unidad 1-3 sirohi

Upload: diego-aybar

Post on 13-Apr-2018

247 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    1/58

    1

    Introduccin

    Fundam

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    2/58

    oe

    con>emn

    en la

    Ollcina

    lntcmaeional

    de Puos y

    Medicla.s en

    Sem:s,

    F11nc:b

    .

    e

    ha aceptado el

    reloj

    de Cesio

    como

    el est,ndardo la

    medida del

    tiempo.

    En

    J8S4, Lord

    Kelvin

    discn

    uno

    e11 t1

    de temperatura absoluta, < n

    baS6

    en

    segund ley de

    ta

    tcrmodl11mlca. La

    escala

    internacional de 948 constitu

    ye una

    base experimental

    para una

    escala de

    tempent

    un.,

    lacua1

    C

    aproxima tanto

    como

    es

    posible a la ..cala tcrmodinmJca abso luta

    .

    llay dos

    nkltodos

    bkos

    pan

    ncdir:

    ) comparacin Wroc1a

    con

    el

    esdndor primado o

    secundario,

    y

    ii comporacln indiRcll

    con

    un e11fndor, travs deun sis1em coUbndo

    Estos

    dos mlodos se cmpl:

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    3/58

    .

    Concepto

    de u.n ltlttma

    seneraliza.do

    de

    medld6n 1S

    Por tanto, las mediciones

    son csenc:blcs para

    evaluar el com .portamicnto de

    un

    .sistema,

    estudiar su respuesta a una func 6n deentrada particular, estudiaraJ.

    guna

    ley Wsiea de la na.turaku,etc. El instrumcntodemcdici6nes un componente

    esencial de un sistema de oontrolautomitico.

    l

    S

    ~ P - ; ; ; ; . - ; ; ~ ; ; ; ; . g ~ n . ; . i . ~

    le

    med t

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    4/58

    J4

    lnlroduccin

    se

    coruicrvan en la OfJCina lntcniack>nll de T'c$0s y Mcd)das en Scvres. Fnncb.

    Se ha accpcodo

    el reloj

    de Cesio

    como el eu{ndar de la medida del t empo.

    En J854, Lord

    Kelvin

    discr un:a escala de

    tenlperntc ra

    absoluta. eon ba.se

    en l scgund

    _ley de la tcnnodinmica . La escala jnternaciona1 de 1948 constitu

    yo una base experimental para11.i:i

    esca

    lade ten1perat ura , la cualse aproxima tonto

    como es

    posib

    le a

    Ja escala

    tcnnOOin1nJca absoluta.

    1 . 1 ~ ; ; ; ~ ~ ; ; ~ ~ i ~ ~ ~ ; r ? ; ; ~ 1

    llay dos

    n i ~ l o d o s

    bsicos pan

    rallr:

    \.'Ompancin aireda C01l cJ e s t i n d ~ primarioOsecundario, y

    ii comparacin indirecta con un cd:nJlll", a

    travs

    de un siste1na calibrado.

    llstos dos nitodO$ se emp

    bn

    de acuerdo con

    la

    ncocsJdad; pero, pra librar

    al cst3ndat prin\ario de un n1anejo frecuente y direc to , en general

    se

    osan cst6tKla

    4

    ~ e s sccu

    n

    dark>s

    para co1nparaci6n o c.a1Jbracl6n directa.

    l

    alibradn

    de todos los

    imtromcnlos

    es imperante,

    porque p'roporciona la

    oponunkll)d de con1probar clilstrumcntocontn un estndarconocido y poste

    rionncnte,

    Rdt1c-jr

    el

    cnor

    en

    Ja

    medki6n.

    Los

    procedimientosde

    ca1braci6n co1n

    pre1l

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    5/58

    C o n ~ p t o de un sistem1 s ~ n e n . J i u d o de medi

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    6/58

    16 ln todoccin

    ormcin.

    Esta

    fncin

    so Ueva

    a cobo por :r edio del elemento de conversin

    de la Y;1riable

    y

    se

    poled

    conside11r

    eomo la

    segundz etapo

    del

    111mduc1or.

    \

    ELEMENTO

    DE

    MAJ'/l ULA

    C N

    DE

    LA VARIABL

    E

    Es

    te el

    emento

    es u

    na etapa

    intenned iade un sistenla de medictn quemo

    d fica

    la

    scnal direCio, so hace necesaotmismitir la stllal de un elemento a otro. Esia f\mcin

    la

    lleva

    a cabo el elmento de t111nsmisi6n de los datos.

    e) ELEMENTO ~ P R E S ~ N ' T A C N DE LOS DATOS

    Po

    r

    lo

    comn, la informaci6n

    acerca

    de

    la

    ca

    ntidad

    que va a medirse se debo

    comu

    nicar aotra pcrs n3

    para

    comprobarun funcK>namien

    to

    o

    para

    flnes

    de co

    n

    rrol

    o anflisis. Como consecuencia se debe presen

    tar

    en forma reconocib le por

    los

    sen

    tidos

    human

    os

    Si

    ia

    infonnacl6n

    s

    a

    a

    presenbr

    auna

    computadora

    se

    puede

    hacer en la fom-.a le escala binaria en cinta o

    tarj

    etas perforadas. Un ele

    menlo que Uev: a

    cabo

    Olla

    funcin de lraduocin

    recibe elnombre de eltmenlo

    de xesenlacin

    de los datos.

    El ejemp

    lo que

    se

    da a continuacin puede ilustrar el trabojo de esla repri

    sentacin.

    Un

    lennmetro del tipo de presin (figura l

    2

    (a)) se usa a

    fin

    demedir

    la temper.ttura de un ltido. El lerm6me:J'o trabaja con el princ

    ip io

    de cxpan

    sl6n diferencial

    del

    lquido

    lo que, a

    su

    vet,

    imparte

    p r e ~ n

    al

    tubo de

    Bourdon.

    A travs de un d i s p o s

    t v ~

    de 116n y cremallera, la deformacin (desplaumin

    to)

    del

    tubo de B

    ou

    rdor. se

    amplifica y se

    lee en

    la

    escala. a figura 1.2 b) e

    unt representac

    in

    en diag.rsmi de bloques

    del

    acto de medir.

    So

    puede hacer

    hincapi en el hecho de

    Gue

    el mismo elemenlo f(,;co puede ef uar m de una

    unci6o y que no es neces:1rio que las

    funcionbo

    en I stcucn

    eia que se

    indica

    en la fig.ra 1.1

    cuando

    se

    desea

    UD< descripcin

    global ce un instrumento,

    se

    puede consi

    derar a isle

    C011'.0

    si

    eectuaso

    una

    opencin sobre

    la

    cantidad

    de

    en

    tr.td

    y

    pro

    dujera una salida.

    En la figura

    1.3

    se

    ilustra un diagrama de bl0Guesdees10. La

    rela

    cin

    enlrada-salida escaracterizada porla operacin F tal

    que

    o FI

    en

    dondeo es la salida el es la en uda .

    La entrad2 al instrumento

    putdo

    ser de cualquiera de

    ios

    tipos

    siguientes

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    7/58

    1

    1

    1

    1

    1

    1

    '

    1

    1

    1

    1

    1

    '

    1

    l

    i)

    ii)

    iii)

    Conceptode un

    11 1em1

    tencr1U1odo de medicin 17

    La entrada deseada

    rePrestn ta

    un3 cantidad que

    esptcficamente

    se Jrc

    tendeque

    el instn1n1ento

    mida.

    U t tmda de n t t r f ~ r e n c i o

    reprucnta

    una cantidad :a la que cJ

    ins.tn11nen.

    to es indeseblcmcnte

    so

    .rmble.

