1. Medir: medir, comparar y verificar

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Imagen 5. Mediateca. C C.

Medir es la operación por la que comparamos una magnitud con otra que consideramos patrón de medida, o unidad de referencia.

Esta operación puede realizarse con más o menos exactitud, en función de la precisión de los instrumentos de medida que se utilicen.

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Imagen 6. Universidad Cádiz. Creative Commons.

A la hora de medir podemos distinguir tres tipos de operaciones, según el instrumento con el que la realicemos:

MEDIR, si utilizamos un instrumento de medida. Se realiza la medida de las magnitudes.
COMPARAR, si utilizamos un instrumento de comparación. La operación consiste en comparar elementos de la misma especie y comprobar si son o no iguales, pero no se da ningún dato numérico.
VERIFICAR, si utilizamos un instrumento de verificación. Se comprueban si las magnitudes tienen la tolerancia esperada. Los instrumentos de verificación no se deben considerar instrumentos de medida en el sentido estricto.

La precisión y, como consecuencia, la garantía de las mediciones realizadas dependen de las características específicas de los instrumentos de medida, que son las siguientes:

Sensibilidad, que se define como la relación entre la variación de la indicación del instrumento y la variación de la magnitud medida correspondiente.

Sensibilidad a la modificación de un valor, que se denomina también pereza de un instrumento, e indica la variación que debe experimentar la magnitud para que sea detectada por el instrumento.

Dispersión o máxima diferencia entre los valores obtenidos de una misma medida.

Alcance de medida, que es el intervalo entre el límite inferior y superior que puede medir un instrumento.

Error absoluto, diferencia entre el valor medido y el valor real; tiene signo y unidades.

ΔE = Valor real –Valor medido

Error relativo, cociente entre el error absoluto y el valor real; no tiene unidades y se suele expresar en %. Indica el grado de precisión y de exactitud de las mediciones.

ε = ΔE/ Valor real

La precisión de las medidas de distintas magnitudes se pueden comparar, comparando sus errores relativos.

Ejemplo o ejercicio resuelto

En las especificaciones del peso de mi cocina pone que realiza medidas hasta 5 kg, y que detecta variaciones de 2 gramos.

¿Cuál es la sensibilidad a la modificación del valor de mi peso?

¿Cuál es el alcance de medida de mi peso?

Quiero pesar una cierta cantidad de azúcar. Como quiero tener una medida muy exacta, repito varias veces la medida, y obtengo: 34 gr, 32 gr, 34 gr, 30 gr, 34 gr.

¿Qué dispersión tengo?

Quiero comprobar la exactitud de mi peso, para lo que hago una pesada de un patrón que se que pesa 500 gr. Obtengo un valor de 488 gr. ¿Cuál es es error absoluto de la medida?

¿Y el error relativo?

Hay que tener en cuenta que, por muchos motivos, es imposible obtener la medida real de una magnitud, y siempre vamos a tener errores de medición.

Las mediciones siempre van acompañadas de una determinada incertidumbre, por lo que al realizar una medición cometemos un error en la determinación de la magnitud medida, aunque, según el grado de precisión requerido, este error sea despreciable.

Estos errores pueden ser debidos a varios aspectos:

Los propios instrumentos de medida:

Defectos constructivos.
Deformaciones elásticas de los materiales.
Desgaste debidos al uso.

Las condiciones en que se realiza la medición:

La temperatura provoca dilatación en los metales de que están hechos los instrumentos de medida.
Igualmente ocurre con las condiciones de humedad ambiental.

El operario:

Según la fuerza del manipulador presionará con distinta intensidad sobre la pieza a medir.
Errores en la apreciación del paralelaje de los trazos en las escalas de medida.


Imagen 7. Universidad Cádiz. CC.	Imagen 8. Universidad Cádiz.CC.	Imagen 9. Universidad Cádiz. CC.

Como acabamos de ver, una de las causas en los errores de medida es que existan defectos constructivos en el propio instrumento de medida.

Para anular este error los laboratorios de metrología someten a todos los instrumentos a un proceso de calibrado, es decir, comprueban si las divisiones de una regla son realmente milímetros o no, o si las divisiones de la escala de un amperímetro corresponden realmente a miliamperios o no.

El proceso de calibrado consiste en realizar medidas repetidamente a lo largo de toda la escala de medición, contrastando los resultados del instrumento que deseamos calibrar y de otro que consideramos patrón, que sabemos a ciencia cierta que es preciso y exacto. Se anotan las diferencias que se van produciendo en cada par de medidas a lo largo de toda la escala para saber cuánto se desvía nuestro instrumento del patrón, y, posteriormente, cuando efectuemos medidas con el instrumento calibrado debemos incorporarles la corrección obtenida en el proceso de calibrado.

En las imágenes siguientes podemos ver unos patrones de calibrado y el calibrado de una mesa de planitud


Imagen 10. Universidad Cádiz. Creative Commons.	Imagen 11. Universidad Cádiz. Creative Commons.