Incertidumbre de una bascula digital

Incertidumbre de los gramos de la balanza digital

A la hora de elegir una balanza de laboratorio y evaluar si se ajusta a sus criterios, la incertidumbre no es tan conocida como otros factores, como la legibilidad o la linealidad, pero es igual de importante. Aunque la incertidumbre se utiliza en una amplia variedad de ciencias y variables, en esta entrada del blog le ayudaremos a comprender la incertidumbre de pesaje en lo que respecta a las balanzas de laboratorio.

Por ejemplo, cuando usted mide polvo y la balanza le dice que pesa 0,0067 g, usted asume que la masa del polvo es 0,0067g. Dependiendo de la legibilidad de la balanza, podría suponer que se ha redondeado hacia arriba o hacia abajo (por lo que en realidad podría ser 0,006712g o 0,006699g, ya que su balanza sólo muestra 4 dígitos después del decimal), pero que sus resultados siguen estando dentro de un rango aceptable del valor real de la medición.

Definimos la precisión como “la capacidad de mostrar un valor que coincide con el valor ideal para un peso conocido”. Si eso le suena muy parecido a la definición de incertidumbre, no es el único que comete ese error. Los dos términos se utilizan a menudo indistintamente debido a su relación, a pesar de ser dos conceptos distintos. La exactitud indica lo cerca que está una lectura del valor exacto, mientras que la incertidumbre se refiere a los factores que pueden afectar a la exactitud del resultado. Por tanto, la exactitud indica la similitud entre el valor medido y el valor exacto, y la incertidumbre cuantifica esa similitud para saber hasta qué punto es fiable. ¿Todavía te estás rascando la cabeza? Pongamos un ejemplo.

Incertidumbre de los instrumentos analógicos

Una medición de cualquier tipo se ve afectada por los errores e incertidumbres que existen en ese proceso de medición. Durante la calibración, se evalúa el rendimiento de un instrumento y se ponen de manifiesto sus limitaciones originadas por errores e incertidumbres; ésta es la base esencial para lograr resultados de medición precisos.¿Qué es la calibración?

La calibración es algo más que comparar un número “patrón” con un valor indicado en la balanza. Existe un proceso de calibración que se relaciona con la combinación de incertidumbres que se alcanzan cuando la célula de pesaje de una balanza se desvía de su posición de reposo. La calibración establece la relación entre el valor visualizado y un valor verdadero estándar o aceptado. Los valores deben encontrarse dentro de un intervalo de incertidumbre de medición asignado (1, 2).

Una calibración carece de sentido si no se conoce la incertidumbre de medición de ese instrumento específico. Sólo una vez que se ha establecido la incertidumbre del instrumento, y siempre que la cifra esté dentro de la tolerancia de proceso requerida, puede clasificarse como una calibración precisa.

¿Cuál es la incertidumbre de una balanza?

Raj tenía una pregunta para Paul sobre las cifras significativas. Cuando su grupo midió el peso en una balanza con cuatro decimales, es decir, 0,0001 gramos, se preguntó cómo debían redondear el valor.

En primer lugar, determine la linealidad de la balanza a partir del certificado de calibración. Para este ejemplo, supondremos ± 0,15 mg para una balanza de 4 posiciones. Los fabricantes de balanzas recomiendan el uso de una distribución rectangular para convertir la contribución de la linealidad en una incertidumbre estándar. Por lo tanto, la contribución de la linealidad de la balanza es 0,15mg/(3)^1/2 = 0,09 mg. Esta contribución puede tener que contarse dos veces si la muestra se pesa por diferencia: una para la tara y otra para el peso bruto, lo que da una incertidumbre estándar igual a (2 x (0,09)2)^1/2 = 0,13 mg.

Así, un peso de 0,0413 g tendría una incertidumbre estándar de 0,13 mg. Utilizando un factor de cobertura de 2, se notificaría una incertidumbre de 0,26 mg (que se redondearía a 0,3 mg). Utilizando este ejemplo, el peso se notificaría como 0,0413 gramos ± 0,0003 gramos y el número de cifras significativas es 3.

Incertidumbre de los instrumentos digitales

La incertidumbre absoluta (delta A) es el margen de incertidumbre asociado al resultado de una medición determinada. La incertidumbre relativa (A) es la relación entre la magnitud de la incertidumbre absoluta y la magnitud del resultado experimental medido. Esto debe tenerse en cuenta.

Las cifras significativas se refieren al número de dígitos que reflejan la precisión de una medición determinada. Cuanto mayor sea el número de SF, mayor será la certeza sobre el valor numérico de la cantidad medida o calculada. Para las operaciones que implican multiplicación o división: El resultado debe expresarse a partir de la medida con el menor número de cifras. Para las operaciones de suma o resta: El resultado debe expresarse a partir de la medida con el menor número de decimales.

El error experimental es la diferencia entre el valor registrado y el valor generalmente aceptado. Los errores pueden ser sistemáticos o aleatorios. Los errores sistemáticos se producen como resultado de un mal diseño o procedimiento experimental. Un ejemplo de error sistemático es la lectura incorrecta del menisco en una probeta graduada, el uso de demasiado líquido en la valoración y la puesta a cero incorrecta de una balanza electrónica. Los errores aleatorios están causados por la legibilidad de un instrumento, los cambios y efectos ambientales (como la temperatura ambiente), la insuficiencia de datos y el error humano. El error aleatorio puede reducirse mediante la repetición del experimento. NOTA: No confunda error e incertidumbre. El error es la diferencia entre los resultados obtenidos y el valor real aceptado. La incertidumbre es la duda sobre la medida obtenida.