2.2 Utilizo instrumentos tecnológicos para realizar mediciones e identifico algunas fuentes de error en dicha mediciones.

Instrumento de medición:

En física, química e ingeniería, un instrumento de medición es un aparato que se usa para comparar magnitudes físicas mediante un proceso de medición. Como unidades de medida se utilizan objetos y sucesos previamente establecidos como estándares o patrones y de la medición resulta un número que es la relación entre el objeto de estudio y la unidad de referencia. Los instrumentos de medición son el medio por el que se hace esta conversión.

*El instrumento se utiliza para buenas mediciones, miremos sus características:

Características de un instrumento

**Las características importantes de un instrumento de medida son: precisión, exactitud, apreciación y la sensibilidad según las siguientes definiciones:

Precisión: es la capacidad de un instrumento de dar el mismo resultado en mediciones diferentes realizadas en las mismas condiciones.

Exactitud: es la capacidad de un instrumento de medir un valor cercano al valor de la magnitud real.

Apreciación: es la medida más pequeña que es perceptible en un instrumento de medida.

Sensibilidad: es la relación de desplazamiento entre el indicador de la medida y la medida real

**El instrumento de mediciones tiene buen funcionamiento en diferentes áreas, mide casi de todo como podemos ver :

Tipos de mediciones que hace el instrumento:

Se utilizan una gran variedad de instrumentos para llevar a cabo mediciones de las diferentes magnitudes físicas que existen. Desde objetos sencillos como reglas y cronómetros hasta microscopios electrónicos y aceleradores de partículas.

A continuación se indican algunos instrumentos de medición existentes en función de la magnitud que miden.

Para medir masa: §  balanza §  báscula §  espectrómetro de masa §  catarómetro Para medir tiempo: calendario cronómetro reloj reloj atómico datación radiométrica Para medir longitud: Cinta métrica Regla graduada Calibre vernier micrómetro reloj comparador interferómetro odómetro Para medir ángulos: goniómetro sextante transportador Para medir temperatura: termómetro termopar pirómetro Para medir presión: barómetro manómetro tubo de Pitot Para medir velocidad: tubo de Pitot (propiamente desarrollado para determinar la presión) velocímetro anemómetro (Para medir la velocidad del viento) tacómetro (Para medir velocidad de giro de un eje)

)

Para medir propiedades eléctricas:

• electrómetro (mide la carga)
• amperímetro (mide la corriente eléctrica)
• galvanómetro (mide la corriente)
• óhmetro (mide la resistencia)
• voltímetro (mide la tensión)
• vatímetro (mide la potencia eléctrica)
• multímetro (mide todos los valores anteriores)
• puente de Wheatstone
• osciloscopio

Para medir volúmenes

• Pipeta
• Probeta
• Bureta
• Matraz aforado

Para medir otras magnitudes:

• Caudalímetro (utilizado para medir caudal)
• Colorímetro
• Espectroscopio
• Microscopio
• Espectrómetro
• Contador geiger
• Radiómetro de Nichols
• Sismógrafo
• pHmetro (mide el pH)
• Pirheliómetro
• Luxómetro (mide el nivel de iluminación)
• Sonómetro (mide niveles de presión sonora)
• Dinamómetro (mide la fuerza)

ERROR MÍNIMO

Al analizar las cifras significativas, mencionamos que el objeto, el instrumentos, el operario, ofrecen limitaciones en el número de cifras que podemos medir. Es decir, cada uno de los sistemas que intervienen en el proceso de medición, introduce una incerteza o error en el valor medido. Ellos son:

Error de definición (edef): está determinado por la naturaleza del objeto a medir. (Las rugosidades de un cuerpo aparentemente de superficie lisa, que por más que mejoremos el orden de cifra significativa, llega un momento que no puede mejorarse)

Error de apreciación (eap): es el mínimo valor de medida que puede medir el instrumento.(Una cinta de sastre tendrá una apreciación de 1 cm o 0,5 cm)

Error de interacción (eint): surge como resultado de la interacción entre operario, instrumento y objeto. Se introduce este error en la medida que perturbamos el sistema objeto de nuestra medición.(Medir con un cronómetro manual, tiempos del orden da magnitud de nuestra capacidad de reacción)

Error de exactitud (eexac): surge de la fidelidad con la que un instrumento recoge los datos de la realidad. (Un amperímetro clase 0,2, es decir, que a plena escala se comete un error de apreciación de 0,2 para 100 divisiones)

Podemos expresar el error mínimo (emin) como que:

Emin = edef + eint + eap + eexac

En muchos casos, de acuerdo a las necesidades de precisión del problema se efectuarán una medición o varias mediciones. Para acotar los errores experimentales podemos proceder de las siguientes maneras:

 ACOTACIÓN DE ERRORES EN UNA SOLA MEDICIÓN

En el caso de efectuar una sola medición podemos determinar:

Error absoluto (E): Es la diferencia entre el valor verdadero(V) y el valor medido(Vm). Pero nosotros sabemos que por mas exacto que sea el instrumento, por más experimentados que sea el operador, y aún condicionando otras circunstancias, el valor verdadero de una magnitud física no existe, Por lo que el error absoluto no pasa de ser una definición teórica que podemos estimar con el error de apreciación

E = VV. - Vm

Error de apreciación (Ea): es la menor lectura que puede efectuarse con el instrumento. Por ejemplo,

si medimos con una regla milimetrada, el Ea = 1 mm = 0,1 cm = 10-3 m

si medimos con una regla en centímetro, el Ea = 1cm = 0,1 dm = 10-2 m

Error de estimación (Ee) : Un operador podría considerar que si está midiendo con una regla milimetrada puede “ver” hasta la mitad o 1/2 de la menor apreciación del instrumento, es decir 0,5 mm. En este caso el error cometido en la medición recibe el nombre de error de estimación. Es decir, es la menor medida que un operador puede estimar con un determinado instrumento de medición.

**Son muchos los errores, aunque son vistos más en matemáticas, a veces por una sola mal medición se derrumba un edificio o casas, en salud se arriesga la vida de personas y en muchas otras áreas