Medidas 1 Teoria de Errores

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Conceptos de exactitud, precisión y sensibilidad Cada vez que se lleva a cabo un experimento o se mide una cantidad con el instrumento adecuado, surgen dos cuestiones: ¿Cómo de fiable es el resultado? ¿Cómo de cerca está del valor real, cualquiera que sea éste? La respuesta a estas cuestiones nos lleva a los conceptos de precisión, sensibilidad y exactitud La exactitud da una idea del grado de aproximación con que el valor medido concuerda con el valor verdadero; es decir, es la cercanía del valor experimental obtenido al valor real de dicha medida. Se la asocia con la calidad de la calibración del instrumento respecto de los patrones de medida. La precisión indica repetibilidad de los resultados; es decir, el grado con el cual las medidas sucesivas arrojan idénticos valores. También está asociada a la sensibilidad o menor variación de la magnitud que se pueda detectar con un instrumento (o un método de medición). En otras palabras, la precisión es la capacidad de un instrumento de dar el mismo resultado en diferentes mediciones realizadas en las mismas condiciones y exactitud es la capacidad de un instrumento de medir un valor cercano al valor de la magnitud real. La sensibilidad de un aparato está relacionada con el valor mínimo de la magnitud que es capaz de medir. Normalmente se suele admitir que la sensibilidad de un aparato viene indicada por el valor de la división más pequeña de la escala de medida. 2. Clasificación de errores Las palabras precisión y exactitud tienen significados completamente distintos en la teoría de errores, mientras que se usan de manera indistinta en el lenguaje cotidiano. La distinción se aprecia claramente si atendemos a los posibles tipos o fuentes de errores. Éstos se clasifican en dos grandes grupos: errores sistemáticos y errores accidentales. a) Errores sistemáticos . Son errores que tienen lugar siempre en el mismo sentido y que se repiten constantemente en el

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Conceptos de exactitud, precisin y sensibilidad Cada vez que se lleva a cabo un experimento o se mide una cantidad con el instrumento adecuado, surgen dos cuestiones: Cmo de fiable es el resultado? Cmo de cerca est del valor real, cualquiera que sea ste? La respuesta a estas cuestiones nos lleva a los conceptos de precisin, sensibilidad y exactitud

La exactitud da una idea del grado de aproximacin con que el valor medido concuerda con el valor verdadero; es decir, es la cercana del valor experimental obtenido al valor real de dicha medida. Se la asocia con la calidad de la calibracin del instrumento respecto de los patrones de medida.La precisin indica repetibilidad de los resultados; es decir, el grado con el cual las medidas sucesivas arrojan idnticos valores. Tambin est asociada a la sensibilidad o menor variacin de la magnitud que se pueda detectar con un instrumento (o un mtodo de medicin). En otras palabras, la precisin es la capacidad de un instrumento de dar el mismo resultado en diferentes mediciones realizadas en las mismas condiciones y exactitud es la capacidad de un instrumento de medir un valor cercano al valor de la magnitud real.La sensibilidad de un aparato est relacionada con el valor mnimo de la magnitud que es capaz de medir. Normalmente se suele admitir que la sensibilidad de un aparato viene indicada por el valor de la divisin ms pequea de la escala de medida.