    La entrada

    Qdificadora

    representa

    un:r

    cantidad que modifica la relacin

    en trada-salida para las entradas d Cnda y de interferencia. En la figura

    1.4 se tie

    ne

    la influencia integrada de estas entradas sobre Ja salid :s

    del

    instru1

    11en10.

    Tubo de

    Sourdon

    ; : :

    : : . . :

    - -

    ' :

    : ; .

    < ' . ' ~

    .

    .

    ;:

    1c

    ::-: .

    ~

    '

    A e

    e

    o

    E

    -

    -

    -

    -

    2

    1

    1-l

    ~ ~

    s

    ,

    Flgun 1.2 Termmetro de presin.

    l Medio medido; 2. Tcmpcr:ltura; 3.

    Cant d:i.C'

    me dida;4. Elcn1ento seosorprims

    t j 5 l e m ~ n t o de convenln de

    la

    variable; 6. Ptt.-sibn: 7 Elemenro de:

    tr.;;

    nsmi

    sin de

    1o

    s dato:; 8. Elemento de conveo:in de la YBri.;ble ;

    9

    ~ 4 o y j m j c n t o

    JO

    .

    Elemeoto

    de

    msnipulacl6n

    de

    la

    variable;

    11. Elem

    ento de present::.ci6n de los

    d ~ t o s ;

    1

    2

    Observador. A-bulbo: R-tuho;

    C'"t\1bo

    de Bourd

    on D - e

    l a b o n a m i

    ~ n t o

    y

    engr

    ane;

    E-esc

    ala a

    guja.

    1 F 1 O '

    o

    Fi:w-a.

    1.3

    RcJ1ci6n

    de el\lradasalida de

    un s

    istc

    ma

    de

    mcdici6n.

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    8/58

    18 lntioduccin

    (MOi

    t:f:lil ~ < # l e a a

    l ' . . c i t

    1

    1

    l l l l t t t

    i . ~ . . . . - . :

    1

    ,.,,.

    ,

    (

    1\

    a

    E11t fdo fl'IOdllic.odOf

    '

    .

    y

    Sllid

    1

    1

    COl flt1011tntt

    i sl tll;

    M k i t e w i ~

    1

    o 1

    ~ , . , . . . . ~

    Figura 1.4 Configwac:i6n gcnenliuda

    de

    entnda-salida.

    s ~ c:ap1;irel si

    gnific;i

    do

    'Jico de

    escas

    entradas:coosi

    dcrando

    unejem

    ph

    dl.'

    I

    .;:unpu

    de 1ncd icin

    .

    c > n ~ d

    ~

    e( mont:ijc tic

    un

    mcdlclr elctrteo de

    1cf

    1,r1uac

    ioncs (figura l .S} us:idu para med ir ladeforn1acin

    inducid3

    debi

    do

    a

    la

    :1pli1..:1c in de una

    c.::111,a.

    1,.1

    d c

    o n n a c i 6 n e se n1ide

    en tr

    min

    os del

    ca1nbio

    en

    la re

    sl51c11c l:'I. t l . 1 ~

    dC'1111cdimo.

    El cimbio

    en

    la ruistencil so

    mde

    cm un

    am:Jdo

    de puente de

    Whea Stone.

    n ste, la defor

    maci6n

    es Ja entrada

    deseada

    y la

    salida

    del puente e

    0

    es Ja- salida, la cual es pto-

    poreion1l a ti R

    Una

    entrida de interferen

    c

    ia

    para

    e$Cc

    instrumento

    e.sel

    campo

    dispemdc

    SO

    f i

    que puede

    indu

    cir

    voJt:ije

    en la

    so.li

    da,

    aunque

    ladeforn1ac.

    in

    sea cero. Otra

    entrada

    de interferencia

    es

    Jo

    temperatura.

    Cualqu

    ier

    eambio en

    la

    ten1pcraturi

    amblcntt

    conduqo a

    .un cambio .en

    fa ~ n c

    y

    ,-po

    _

    .con$iguiepte, l C dcsarro)Ja

    una Wida, incluso en ausencia dedcormaci6n. Adems,

    dcbJdoa

    a

    d e p C n d c r l

    del

    ctor

    del medidor G'F

    re;pecto

    a la

    tempera tu

    ra

    ,

    la

    constante

    de proporcio

    naJidad

    tambin

    se afecta por

    c.I

    cambio en la temperatura ambienie. Por eo

    nsi

    auicnte

    . b

    temperatura

    tamb;tn

    es una

    entrada

    modif.cadora.

    A mtnudo sedes

    educir

    o

    eliminar la inOucncii

    de entr2dasnode1

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    9/58

    Concepto de u_n .si$

    tem1

    scnenliudo de t d i c i ~ n 19

    .. 6 H t

    t

    f 1' \

    1

    \ \ /

    hptdrn..

    ON 1 \ \

    ,

    f\te

    di

    ,

    dor

    do

    df:formadQn

    (I /

    'K

    '\, ,_

    -

    .. 1 ' 1 1

    ......

    ..L

    1

    _,

    _ _ _

    ---

    1

    Fltun l

    .S

    nmdas de interfe

    rencia y 1l0dificado;1 para

    montaje

    de.) medidor

    de deformaciones.

    i) lslitoda el lo co r('('iiJ1r colt11/n,/a f>

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    10/58

    20

    Jnrroductin

    Las scajes n l ~ c s varan en fonna contlnua. Pueden tomar infinito n

    me ro

    de

    valores

    ~ o cualq

    uie

    r i1trervalo dado. Los

    d i ~ p o

    i v > s que producen

    est

    e

    rip0

    de

    se

    i'ial

    es

    st

    conocen

    cono d

    ispositlvos ana lgjco

    s. La 1nay

    orade

    J

    os

    ins

    trumentos que

    se u.san

    1>3ra medicin y

    conteo)

    son del tipo l\naJ.g.ico.

    vi) Se1ilts digitales

    Las

    i i a l ~ s digita l

    es vt

    rian en pasos

    d lSt:t

    et

    o::, y

    ,portaoto,slo puoden tomar

    un

    nmero rmito de valores dicrentes enun

    intervalo

    dado. Los dis posit

    ivos

    o ins

    1rumentos que producen s c a l ~ s de este tipo se Uaman dispos itivosdigitales. Deb

    do a

    la aplic

    acin de las compor1dor2s digitales en el manejo y reduccin de datos.

    y

    en

    elcontrol automtico. aumentacon muc ha rap idez.

    la

    importancia de

    la

    instru

    mentacin

    d{gilal. Los

    datos

    para

    una computadora digital se deben suministrar

    en forma dig ital, y como la mlyora

    de los

    instru1nentos

    de

    medic in son de

    fo

    r

    ma

    anal

    gica. se requiere una

    oonvcrsi

    n de

    analgi

    coa digital.

    Lo

    anteriorse reali

    za

    media:. te:

    un convertidor

    analgico ad.i i11l De mane

    ra

    scmCjante.

    para

    con-..e.rtir

    una sei'\:tl digital a analgica.

    se

    necesi

    ta

    un convertidor digital a analgico .

    Estos

    dsposit i\ os i r v c n como

    t r a d u c t

    o r c

    ~

    que permiten comunicarse a

    la

    co n1putado

    ra con

    el mundo exterior que?en

    gran

    par1e, es

    de

    natur:fcu

    anak>gic.a.

    vii) /tttodos

    de op ro i

    (/t

    de/ltxin )

    nit/o

    Lo

    s instrumentos de

    medicK>n se

    usan en el modo de deflcxin o en el nu

    lo.

    En

    el modo

    de

    defle

    dn,

    1 cantidad que se w amedir produce algn efecto

    fi'sico sobre

    una

    parte que

    pr )Y ) a

    un erecto similar. peroopuesto, sobte

    aluna .

    ot ta p3rte del instrumento. f:n el equil

    ibri

    o, el efecto opuesto es. igua l al produci

    do por

    la

    c ntid

    ;d

    que se dete medir.

