metrologia equipo electromedico

7/29/2019 Metrologia Equipo Electromedico

1/4

Revista Colombiana de Fsica, vol. 40, No. 1, Marzo 2008

388

Estimacin de la Incertidumbre en la Calibracin deEquipo Electromdico

Luis Enrique Llamosa R., Milton Fernando Villarreal C., Luis Gregorio Meza C.,1

Silvia Patricia Ceballos P., Natalia Izquierdo C.2

1Profesores Depto de Fsica Universidad Tecnolgica de Pereira2Estudiantes de Ingeniera Fsica de la UTP.

Recibido 22 de Oct. 2007; Aceptado 16 de Jun. 2008; Publicado en lnea 25 de Jul. 2008.

ResumenSe presenta en este trabajo el procedimiento genrico diseado por el grupo de Electrofisiologa (categora A COLCIEN-

CIAS) del departamento de fsica de la Universidad Tecnolgica de Pereira (UTP) - Colombia, que permite estimar el valorde la incertidumbre relacionada con la calibracin de equipos electromdicos.

Palabras claves: Metrologa electromdica, incertidumbre, trazabilidad, calibracin.

Abstract

In the content of this article is presented the general procedure designed by the Electrophiological group of the physical de-partment of the UTP, to carry out the calculation of mensuration uncertainty in the processes of calibration of electromedi-

cal equipment.

Key Words: Electromedical metrology, uncertainty, trazability, calibration.

2008 Revista Colombiana de Fsica. Todos los derechos reservados.

1. Introduccin

El laboratorio de metrologa de variables elctricas acredi-

tado por la SIC (superintendencia de industria y comercio)del departamento de fsica de la UTP en su rea electrom-

dica presta servicios en las siguientes lneas: Seguridad

elctrica, electrocardiografa, monitora fetal, pulsioximetr-

a-SpO2, respiracin, electrobisturies, desfibrilado-

res/marcapasos, presin arterial, bombas de infusin, ultra-

sonidos, incubadoras, rayos X, entre otras.

2. Material y mtodos

Definiciones metrolgicas fundamentales: Este procedi-

miento utiliza las definiciones metrolgicas de conformidadcon la norma NTC-2194, vocabulario de trminos bsicos

y generales en metrologa y la norma NTC-IEC-60601-1,

Equipo Electromdico. Parte 1: Requisitos Generales para la

seguridad, ellas son: Exactitud de medicin: numeral 3.5 -

NTC-2194 [2]. Instrumento de medicin digital: numeral

4.11- NTC-2194 [2]. Instrumento de medicin anlogo:

numeral 4.10- NTC-2194 [2]. Patrn de trabajo: numeral6.7 - NTC-2194 [2]. Error de. medicin: numeral 3.10 -

NTC-2194 [2]. Repetibilidad de un instrumento de medi-

cin: numeral 5.27- NTC-2194) [2]. Incertidumbre de la

medicin: numeral 3.9 - NTC-2194 [2]. Evaluacin (deincertidumbre) Tipo A: numeral 2.3.2 - GTC-51 [3]. Eva-

luacin (de incertidumbre) Tipo B: numeral 2.3.3 - GTC-51[3]. Calibracin: numeral 6.11 NTC - 2194 [2]. Equipo

electromdico: numeral 2.2.15 NTC-IEC-60601-1 [4].

3. Resultado

A continuacin se describe el procedimiento diseado para

determinar el valor estimado de la incertidumbre y locorrespondiente a la expresin de su resultado en la


2/4

rev. col. fs., vol. 40, No. 2, (2008)

389

calibracin de equipos electromdicos: Si el equipoelectromdico para calibracin mide la variable y el patrn

de trabajo la genera, se desarrolla el siguiente

procedimiento:

- Modelar matemticamente el procedimiento de medicin: (1)Donde: Ar (lectura del patrn de trabajo, (valor medio de

las lecturas del equipo a calibrar), Ar (correccin en laindicacin del patrn de trabajo debido a: Desviaciones en

la Temperatura ambiente y humedad relativa; variaciones en

la fuente de alimentacin; variaciones a partir de calibracio-

nes pasadas), Ai (correccin de indicacin por resolucin

del equipo a calibrar), Ar1 (correccin de indicacin porresolucin del patrn de trabajo), E (error absoluto).

