedias”. En diferentes documentos internacionales de sistemas de gestión en inglés se utilizan los términos “verification” y “check”, este último traducido en esta entrada como “comprobación” al igual que en la versión en español del VIM3 (JCGM 200, 2008).

Conviene señalar que, por otro lado, existen términos como validar, verificar, confirmar, comprobar, probar, corroborar, autentificar, substanciar, etc., con significados muy similares no siempre uniformes, por lo que es recomendable mantener la atención en el concepto, y no tanto en el término que lo describe (Lazos, R. y Hernández, I. 2004).


DEFINICIONES
Calibración (VIM3 esp. 2.39)
Operación que bajo condiciones especificadas establece, en una primera etapa, una relación entre los valores y sus incertidumbres de medida asociadas obtenidas a partir de los patrones de medida, y las correspondientes indicaciones con sus incertidumbres asociadas y, en una segunda etapa, utiliza esta información para establecer una relación que permita obtener un resultado de medida a partir de una indicación.


NOTA 1 - Una calibración puede expresarse mediante una declaración, una función de calibración, un diagrama de calibración, una curva de calibración o una tabla de calibración. En algunos casos, puede consistir en una corrección aditiva o multiplicativa de la indicación con su incertidumbre correspondiente.
NOTA 2 - Conviene no confundir la calibración con el ajuste de un sistema de medida, a menudo llamado incorrectamente “autocalibración”, ni con una verificación de la calibración.
NOTA 3 - Frecuentemente se interpreta que únicamente la primera etapa de esta definición corresponde a la calibración.
Respecto a la nota 2, en la definición de calibración, ésta en inglés está indicada como:
NOTE 2 Calibration should not be confused with adjustment of a measuring system, often mistakenly called “self-calibration”, nor with verification of calibration

Verificación (VIM3 esp. 2.44)
Aportación de evidencia objetiva de que un elemento satisface los requisitos especificados.
EJEMPLO 1 La confirmación de que un material de referencia declarado homogéneo lo es para el valor y el procedimiento de medida correspondientes, para muestras de masa de valor hasta 10 mg.
EJEMPLO 2 La confirmación de que se satisfacen las propiedades de funcionamiento declaradas o los requisitos legales de un sistema de medida.
EJEMPLO 3 La confirmación de que puede alcanzarse una incertidumbre objetivo.
NOTA 1 - Cuando sea necesario, es conveniente tener en cuenta la incertidumbre de medida.
NOTA 2 - El elemento puede ser, por ejemplo, un proceso, un procedimiento
de medida, un material, un compuesto o un sistema de medida.
NOTA 3 - Los requisitos especificados pueden ser, por ejemplo, las especificaciones del fabricante.
NOTA 4 - En metrología legal, la verificación tal como lo define el VIML, y en general en la evaluación de la conformidad, puede conllevar el examen, marcado o emisión de un certificado de verificación de un sistema de medida.
NOTA 5 - No debe confundirse la verificación con la calibración. No toda verificación es una validación.
NOTA 6 - En química, la verificación de la identidad de una entidad, o de una actividad, requiere una descripción de la estructura o las propiedades de dicha entidad o actividad.
La nota 4 del término verificación del VIM3 se refiere a la verificación de un instrumento de medición de acuerdo con el Vocabulario Internacional de términos en Metrología Legal (VIML, 2000), el cual nos dice.

Verificación
Verificación de un instrumento de medición (VIML 2.13)
Procedimiento (diferente a la aprobación de modelo) que incluye el examen y marcado y u o emisión de un certificado de verificación, que constata y confirma que el instrumento de medición cumple con los requisitos reglamentarios

El VIM3 en su introducción nos indica que este vocabulario solo incluye los términos fundamentales o generales, y que para los conceptos relativos a los dispositivos de medida podrá consultar otros vocabularios como el de la norma IEC 60050 (www.electropedia.org), Vocabulario Electrotécnico Internacional (IEV) que en el contexto del área de mediciones eléctricas y electrónicas y de los términos básicos generales relacionados con mediciones, nos da la definición de verificación de la calibración
Evidencia
Verificación (de la calibración) (IEV, 311-01-13)
Conjunto de operaciones que es utilizado para comprobar si las indicaciones, bajo condiciones específicas, corresponden con un conjunto dado de mensurandos conocidos dentro de los límites de un diagrama de calibración predeterminado.