    Un

    ejemplo de los instrumentos de este tipo

    e.s

    un

    galvan'5metro de

    bobin1 mvil,

    en donde ueria debida a

    la

    corriente que

    fluye en

    Ja

    bobina

    es

    contral>alanccada por la fu erza de torsin

    d\11

    ilamento de

    suspcnsln. En

    el equilibrio,la delcxin del bu de luz o de la aguja da Ja magni

    tud

    del

    a corriente. Estos instrum entos

    st

    eaUbran in icialmente. Contl'2:Stando con

    o ~ instrumcnios del tipo de de flex in, uno deJ tipo nulo

    man tiene

    el equilibrio

    en un >Unto, entre el efecto generado porJa cantidad que se va a medir

    y

    el c

    ree

    to v?uo::to :a.prOpi:ado .:11

    :

    c;P;

    apli

    ca a l. Un detector del desequilibrio y un medio

    pa

    ra resttuirlo son los elementos ese nciales para

    ta

    les

    insl Umcntos.

    El conoci

    miento

    de

    la cantidad que produce el efecto opuesto propurt'.i

    ona

    el va1ur de

    la

    cantidad

    que

    se debe m ~ d i r

    Ej

    ercic

    io

    s

    1. De

    fina

    ta

    p3labra

    tra1s-;iuclor.

    :)116 se

    entiende por

    lransduc.:torc.\

    "t'.tivos

    y

    p3sivos'? Dar ej

    emplos y

    explicar sus

    venta ja ' y

    def\lcn

    ta.ja

    s relativaj,

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    11/58

    Ejercicios

    2. Los datos para el observador se

    pueien

    presentar

    en

    forma anal6ic;a o

    d..

    gital. Mencione a.lsunos m6todos pan la conversi6n analgico a diilal.

    3. Con frecuencia se prefiere el mtodo nulo

    de

    mtdici6n sobre el m ~ t o o

    ele deflcx:n, Comente

    1cerca

    de esto.

    4. La

    frecuencia

    natural de o.sc011.ci6n del voJante dt- un

    reloJ

    depen

    de

    del

    romcnto de inercia de la rueda y de la constante de- resorte de la mueJJe

    (do tO

    TSin}.

    Un

    aumento en

    la

    tem?CTatura da

    p

    or

    resultado una constan

    te

    de

    resorte reducida. bajando Ja frecuencia na

    tu r

    al, Proponga

    un

    n1edio

    para compensar e.ste

    erecto. Et

    material

    no

    sensible a la temperatura

    para

    la

    n uel

    le

    no

    es

    un:i

    so

    luciOn

    aoe >

    table.

    s.

    Se

    usa el terntmctro de presi6n de la figura 1

    .2

    (a)

    para

    medir

    la

    te mpera

    tu

    ra

    de un cuerpo c Jicnte sJ uado

    le

    jos. La va.riacisn de a. temptratura am

    biente inOuye

    en

    la temperatura deJ fluido del elemento de trtnsmisK>n de

    los datos. e decir, el cubo y, por consiguiente, en I temperatura medida.

    Cmo se compenuria la inOucncil de la variacin en la

    temperatu

    ra am

    bitnte?

    ,

    '

    11

    .

    ... .

    . L

    -

    i

    .

    .

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    12/58

    .

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    13/58

    2

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    14/58

    1

    '

    '

    24

    Caractersticas de compo1t1mlento

    Coma nonna.

    el

    esitndar de caJibr1ci6 n debe ser al menos diet veces

    mi

    ex

    ac

    to que

    el ins

    ccumento que va a calibrar

    .. - - ==: .

    i)

    ~ ~

    ~ ; ~ J \

    La seru ibUidad est,tica se ~ c 1 1 n e como Ja pendiente de fa curva de calibra

    cin, es decir,

    enl'.bUi..::lad - ~ 1

    en

    donde q

    y q son sal

    ida

    y

    entrada

    , respeccivamen

    .te

    .

    Si fa relacin

    e n t r a d a a

    lid.a

    no

    es

    linear,

    la

    sen1ibili

    dad

    r i a

    con

    el

    valor

    de

    entrada

    y se

    define co

    mo

    (fi

    gura 2.1)

    I

    n canto q

    \le

    la

    se

    nsib il dad del instrumento

    pan su entrad.a

    d

    esea

    d1

    t ~

    n

    e im

    >0rt1nci

    a

    primordial,

    su

    s e n ~ b i J d

    pa

    11 las entradas de int rfcrencla y modl

    ficadora

    tambin puede

    res

    ultar

    h1

    t

    cro

    s

    1tn1e.

    Considrese el caso del medidor

    '

    1

    l lq

    ~

    l

    q

    ~

    :

    _

    ___.

    lb) 11

    F[aura

    2.

    1 DcOnlci

    n

    dt.

    scn.sibUid1d

    est tic

    a.

    .

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    15/58

    :

    '

    Carac:lttftiicas

    de comportam

    iento

    lS

    . .. ....

    ..

    ..

    . . - : ~

    O ~

    ........ t d

    (ni-""''

    ~

    ti fl1e110

    Fi.sun

    2.2

    Desviacin del ceru y la sensibilidad.

    de dcf

    orJnac1one

    s. l a temperatura es una entrada de interferen

    cia

    y hace variar

    la resistencia del medidor y, po r

    1anto

    haria que

    se

    tuviera un valo r, aun C \ l t n ~

    do la deformacin fuer.i cero. Esto oe conoce como desviacin dol cero. Adc

    m ~ s la te

    mp

    eratura tambin

    es

    una entrada 1nc

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    16/58

    26

    carac

    terfstica

    s do compo1tamiento

    s

    eo

    , Ja

    Jinco

    lidd indcpcndicnt y la propoielonal.

    En

    la

    flgllra 2.3

    (a),

    Un>

    lineal>

    dad

    del 2% si

    gnifi

    ca que Ja '311da esti entre

    dos

    rectas paralelas

    t2 dc

    Ja

    salid

    o

    de

    esc

    a

    la

    co

    mpl

    eta, r

    espec

    to

    d

    Ja

    re

    cta

    id

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    17/58

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    18/58

    28

    CaracteriSticu de comportamiento

    La

    solucin de la ecuacin diferencial dada

    se

    puede escribir como

    Qo

    =qofc +Qofp

    en donde

    flcifc

    =funcin complementaria. parte

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    19/58

    Tip0s do entrada 29

    trada. No obstante, la omplillld

    de

    la solida puede diferir de la

    de

    la entrada y es

    posible q

    ue se presente un desplaz amient

    o en

    fa

    se.

    Pue

    sto que

    la frecuen

    cia

    es

    la

    misma, la relacin entre la entrada y la solida queda completa1nente descri ta dando

    el cociente entre las amplitudes y el desplawniento en fase.

    En

    general, estas

    do s

    cant idades pueden variar

    con

    la frecuenc

    a w . Por

    tnnto

    Ja

    respu

    cst3 a

    la

    frecuencia

    de

    un sistema lineal consta

    de

    urvu

    de

    relacin e ntre t u d ~ y

    de desplazamiento en fase, ambasc

    omo

    funcin de la frecuencia.

    La func in senoidal de tran

    sferencia

    de un :nstru ncnto

    se

    deflnc con 0

    o

    lw)

    =

    ~ ~ ~ J " i 0 ~ - t _

    b1 iw) t ~ .

    q

    1

    a,.{lw) a_l(f;} - +

    + a1{iw

    o

    0

    La cantidad

    lL

    iw) e s una c;nlidad compleja. Su magnitud

    lq

    lw) Ida la rn

    q, q,

    zn entre las am plitudes, en tanto que su arguOlenlo es la fase.