De la ecuacin 1, podemos hacer las siguientes aclaracio-

nes: La resolucin corresponde al dgito menos significativoobservado en la pantalla del equipo a calibrar o el patrn de

trabajo. La correccin en la indicacin por resolucin es

igual a cero (numeral S 9.7 EA 4/02) [5], por lo tanto:

Ai = Ar1 = 0,0

Para la correccin en la indicacin del patrn de trabajo, se

tiene en cuenta los aspectos establecidos por el fabricante, el

patrn de trabajo se calibra cada ao y adems el resultado

del certificado de calibracin muestra que las especificacio-nes del fabricante se cumplen, el estimado de Ar es 0,0. De

acuerdo con lo anterior la ecuacin (1) se reduce a:

(2)- Evaluar los tipos de incertidumbre estndar. En los tiposde incertidumbre (Tipo A y tipo B) se presentan diferentes

fuentes de incertidumbre durante el proceso de medicin

(GTC-51 numeral 3.3.2) [3], esas fuentes se visualizan en la

figura 1:

- Evaluar la incertidumbre Tipo A por repetibilidad de las

lecturas (GTC-51 numeral 4.2.3) [3].

- Evaluar la incertidumbre Tipo A por repetibilidad de las

lecturas (GTC-51 numeral 4.2.3) [3].

1 (3) 1 1 (4)

(5)Donde:Aii (cada una de las lecturas del equipo registradasdurante la calibracin, n (nmero de mediciones realizadas

en la calibracin; este nmero es igual a seis (6), (desviacin estndar), UA (incertidumbre estndar tipoA).

Se contina con los siguientes pasos:

Evaluar la incertidumbre Tipo B por especificaciones de

exactitud del patrn de trabajo (UB1) (GTC-51 numeral 4.3)[3] distribucin rectngular.

3(6)

Evaluar la incertidumbre Tipo B por resolucin del patrn

de trabajo (UB2) distribucin rectngular.

23 (7)Evaluar la incertidumbre Tipo B por resolucin del equipo

a Calibrar (UB3) distribucin rectngular.

23 (8)

Fig. 1. Fuentes de incertidumbre involucradas en el proceso demedicin.

Hallar los coeficientes de sensibilidad (GTC-51 numeral 5.1.4/5).

Partiendo de la expresin 2, tenemos:


3/4

Luis Enrique Llamosa R. et al Estimacin de la Incertidumbre en la Calibracin de Equipo Electromdico

390

1; 1 (9)Determinar el valor de la incertidumbre combinada UC(GTC-51 numeral 5.1.2) [3]. Esta incertidumbre se calcula a

partir de las incertidumbres estndar (Tipo A y Tipo B) y delos coeficientes de sensibilidad (ecuacin 9).

(10)- Identifique la incertidumbre dominante en la expresin

(10) (EA-4-02 numeral S9.11/14) [5]

Calcule la incertidumbre combinada sin tener en cuenta la

incertidumbre estndar dominante

(11)Calcule la relacin entre '

CU y UDominante

(12)La relacin de la ecuacin (12) es menor a 0,3?

a) Si la relacin es menor a 0,3, siga las actividades marca-

das con (*).

b) Si la relacin es mayor o igual a 0,3, siga las actividades

marcadas con (**).

* De acuerdo con el tem a), asuma un factor de cobertura

k = 1,65.

* Calcule la incertidumbre expandida (GTC-51 numeral6.2.1) [3] de acuerdo con la siguiente expresin:

E C CU =kU =1.65U

(13)

** De acuerdo con el enunciado b), halle el nmero degrados efectivos de libertad (ef) (GTC-51 anexo G.4.1) [3]

de acuerdo con la expresin (14).

