En general, en una medición se cometen imperfecciones que dan lugar a un error en el resultado de medida. Tradicionalmente, el error se ha considerado constituido por dos componentes, una componente aleatoria y una componente sistemática.
El error aleatorio se supone que procede de variaciones de las magnitudes de influencia, de carácter temporal y espacial, impredecibles o estocásticas. Los efectos de tales variaciones, denominados en lo sucesivo efectos aleatorios, dan lugar a variaciones en las observaciones repetidas del mensurando. Aunque no es posible compensar el error aleatorio de un resultado de medida, habitualmente puede reducirse incrementando el número de observaciones. Su esperanza matemática o valor esperado es igual a cero.
NOTA 1 La desviación típica experimental de la media aritmética de una serie de observaciones no es el error aleatorio de la media, aunque se designe así en algunas publicaciones. Se trata de una medida de la incertidumbre de la media, debido a los efectos aleatorios. Es imposible conocer el valor exacto del error de la media, debido a esos efectos.
NOTA 2 Los términos “error” e “incertidumbre” no son sinónimos, sino que representan conceptos completamente diferentes. Por tanto, no deben ser confundidos entre sí o utilizados inadecuadamente, uno en lugar del otro.
El error sistemático, al igual que el error aleatorio, no puede eliminarse, pero frecuentemente puede ser reducido. Si se produce un error sistemático sobre un resultado de medida, debido a un efecto identificado de una magnitud de influencia (efecto sistemático), dicho efecto puede cuantificarse y, si es suficientemente significativo frente a la exactitud requerida en la medición, puede aplicarse una corrección o un factor de corrección para compensarlo. Se asume que, tras la corrección, la esperanza matemática del error debido al efecto sistemático es igual a cero.
NOTA La incertidumbre de la corrección aplicada a un resultado de medida, para compensar un efecto sistemático no es el error sistemático (bias en inglés) del resultado de medida debido a dicho efecto, tal como a veces se denomina. En lugar de eso es una medida de la incertidumbre del resultado debido a un conocimiento incompleto del valor de corrección requerido. El error derivado de la compensación imperfecta de un efecto sistemático no puede conocerse con exactitud. Los términos “error” e “incertidumbre” deben ser utilizados correctamente, teniendo siempre cuidado de distinguirlos entre sí.
Se asume que el resultado de una medición ha sido corregido por todos los efectos sistemáticos identificados como significativos, tras haber hecho todo lo posible para su identificación.
EJEMPLO En la determinación de la diferencia de potencial (mensurando) existente en los bornes de una resistencia de alta impedancia se aplica una corrección debida a la impedancia finita del voltímetro utilizado, con objeto de reducir el efecto sistemático sobre el resultado de la medición, derivado del efecto de carga del voltímetro. No obstante, los valores de impedancia del voltímetro y de la resistencia, utilizados para estimar el valor de la corrección, y obtenidos a partir de otras mediciones, están asimismo afectados de incertidumbre. Estas incertidumbres deberán, pues, ser utilizadas para evaluar la componente de la incertidumbre asociada a la determinación de la diferencia de potencial, derivada de la corrección y, por tanto, del efecto sistemático debido a la impedancia finita del voltímetro.
NOTA 1 A menudo los instrumentos y sistemas de medida se ajustan o calibran utilizando patrones y materiales de referencia, con objeto de eliminar los efectos sistemáticos; aún así, deben tenerse en cuenta las incertidumbres asociadas a dichos patrones y materiales.
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