NOTA 1 - Este término es utilizado en el enfoque de incertidumbre.
NOTA 2 - La incertidumbre conocida del mensurando utilizada para verificación generalmente será despreciable con respecto a la incertidumbre asignada al instrumento en el diagrama de calibración.
La misma norma IEC 60050 (www.electropedia.org), pero ahora en el área de instrumentación nuclear en el contexto de las pruebas, errores de medición y varios parámetros concernientes a la instrumentación nuclear como son los instrumentos, sistemas, equipos y detectores, nos da la definición de comprobación de calibración traducida al español por la misma norma como “test de calibración”

Test de calibración (IEV, 394-40-44)
Comprobación de un instrumento, componente o sistema para asegurar que su exactitud de respuesta es aceptable.
Regresando al VIM3 hacemos notar que se diferencía entre los términos verificación “verification” y comprobación “check”. Además señalamos la siguiente nota que se repite en tres diferentes términos.

Jerarquía de calibración (VIM3 esp. 2.40, nota 4)
Trazabilidad metrológica (VIM3 esp. 2.41, nota 6)
Cadena de trazabilidad metrológica (VIM3 esp. 2.42, nota 3)
NOTA # - La comparación entre dos patrones de medida puede considerarse como una calibración si ésta se utiliza para comprobar y, si procede, corregir el valor y la incertidumbre atribuida a uno de los patrones.
En esta nota se puede interpretar el uso de una comparación tipo interlaboratorios o ensayo de aptitud con otros laboratorios para fines de comprobación. Dentro de la infraestructura metrológica interna de una organización, la cual de manera usual se muestra en su carta de trazabilidad interna, es importante contar con y distinguir los patrones de trabajo, verificación o comprobación, los cuales se definen como.

Patrón de trabajo (VIM3 esp. 5.7)
Patrón utilizado habitualmente para calibrar o verificar instrumentos o sistemas de medida.

NOTA 1 - Un patrón de trabajo se calibra habitualmente con relación a un patrón de referencia.

NOTA 2 - Un patrón de trabajo utilizado en verificación se designa también como “patrón de verificación (comprobación)” o “patrón de control”.

Los patrones de verificación más comunes son aquellos que representan un solo valor (punto de control) como sucede con: MR (Materiales de Referencia) y MRC (Materiales de Referencia Certificados), como las soluciones buffer de pH, conductividad, viscosidad, densidad. También podemos encontrar medidas materializadas como son: pesas de verificación, bloques y barras patrón de longitud, bloques de dureza, resistores, celdas o capacitares patrón, generador de ruido, generadores de aceleración, puntos fijos de temperatura, puntos fijos de sales saturadas para humedad, etc.
Es práctica común que al realizar una verificación de la calibración o una comprobación intermedia se evalúen puntos de medición predeterminados por el interés del usuario en su proceso o por que dichos puntos están relacionados con el funcionamiento del instrumento a lo largo del intervalo, estos puntos son llamados puntos de control, y lo común es evaluar el error de medida en estos valores, el punto de control más común es el correspondiente al de medida cero.

Error en un punto de control (VIM3 esp. 4.27)
Error de medida de un instrumento o sistema de medida, para un valor medido especificado.

Error en cero (VIM3 esp. 4.28)
Error en un punto de control, cuando el valor medido especificado es igual a cero.
NOTA No debe confundirse el error de cero con la ausencia de error de medida.
El objetivo inicial de la verificación es conocer si el instrumento se encuentra dentro de los límites de error máximo permitido (VIM3 4.26), tal como aplica en las acepciones de evaluación de la conformidad y verificación metrológica, sin embargo como resultado adicional podemos utilizar los datos de las verificaciones para determinar ciertas propiedades metrológicas del proceso de medición como son la estabilidad y deriva instrumental tal como se espera en la comprobaciones o verificaciones intermedias.

