FI-UNER Carrera Bioingeniería Asignaturas: Bioingeniería II (Plan

FI-UNER
Carrera Bioingeniería
Asignaturas: Bioingeniería II (Plan 1993) (BIOII)
Instrumental Biomédico para Diagnóstico y Monitoreo (Plan 2008) (INBDIAMO)
Elementos de Metrología
Definiciones: (10 de Marzo de 2010)
Incertidumbre (intervalo de): intervalo de números reales, dentro del cual se acepta como hecho cierto que está
contenido el valor de una variable de estado Z VE, o el valor del resultado de una medición Zm. Se expresa como
intervalo de incertidumbre, se anota indicando los extremos del intervalo de incertidumbre (Zmin ; ZMAX). Notación
alternativa: (Zo ± ΔZ),
donde
Zo = (ZMAX + Zmin) / 2
Complemenrariamente:
ZMAX = Zo +ΔZ
; ΔZ = (ZMAX - Zmin) / 2.
; Zmin = Zo – ΔZ
Zo se denomina “valor representativo”; 2* ΔZ es la incertidumbre total del intervalo.
Rango: intervalo completo de medidas posibles para un instrumento (Rmin ; RMAX). No se expresa como intervalo de
incertidumbre. Se admite la notación (XRo±ΔXR) con las equivalencias mencionadas arriba.
Lectura: información que se obtiene cada vez que se efectúa la observación (“lectura”) del dispositivo de exhibición del
instrumento de medición. Se expresa como intervalo de incertidumbre (XL±ΔXL) (incertidumbre de lectura).
Medida: información que se obtiene después de operar el instrumento de medición en el proceso de medición.
Corresponde a la diferencia entre dos lecturas (excepto en un instrumento indicador de “0”) multiplicada por un factor de
escala (el cual se determina durante la calibración del instrumento de medición). Se expresa como intervalo de
incertidumbre (Xm±ΔXm) (incertidumbre de medida).
Función de transferencia: función que relaciona la lectura en un instrumento con la medida obtenida mediante el
mismo. XM = f(XL); XL y XM son los intervalos de incertidumbre de la lectura y de la medida, respectivamente. Los
coeficientes de la función de transferencia se determinan en la operación de calibración del instrumento, y en
consecuencia se expresan también con sus intervalos de incertidumbre.
Para el caso sencillo de un función de transferencia lineal X M = a + b* XL, a representa el “corrimiento del cero” y b el
“factor de escala”.
Las unidades de la lectura y las de la medida, puedes ser diferentes, Ej.: en un termómetro basado en un transductor
de temperatura resistivo, la relación entre R() y T(°C), puede expresarse de dos maneras:
R(T) = Ro * (1 + α * (T – To)) o alternativamente T = a + b * R, en este caso la “lectura” es R(), y la “medida” es T(°C).
En el diseño del instrumento, resulta conveniente elegir a y b de modo que los valores numéricos de XL y de XM sean
idénticos.
Resolución: mínima diferencia entre lecturas o entre medidas, capaces de ser reconocidas por el instrumento de
medición. Numéricamente se corresponde con la incertidumbre de lectura o de medida (lo que corresponda).
Ocasionalmente, denominada “sensibilidad” del instrumento, desaconsejado por la ambigüedad que introduce.
Sensibilidad (como tasa de cambio): cociente entre el cambio en la variable independiente y la variable dependiente
en la función de transferencia. Para función de transferencia lineal, la sensibilidad coincide con el factor de escala.
Para poder determinar la sensibilidad, el cambio debe ser mayor que la resolución.
Tolerancia: incertidumbre en el valor de referencia de un patrón; máxima inexactitud aceptable en un sistema de
medición definido por el valor indicado (valor nominal) para una variable de estado, sin necesidad de verificarlo
mediante una medida. Se expresa como intervalo de incertidumbre (XNom±ΔXTol)
Exactitud (inexactitud): (de un instrumento de medición) diferencia entre la medida realizada con el instrumento de
medición sobre un sistema de referencia (patrón de medida) y el valor nominal del patrón; o entre la medida realizada
con el instrumento de medición y otro instrumento de mejor exactitud (instrumento de referencia), sobre un sistema
considerado invariable,
La exactitud de un instrumento se determina durante el proceso de calibración del mismo. La inexactitud nunca puede
ser menor que la resolución del instrumento
Fidelidad (repetibilidad): cualidad de un instrumento o de un procedimiento de medición, por la cual al reiterar la
medición sobre un sistema considerado invariable, se repite el resultado de la medida.
Dispersión (fluctuación): cualidad opuesta a la fidelidad (al reiterar la medición no se repiten los resultados). Cuando
la causa de la dispersión es un fenómeno aleatorio, la dispersión se expresa mediante el desvío estándar (DE), y el
valor más probable mediante la media aritmética de los valores medidos, EQUIS BARRA (X).
El “intervalo de confianza” X ± DE indica una probabilidad determinada de que un valor observado caiga en dicho
intervalo, y el valor de dicha probabilidad lo determina la función de distribución de probabilidad del fenómeno aleatorio;
para distribución normal (gaussiana) al intervalo X ± DE le corresponde una probabilidad del 68%.
Si se realizan M series de mediciones, cada serie con N observaciones, medias X diferentes y desvíos estándar
semejantes DE , las medias (X) de cada serie también se distribuyen aleatoriamente con distribución aproximadamente
normal, con valor medio EQUIS DOBLE BARRA, X (la media aritmética de las M medias X) y dispersión expresada por
el desvío estándar de las medias X alrededor de X; este nuevo desvío estándar se denomina error estándar (EE = DE
(N-1)-1/2), el “intervalo de confianza del 68%” es X ± EE (la probabilidad de que un promedio X caiga dentro del intervalo
X ± EE es del 68%)