1.5 Propagacion de Error

INSTRUMENTACIÓN

1.3 Simbología: norma ISA y SAMA De la misma forma que en otros campos de la Ciencia y la Ingeniería, los instrumentos de medición también han generado la necesidad de crear organizaciones que agrupen a los especialistas del campo. Actualmente existen diversas organizaciones en el campo de la Ingeniería de las cuales destacan en el campo de la instrumentación las siguientes dos:  

ISA (Instrument Society of America) SAMA (Scientific Apparatus Manufacturing Association)

Estas organizaciones son reconocidas a nivel mundial dentro del campo de la instrumentación, siendo estas las promotoras de la estandarización en el campo de los instrumentos de medición y control.

Clases de instrumentos

Simbología norma ISA S5.1-84.  Un

diagrama de instrumentación industrial es una descripción grafica de un proceso que muestra una vista general de los instrumentos empleados en un formato estándar, en el diagrama cada instrumento esta identificado, así como su función y relación con otros componentes del proceso.

Ejemplo: Diagrama de proceso e información En el interior del símbolo existe una información alfanumérica que permite identificar al instrumento, la primera es la identificación funcional (prefijo de la placa) la segunda identifica el numero de lazo (numero de placa).

Tabla de símbolos

Tabla de asignación de letras y su significado

Otros símbolos

1.4Principios generales para la selección de los instrumentos Para designar y representar los instrumentos de medición y control se emplea normas muy variadas que en algunas veces varían de industria en industria, por este motivo varias sociedades han decidido unir fuerzas para crear normas universales; tal es el caso de la Sociedad de Instrumentación de Estados unidos ISA(Instrument Society of America) cuyo objetivo es establecer sistemas de designación como códigos y simbolos para las distintas aplicaciones industriales.

1.5 Propagación de error En ciencias e ingeniería (experimentales) es imprescindible realizar mediciones, que consisten en obtener la magnitud física de algún atributo de objetos ( proceso, fenómeno, sustancia, etc.). Ejemplos de algunos atributos son: longitud, masa, temperatura, consistencia. Para determinar el valor de una magnitud física se emplea un instrumento de medición y un método de medición. Así también se requiere definir una unidad de medición.

Error en la medición El termino error es sinónimo de incertidumbre experimental. Existen limitaciones instrumentales, físicas y humanas que causan una desviación del valor “verdadero” de las cantidades que se desean medir. Estas desviaciones son denominadas incertidumbres experimentales o errores en la medición. El valor verdadero es aquel que obtendríamos si no existiesen errores en las mediciones, sin embargo esto es imposible. Se puede mejorar el procedimiento de medición pero jamás se puede eliminar el error, por lo que jamás podemos esperar el valor verdadero.

Limitaciones de medición  Entre    

las varias limitaciones de medición se tienen: La precisión y exactitud de los instrumentos de medición La interacción del método de medición con el mesurando La definición del objeto a medir La influencia del observador que realiza la medición.

Exactitud y precisión La exactitud indica los resultados de la proximidad de la medición con respecto al valor verdadero, mientras que la precisión con respecto a la repetibilidad o reproductibilidad de la medida.

Tipos de errores Los errores experimentales son de dos tipos: determinados (sistemáticos) e indeterminados.  Los determinados o sistemáticos: Sistemático, significa que cuando se realizan mediciones repetidas, el error tiene la misma magnitud y el mismo signo algebraico, Determinado, significa que pueden ser reconocidos e identificados, por lo tanto la magnitud y el signo son determinables.  Ejemplos: un instrumento o escala no calibrada, una persona que no distingue colores correctos, el uso de un valor no correcto de una constante (o unidades no adecuadas).

 Errores

indeterminados: Están siempre presentes en las mediciones experimentales. En estos no existe la manera de determinar el signo ni la magnitud del error en mediciones repetidas. Los errores indeterminados resultan, en el proceso de medición, en la obtención de diferentes valores cuando se efectúan mediciones repetidas (asumiendo que todas las condiciones permanecen constantes). Las causas en los errores indeterminados son diversas; error del operador o sesgo, condiciones experimentales fluctuantes, variabilidad inherente en los instrumentos de medición, etc.

Diferencia y discrepancia experimental 





Diferencia: Existen situaciones que requieren comparar mediciones o resultados que se estima tienen la misma confiabilidad, se puede expresar la diferencia en valores absolutos o relativos. Ejemplo; comparar dos mediciones independientes una misma cantidad, o comparar los resultados experimentales con los de otra persona o por otro procedimiento. El expresar la diferencia no implica el analizar y juzgar sobre la confiabilidad de uno u otro. Discrepancia Experimental: Cuando se compara una medición (resultado) con otra que se considera mas confiable, a su diferencia se le llama la discrepancia experimental. Esta puede expresarse en valores absolutos o relativos (porcentuales). Se acostumbra expresar el porcentaje al dividir la discrepancia entre la cantidad mas confiable (mult. Por 100). Si la diferencia es muy pequeña no importa (prácticamente) que cantidad de las dos se coloca en el denominador.

Propagación  Supongamos

que se miden dos dimensiones con sus respectivos errores , , y con las mismas unidades, pero se desea encontrar una tercera cantidad que es el resultado de operaciones aritméticas de las dos primeras mediciones (x, y). Lo cual puede ser: Z = X + Y; Z = X – Y; Z = X*Y; Z = X/Y

Por lo tanto se propaga para el resultado (z) a partir de los errores asociados a cada dimensión original (X,Y) . Finalmente se expresa el resultado respectivo con un error propagado. Para encontrar el error propagado Δz se emplean diversas formulas, dependiendo de la operación aritmética empleada en el calculo de z. Los valores de Δx y Δy corresponden a la desviación estándar respectiva.

Formulas de propagación de errores Caso suma y resta

Caso Multiplicación y división