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Errores sistematicos, Resúmenes de Medición Electrónica e Instrumentación

Errores sistematicos aplicados a la industria

Tipo: Resúmenes

2021/2022

Subido el 09/10/2022

ronny-recalde-1
ronny-recalde-1 🇪🇨

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bg1
FIMCP 1
Errores experimentales
Errores sistemáticos: son de magnitud fija y
pueden ser determinados analíticamente
Calibración
Carga
Resolución
Errores aleatorios: provocados por variación en las
condiciones de medición; se determinan
estadísticamente.
Factores ambientales
Insuficiente sensibilidad del instrumento
Mal estado del equipo
Tercera clase
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pf4
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pfa
pfd
pfe
pff
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¡Descarga Errores sistematicos y más Resúmenes en PDF de Medición Electrónica e Instrumentación solo en Docsity!

Errores experimentales

 Errores sistemáticos : son de magnitud fija y

pueden ser determinados analíticamente

  • Calibración
  • Carga
  • Resolución

 Errores aleatorios : provocados por variación en las

condiciones de medición; se determinan

estadísticamente.

  • Factores ambientales
  • Insuficiente sensibilidad del instrumento
  • Mal estado del equipo

Tercera clase

Exactitud, Precisión, Resolución

 Errores Sistemáticos → exactitud

 Que tan cercano esta la media del valor

medido del valor real

 Errores aleatorios→ precisión

  • Repetibilidad de las mediciones

 Características de las herramientas→

resolución

  • Incrementos mas pequeños entre valores

medidos

Determinación de errores experimentales:

 Tomando en consideración los errores sistemáticos

y los errores aleatorios, tenemos que:

  • Podemos realizar dos tipos de experimentos: mediciones simples de 1 sola muestra y mediciones repetitivas de la misma variable y bajo las mismas condiciones.
  • Al realizar mediciones repetitivas, podemos determinar estadísticamente la distribución de los errores (aleatorios) en la medición
  • Al realizar una sola medición, podemos determinar el error matemáticamente (errores sistemáticos)

Determinación de errores experimentales:

 Errores sistemáticos: se determinan mediante métodos

matemáticos

 Errores aleatorios: se determinan estadísticamente

realizando mediciones repetitivas.

 El error total ETx es por tanto la suma de errores

sistemáticos y errores aleatorios:

 Donde ETx= total de los errores.

 Se asume que Sx y Ax están asociadas con diferentes

fuentes de error; son eventos independientes; esto es, los errores sistemáticos y los aleatorios se propagan separadamente.

2 2

ETx  Sx  A x

Cálculo de errores sistemáticos

 El error sistemático total Sx, donde x1, x2,...xn son variables independientes de la función F(x).

 Para valores pequeños de (X), podemos aproximar F(x) en una función lineal de potencias de sus variables independientes utilizando las series de Taylor:

  • Despreciamos los términos correspondientes a las derivadas de orden superior por ser de pequeña magnitud, por tanto nos quedamos sólo con los términos de la primera derivada para expresar el error de F(x).
  • Donde
  • y es el error correspondiente a

2

2 2 2

2 1

1  1 2  2   1 2  1     n n

n n n n x

f u x

f u x

f u x

f f x x x x x x f x x x u n

 

 

 

 xi  ui

ui xi

Cálculo de errores sistemáticos

 La propagación total del error de una función con variables

independientes es igual a la suma de los cuadrados de sus errores,

 Por tanto, la magnitud del error de F(x) es:

 En los instrumentos de medición, los errores vienen expresados

en porcentaje del campo de medición (span)

 Por tanto, es el error de F(x) expresado en porcentaje

 Esta ecuación es igualmente utilizada para el cálculo de la

desviación estándar de la función F(x).

2 2

2

2

2

1

1 ....^  

 

 

   

 

 

   

 

 

  n

x n x

f u x

f u x

f s u

x

Sx

Cálculo de errores sistemáticos: Ejemplo

W

K

W D t p

K  

 

2 ( )

4 1

^2 

D

K D t p

W D

K 2 2 ( )

8 1  ^3   

  

t

K

D t p

W

t

K  

 

2 ( )

4 1 2 2  

1

2

4 2 3

K

D t p

K W  

 

p

K

D t p

K W

 

 

2 ( ) 2

1

2

4 2 3   

Cálculo de errores sistemáticos: Ejemplo

 Sustituyendo tenemos:

2 2 2 2 2

p

S S

t

S
D
S
W
S

k

S (^) k w D t p

      

2 2 2 2 2

2

k

Sk

k

Sk El error en el valor de k = ±1.08%

Cálculo de errores aleatorios

 Se realiza un análisis estadístico, asumiendo una

distribución de los errores (distribución normal)

 = El valor de una medición (Vr)

 = Valor promedio de la población (Va)

 = desviación estándar

  

 

 

 

 (^)  

2

2

2

x

f x e

x

Cálculo de errores aleatorios

Curva de distribución normal estándar.

El área bajo la curva representa la probabilidad de ocurrencia de un evento.

Cuando seleccionamos un grupo de mediciones del mismo parámetro y bajo

las mismas condiciones, es posible que algunos datos estén completamente

errados ( por fallas en el proceso de medición ); estos datos se deben

eliminar ya que pueden mover el promedio. Para ello utilizamos la tabla

unificada del área bajo la curva “normal estándar” (tabla de Z), donde μ=0 y

σ^2 =1.

Cálculo de errores aleatorios

 Para muestras de la población utilizamos entonces:

     

1

....

2 2 2

2 1

      n

x x x x xn xx

Población Muestra

Promedio

Desviación estandar

x

^  x

Cálculo de errores aleatorios

 Para construir el histograma de frecuencias, la

selección del número de intervalos:

 N = número de intervalos

 n = número total de datos

 Del ejemplo:

  • n = 2000
  • N = 1+3.3log2000 = 11.89 = 12

N  1  3. 3 log n

Cálculo de errores aleatorios

(muestras pequeñas)

 Para muestras pequeñas (n ≤ 30) utilizamos la

distribución “t”

 Para muestras pequeñas, el intervalo sería:

 Donde α = 1- c y ν = n - 1

 c = % de confianza

n

x

t

x



n

x t

n

x t

x^  x

   / 2 ,    / 2 , 

Intervalo de Confianza de la

Media

c1 c

1 - α

α/2 α/