Estabilidad de un instrumento de medición (VIM3 esp. 4.19)
Aptitud de un instrumento de medida para conservar constantes sus características metrológicas a lo largo del tiempo.
NOTA La estabilidad puede expresarse cuantitativamente de varias formas. EJEMPLO 1 Mediante un intervalo de tiempo en el curso del cual una característica metrológica varía una cantidad determinada.
EJEMPLO 2 Por la variación de una propiedad en un intervalo de tiempo determinado.
Cuando las características metrológicas del instrumento no se mantienen constantes, sino que presentan una variación lenta y monótona a través del tiempo, entonces no se describe como estabilidad, sino que como deriva. Las características metrológicas que normalmente se evalúan son el sesgo instrumental (VIM3 4.20) y la incertidumbre instrumental (VIM3 4.24).

Deriva instrumental (VIM3 esp. 4.21)
Variación continua o incremental de una indicación a lo largo del tiempo, debida a variaciones de las características metrológicas de un instrumento de medida.
NOTA La deriva instrumental no se debe a una variación de la magnitud medida, ni a una variación de una magnitud de influencia identificada
El conocer la deriva instrumental de los instrumentos y sistemas de medición toma relevancia en el VIM3 al indicarse como una componente de incertidumbre a ser evaluada tipo B (VIM3 2.29).
La estabilidad, deriva, condiciones de repetibilidad (VIM3 2.20), que consideran mediciones en un periodo corto de tiempo, y condiciones de precisión intermedia (VIM3 2.22), que consideran mediciones en un periodo amplio de tiempo; estos términos son considerados por el VIM3, sin embargo no son los únicos términos utilizados para describir las características metrológicas que se evalúan con el paso del tiempo, algunas referencias de análisis de sistemas de medición como MSA (2002), SPC (2005) y vocabularios como el IEV (IEC 60050), mencionan la consistencia o fidelidad, capacidad o habilidad y desempeño o rendimiento, no-consideradas por el VIM3, como características metrológicas dependientes del tiempo, las cuales pueden interpretarse como:

Consistencia (consistency) (MSA, 2002)
El grado de cambio de la repetibilidad en el tiempo, interpretando que un proceso de medición consistente está en control estadístico con respecto a su dispersión o variabilidad.

Capacidad (capability) (MSA, 2002)
Un estimado de la variación combinada de errores de medición (aleatorios y sistemáticos) basados en una evaluación a corto-plazo del sistema de medición.

Desempeño (performance) (MSA, 2002)
Un estimado de la variación combinada de errores de medición (aleatorios y sistemáticos) basados en una evaluación a largo-plazo del sistema de medición; incluyendo todas las fuentes de variación significativas y determinables a lo largo del tiempo.