    La

    re laci

    n

    entre

    esta cantidad compleja

    y

    lo r e c y e oonslituye la respuesta a LI frecuencia .

    2.3 T i p o ~ de entrada

    Aunque, en general, una cantidad medida no es una funcin simp

    le

    del

    tiempo,

    se puede aprender

    mud'

    10 acerca de un

    instrumento

    obser ando su

    respuesta

    a

    1lgunas entradas elementales.

    Aqu

    se .considenn cua

    tr

    o

    tipo

    s de en tradas ele

    menta

    l

    es:

    i ENmADA

    CA LN

    Esta

    se representa

    m; temticamcnte como

    q, - O en 1

    e

    il

    ustra rJlcamcnte en la lgur 2

    .6

    b).

    ~ . .

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    20/58

    i

    L---r-----

    --1- - -L

    TI

    C) Entrad3 escall)n Cbl Entrada rampa

    '

    le) Entrada senoid t d) Entr1da imputso

    Fig1 1 r1

    2.6

    f)

    t:llTRADA

    Sl NOIDAL

    Esta

    se

    reprtsenta por 1ncdio de

    en donde A es lu amplltud yw su frccue11cia. Esta es una de las entradas elenien

    11lcs ms intpartantes y se

    mucst--a

    en

    la

    i ~ u n 2.6 (e).

    .

    IV} ENTRADA IMPUL.50

    L

    fu ncin m

    pul

    so deinttn idad A

    se deOne

    por modio ~ p t)

    y se ilu

    r ...

    en la

    rigura

    2.6 (d). Esta entrada tiene la$ siguientes propiedades:

    o U. duracin del pulsu es in

    fin

    itcshna

    l.

    b El

    piw del pulso es infin

    ta

    mente alto.

    ()

    rea de

    l

    puls

    o es

    fin

    ilae igual a la intensidad

    dc-l 1nisn10

    ,A.

    Si el drca de l pul

    so

    es Ja unidad,

    se

    Je dcnontin:i runcin irnpul$0 unit111ri

    1

    1

    1

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    21/58

    Ttposde instrumento 31

    al estudiar I

    re

    s

    pue ia

    a ta frcct1cncla de los instrumentos mecnico s

    ya

    'quc posee

    codas

    las

    com ponentes de frecuenc

    ia. Esta

    func

    i

    n es t

    na

    funcin delta de Oi:rac .

    ...1'..

    -

    . . . . . . .

    2.4(Tipos de ins(rumcntO

    ...

    . , , _ _ ~ ..

    - '--- .

    Aunque

    el

    tratamien to generaJ bosquejado

    con

    ahtcriorldad cesulta adecuado

    ~ r a

    manejar walqujcc .:i;i lc

    1\li.

    liuc;J de m e d i c i n ~ algunosde los instrumentos

    mere

    cen un

    lrat.amif.nto por sepm

    do.

    Adends, se wnalarian algunu de las cara.ele

    rsticas sobresalientes al considerar los casos individuales.

    i)

    I

    NST

    R

    UMENTO Df

    ORDl

    lN

    ~ R O

    La ecuacin diferencial que describe e) instcumerto de orden ceru e'1

    da

    da por

    o

    ''

    - -

    q, == kq,

    en donde

    k

    es

    Ja

    senS11>ilidad

    esltiea del inSlrvmento.

    En

    la

    ru

    12

    2.7

    a)

    se da Ja rcprescnlac16n

    mediante

    un

    diagra

    ma de bloc.1ucsdel inslruntcnto de or

    den

    cero.

    Con base

    en

    ltt ecuacin

    anlcrior, es

    obvio que no

    import;i c1no va-:c t ;

    con el tie1npo

    , la s:alida la sigue perfectamente

    sin

    dis

    tol' i6n ni

    alraw

    en el tiem

    po

    . La respuesto dlnn

    1ic:a

    del

    instrum

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    22/58

    ..

    31 Cuactttis:r

    lea.s de

    com portamitnto

    gunos

    ejemplo

    s de e

    .ste tipo

    incluen

    paianea

    meclnlcaJ porenclmelro elctrico

    Jineal , amplificador, etc.

    ii)

    INSTRUM ENTO

    DE

    P R I M ~ R O ~ D l i N

    Si en la ecuacin

    dferencl:i.I

    ; eneral, tod3s lis constantes

    son

    ctro, excepto

    n

    1

    ,

    a

    0

    y

    b

    0

    se ob

    ti

    ene

    ., bien,

    (

    D +

    bo

    l qo

    - ~

    ; D + l)qo

    =

    kq

    1

    en o

    e = ~

    T se

    llama oonst1nte de

    tiempo

    y J:

    ts

    la S'CnSl bilJdid

    est

    tica.

    .

    Un

    instrumento que sijue C$ta ecuacin es de primer orden. Por tanto, la funcin

    opcrae

    .ion:il de transrecenc ia de ur: instrumento de primer orden

    es.ti dada

    por

    q k

    -2 D)-

    D ..

    T

    +

    f

    lln la

    r,g,.i:i

    2.7 (b) se da la

    rcpre

    sonrcin en

    un

    diagrama de bloques.

    o)

    Rts/JtiudS de la aplicac in de

    una en rod es;o3ln .

    se

    elcv2

    y, dcwu

    de un tiempo muy prolongado, alcanu

    el valor Onal.

    La

    c:ar

    a

    c:

    lcristli

    :a din.n1ica

    del

    instrumenc

    o

    s t ~

    dada por el tiempo

    de sSiCntamiento. Un fjen1po de asenf'amiento pequeo es indic:stivode 13

    respuest

    a

    r:pid3 de l instr

    un1cn

    to.

    El

    tien1po de uscntantiento se define

    como

    aqul .despu&a

    dC n

    llll llCC

    C

    dentro de

    e113,

    del valo

    r nnal. Por

    consiguiente,

    ui

    \'3lor nun1rko depende de la

    b3nda

    de porcentaje de

    fole

    Nncll

    que.se use.

    Co

    n f

    rcc:u

    encl:tse h:ibla de un tc1npo deascnt3mientodel S . Un tltm

    .......

    -

    - -

    - - - ~

    ----

    .

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    24/58

    34

    CJ.rictcrtlcu de

    comport

    an1Je.nto

    po de

    asentamiento del

    5%

    para

    u1 in.stNmento

    de primer orden

    es

    igual

    al triple

    de

    su

    cons

    tante

    de

    ti

    emp

    o,

    como

    se

    ve

    en

    la figura

    9

    .

    Tamblt n

    se

    pueden usar

    otros eorconta.jcs.

    ; . .

    . L- -

    -

    - -

    - - - -

    .00 -

    ---

    - --- - t .

    OJ.S

    -

    - - - -

    '

    . , - - ~ . , , . --

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    25/58

    Tipos

    de

    inlNmento 35

    En c o n s e c u e n c i a ~

    es

    obvio

    que tanto la ratn :ntre

    tas a1nplitudcs.

    conio tt

    ngulo

    de f-ase dtpcnden de w y T . Por consiguicrte. un

    i:u1rumcmo

    de

    primer

    orden tcnder a

    1

    Ja peeccin si

    el

    valor

    dt w

    ts )tiqueOO. Pra

    cua)quitr valor

    de., ,

    h a b r ~

    u

    na

    frtcuencia

    dcentrada

    po

    rdebajo

    de la \la

    )

    Ja medici

    n

    seria

    t)(ac

    ta

    o,

    dic

    Jto de ot

    ra

    n1

    ancra,

    parn

    una m

    edi

    cin de

    alta

    frccue

    n

    cia.11

    r

    de

    l i

    nst

    ru

    mcntO debe se

    r Jnuy

    pequen.

    a.

    ii)

    DISIRUMEHT'O

    OE sECUKOOOROEll

    Si l

    os

    cocncien

    tes a y b ,

    excep

    to 0

    2

    ,

    o

    1

    , iz

    0

    y bo. So

    n

    cero

    ,

    la ecuaci

    n dif

    en

    c

    ial

    se reduce

    a.

    o

    bien.