(14)

Donde: i: Nmero efectivo de grados de libertad de cada

contribucin (UA y UBi), el valor se obtiene aplicando las

siguientes reglas: i: n 1 para evaluaciones Tipo A. i:(infinito) cuando se aplican distribuciones rectangulares.

** Teniendo en cuenta un nivel de confianza del 95 % y el

valor obtenido de la expresin (14), defina el factor de co-

bertura k de student en funcin del nmero efectivo degrados de libertad.

- ** Calcule la Incertidumbre Expandida de acuerdo con la

ecuacin (15).

(15)Si el equipo electromdico para calibracin genera la varia-

ble y el patrn de trabajo la mide, se desarrolla el mismo

procedimiento anterior con algunas modificaciones que se

expresan en las definiciones de los componentes de la ecua-

cin 16 (modelamiento matemtico del procedimiento demedicin) que a continuacin se presentan:

(16)Donde: (valor medio de las lecturas del equipo patrn), (Lectura del equipo a calibrar), (correccin en laindicacin del patrn de trabajo debido a: Desviaciones en

la Temperatura ambiente y humedad relativa; variaciones en

la fuente de alimentacin; variaciones a partir de calibracio-

nes pasadas), (correccin de indicacin por resolucindel equipo a calibrar),

(correccin de indicacin por

resolucin del patrn de trabajo), E (error abasoluto).

De la expresin 16 se pueden hacer las mismas aclaraciones

que se realizaron para la expresin (1) en cuanto a la resolu-cin y en cuanto a la correccin en la indicacin del patrn

de trabajo. De acuerdo con lo anterior la expresin (16) se

reduce a:

(17)A continuacin se sigue el mismo procedimiento seguido

para el caso en que el equipo electromdico para calibracin

mide la variable y el patrn de trabajo la genera.

Expresin de resultados: El valor de la incertidumbre demedida se expresa con dos cifras significativas, el nmero

de cifras significativas para Error (E), Tolerancia (T), lectu-

ras en el equipo a Calibrar (Ai) y las lecturas del analizador

(Ar), equivale a aumentar una cifra ms que la observada en

el valor de resolucin de los equipos. Esta consideracin

hace que la medida realizada sea ms exacta, se evita lasobreestimacin de valores por causa de aproximaciones, lo


4/4

rev. col. fs., vol. 40, No. 2, (2008)

391

cual afectara por especificaciones a los equipos electrom-dicos. Para realizar las aproximaciones o redondeos de los

datos, tener en cuenta lo siguiente: Si el dgito siguiente a la

ltima cifra significativa es mayor o igual a 5, la ltima

cifra significativa se incrementa en 1, de lo contrario no se

modifica.

Conclusiones

Se disearon los procedimientos para el calculo de incerti-

dumbre en los procesos de calibracin de equipo elec-

tromdico con base en la norma GTC-51 gua para la ex-presin de incertidumbre en las mediciones que es equiva-

lente con la Guide to the expression of uncertainty in mea-

surement publicada por la ISO, siendo este artculo un

referente ms para los laboratorios de calibracin/ensayosque estn en proceso de acreditacin tanto en nuestra

Universidad como en nuestro pas y Latinoamrica en el

que la cultura de la metrologa est hasta ahora entrando en

todos los mbitos, tanto acadmicos como de produccin yde servicios.

Referencias

[1] NTC-ISO-17025 Requisitos generales de competencia delaboratorios de ensayos y calibracin.

[2] Norma NTC-2194 Vocabulario de trminos bsicos y gene-

rales en metrologa.

[3] Norma GTC-51 Gua para la expresin de incertidumbre enlas mediciones.

[4] Norma NTC-IEC-60601-1 Equipo electromdico. Parte 1:Requisitos generales para la seguridad.

[5] EA-4-02 Expression of the Uncertainty of Measurement inCalibration.

[6] Manual de usuario: Analizador de Seguridad Elctrica

FLUKE 505 PRO.

metrologia equipo electromedico

Documents