La propagación de la incertidumbre es un aspecto importante del análisis de la incertidumbre. Es un método que transmite las incertidumbres de las variables independientes a través de una ecuación para estimar la incertidumbre del cálculo final. Comúnmente practicado en el análisis de errores e incertidumbre, el método es útil para estimar la incertidumbre donde las cantidades físicas no se pueden medir directamente.
Mediciones indirectas
Muchas cantidades físicas no se pueden medir con una sola medición directa. En cambio, la cantidad es el resultado calculado, utilizando una ecuación, donde se realizaron mediciones directas para determinar el valor de dos variables independientes. Por ejemplo, el valor de la corriente se puede calcular utilizando la ecuación de la Ley de Ohm, donde la corriente es el cociente calculado de voltaje sobre resistencia.
Identificar la ecuación
Antes de realizar mediciones indirectas, es una buena idea identificar la ecuación que se utilizará para calcular su resultado final. Si no eres físico o ingeniero, siempre es útil tener a mano un buen libro de texto de física como referencia.
Para este ejemplo, veremos la ecuación de la Ley de Ohm para resolver el valor de la corriente donde se pueden cuantificar los valores de voltaje y resistencia.
Cuantificar el resultado de la medición
Ahora que hemos identificado una ecuación, la siguiente tarea será cuantificar las variables independientes. Para lograr esto, debemos cuantificar el valor de la resistencia (R) utilizada en serie con el circuito y el valor de la caída de voltaje (V) a través de la resistencia medida con un multímetro digital. Una vez que hemos medido o cuantificado las variables independientes de voltaje (V) y resistencia (R), podemos calcular el valor de la corriente (I).
Para nuestro ejemplo, asignaremos los siguientes valores para las variables V y R. I se calcula utilizando la ecuación de la Ley de Ohm.
V = 1.000034
R = 0.100012
I = 9.999140
Estimar la incertidumbre
Al igual que la mayoría de los resultados de medición, es una práctica común estimar la incertidumbre asociada con cada resultado de medición. Esto se puede lograr combinando los factores de incertidumbre relevantes con las mediciones realizadas, que pueden incluir, entre otros, la declaración de capacidad de medición de calibración (CMC) en su alcance de acreditación, la resolución del estándar, la resolución de la unidad bajo prueba (UUT), la repetibilidad de los resultados de la medición y (o) otras influencias que afectan el resultado de la medición. Si no está familiarizado con la información expresada en este párrafo, le recomiendo que consulte la "Guía para la expresión de la incertidumbre en la medición".
A continuación, he asignado dos valores para la incertidumbre estimada asociada con cada resultado de medición.
V = 0,000025 V
R = 0.0000074 Ohm
Calcular incertidumbre fraccionaria
Dado que nuestro objetivo es propagar la incertidumbre donde tenemos valores con diferentes unidades de medida, analizaremos el cálculo de la incertidumbre fraccionaria. La incertidumbre fraccionaria es una cantidad adimensional en relación con el porcentaje de incertidumbre asociado con el resultado de la medición. Por lo tanto, calcule el porcentaje de incertidumbre en relación con el valor medido.
Propagar la incertidumbre
Para propagar la incertidumbre de manera efectiva, debemos mirar las reglas provisionales de propagación (no se preocupe, publicaré una tabla con estas reglas en mi próxima publicación). El cálculo en nuestro ejemplo es el cociente de dos variables independientes, por lo que en referencia a las reglas provisionales de propagación para productos y cocientes, debemos calcular la incertidumbre fraccionaria de cada variable independiente y combinarlas usando el método de la suma raíz de los cuadrados.
El resultado
Con la finalización de la propagación, ahora tenemos un valor estimado de incertidumbre de medición. Sin embargo, el proceso de estimación puede no estar completo si consideramos otros factores que influyen en el resultado de la medición, como la resolución, las condiciones ambientales, etc.
I = 9,999140 A ± 0,00078 A
El objetivo de esta publicación es expresar el uso y la aplicación de la propagación de la incertidumbre. Con suerte, esto es beneficioso para aquellos que buscan información e inspiración para aprender más al respecto. Por favor, deja tus comentarios en esta publicación o no dudes en contactarme con tus preguntas.