    .

    (

    a, D

    ~

    bo

    -

    1

    --q,

    o

    t>' 2C

    }

    - D l ~ - t ~

    endondi

    w,,

    ../

    o

    0

    /a, =

    rccucnci11

    nat

    ura

    l

    no an1cnlsuada

    .

    r2d/s.

    { '

    .,

    - = r.Jzn de amor

    guan1 icn10 .

    sin d

    cnsioncs.

    aoa2

    k - /tJa. = scnslbili

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    26/58

    36 CV1ctersticu

    de

    eomportamlt.nto

    con un conjunto de condiciones inicioJes

    f/1 qo =O en t 1:

    SISTEMA SO

    BREAMOR

    TIC UADO

    q

    e+ ve' - 1 ~ ~ -

    kq,,

    =

    1 -

    iv

    exp

    {C-C

    +

    ve -

    1..,r}

    -

    - '

    "e

    - 1

    +

    v

    _

    1

    exp ce-e -

    vf

    - 1...1)

    E:n la fiaur 2. 10 se tiene la ~ f i e t de la ret .f)uatta de un $.i:;tamAdc $Cgundoorden

    a una entrado

    escaln,

    P dif.,.nles valores der.

    t

    observa

    o ~ daridad

    que

    un incremento en el valor de

    t

    1cduce las oscilaciones. pero

    t a m b i ~ n

    disminuye

    la velocidad de respuesta. El dis:ri:idor puede

    sclec.ciona1

    un valor

    apropiado

    de

    t,

    de acuerdo con

    las necesidades respecto al

    tiempo de asentam iento. Sin cm

    bargo, ia situactn se complica debido a que

    onn.a

    rcii de la cnlrad.a

    c.s

    muy

    co." .lplicada, y su

    orma

    real inOuyc

    en el mejor valor de

    f

    Por

    t ~ n t

    o

    se dtbe

    buscar la mejor combinacin en:

    re

    las entradas de la variable y las f o r m a ~ com

    plc:ada

    s: Se encon(nr que

    Ja mayora ~

    Jos instrumentos come

    rc

    iales

    ~ f =

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    27/58

    Tipos de Instrumento 37

    ci."'q;,

    :

    .o

    :

    1, a

    , Y

    '

    1.0

    l

    I

    7

    I

    I

    ,

    o

    o

    ;\-.. .....

    i ...

    /

    -

    / o

    "_ ...

    /

    n.

    \

    ,

    ..

    /

    3

    K

    ,,

    1

    \

    /

    -

    --

    A

    7

    I

    I

    I

    -

    -

    /

    -

    0 ' '

    F

    ig

    ura 2. JO

    s t a

    esca16n norm

    a1

    i

    uda

    de un sistema

    ae

    2o. orden.

    0.6 o 0.7.

    Se

    de

    mos

    t

    r:ir.

    que esta R

    ino

    de

    vi

    l

    or

    es de

    r

    proporciona una bu

    en

    o

    res

    p

    uesta :i

    la

    frec

    uc

    Jlcia

    s

    ob

    re el interva

    lo :1n1ptio

    de frecuen

    cias.

    b) Rtsp1 1esra unoidal drl sisttma d< stra

    n

    las

    grflCU

    /

    n t r ~ w/w

    pa

    ra

    d

    l

    1er111""

    lores

    e

    s igual

    i

    lt rlOutftOlt . . . .

    - -

    --

    .

    -

    -

    ;-

    .. .

    ...

    < w . i

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    28/58

    8

    C a r a c ~ c r s t i c a s

    de

    comportan.lento

    t

    '

    .

    -+---- ----- i

    ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~

    eo

    Figur 2

    .1

    1 Respuesta Ja frccuenci.a

    de

    un sistema

    de

    orden.

    tur. 11

    muy cort

    Aden1s, confonnc se aumente

    '- n

    1

    tam

    bin

    se

    inc

    re

    menta la

    g-.una de f

    rec

    u

    en

    cias

    para )as que la

    curv

    a de

    amplitt.:dcs

    relativas es plana : p >f t;in to, se necesita un

    valor alto de w . para med

    ir

    :o:i

    exactitud lasq

    1

    de alta frccue

    nctu. La ra

    _

    Y.ndc

    .

    3m

    plitudcs ton una parte pJanams

    amplia

    ocurre

    par;i

    rdc0.6 a 0.7 aproxima

    damentc. Aunque

    el

    :n

    f;

    u

    lo

    de fase ccr< > s ideal,

    rdt.t

    vez es p

    osib

    le obtenerlo, ni

    siquieraen

    fomla

    aprox

    imalla

    .

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    29/58

    Dctminaci6n experime.nt.aJ de

    Jo

    JparmetroJ del sistema

    39

    2.S O.terminac

    in

    x ~

    e n t a

    de

    Jos

    parmetros

    di sistema

    Ahora se analiia

    la

    detcrmin1ein del orden dei instrumtnto

    y,

    2 continuacin.

    Jos m ~ o o t para medir los r l r n e t r o que caractcri:.an al sis-tema, con rtspecto

    a Jas e.ntradas elementales: entrada ~ a l 6 n

    y

    entradasenokial.

    '

    a

    INSTRU

    MJillTO

    DE ORDEN CEJlO

    Se \'C

    que el histromento

    de

    orden cero

    es

    un i

    nst

    rumen10 1>crfccto

    y

    re

    s

    puesta dinimica es

    idcaJ. No tient

    at

    raso ni d i s t o r s ~ n La

    con

    .s1an tc k,

    sensibili

    dad

    esttica, es la

    nica

    constante que

    lo

    cvacte

    riu

    y

    se

    puedeobtener por medio

    de u

    na

    c

    alibraci

    n

    s t l i t ~

    b INSTRUMENTO DE

    PRIMER

    ORDEN

    El i-nstrun1cn10 de primer ordc;') se caracteriza pordo$

    parme

    tro, 7

    y k

    Ta mbi n

    se

    puede ob ten

    er

    13 se

    ns

    ibilidad k por m

    edio

    de una calibracin

    csl:i

    ttca.

    Para dcte:rn\

    ina r la consiintc de:

    1icmpo se

    d

    tscribcn

    lo.s dos

    mtodos

    s

    guknlcs

    qu

    e

    empican

    una

    tntrida cK111n.

    Un

    mlodo

    co

    nsiste en

    aplicar una entrada

    esc

    tln y

    medir

    1

    como

    el

    1

    c 1 n ~

    po requerido para a1cani3r el 63.2% del valo.r f"1naJ. Anallh::amcntc ,

    o bien,

    o bien.

    qo/k .,;

    J -

    . h

    - 0.631

    q

    e-I

    =

    0.366 -

    e

    1 -

    E .I

    mtodo

    anterior

    depende

    l1nica1n

    cn

    ce de la

    l c i n

    en

    dos puntos. csde

    cir.

    en ta O

    y / y

    f'._-t nnu{do pot , r,11,

    de xactitud

    en Ja

    dctcrminaci6n del

    punlo

    /

    e O.

    AdcnlOis.

    no drlermina cJorde nde-1

    nstrumento.

    En el metodo

    que

    se describe en sc&tilda se apli

    ca

    u

    na e n t r a d escaln.

    En

    consecuencia, se

    tiene

    1 -

    }Jk -

    q.

    '

    efiniendo z

    =lo

    s,. ( 1 -

    / k / l / i }

    como

    I

    rcspuesll lncompll

    y;

    contlnu

    cin.

    tra7.3ndo b

    srrtea de: contra t.

    se

    obtiene u

    na

    rec.tt,

    l

    el 1l

    11cm1

    t deprt

    1

    '

    ;

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    30/58

    40 Caractersti

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    31/58

    Determlnaci6o expe.rime.ntalde os patimeuosdtl s.ls:tmia 41

    A

    a - A[I +cxp

    -

    Co>.t}l

    ..

