¿Estás en busca de precisión y confiabilidad en tus mediciones térmicas? ¡No busques más! En este artículo te adentraremos en el fascinante mundo de los cálculos de incertidumbre de la calibración térmica. Descubre cómo estas operaciones matemáticas te permiten obtener resultados exactos y confiables en tus mediciones para un mejor desempeño en tus procesos. ¡Prepárate para pasar de la incertidumbre a la certeza!
En este artículo, discutiremos los cálculos de incertidumbre de la calibración térmica. Incertidumbre significa cuán inseguros o seguros estamos sobre el resultado. Ninguna medición está completa sin incertidumbre.
¿Qué es la incertidumbre?
La incertidumbre es la cuantificación del nivel de duda que tenemos sobre cualquier medida. Incertidumbre significa cuán seguros o inciertos estamos en las lecturas medidas. Ninguna lectura es 100% precisa. Tiene cierto nivel de incertidumbre presente.
La incertidumbre incluye muchos factores como la habilidad personal, la resolución del instrumento, la precisión del instrumento, etc.
Hay dos tipos de incertidumbre: Incertidumbre tipo A y tipo B
Incertidumbre tipo A
- La evaluación Tipo A de la incertidumbre estándar es el método de evaluación de la incertidumbre mediante el análisis estadístico de una serie de observaciones.
- La incertidumbre de tipo A se basa en las lecturas tomadas durante la calibración.
Incertidumbre tipo B
- La evaluación Tipo B de la incertidumbre estándar es el método de evaluación de la incertidumbre por medios distintos al análisis estadístico de las mediciones repetidas.
- La incertidumbre de tipo B se basa en otros factores además de las lecturas tomadas durante la calibración.
Componentes de incertidumbre de la calibración de temperatura a considerar, pero no limitados a:
Escribe un
- Repetibilidad
- reproducibilidad
Tipo B
- Incertidumbre por equipamiento Estándar (Sensor e Indicador de Temperatura)
- Precisión del equipo estándar (sensor e indicador de temperatura)
- Estabilidad de la fuente de temperatura
- Uniformidad de la fuente de temperatura
- Resolución de lectura
- Incertidumbre de la unidad de lectura en caso de calibración del sensor
Ejemplo– Calibración del sensor de temperatura con indicador
Cálculos de Incertidumbre de Calibración Térmica.
Considere el sensor de temperatura UUC con indicador de rango de 0 a 400 °C con resolución de 0,1 °C calibrado con sensor RTD maestro de 4 hilos (clase A) con 6,5 DMM con resolución de 0,001 °C. La incertidumbre del sensor RTD maestro es de 0,07 °C y 6,5 DMM es de 0,03 °C con K=2.
Incertidumbre tipo A
La incertidumbre tipo A es la desviación estándar de las lecturas.
Dónde:
x: leyendo
`x : Media (promedio)
n: número de lecturas, es decir, 5 en el caso anterior
El uso de Excel en se puede calcular usando la fórmula = STDEV ()
Incertidumbre debida a la desviación estándar (Ua )= SD / sqrt (n)
Sqrt: raíz cuadrada
Incertidumbre tipo B–(Cálculos de Incertidumbre de Calibración Térmica)
Incertidumbre por equipamiento de serie
- Incertidumbre debido al sensor RTD
- 6.5 DMM (Indicador) incertidumbre
La incertidumbre estándar del equipo se menciona en el certificado de calibración. Además, el valor K se menciona en el certificado de calibración.
Incertidumbre debido al equipo estándar (Ub1) = Incertidumbre de equipo estándar/ k
Aquí, en nuestro ejemplo, la incertidumbre del sensor RTD es 0,07 °C y el valor K es 2, la incertidumbre del indicador es 0,03 °C y el valor K es 2
Incertidumbre debido a la precisión del equipo estándar
- Precisión gracias al sensor RTD
- Precisión debido a 6.5 DMM (Indicador)
Incertidumbre debido a la precisión del equipo estándar (Ub2) =
Precisión de equipo estándar/ Sqrt (3)
Suponiendo una distribución rectangular, el valor obtenido se divide por una raíz cuadrada de 3.
Incertidumbre debido a la estabilidad
La estabilidad del baño de temperatura es de 0,1 °C
Incertidumbre por Estabilidad (Ub3) = Estabilidad/ Raíz cuadrada (3)
Incertidumbre debido a la Uniformidad
La uniformidad de la temperatura del baño es de 0,3 °C.
Incertidumbre debida a la Uniformidad (Ub4) = Uniformidad/ Sqrt (3)
Incertidumbre por Resolución-(Cálculos de incertidumbre de la calibración térmica)
Si UUC se establece de acuerdo con el punto de calibración y cambia la lectura estándar, consideramos la resolución del estándar.
Si el estándar se establece de acuerdo con el punto de calibración y se cambian las lecturas de UUC, se considera la resolución de UUC.
Por ejemplo, UUC está configurado y las lecturas estándar están cambiando,
Por lo tanto, se considera la Resolución de la norma.
La resolución del estándar es de 0,001 °C
Incertidumbre por Resolución (Ub5) = ((Resolución /2)) / SQRT (3))
Suponiendo una distribución rectangular, el valor obtenido se divide por la raíz cuadrada de 3.
Incertidumbre combinada
La incertidumbre combinada no es una suma simple. Para combinar todos los componentes, las unidades de todos los componentes deben ser las mismas para la suma. De lo contrario, use la fórmula de conversión adecuada para hacer que todos los componentes estén en las mismas unidades. O bien, se puede utilizar el valor de %.
Paso 1:
Toda incertidumbre individual Ua, tub1, tub2, tub3, tub4, tub5 son cuadrados.
Paso 2:
Toda la incertidumbre individual se suma después de elevar al cuadrado
Paso 3:
La raíz cuadrada del valor se obtiene en el Paso 2.
La incertidumbre combinada también se llama Incertidumbre estándar
Grados de libertad efectivos
Incertidumbre ampliada
La Incertidumbre Estándar se multiplica por el factor k para obtener la Incertidumbre Expandida. Donde k es el factor de cobertura correspondiente al grado de libertad efectivo. factor k es 2.
La incertidumbre expandida se informa en el certificado de calibración
Se realiza un tipo de cálculo similar para los sensores de temperatura sin indicador.
El componente de incertidumbre de la lectura se incluye solo en caso de calibración del sensor (es decir, sin indicador)