Revisión de la Guía para la Expresión de la Incertidumbre en
Anuncio
Revisión de la Guı́a para la Expresión de la Incertidumbre en Medición: ¿por qué y para qué? Ignacio Lira Departamento de Ingenierı́a Mecánica y Metalúrgica Pontificia Universidad Católica de Chile 1/18 DICTUC – PUC 29 Septiembre 2014 La Guı́a para la Expresión de la Incertidumbre en Medición es uno de los tres documentos de referencia básicos de la metrologı́a Los otros dos documentos son: El Vocabulario Internacional de Metrologı́a (VIM) El instructivo para el uso del sistema SI Desde 2008 la Guı́a y el VIM, al igual que el instructivo SI, pueden bajarse libremente de la página web del BIPM www.bipm.org/en/publications/guides/gum.html También hay disponible al menos una traducción de la Guı́a al español (www.cem.es) 2/18 DICTUC – PUC 29 Septiembre 2014 La Guı́a fue publicada en 1993 y reimpresa en 1995 con correcciones menores por la ISO, en representación de siete organizaciones internacionales: BIPM IEC IFCC ISO IUPAC IUPAP OIML La ILAC se unió a este grupo en 1998 3/18 DICTUC – PUC 29 Septiembre 2014 En 1997 dichas organizaciones establecieron el Comité Conjunto para Guı́as en Metrologı́a (JCGM), bajo el alero del BIPM. El JCGM tiene dos grupos de trabajo: WG1, responsable de mantener la Guı́a y WG2, responsable de mantener el VIM Los WG están compuestos por representantes de las mencionadas organizaciones El WG1 ha producido los siguientes documentos adicionales a la Guı́a: Suplemento 1 para la propagación de distribuciones usando Monte Carlo (2008) Introducción a la Guı́a (2009) Suplemento 2 para la extensión a varias magnitudes de salida (2011) El rol de la incertidumbre en evaluación de conformidad (2012) Un tercer suplemento sobre modelación de mediciones está en preparación 4/18 DICTUC – PUC 29 Septiembre 2014 Virtudes de la Guı́a Proporciona orientaciones ampliamente aceptadas para el cálculo de la incertidumbre Con mı́nimas adaptaciones, aplica a prácticamente todas las áreas de la metrologı́a Se apoya en sólidos principios de probabilidad y estadı́stica Es considerada como documento normativo en varios campos; necesario para la acreditación de laboratorios de calibración 5/18 DICTUC – PUC 29 Septiembre 2014 ¿Cuál es entonces la motivación para revisar la Guı́a? 6/18 DICTUC – PUC 29 Septiembre 2014 Insuficiencias de la Guı́a Es un balance o transacción @ @ @ Dificultad R @ Simplicidad 7/18 DICTUC – PUC 29 Septiembre 2014 Dificultad Para su aplicación se requieren nociones de: Álgebra y cálculo de derivadas parciales Probabilidad y estadı́stica Variables aleatorias Media, varianza, desviación estándar Funciones de densidad de probabilidad Teorema del lı́mite central Convolución Muestreo Etc. 8/18 DICTUC – PUC 29 Septiembre 2014 Simplicidad Aplica solo a modelos aproximadamente lineales Se limita a un único mensurando Énfasis en incertidumbre estándar Énfasis en distribuciones normal y de Student Procedimiento para calcular intervalos de cobertura no es general Utiliza una receta “mágica”(Welch–Satterthwaite) 9/18 DICTUC – PUC 29 Septiembre 2014 ¿Cuán importantes son estas limitaciones? La calibración de un conjunto de patrones (masas, capacitores, bloques patrón) es un caso de mensurandos simultáneos El Arreglo de Reconocimiento Mutuo (MRA) requiere que las capacidades de calibración y medición (CMCs) sean reportadas con intervalos de cobertura del 95% Para muchas magnitudes de importancia práctica, el cálculo habitual U = k u (tı́picamente con k = 2) no es adecuado 10/18 DICTUC – PUC 29 Septiembre 2014 Pero sobre todo La Guı́a actual utiliza una mezcla de conceptos Estadı́stica frecuentista Estadı́stica Bayesiana En cambio, los Suplementos 1 y 2 adhieren al segundo punto de vista En consecuencia, hay inconsistencias entre la Guı́a actual y sus Suplementos 11/18 DICTUC – PUC 29 Septiembre 2014 Entre otros motivos, lo anterior exige una revisión de la Guı́a 12/18 DICTUC – PUC 29 Septiembre 2014 Orientaciones La Guı́a se mantendrá como documento de alto nivel Evitar la dificultad matemática es imposible Se mantendrán algunas simplificaciones Modelos aproximadamente lineales Mensurandos únicos La base de la Guı́a (y de sus suplementos) será la estadı́stica Bayesiana Para intervalos de cobertura: Suplemento 1 Para casos multivariados: Suplemento 2 Consistencia también con el VIM3 Más ejemplos, todos en un documento aparte 13/18 DICTUC – PUC 29 Septiembre 2014 Incertidumbre estándar Con respecto a la Guı́a actual, la incertidumbre estándar para n p> 3 mediciones reiteradas aumentará en el factor (n − 1)/(n − 3) En contrapartida, no habrá incertidumbre de la incertidumbre, como ocurre actualmente Esto implica que no se usará la cuestionada fórmula de Welch–Satterthwaite Implica también que la distinción entre evaluaciones “Tipo A” y “Tipo B” no será necesaria Sin embargo, tal distinción seguirá siendo mencionada (aunque con menor énfasis) debido a lo extendido de su uso 14/18 DICTUC – PUC 29 Septiembre 2014 Intervalos de cobertura Sólo orientaciones generales. Para detalles deberá aplicarse el Suplemento 1 A menos que sea estrictamente necesario (por ejemplo en metrologı́a cientı́fica o de alto nivel) se recomendará la aplicación de intervalos conservativos, basados en la desigualdades de Chebyshev y Gauss Dicho cálculo es muy sencillo Menor énfasis en incertidumbre expandida Recomendaciones para intervalos no simétricos (escasa orientación en Guı́a actual) 15/18 DICTUC – PUC 29 Septiembre 2014 Cambios formales Se eliminará el subı́ndice “c” para la incertidumbre estándar combinada Notación ux se permitirá como alternativa a notación actual u(x) Nuevos sı́mbolos: p̂ para el estimador de una presión p como alternativa para la distinción actual entre mayúsculas y minúsculas Se usará notación matricial en paralelo con la notación actual: fórmulas más compactas 16/18 DICTUC – PUC 29 Septiembre 2014 Plazos El primer borrador debiera aparecer hacia fines de 2014 Circulará entre las asociaciones representadas en el JCGM, entre los Institutos Nacionales de Metrologı́a y entre otras organizaciones relevantes El documento definitivo probablemente tomará al menos un par de años más en aparecer (2017?) 17/18 DICTUC – PUC 29 Septiembre 2014 Referencias Revision of the “Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement”. Walter Bich et al 2012, Metrologia, 49, 702-705 Revision of the “Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement”. Why and how. Walter Bich 2014, Metrologia, 51, S155-S158 18/18 DICTUC – PUC 29 Septiembre 2014
