La determinación de la incertidumbre de medición cada vez más necesaria

 

     

  

  INTRODUCCIÓN  La incertidumbre de medición ha sido utilizada desde hace muchos años por los Institutos Nacionales de Metrología (NMIs) en sus trabajos de metrología científica en ellos se gesto la Guía para la determinación de incertidumbre (GUM) publicada inicialmente en 1995.  Los laboratorios de calibración y ensayo se han tenido que involucrar en la determinación de la incertidumbre dado que es un requisito importante en la norma ISO 17025.  La industria se ha empezado a involucrar a través del uso de ISO 17025 para sus laboratorios internos de calibración y ensayo aunque relativamente pocos se han acreditado, esto a través de los requisitos de ISO/TS 16949.  En 4.11 de ISO 9000-1994 apareció mencionada de la siguiente forma: El equipo de inspección medición y prueba se debe utilizar de tal manera que se asegure que la incertidumbre de la medición es conocida y es consistente con la capacidad de medición requerida.  En las versiones de 2000 y 2008 esto fue cambiado requiriendo solo que las actividades de seguimiento y medición se realicen de una manera coherente. La referencia a ISO 10012 mencionada en las versiones de ISO 9000 de 1994 y 2000 ha sido omitida en la edición 2008.

  

TRAZABILIDAD METROLÓGICA 

De acuerdo con el Vocabulario Internacional de Metrología (VIM) la trazabilidad metrológica es la propiedad de un resultado de

medida (2.9) por la cual el resultado puede relacionarse con una referencia mediante una cadena ininterrumpida y documentada de

calibraciones (2.39), cada una de las cuales contribuye a la incertidumbre de medida (2.26)

 NOTA 1 En esta definición, la referencia puede ser la definición de una unidad de medida (1.9), mediante una realización práctica,

un procedimiento de medida (2.6) que incluya la unidad de medida cuando se trate de una magnitud (1.1) no ordinal, o un

patrón (5.1). 

NOTA 2 La trazabilidad metrológica requiere una jerarquía de calibración (2.40) establecida.

 

NOTA 3 La especificación de la referencia debe incluir la fecha en la cual se utilizó dicha referencia, junto con cualquier otra

información metrológica relevante sobre la referencia, tal como la fecha en que se haya realizado la primera calibración en la

jerarquía. 

Como puede verse la definición de trazabilidad metrológica incluye y esto es desde hace varios años que la incertidumbre en cada

eslabón de la cadena de trazabilidad debe ser conocida para poder determinar cuanto contribuye en el resultado de una medida. Eso

es ilustrado en la figura mostrada abajo. Mostrando que generalmente resultados de medición a nivel industrial son

reportados sin incluir la incertidumbre asociada (el eslabón no esta cerrado).

 

 Seguramente con el propósito hacer mas claro que la

incertidumbre de medición tenga que ser reportada junto con el resultado de medición (implicado en la definición de trazabilidad

metrológica) en la tercera edición del Vocabulario Internacional de Metrología se ha modificado la definición de calibración para

indicar que la incertidumbre obtenida en la calibración sea usada al hacer mediciones.

 CALIBRACIÓN operación que bajo condiciones especificadas establece, en una primera etapa, una relación entre los valores (1.19) y sus incertidumbres de medida (2.26) asociadas obtenidas a partir de los patrones de medida (5.1), y las correspondientes indicaciones (4.1) con sus incertidumbres asociadas y, en una segunda etapa, utiliza esta información para establecer una relación que permita obtener un resultado de medida (2.9) a partir de una indicación  NOTA 1 Una calibración puede expresarse mediante una declaración, una función de calibración, un diagrama de calibración (5.30), una curva de calibración (4.31) o una tabla de calibración. En algunos casos, puede consistir en una corrección aditiva o multiplicativa de la indicación con su incertidumbre correspondiente.

 NOTA 2 Conviene no confundir la calibración con el ajuste de un sistema de medida (3.11), a menudo llamado incorrectamente "autocalibración", ni con una verificación (2.44) de la calibración.  NOTA 3 Frecuentemente se interpreta que únicamente la primera etapa de esta definición corresponde a la calibración.