2. Clasificacin de errores Las palabras precisin y exactitud tienen significados completamente distintos en la teora de errores, mientras que se usan de manera indistinta en el lenguaje cotidiano. La distincin se aprecia claramente si atendemos a los posibles tipos o fuentes de errores. stos se clasifican en dos grandes grupos: errores sistemticos y errores accidentales. a) Errores sistemticos. Son errores que tienen lugar siempre en el mismo sentido y que se repiten constantemente en el transcurso de un experimento. Pueden ser causados por errores de calibracin (o errores de cero) de los aparatos de medida, condiciones experimentales no apropiadas (presin, temperatura, etc.) que afectan a los instrumentos de medida, tendencias errneas en el observador, tcnicas de medida inadecuadas, uso de frmulas o modelos aproximados, etc. Un minucioso anlisis del instrumento y del procedimiento de medida permite eliminar en lo posible la presencia de estos errores. Por lo tanto, los errores sistemticos afectan a la exactitud de la medida, es decir, a la proximidad al valor verdadero, ya que hacen que todos los resultados sean errneos en el mismo sentido (demasiado altos o demasiado bajos).b) Errores accidentales o aleatorios. Son debidos a diversas causas difciles o imposibles de controlar y alteran las medidas realizadas en diferente cuanta y sentido cada vez. Pueden ser causados por fluctuaciones en las condiciones ambientales durante el experimento, errores de apreciacin debidos a las limitaciones de nuestros sentidos, errores de precisin impuestos por la sensibilidad del aparato de medida, etc. Todo esto da lugar a que la repeticin reiterada de la medicin realizada por un mismo observador no siempre lleve al mismo resultado. El error debido a la superposicin de todos estos efectos slo puede ser detectado si el instrumento de medida es suficientemente sensible. Su valor no puede ser estimado a partir de una medida aislada, siendo necesaria la realizacin de una serie de medidas que permita, mediante un tratamiento estadstico de los datos, determinar una cota mxima de error. Los errores accidentales afectan a la precisin o reproducibilidad de un experimento. Por ejemplo, la obtencin de varias medidas de la misma magnitud, diferentes entre s, nos permitirn determinar el valor de dicha magnitud de forma menos precisa que si los valores obtenidos hubiesen sido ms parecidos entre s. Ambos tipos de errores pueden darse simultneamente y/o de forma independiente, de forma que se pueden tener resultados precisos aunque poco exactos, etc., dependiendo de los tipos de errores implicados. 3. Error Dado que, como hemos visto, no es posible conocer el valor exacto de ninguna magnitud, en toda medida resulta necesario dar alguna indicacin del error cometido que d cuenta de cunto puede alejarse el resultado obtenido del valor exacto. Por lo tanto, en cualquier medida se debe indicar el error que puede haberse cometido. El error puede expresarse de dos formas diferentes que no deben ser confundidas: Error absoluto: Es el valor absoluto de la diferencia entre el valor obtenido experimentalmente y el verdadero valor de sta. En principio, como el valor exacto no suele ser conocido, no se podra conocer el error absoluto. Ahora bien, la teora de errores nos permite al menos estimar, como veremos posteriormente, la incertidumbre asociada a la medida de una magnitud dada, que va a ser lo que consideraremos como error absoluto. El error absoluto tiene las mismas dimensiones fsicas y, por tanto, las mismas unidades, que la medida a la que acompaa, y se suele representar como x, de forma que el resultado de la medida x de una magnitud X debe expresarse como X = x x con sus unidades correspondientes (por ejemplo, 12,6 0,4 cm). Error relativo: Es el cociente entre el error absoluto y el verdadero valor de la misma y, en consecuencia, no tiene dimensiones. Aunque es conocido, una estimacin del mismo viene dada por: r = x /x (en tantos por uno, donde x es el resultado de la medida). Suele darse en tantos por ciento ( r 100). (En el ejemplo anterior, el error relativo sera del 3,2%). En general, una medida con un error relativo de ms del 10 % es ms bien pobre, mientras que si el error es del 1 % o menor, la medida puede considerarse buena, aunque este criterio cambia segn el campo de aplicacin. Como hemos dicho, los errores absoluto y relativo nos hablan de la sensibilidad y precisin respectivamente, cuando tenemos una sola medida. Los siguientes ejemplos nos aclaran estos conceptos: Ejemplo: Supongamos que disponemos de una sola medida de la edad de dos personas: un nio de 22 meses y un hombre de 48 aos. La sensibilidad de cada una de estas medidas coincidira con el error absoluto de ambas: 1 mes y un ao respectivamente. Sin embargo la precisin sera en el primer caso, 1/12 (8,33%) y en el segundo 1/48 (2,08%). En este ejemplo la segunda medida es aproximadamente 4 veces ms precisa.