    -

    ,,

    .

    o bien,

    =exp - rw,,1); el denominador

    .. -

    ;

    --

    Estn

    se

    cumple bien cuando

    sen(v1-=r

    ..

    1

    +

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    32/58

    42

    Catacferisticat

    de

    comportan\lento

    1

    1

    cic

    ' --f

    1

    1

    1

    , T

    1

    1

    1

    figlJra 2,14

    Rc.spuHli

    de un

    s

    stema de orden lineal a una totrada transjtoria

    en d

    on

    de x

    1

    .x

    11

    y se dtmcn en J3 figu.ra 2.14.

    El sistem

    a

    Obr

    cmortigudo t

    > 1)

    no

    mu

    C>ll11

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    33/58

    ... ll

    '{f

    ,

    r

    ..

    ..

    ,

    .,

    (,j

    ;;

    '

    '

    .Determina.el6n

    ex:per

    imental

    de

    lot parl m

    et ro$

    del

    Jb

    tcma

    43

    lor

    P

    1

    en

    donde

    esla

    r

    ecta

    int

    crsecu

    Ja

    es;ala

    d e . ~ , , 'Abor.i, T, Cs

    el

    tk:mpo

    en el

    que la asntota

    rce1J

    tiene el

    1alor

    0368P

    1

    iii) Ahora, sobre la

    mis.m

    a grf1C1 ,

    se

    traza una nueva curv:i que SC:l

    I:&

    di

    ferenela

    entrt

    Ja

    asntota

    recta

    y

    Rp

    Si

    esta nuc,a

    curva

    no

    es un:i rc

    c

    t::i

    el

    sis

    tema no

    es de

    seg

    u

    ndo

    orden. Si esta curva es una recia, el tie

    mp

    o

    en el que

    esta

    recta 1i , . t l ~ r m i l l o e x p

    -1cl

    -

    ) )

    disminuy

    erpidooond liem

    T

    1t

    po t. por lanto, para l grand

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    34/58

    Car:.clersticasde o t n p o r t a m i ~ n t o

    U

    relacH>n

    entre ln Rp

    11

    )

    I es lineal,

    o bien

    FJ

    valor d

    e

    pu

    Cn

    t

    =O

    es

    P.,

    por

    lo

    t2nro

    De

    .d

    or.d

    e,

    R

    -

    p t l

    pi -

    JI:: 1

    Por

    cons.iguiente',

    en

    r

    =

    T

    1

    .:J

    vaJor

    de p

    ,,,

    0

    .3

    68p

    1

    iil) Ade1nh,

    [ . { ( 1 1 ) , , }l

    1

    = '

    I

    001t

    :''11 - - exp - / - - - -

    , '1'2 - Ta . Tz - T J

    y

    t'or tant.o,

    Pero, Rpt =R

    9

    l

    100

    - -'

    = P

    1

    = P,

    -

    JOO

    1 o r, - 72

    Oc

    modQ

    que, en t c: r

    2

    , el v1lor de R/Jd - R pt es 0.368P

    2

    o bien.0368

    P

    1

    -

    100).

    2.6 Mtodos de respuCJ1a a b r"'cuencia

    Los mtodos de respuesta a 12 fre

    cuencia

    son muy sencillos y fciles de

    rcal '2ar,

    pero son ntuy costosos debido a la no disponibilidad de gencradures scno

    ida.ics

    1necnicos. Con (reeuencia se usa 1:t ~ 1 p u

    ~ in1plllw de

    e.narad.3

    para

    ob

    tener

    tos

    parntctros.

    a

    N rrRUM

    ENTO D

    PRIMl\R

    ORD

    EN

    La

    r ~

    u c

    a a la. r c c u e n c de un Instrumento de pr

    ime

    r orden estiditd:J por

    i

    1

    1

    1

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    35/58

    M6todosdo respuesta a

    la rrecue11cia

    4S

    i. J o .

    ....

    o

    -

    --

    .

    . . o

    '' '

    1

    -

    i O , ,,

    -20c:SWotcadt

    o

    , o

    i q: :

    i

    a

    .

    ...

    Figura 2. 16

    Prueba

    de respucst a la frcuenci:.

    u n rl.s:tem1 de

    lcr. orden.

    l n

    la

    O&ura

    2.16 se tiene

    una

    representacin de

    csl>.

    La asn lo

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    36/58

    46 Caraete1lstica.s de comp>rt:amiento

    Fiaura

    2

    .17

    Prueba de rdJ)4.:csta a fa freo.im

    el

    a pata un sislema de 2o. orden.

    El 112

    lor

    de w. se jlblicne observando la s:iffda m.ximi para Ja

    frecuencia w

    en

    donde

    .., -

    ... vi

    -

    2(I

    Al

    sustituir

    cl

    vilo< de

    ten

    b ecuacin

    alterior

    seob1iene eJ valorde c..>

    11

    En

    lug:ir de

    1razar

    la grf11c

    a de Ja sa lida contra

    la

    frecuencia, se puede tra

    7..lr db c

    oncra

    Jogw . En

    fa

    Ogura 2.18 se muestra una grfica de db

    co

    ntrJ log .

    w.

    Este

    m todo

    es

    ld:n

    ti

    co tanto

    para

    el c:asosl.lbamoctjguadocorilosobrtamorti

    guado. La

    pen

    diente de la recta trniadaasintUcamcntea la

    curva

    en el lado de alta

    frecuencia es

    40

    db/dca4a.

    Ad

    cmis. la in le

    rsc

    ccl6n de 111 rectas asinaticas a

    losl:idosdc b3

    ja

    yalta frecuencia dela curva da

    w

    ,

    o m o ~

    muest

    ra en la rrguB.

    .

    .

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    37/58

    Ejtrcjcios 47

    ... . '''l

    ... 111 2

    Fieura

    2.19 Prueba de

    respUC la a

    la rreOJencia p ~ r

    un s.1.cma

    de 2o

    . orden.

    y

    1

    Wi :=- -

    .,

    1

    ... -

    ,

    Lo anterior se muest

    ra

    cxpJ(

    ci

    lamentc en l:a igurn 2.1'9.

    Ejerccios

    l Demuestre c:uc 1a respues

    ta d t

    un instrumento de orden a cr.trada

    rampa estt

    dad

    1

    pot 1

    0CmllC tre que:

    el instNmento

    s.icrnpredt una lo:tu.ra correspondiente a

    la

    ent.rada

    r

    e

    gun

    dos

    an tes.

    l . Si

    .se

    apliai una entrada par.tb6llca do

    IJ

    Corma q = a un

    n t o

    de.

    segundo

    orden,

    dcmucitre

    que su rap

    uc5t1 t

    ti dad apor

    3.

    Comprue.be que' la respuesta impolsl de un instrumento de r rr nfc.n

    dcf )ende nicamente de su intensidad y

    o

    de la forma y quo

    slc

    pre est6

    dad por

    en do nde

    cs

    1

    int

    ensld3d o

    m p u l ~ definid() CQmo

    A

    J

    (I) di tO; ll(t) m

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    38/58

    48

    Cuctcrisilu de comportannro

    St aplica una parte

    de

    una entrada sePOid& conti:md.

    d e

    frt.c11e.ncia w a un

    t t r m o ~ r de

    const.tnte

    de

    tiempo r. Suponiendo que

    w

    es muy peqtieo.

    ob1eng1 la

    respuesta del

    temopar. Si Sl aplico ua

    90lo

    pa so de temperatu

    n

    de

    folTI

    scnoidal

    (media

    onda)

    de

    duracin

    r

    t

    =

    4r) a

    este

    te

    rmopar,

    cuil seri su

    res;pue:sta?