 Las figuras siguientes tratan de ilustrar la definición de calibración.

En la primera etapa bloques patrón con una incertidumbre especificada en su certificado de calibración son usados para

calibrar un micrómetro. 

 

 El resultado se muestra en una tabla de calibración con la incertidumbre asociada a las indicaciones obtenidas para cada dimensión de bloque patrón utilizada.  

Tabla de calibración 

Valores de la magnitud y sus incertidumbres de medida

Indicaciones con sus incertidumbres asociadas

2.5 +/- 0.06 mm 2.500 +/- 1 mm

5.1 5.100

7.7 7.700

10.3 10.300

12.9 12.899

15.0 14.999

17.6 17.600

20.2 20.200

22.8 22.800

25.0 25.000

  La segunda etapa requiere que la incertidumbre obtenida mediante la calibración se use para reportar una indicación resultado de la medición de una pieza con una incertidumbre de medida. Otros documentos hacen referencia a la incertidumbre por ejemplo el manual de análisis de sistemas de medición (MSA) aunque privilegia el uso de los métodos tradicionalmente usados por la industria automotriz estadounidense como los estudios de repetibilidad y reproducibilidad /RyR).

 El documento equivalente para la evaluación del sistema de medición de la industria automotriz alemana el VDA considera la incertidumbre de medición para decidir sobre la idoneidad de los procesos de control. Conclusión: Aunque la incertidumbre se emplea poco en la actualidad en la industria gradualmente se incrementara su uso por lo que conviene estudiar de que se trata e implementarla gradualmente también se encuentra cada vez con mayor frecuencia información de cómo tratar con la incertidumbre en casos especificos de calibración por ejemplo en las mismas normas que describen los métodos de calibración.

 Referencias

[1]  JCGM 100:2008 Evaluation of measurement data – Guide to the expression of uncertainty in measurement

[2]   JCGM 200:2008 International vocabulary of metrology – Basic and general concepts and associated terms (VIM

[3]    NMX-CH-140-IMNC-2002 Guía para la expresión de incertidumbre en las mediciones

[4]   ISO 14253-2:2011 Geometrical product specifications (GPS) -- Inspection by measurement of workpieces and measuring

equipment -- Part 2: Guidance for the estimation of uncertainty in GPS measurement, in calibration of measuring equipment and in product verification

[5]  NMX-CH-14253-2 Especificaciones Geométricas de Producto (GPS) - Inspección por medición de piezas de trabajo y de

equipo de medición - Parte 2: Guía para la estimación de la incertidumbre en medición de GPS, en la calibración de

equipo de medición y en verificación de producto[6]    NMX-CC-10012-IMNC-2004 (ISO 10012:2003) Sistemas de

gestión de las mediciones - Requisitos para los procesos de medición y los equipos de medición

[7]  NMX-Z-055-IMNC-2009 (ISO/IEC Guide 99:2007) Vocabulario Internacional de metrología – Conceptos fundamentales y

generales, términos asociados (VIM)[8]  NIST Technical Note 1297 (edition 1994) Guidelines for

evaluating and expressing the uncertainty of NIST measurement reports

[9]   Journal of research of the National Institute of Standards and Technology Volume 102 Number 6 November – December 1997 Uncertainty and dimensional calibrations Ted Doiron

and John Stoup.[10] EA-4/02 Expression of the uncertainty of measurement in

calibration December 1999[11] NMX-EC-17025-IMNC-2006 (ISO/IEC 17025:2005) Requisitos

generales para la competencia de los laboratorios de ensayo y de calibración

[12] Guía Técnica  sobre trazabilidad e incertidumbre en metrologia dimensional entidad mexicana de acreditación,

a.c. (ema) Centro Nacional de Metrología (CENAM)[13] Metrología Mecánica Expresión de la incertidumbre de

Medición Walter Link Centro de Capacitación del Instituto de Metrología Mitutoyo (Mitutoyo Mexicana, S.A. de C.V.