¿Qué es un patrón de comprobación-verificación?
NIST/SEMATECH en su manual electrónico vía Internet de estadísticas para ingeniería (www.itl.nist.gov/div898/handbook/mpcsection1/mpc12.htm) nos da su respuesta.
La metodología del patrón de verificación es una herramienta para recopilar datos en el proceso de medición para mostrar los errores que afectan el proceso en el tiempo.
Las fuentes de error dependientes del tiempo son evaluadas y cuantificadas a partir de la base de datos de las mediciones del patrón de verificación. Este es un dispositivo para controlar el sesgo y la variabilidad a largo plazo del proceso una vez que para estas magnitudes se han establecido valores de referencia a partir de datos históricos del patrón de verificación.
El patrón de verificación debe ser pensado en términos de una base de datos de mediciones. Puede ser definido como un artefacto o como una característica del proceso de medición cuyo valor puede obtenerse repetidamente a partir de mediciones obtenidas en la vida del proceso. Ejemplos son:
?? Mediciones de un artefacto estable.
?? Diferencias entre los valores de dos patrones de referencia como estimado de un experimento de calibración.
?? Valores de una característica del proceso, tales como un sesgo, que es estimado a partir de mediciones en patrones de referencia y u o elementos de prueba.
Un patrón de verificación por reproducción debe ser cercano en geometría y contenido de material al elemento probado que es medido en el trabajo diario. Si es posible, éste debe ser uno de los elementos de prueba del trabajo diario. Obviamente, éste debe ser un artefacto estable y debe estar disponible para el proceso de medición en todo momento.
Los procesos de medición son similares a procesos de producción en que son continuos y se espera que produzcan resultados idénticos (dentro de límites aceptables) pasando sobre el tiempo, instrumentos, operadores, y condiciones ambientales. Sin embargo, es difícil muestrear la salida del proceso de medición porque, normalmente, los elementos de prueba cambian con cada secuencia de medición.
Las mediciones en el patrón de verificación, espaciadas en el tiempo a intervalos regulares, actúan como sustituto de mediciones que podrían realizarse en elementos de prueba si se tuvieran disponibles tiempo y recursos suficientes.
REQUISITOS DE COMPROBACIÓN (VERIFICACIÓN) PARA LABORATORIOS
En la norma internacional ISO/IEC 17025 (2005) en inglés podemos encontrar escuetamente el término verificación “verification”, pero más el término comprobación “check” en diferentes cláusulas. En la versión ISO/IEC 17025 (2005) en español el término “check” ha sido traducido como verificación lo cual ha dado lugar a diferentes confusiones y no-conformidades entre usuarios, evaluadores y auditores, recordando que es recomendable mantener la atención en el concepto y no tanto en el término que lo describe o en este caso que lo traduce.
Listamos los requisitos correspondientes:
5.5 Equipo
5.5.2 … Antes de ser puesto en servicio, el equipo (incluido el utilizado para el muestreo) se debe calibrar o comprobar con el fin de asegurar que responde a las exigencias especificadas del laboratorio y cumple las especificaciones normalizadas pertinentes. El equipo debe ser comprobado y u o calibrado antes de sus uso (véase 5.6).
5.5.9 Cuando, por cualquier razón, el equipo quede fuera del control directo del laboratorio, éste debe asegurarse que se comprueban el funcionamiento y el estado de calibración del equipo y de que son satisfactorios, antes de que el equipo sea reintegrado al servicio.
5.5.10 Cuando se necesitan comprobaciones intermedias para mantener la confianza en el estado de la calibración de los equipos, éstas comprobaciones se deben efectuar según un procedimiento definido.
5.6 Trazabilidad de las mediciones
5.6.1 Generalidades
Todos los equipos utilizados para los ensayos o las calibraciones, incluidos los equipos para mediciones auxiliares (por ejemplo, de las condiciones ambientales) que tengan un efecto significativo en la exactitud o en la validez del resultado del ensayo, de la calibración o del muestreo, deben ser calibrados antes de ser puestos en servicio. El laboratorio debe establecer un programa y un procedimiento para la calibración de sus equipos.
NOTA Es conveniente que dicho programa incluya un sistema para seleccionar, utilizar, calibrar, comprobar, controlar y mantener los patrones de medición, los materiales de referencia utilizados como patrones de medición, y los equipos de ensayo y de medición utilizados para realizar los ensayos y las calibraciones.
5.6.3 Patrones de referencia y materiales de referencia
5.6.3.2 Materiales de referencia
Cada vez que sea posible se debe establecer la trazabilidad de los materiales de referencia a las unidades de medida SI, o a materiales de referencia certificados. Los materiales de referencia internos deben ser comprobados en la medida que sea técnica y económicamente posible.
5.6.3.3 Comprobaciones intermedias
Se deben llevar a cabo las comprobaciones que sean necesarias para mantener la confianza en el estado de calibración de los patrones de referencia, primarios, de transferencia o de trabajo y de los materiales de referencia de acuerdo con procedimientos y una programación definidos.
Las comprobaciones intermedias son referidas en algunos documentos como comprobaciones cruzadas (cross-check).
CONCLUSIONES
Es importante no confundir la verificación-comprobación intermedia con la verificación metrológica o con la evaluación de la conformidad.
Es importante no confundir la comprobación intermedia con las pruebas de operación-funcionamiento (autotest, selfcalibration) que realizan algunos instrumentos de forma automática. Los resultados de las comprobaciones intermedias necesitan registrarse de tal forma que puedan analizarse fácilmente para tomar decisiones oportunas, para ésto, es muy recomendable el uso de cartas de control para evaluar sesgo, estabilidad, deriva, tendencia, variabilidad o consistencia. La herramienta de control estadístico de procesos (SPC) nos da diferentes opciones al respecto.
Es común combinar el uso de patrones de verificación o control con el método de verificación en servicio o prueba de caja negra de la OIML D 10 (2007) e ILAC-G24 (2007) para el análisis de intervalos de re-calibración o intervalos de confirmación metrológica (ISO 10012, 2003).
Para poder realizar las comprobaciones intermedias internas es necesario contar con una infraestructura de trazabilidad que al menos permita la comparación de patrones de medición adecuados con intervalos traslapados.
El diseño de la estrategia para comprobaciones intermedias internas debe considerar que con el mínimo de datos y experimentación podamos obtener la mayor confianza en los resultados, tomando en cuenta los siguientes factores: el mensurando o magnitud, magnitudes correlacionadas, factores de influencia, exactitud encontrada en la última calibración del instrumento, valor de puntos de control, intervalo de recalibración del instrumento, incertidumbre del patrón de verificación, herramienta de análisis estadístico.
REFERENCIAS
IEC 60050. Electropedia: The World's Online Electrotechnical Vocabulary. IEC, Commission Electrotechnique Internationale.
www.electropedia.org. 2009. ILAC-G24 and OIML D 10. (2007). Guidelines for the determination of
calibration intervals of measuring instruments.
ILAC, International Laboratory Accreditation Cooperation. OIML, International Organization of Legal Metrology.
ISO/IEC 17025. (2005) (E). General requirements for the competence of testing and calibration laboratories. Second Edition.
ISO/IEC 17025. (2005) (ES). Requisitos generales para la competencia de los laboratorios de ensayo y de calibración. Segunda edición.
JCGM 200. (2008). International vocabulary of metrology—Basic and general Concepts and associated terms (VIM). 3rd Edition.
JCGM 200. (2008). Vocabulario Internacional de Metrología — Conceptos fundamentales y generales, y términos asociados (VIM).Traducción al español del VIM-3a.
Lazos, R. y Hernández, I. (2004). La Validación de métodos: un enfoque práctico. Simposio de Metrología 2004. CENAM. México.
MSA. (2002). Measurement Systems Analysis. Third edition. AIAG, Automotive Industry Action Group.
NIST/SEMATECH. e-Handbook of Statistical Methods. http://www.itl.nist.gov/div898/handbook/. 2009-05-18.
SPC. (2005). Statistical Process Control. Second edition. AIAG, Automotive Industry Action Group.
VIML. (2000). International Vocabulary of Terms in Legal Metrology. OIML

