Cómo propagar la incertidumbre para ISO/IEC 17025

La propagación de la incertidumbre es un aspecto importante del análisis de la incertidumbre. Es un método que transmite las incertidumbres de las variables independientes a través de una ecuación para estimar la incertidumbre del cálculo final. Comúnmente practicado en el análisis de errores e incertidumbres, el método es útil para estimar la incertidumbre cuando las cantidades físicas no pueden medirse directamente.

Mediciones indirectas

Muchas magnitudes físicas no pueden medirse con una sola medición directa. En cambio, la cantidad es el resultado calculado, utilizando una ecuación, en la que se realizaron mediciones directas para determinar el valor de dos variables independientes. Por ejemplo, el valor de la corriente puede calcularse utilizando la ecuación de la Ley de Ohm, donde la corriente es el cociente calculado del voltaje sobre la resistencia.

Identificar la ecuación

Antes de hacer mediciones indirectas, es una buena idea identificar la ecuación que se utilizará para calcular el resultado final. Si no eres físico o ingeniero, siempre es útil tener a mano un buen libro de texto de física como referencia.

Para este ejemplo, veremos la ecuación de la Ley de Ohm para resolver el valor de la corriente en la que se pueden cuantificar los valores de voltaje y resistencia.

Cuantificar el resultado de la medición

Ahora que hemos identificado una ecuación, la siguiente tarea será cuantificar las variables independientes. Para lograr esto, debemos cuantificar el valor de la resistencia (R) usada en serie con el circuito y el valor de la caída de voltaje (V) a través de la resistencia medida usando un multímetro digital. Una vez que hayamos medido o cuantificado las variables independientes para el voltaje (V) y la resistencia (R), podemos calcular el valor de la corriente (I).

Para nuestro ejemplo, asignaremos los siguientes valores para las variables V y R. I se calcula usando la ecuación de la Ley de Ohm.

V = 1.000034

R = 0.100012

I = 9.999140

Estimación de la incertidumbre

Al igual que la mayoría de los resultados de las mediciones, es una práctica común estimar la incertidumbre asociada a cada resultado de la medición. Esto puede lograrse combinando las contribuciones de incertidumbre pertinentes con la(s) medición(es) realizada(s), que pueden incluir, pero no se limitan a la declaración de la Capacidad de Medición de Calibración (CMC) en su ámbito de acreditación, la resolución de la norma, la resolución de la Unidad Bajo Prueba (UUT), la repetibilidad de los resultados de la medición y (u) otras influencias que afectan al resultado de la medición. Si no está familiarizado con la información expresada en este párrafo, le recomiendo que consulte la «Guía para la expresión de la incertidumbre en la medición».

A continuación, he asignado dos valores para la incertidumbre estimada asociada con cada resultado de la medición.

V = 0.000025 V

R = 0.0000074 Ohm

Calcular la incertidumbre fraccionaria

Dado que nuestro objetivo es propagar la incertidumbre cuando tenemos valores con diferentes unidades de medida, nos ocuparemos de calcular la incertidumbre fraccionaria. La incertidumbre fraccional es una cantidad adimensional relativa al porcentaje de la incertidumbre asociada al resultado de la medición. Por lo tanto, calcula el porcentaje de incertidumbre relativo al valor medido.

Propagar la incertidumbre

Para propagar eficazmente la incertidumbre, debemos examinar las reglas provisionales de propagación (No se preocupe, publicaré un cuadro con estas reglas en mi próximo artículo).El cálculo en nuestro ejemplo es el cociente de dos variables independientes, por lo que, refiriéndonos a las reglas provisionales de propagación para productos y cocientes, debemos calcular la incertidumbre fraccional de cada variable independiente y combinarlas utilizando el método de la suma de raíces de los cuadrados.

El resultado

Con la finalización de la propagación, ahora tenemos un valor estimado de la incertidumbre de la medición. Sin embargo, el proceso de estimación puede no estar completo si consideramos otros factores que influyen en el resultado de la medición, como la resolución, las condiciones ambientales, etc.

I = 9.999140 A ± 0.00078 A

El objetivo de este post es expresar el uso y la aplicación de la incertidumbre de propagación. Esperamos que esto sea beneficioso para aquellos que buscan información e inspiración para aprender más sobre ello. Por favor, dejen sus comentarios en este post o siéntanse libres de contactarme con sus preguntas.

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