FILOSOFÍA DE LA MEDICIÓN E INCERTIDUMBRE

Practica #1

FILOSOFÍA DE LA MEDICIÓN E INCERTIDUMBRE

Objetivo

El objetivo de ésta es comprender que medir es una actividad diaria, la cual lleva implícito el hecho de cometer errores durante el desarrollo de la misma, que deben emitirse haciendo uso de la herramienta estadística durante el análisis de los datos obtenidos.

Introducción

Al realizar un experimento siempre existe la posibilidad de que haya algún error durante las mediciones, ya que la medición debe ser vista como el proceso de cuantificación, que trae consigo la comparación con alguna cantidad de referencia. Más aún, cuando se hacen mediciones y se informa de los resultados debe tenerse en cuenta: las mediciones no son simples números, sino que consisten en intervalos, dentro de los cuales se espera encontrar el valor verdadero.

Error e incertidumbre.

Los errores están referidos como el método de trabajo humano incorrecto, mientras que la incertidumbre como el procedimiento instrumental o comportamiento instrumental no ideal o no perfecto.

Ejemplo de errores en el sentido de incorrecto:

• Transcripción de errores.

• Borrado de ceros.

• Incidentes en el procedimiento de trabajo.

• Errores de lectura.

• Mala interpretación de unidades o conversión incorrecta de factores.

Más aún pueden considerarse fuentes de errores a los siguientes:

• Limitación de la exactitud de los instrumentos

• Experiencia del experimentador (cualidades subjetivas)

• Variación de las condiciones experimentales

• Errores en la determinación de las magnitudes por métodos indirectos

El término “error” es restrictivo para indicar defectos humanos o fallas instrumentales.

Las incertidumbres aleatorias son desviaciones, en donde el signo algebraico y la magnitud son desconocidos oscilando o fluctuando; produciéndose una dispersión en los resultados. La repetición de las mediciones proporcionará un descenso en el valor promedio de la incertidumbre aleatoria.

Como un caso particular se tienen los “errores de calibración”, que son errores cuya manifestación no es inmediata y debe estarse en alerta.

La repetición de las mediciones no proporciona resultados con disminución o eliminación de la incertidumbre sistemática; a menudo a esta incertidumbre se le llama sesgo.

Los tipos de incertidumbres pueden operar en forma cruzada es decir las incertidumbres sistemáticas pueden conducir a incertidumbres aleatorias o viceversa.

Las incertidumbres que tienen carácter sistemático sobre un breve fundamento, pueden mostrar un carácter aleatorio cuando son consideradas sobre un gran fundamento. Las incertidumbres que resultan de una simple calibración proporcionan una incertidumbre sistemática. Cuando se haya realizado una serie de sucesivas e independientes calibraciones, las incertidumbres resultantes tendrán un origen aleatorio.

A continuación se presentan algunas de las características principales de las incertidumbres aleatorias.

1. Cualquier incertidumbre al comportarse como una variable aleatoria es necesariamente una incertidumbre aleatoria.

2. Las incertidumbres aleatorias tienen diferentes efectos sobre los miembros de un conjunto de datos dados.

3. Las incertidumbres aleatorias siguen una distribución de probabilidad con media cero y con cierta varianza diferente de cero.

4. Los valores de incertidumbres aleatorias obtenidas bajo condiciones comparables en una serie de observaciones no están correlacionadas.

5. Las incertidumbres aleatorias a menudo siguen una distribución normal.

6. Como una medida del tamaño o magnitud de las incertidumbres aleatorias se usa la desviación estándar.

7. La varianza de la distribución, que también puede llamarse “La varianza de incertidumbre aleatoria”, juega un papel importante en la propagación de incertidumbres de medición.

8. La deviación estándar de una simple medición es una incertidumbre, que es una característica del sistema de medición, la cual puede ser cambiada al modificar dicho sistema.

Principales características de la incertidumbre sistemática

1. Una incertidumbre sistemática es una incertidumbre que tiene el mismo efecto en todas las observaciones de una cantidad física realizada bajo condiciones comparables.

2. A menudo el término sesgo es usado para denotar una incertidumbre sistemática fija.

3. Los sesgos o errores sistemáticos pueden definirse como la diferencia entre el valor promedio y el valor real, de la cantidad física.

4. Cuando las condiciones cambian en las mediciones de la misma cantidad física, puede ocurrir que las incertidumbres sistemáticas también cambien de una serie de observaciones a otra.

5. Bajo estas condiciones cambiantes, las incertidumbres sistemáticas pueden suponerse que siguen una distribución de probabilidad.

Definiciones

La repetibilidad de las mediciones es la proximidad de la concordancia entre los resultados de sucesivas medidas de la misma cantidad media.

La reproducibilidad de

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