El VIM3 en su introducción nos indica que este vocabulario solo incluye los términos fundamentales o generales, y que para los conceptos relativos a los dispositivos de medida podrá consultar otros vocabularios como el de la norma IEC 60050 (www.electropedia.org), Vocabulario Electrotécnico Internacional (IEV) que en el contexto del área de mediciones eléctricas y electrónicas y de los términos básicos generales relacionados con mediciones, nos da la definición de verificación de la calibración

Las 5 S

El proceso de la Gestion de la Calidad

El término de las 5s’s viene de la primera letra de las palabras japonesas:
1.- Seiri………….Desalojar
2.- Seiton……...Organizar
3.- Seiso………...Limpiar
4.- Seiketsu…..Uniformar
5.- Shitsuke…..Entrenamiento y disciplina

Gestion de la Calidad Total (TQM)

La Calidad Total es una filosofía, una manera de actuar, donde una de sus bases es La satisfaccón del cliente y esto no es otra cosa que cumplir con los requisitos del cliente. Para esto debemos de tener las politicas destinadas a esa satisfaccion y a las espectativas que tenga nuestro cliente, lo cual no es facíl, algunas veces nuestros clientes buscan por encima de todo, confort, seguridad, y esto no es facil de representar fisicamente, un camino a seguir, es
La mejora continua
Indicadores de gestión
Nuevo management
Vision de Largo Plazo, y todo esto es un proceso SIN FIN.
Ademas tenemos,
Organización de procesos y la participación TOTAL
Esto de la calidad total esta en todos los ambitos, no solo hacia al cliente, si no dentro de nuestra empresa, en algun momento somos clientes y en otr momento somos proveedores, si alguien esper algo de nosotros, debemos de darselo con seguridad de una tarea bien realizada.
Se dice que cada persona en su trabajo tiene 3 funciones,
Se transforma en procesador y por otro lado en cliente y proveedor.

