Con el establecimiento del Sistema Internacional de Unidades SI en el año de 1960 (Metrología, 2021), posteriormente adoptado y consolidado en el mundo, es el más utilizado para medir y expresar magnitudes físicas de manera estandarizada dentro de la ciencia, tecnología, educación, ingeniería, medicina y en nuestra vida cotidiana. El sistema Internacional de Unidades nos permite comparar y comunicar de manera normalizada resultados de mediciones.Con el uso del Sistema Internacional de unidades en primera instancia se utilizaron instrumentos analógicos para medir o comparar un valor numérico que representa una magnitud o cantidad física. Los instrumentos analógicos proporcionan mediciones continuas mediante agujas o escalas cuya lectura se obtiene observando la posición de la aguja en una escala graduada, pero como consecuencia del desarrollo tecnológico dentro del campo de la electrónica, la computación y las telecomunicaciones ha permitido la evolución de los instrumentos analógicos a los instrumentos digitales (Malaric, 2012). Este avance tecnológico ha traído mejoras significativas en la fiabilidad, precisión, almacenamiento-procesamiento de datos, interfaz con computadoras y sobre todo la facilidad que prestan para utilizarlos en las diferentes mediciones que se hagan en situaciones de la vida cuotidiana. La mejoría en los instrumentos digitales frente a los instrumentos analógicos es que se tiene pantallas digitales que muestran los valores numéricos directamente, eliminando la necesidad de interpretar las escalas por lo que se reducen los errores de lectura en comparación con los instrumentos analógicos.
Esta acción de medir, comparar y registrar numéricamente magnitudes eléctricas conlleva a presentarse errores en las mediciones a consecuencia de una variedad de factores. Estos errores pueden incidir en la precisión y exactitud de los resultados obtenidos, lo cual perturba la calidad y la fiabilidad de los datos adquiridos en prácticas estudiadas o en investigaciones técnicas e industriales sobre todo dentro del campo ingenieril.
Los errores humanos en las mediciones son factores relacionados a las acciones, juicios o decisiones del individuo que realiza la medición, se pueden dar por comunicación inadecuada, registros de medidas incorrectos, insuficiente entrenamiento, error en cálculo de resultados de mediciones, escalas no apropiadas en instrumentos de medición, lectura inadecuada de diagramas, no observar bien los nodos de medición en los circuitos, ajuste incorrecto antes de realizar una medición, etc. Los errores humanos son inevitables hasta cierto punto por lo que se debe considerar estas causas descritas anteriormente y evitarlos ya que pueden comprometer significativamente los resultados de las mediciones.
Los errores sistemáticos ocurren de modo predecible y constante, por lo general son a consecuencia de problemas inherentes al sistema de medición o al instrumento, se puede atribuir a la calibración (siempre es valido la comparación con otros instrumentos de característica similares o de mayor exactitud), tipo de material, calidad de instrumento, tiempo que está almacenado y fabricación.
Los errores aleatorios se producen de manera impredecible como resultado de las fluctuaciones o variaciones del entorno (factores ambientales: vibraciones o ruido eléctrico, un cambio de temperatura o presión barométrica, puede afectar los instrumentos de medición de manera aleatoria), el comportamiento de los sistemas, todo esto afecta en la lectura de los instrumentos. Cualquiera de estos errores son inevitables, no obstante, su efecto se puede reducir promediando varias mediciones. En experimentos bien diseñados se presentan muy pocos errores aleatorios por lo que es muy importante en trabajos de gran precisión. (Taylor, 2014).
Otro punto a considerar es que los instrumentos de medición tienen especificaciones de tolerancia permitidas para los errores de medición (La tolerancia permite establecer los valores mínimos y máximos que pueden tener un instrumento o dispositivo de acuerdo a su diseño y fabricación). Estos límites se deben considerar para evaluar las mediciones obtenidas, a ver si son aceptadas según el estándar o precisión requerida para la aplicación. Para evaluar la precisión y la exactitud de los instrumentos de medición o un resultado utilizamos la ecuación de error relativo, además, nos ayuda a identificar posibles errores sistemáticos o aleatorios (Cooper, 1991). Esta ecuación es importante para asegurar los resultados obtenidos sean lo más cercanos al valor verdadero.
Para encontrar el error relativo se sugiere la utilización de la siguiente fórmula:
(FEIRNNR, 2020)Dónde:
ε = error relativo
x = valor medido
x0 = valor calculado
Los valores estadísticos aplicados a los datos de las mediciones eléctricas y electrónicas son muy importantes para determinar de manera analítica la incertidumbre de un resultado final. Para llevar a cabo un análisis estadístico e interpretaciones claras se requiere un gran número de mediciones, todos estos errores pueden ser corregidos si se identifican y ajustan adecuadamente. Ninguna medición eléctrica o electrónica puede tener precisión perfecta debido a la calidad de los instrumentos o a la calidad de los dispositivos o componentes utilizados.
El porcentaje o rango de tolerancia que nos proporciona el fabricante es para su máximo valor de la escala de medición, por lo que si el valor a medir es menor del rango de medición del instrumento mayor será el valor de inexactitud (mayor error), es por esta razón que la escala del instrumento debe estar lo más cercana al valor de la magnitud a medir.
Bibliografía
- Cooper, W. (1991). Instrumentación Eléctrónica Moderna y técnicas de Medición. Mexico: PEARSON.
- FEIRNNR. (2020). Documento de Gestión del Laboratorio de Electrónica. Loja-Ecuador.
- Malaric, R. (2012). Instrumentation and Measurement in Electrical Engineering. Florida-USA: BrownWAlker Press.
- Metrología, C. E. (2021). Sistema Internacional de Unidades,SI.
- Taylor, J. (2014). Introducción al análisis de error. California USA: Reverté.