    Cooput estas dos respuestas.

    S Se sujeta u.n

    termopu

    de

    constante

    de tiempo r a un

    pulso

    de temperatura

    de

    entra.da

    de

    valor

    miximo T

    0

    y duncin 1T como sie

    mues:tn

    en

    Li figu

    ra 2.20. Obreosa la

    sallda

    d:J totmopu como

    una funcion

    del tiempo.

    Si

    la

    6.

    .

    T

    Figun

    2.20 Entiada de temperatura a un

    tumopar.

    du cin

    del

    pulso. un dtcimo de

    Ja

    oonstntede tiempo, u ~ diferencia

    s

    obser.-a ea

    la

    solid?

    Suponp un respuesta

    de pdn2ct orden del ter

    mopar

    Demuestre que

    la respuCSla

    rampa

    de

    u.n

    :utromcnro de

    segudo

    ordea

    e5

    ti d3da como sigue:

    t

    nes las que J)eguea. partirde sus resultados. El objetivo

    es determinar qu tan incierta

    pUtde

    ser

    una

    mtdicln e idear un

    manc12

    coheren

    te de especificar Ja incertidumb e en orma

    anali

    tica.

    l ~ ~ ; ~ ~ .

    En

    general, l

    os

    errores

    se

    clasifican como accidentales ysi.s(em tioos. Por locomlln,

    cada err

    or da

    una

    con)1

    X>nentc accidental

    y

    una s(stcmtica que deben

    usar

    seal

    asign.ar la inocrtidumbre al vak:lr medido. Adcn1s, puede ha.bcr un error inaccpta

    ble

    qut

    proYeng_a

    de

    un

    di5t's casos, no seusan los erroccs sistemticos para corregir las medi

    ciones. sino que se toman Co3 sm valores

    com

    pletos como inocrtidumbre, junto

    con los errores accidentales.

    L..os

    c.rto rc:i ; icti:mdtlcos

    de

    t igrio docconor.ido ,( 111cf \n clP.h ido a l t tolerancia

    de pr:uduccin. Cualqu1cr componente en un ;irreglo jns.trumental da n1so me

    nos el valor nominal. No se conocen ol propio valor Yercbdcro ni

    la

    direccin de

    fa desviacin respecto dtl

    va.

    or verdadero. Por r.anro, 1

    k>s

    valores de toltnnc-ia

    se les puede denominar erro

    res

    sistemticos de signo desco

    nocid

    o y en

    general

    se

    pueden tratar ig

    ual

    que loserrores a

    cciden

    ta les.

    A

    veces

    el experimentador puede uti

    li

    .tar mtodos tcrioos para estimar la

    nugnitud de los errores sistem1h:os. Por ejemplo, el error introduc;do en

    la

    nlit

    dicin

    de:

    la temperatura, debido a la porcin expuesta del term6metro de mercu

    rio, se puede

    es

    timar

    de

    manera terica

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    41/58

    "

    '

    Exactitud y preclsln Sl

    E D I A ~ i o i l o v-,;o; ) ~ ~ ~ 9 _ }

    Cuando

    se

    h . ~ c e gra.n nmero de mediciones: de una cantidad f , seri numricamente menor que

    eJ va.lor mayor de

    Jos

    errores

    po

    r separado.Por

    canto>

    si ees elmayorerrornwnrl

    co en

    cu:iJquie1a

    de fu mediciones

    (t>1

    +

    t ?

    + .

    +

    >,.

    )/

    11

    Utdc

    hal

    tr

    notar qut nu ('S po slble hn

    lh1r los

    vak>rcs de t ya que

    no

    se

    t o n ~ u.

    J>or

    consigui

    cn lc, es

    u

    su:il exarn

    in

    lr Ja dispe

    rsin

    en torno

    aJ

    valor

    11tedio Y, t1l lugar Je en turno a .\' o. Pur l

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    42/58

    52.

    lnexacti(ud dela

    mediciOn y

    ll

    anAlisis

    de exactitud que

    puede e n ~ r

    de

    su

    instrumento.

    Es

    co mn que Ja exactitud

    se

    ci

    te como

    por

    cen

    taje

    basado m

    la lec

    tu

    ra de escala conlpleta

    del

    In

    strumento. J

    >o

    r

    tan10.

    si t.:n

    medidor de

    prc$

    i:t* cu

    br

    e un in tervalo deOa l

    kg/c

    1n y se menciona

    una in

    exac

    titud de

    :. :

    1%

    de la

    escala completa. , esto

    se deb

    e interpretar

    como

    que

    no

    se

    P

    uede

    esper

    ar un

    e

    rro

    r

    n1lyo

    r

    cue

    O

    O

    l kg/em'

    para cualquier

    lectu.ra

    que

    se

    pudiera to1na

    r

    con este niedidor,s.iempre

    que

    se use con propiedad.

    Ntese: que para

    una le

    ctura

    rea

    l

    de

    0.1 kgcm',

    un

    errorde

    0

    .0

    1

    kg/cm

    2

    e

    se

    10%

    dc

    l lutrada

    co

    erdan entre

    si. i

    ndependienten1ente

    de c

    ua_t

    .

    quier error siste m

    tico

    que inteJ'\

    eng

    a. i a t

    e m t i

    c - a n t e n t e ,

    si

    des pequeo , la pre

    cis

    in

    ts alta

    ,

    y si e es pequeo.

    la

    exac

    titud de

    la medicin es

    alta. Com

    af

    jempl

    o,

    consid

    re

    se

    la medici

    n de UB

    voltaje conocido de 1 t s c o ~ c d o r .

    Se

    toma

    ncinco lectur

    as

    y

    los

    Ya

    lor

    es

    ind

    icados son

    10

    4,

    103

    , I

    OS,:i'b3,

    OS

    volt

    s.

    Por

    con

    stsu

    icntc,

    es

    obvio que l1Q

    se

    puede

    depender del

    instruniento con una

    exactitud mejor qu el 5%, e tanto que est

    ind ica

    da una

    precisin

    del l ,

    porque la desviac

    i

    n

    mx ima

    respec1

    0 ar

    va

    l

    or medio es

    slo de un

    volt

    .

    Se debe

    hacer notar que se puede n1ejorar la exactitud del instrume nto

    me

    diJnte calibra

    cin,

    pero

    no mej

    ora rs

    e Ja pre:;isi

    n

    . J

    >or

    tanto,

    Ja

    exactitud

    incluye

    a

    la

    p

    recis

    in.

    jlCru Ja rec i'p ro-

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    43/58

    1

    Conct pto de probabilidad y ley de distribucin Sl

    y

    la

    vari3n2a

    o?

    es

    } ;:Ji(- 1 - :.:

    a

    5;1:-

    L.:i

    ra

    fz wodr:id.J de

    la. var

    i:tnza.

    se ll: nla desviacin estn

    da

    r.

    fJ

    Je

    la di

    stri

    bucin,

    y

    es

    una

    medida de la dispersin de

    las

    1nett ca1no

    curreecn

    de Bcssel.

    3.S Conplo

    dt

    probabilid:id y l

    ey

    de dislribucin

    Ct111sidrese

    quese

    h:1n

    hecho 162 mediciones dt unn d

    eonn:1ei6n

    enun ele

    1neruo,

    usando un procedimiento y aparato

    bien

    probados. Se

    l1an dispuesto

    tttas

    ntedi

    ciones dentro de

    in

    tcr11:11-0s de 0.002S y se

    da

    n

    en la

    t:ibla 3.1con la frecucnt:ia

    de uc

    unenci:1.