El proceso de Gestión básicamente se enfoca:
Dime lo que haces.
Haz lo que dices.
Registra lo que dices.
Verifica lo que hiciste.
Actúa sobre la diferencia
Y todo esto , es un proceso continua de cambios y mejoras

Que es eso de ISO?

ISO son las siglas en ingles que significan Organizacion Internacional de Normalizacion. Este organismo es el mas grande desarrolador de estandares internacionales. Esta situado en Geneva, Suiza, esta compuesta por 161 paises.
Es una gran organizacion internacional que sirve de nexo entre el publico y el sector privado.

A la fecha, ISO ha desarrollado mas de 17500 Estandares Internacionales y desarrolla 1100 nuevos estandares cada año.

Metrologia Electrica - Contadores de energia

En el Peru, para los contadores de energía, se usa la Norma Metrológica Peruana NMP 007 inspección de aceptación de medidores de energía activa para corriente alterna de la clase 2. Norma UNE-EN 61358 Control de aceptación de los contadores estáticos de energía activa para corriente alterna y conexión directa (clase 1 y 2) (eq. IEC 1358)

Metrologia Eléctrica

En algunos materiales conocidos como conductores, existen cargas eléctricas libres que se pueden mover, tal el caso de los electrones en los metales y los iones en las soluciones salinas. En estos materiales, en presencia de un campo eléctrico, se produce un flujo estable de carga en la dirección del campo; tal flujo constituye la corriente eléctrica.
En electricidad, se dan tres elementos básicos, relacionados entre sí por la ley de Ohm:
E = IR
donde E es la tensión eléctrica, comúnmente llamada el voltaje, I es la corriente eléctrica y R es la resistencia. En base a esta ley se pudo haber definido la unidad de electricidad en términos de cualquiera de estos tres elementos. Se decidió definirla en términos de corriente eléctrica, quedando las unidades de tensión eléctrica y de resistencia como unidades derivadas.

Magnitudes eléctricas:
El ohm u ohmio (su símbolo es la letra griega omega) es la resistencia eléctrica de un elemento pasivo de un circuito recorrido por una corriente invariable de un ampere, sometido a una tensión eléctrica constante de un voltio entre sus terminales.

El volt o voltio (símbolo V) es la tensión eléctrica existente entre las terminales de un elemento pasivo de un circuito, que disipa una potencia de un watt cuando es recorrido por una corriente invariable de un ampere.

El ampere o amperio (símbolo A) es la intensidad de una corriente eléctrica constante que, mantenida en dos conductores - rectilíneos, paralelos, de longitud infinita, de sección circular despreciable, colocados a un metro de distancia entre sí en el vacío -, produciría entre estos conductores una fuerza igual a 2 x 10-7 newtons por metro de longitud.

Podemos hacer una similitud entre la elecrticidad y el agua que pas por una tuberia:
En una tubería que conduce agua caracterizamos el fenómeno por la cantidad de agua que fluye, la presión con que lo hace y las características de la tubería. En electricidad la presión equivale a la tensión eléctrica expresada en volts (V); la cantidad de agua a la corriente eléctrica en amperes (A) y la fricción característica de la tubería a la resistencia eléctrica en ohms.

La incertidumbre de medición de la tensión eléctrica (volt) en un arreglo de uniones de Josephson es de unas pocas partes en 1010 y para el patrón de la resistencia con el efecto de Hall cuantizado es de unas pocas partes en 109 .La gran confiabilidad en el transporte de los sistemas de Josephson y Hall cuantizado permite que los laboratorios nacionales tengan sistemas (patrón) comparables internacionalmente

Metrología - Potenciometria

POTENCIOMETRIA

Si una corriente eléctrica pasa por un alambre de cobre, el alambre no cambia, en tanto que los electrones fluyen por el alambre en todo su recorrido. El número de electrones en el alambre no varía y no hay cambio químico. Por otra parte, cuando una corriente pasa por a través de una solución electrolítica. Los electrones libres no fluyen por la solución, la corriente en este caso es transportada por iones y en cada electrodo hay reacciones químicas
El concepto de pH (Potencial de Hidrógeno) fue definido por primera vez por Soren Poer Lauritz Sorensen (1868-1939) Bioquímico danés, originalmente Sorensen. En el año de 1909.
La escala de pH fue ideada para expresar en forma adecuada diferentes concentraciones del ión (H+) (ión Hidrógeno), en varias soluciones sin necesidad de utilizar números en forma exponencial, debido a que con frecuencia son números muy pequeños y por lo tanto es difícil trabajar con ellos, fue así entonces que se decidió trabajar con números enteros positivos.
El pH de una disolución se define como el logaritmo negativo de la concentración del ión hidrógeno expresado en (mol/litro), la escala de pH se define por la ecuación:
pH = - log [H+]

ESCALA DE SORENSEN

Ejemplo 1: Calcúlese el pH de una solución cuya concentración de ión hidronio es 6,0 x 10 –5 M
pH = - log [6,0 x 10 –5]
= - log [6,0 x 10 –5]
= - [log 6,0 + log 10 –5]
pH = -0,78 + 5 = 4,22

Ejemplo 2: Cual es el pH y pOH de una solución 0,0001 M de hidróxido de sodio.
Solución:
El NaOH es un electrolito fuerte, su disociación es : Na+ + OH-
Hallemos entonces inicialmente el pOH así:
pOH = - log [OH-]
pOH = - log [1 x 10-4]
pOH = - [log 1 + log 10-4]
pOH = - log 1 – (-4) log 10
pOH = 0 – (- 4) log 10
pOH = 0 – (- 4) . 1
pOH = 4

Como la suma del pH y pOH en una solución es igual 14, el pH puede determinarse, restando de 14 el valor de pOH. En este caso:
pH = 14 – pOH
pH = 14 – 4
pH = 10
Respuesta
El pH de la solución es 10
y el pOH = 4, lo cual indica que la solución es básica ya que el pH > 7.

Teoría del sistema de Medición

El instrumento mide la diferencia de potencial (voltaje) en mV entre el interior del electrodo de pH y el electrodo de referencia que está en contacto con la muestra.

Ventaja
Excelente resolución y precisión.

Desventaja
Efectos debido a la temperatura
Ecuación de Nernst
Los valores de la muestra del pH cambian con la temperatura

El electrodo de pH desarrolla un voltaje a través de la membrana permeable de vidrio.
El voltaje es relacionado a la diferencia de la actividad del ion H+ en el interior y exterior del vidrio.

TIPOS DE ELECTRODOS

Electrodos de estado sólido: consisten en membranas selectivas hacia aniones. Las membranas están formadas por el anión de interés y un catión que selectivamente precipite este anión

ECUACION DE NERST
E = E0 + S log A

Factores que intervienen en la Ecuacion de Nernst y que el usuario no tienen control sobre los mismos:

1. Referencia del Potencial Interno
2. Potencial de la solucion interna del Vidrio
3. Referencia del Potencial Externo
4. Potencial de la junta liquida

Nota: los potenciales se desarrollan en respuesta a la actividad del Ion de Interes, en el caso de pH, Iones de Hidrogeno

E = Potencial Medido
E0 = Potencial del electrodo cuando el electrodo muestra Cero actividad
S = Es la pendiente, la cual se define como el cambio de mV por cambio en decadas en la actividad que exhibe el electrodo. La pendiente depende de la temperatura.

S = 2.303RT/nF

R = Constante de Gas
T = Temperatura en medida absoluta or Kelvin
N = Valencia del Ion a medir
-> Para Iones n= +/- 1 S (Pendiente) = +/- 59.16 mV/Decada
Ejemplos Monovalentes (Fl-, K+, Na+, Cl-)
-> Para Iones n= +/- 2 S (Pendiente) = +/- 29 mV/Decada
Ejemplos Divalentes (Ca++, Cu++, Pb++, S- -)
F = Constante de Faraday

La pendiente ideal es igual a 59.20 mV/unidad de pH a 25 °C