    Supn

    gase

    que se

    define

    una

    cant idd

    z p

    oi

    m

    edio

    de

    z =

    N1\1ero de lllediclones

    en

    un

    i n t t r

    v a ~

    Nnl.tro 1oc:al de

    1nedicio1.cs

    Anc.:ho

    del iotetv .

    1\)

    y S cons1ruyc

    u1t:1 g.DfKi con la

    ahura i para c

    J

    da

    interVl.lo.

    Un' g:cifica de esc

    tip

    se

    conoce c

    5C'

    h; oc.n l:in pcqut\os oon\o st t p o s i b ~

    ..

    b g.r61.-a tendtia el caso limit ede una

    c

    urv:J

    su

    ave.

    Si se

    10111: 1

    este

    : : ~ 0 Jf

    ntite

    'n10 1llo

    l

    ck

    nln

    l

    tn

    l:itic

    o

    de un.:l

    situ3cilln

    f1sic.1rea l. la

    unclt\n : =Jl:\:

    t.'Olltce

    cerno funi:itill

    d1:ns

    id:i

    tJ

    de

    probabili

    l l ~ d

    parn ti n1CJottcl\1 m:11

    tn1:it

    icode un p r t ~ S

    i sil

    rt:il.

    )l\W

    1an10, :1 prohabilidad

    Je que

    u.

    111

    ..lh:in se n c l ~ u 1 r e

    ent

    reO

    y

    1 (figur;i J.1

    (a)) estar:i

    dadi

    por

    Pa

    de X

    y s

    En pri1ncr Jugar, agr(1pcnse l

    as1nedicionesorigln:iJesc

    .n i

    nte r\alos,cn

    Ju.

    gar

    de considerar cada una por separado. Esto se ccnoce con\o : o r r ~ c c i deSJ1c .

    .pord.

    sli

    efeclo en Jos valores do Xy

    C

    desprec;itble1iente pequeno ) ~ p u e d e

    ignorar. Cmbiense entonces

    las variables

    .Y usanCo

    nmeros

    desde O1asta uno

    tan grande

    co1r

    10 sea

    necesario

    .

    De

    esta

    manera se

    j

    :"ltrolilcacin

    r l ~

    400, cambjando

    la variable . t

    de

    un

    intervalo de 0.0025 por grupo a

    uo intervalo

    de 1.0

    por grupo. Lo anterior

    se muestra en

    Ja tab

    la 3.2

    .

    Ahora

    hgase una conjetura r o x i m a d

    a c e r e ~

    del valor nte

    dio, es

    decir,bltS

    cando

    la posicin

    del centroide. Supngase que,en este caso,

    esx =

    9.

    Esta es

    una

    media

    aparente, denotada por X.

    Usando

    la

    frn1tt a

    -

    :/,(X

    - :>')

    x x

    n

    105

    - 9 m 9.65

    Tabla 3.2

    o c e d i n i e n t o

    para

    calcular

    X

    Y

    (S\1pngase la media X

    =

    9)

    D N11 x

    4

    7.

    0.09625

    6 9

    -

    JO

    - 27

    81

    8. 0.09875

    7

    22 - 2

    - 44

    MH

    9

    0.10125

    8

    18

    -

    1 -

    18

    >

    18

    10

    . 0. 10375

    9

    25 .

    O Stuna

    s:a -

    144

    o

    11. 0.10625

    10 23

    1

    23

    23

    12. 0.10875

    11

    15

    i

    30

    60

    13. 0.11.125

    12

    8

    3

    21

    f,J

    14.

    0.11375

    13 12

    4 :

    48

    19l

    15

    . 0.11625

    14

    8

    .

    5 40

    200

    16 .

    0.1 )815

    IS

    8 6

    4(>

    288

    17.

    0.12125

    16 2

    7

    14

    18. 0 .12375

    17

    2

    8

    16

    19. 0.12625

    18

    ..

    1

    9 9,

    81

    --

    162 Sun1a

    '=

    1- 24t)

    Su111a=l- lo S I

    Neta '

    +. 10

    5

    --

    ---

    --

    --

    --

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    46/58

    SS lncxaecltud

    de

    la medlcSn y U

    aoilisls

    ('omparando tslo con las mediciones origi na

    les

    deJ esfuerzo. puede Sir que corre$

    punda

    a

    un

    valor delesfucrzu de 0.10375 +

    0.6

    SX0.0025 0 .1 053 7. En

    co

    n C-

    cucncja,el

    voil

    or ntedio

    vc

    rda

    Jer(l es

    X

    =0.10537.

    El clculo de la

    de Yicio

    ..indar se U.va a aibo mediante b

    frmula

    si

    gui

    cn

    te:

    J:.{,(x, - x)' =., ;/,f(x, - .i') -

    x

    - :X')]

    2

    =

    Ef, ,1 - .< i - n(i -

    ;i ')'

    L>c la tabla 3

    ,2

    1

    se tiene E

    f

    r{x

    1

    - X')

    1

    . ::::: t651,

    y

    .

    x =0.65.

    l'or tanto,.l:

    Ji(.

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    47/58

    Tablas de convcr

    sj

    n

    59

    3.8

    Tabla de

    Par

    a

    las n1edic

    O

    ts

    Parauna c

    on

    fiabjlidaddc168.2

    7%.

    x t

    J o t t

    J

    Para una cunlabilidad dc l 95.00%. x 1.96

    o=

    x 1

    P

    ar.a

    una

    confiabilidad

    del

    99

    .73%,

    t

    3o

    =x

    t

    Para la n lia X

    Pa

    ni

    una oonfia

    blli

    dad del 68

    .27%

    ,x t QQQ2 =x t

    .. .L.

    '

    .../ ;

    Para una confiabi l dad de l 95.00%, x t

    x

    b

    .

    .

    Para

    un a confiabilidad d

    el

    99.

    75%

    ,

    x

    3o

    ...;;

    : + . J.

    - 3

    .

    RECHAZO DE t AS MEDIC

    ION

    l;S

    Se muestra 1nterMJrmentc que el 99.73% de

    tod

    as las mediciunt-$ se

    de

    ntro

    de

    los lfmltts de cunfi an: a de : :: 3

    o

    J>or una nlcdic-

    iO

    n quese en

    cuentre

    fu

    e

    ra de

    este

    interv

    alo se puede

    co nsi

    der

    ar

    equivocada y

    pn1d

    uc1n

    de

    un

    error

    pe

    rsona l en

    la medtc

    k)n. m

    al

    fun

    cion

    amie

    nto del

    3parat( etc. y por co

    n

    s

    lgu

    icnlc) p

    uede

    rcc

    harz.ar

    se

    Ti

    bia 3.3

    -

    2 s

    10 20

    so

    100

    ,

    1.8 1. 1S

    1.06 1.03 1.0 1 1.00

    1.

    00

    ,,

    1 1 2.80 2.30 2.10 2.00

    2.00 1.96

    1,

    2

    3S

    6.60 4 10 3.40 3.20 3.1

    o

    3.00

    --

    Tab lo 3.4

    -

    2

    s

    10 20

    so 100

    1/ 1 3 o

    s1

    0

    .3

    4

    0.23

    0,

    14

    0.1 0

    o

    1/. / 9

    0

    1.24

    1) ,72

    0.47 0.2 0 O

    11../ 166 3.00

    1.

    29

    0.

    77

    0.47

    0.3 1 o

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    48/58

    ,

    '

    60 lne.xo.ctitud de la mcdic:n y su 111

    l

    isb

    3.9 Examn de u distribu

    cibn

    respecto

    a la nonnalidad

    us t.."\llilS t t o que se

    ponen

    so

    br

    e el1nejor vak1r de l3s nied icioncs se

    b3

    san en el

    h ~

    c l 1 u

    de

    que

    se

    s

    up

    one que

    ln

    s

    rnedicloncs

    s

    iguen

    b

    di$tribuctn gaussi:Jna.

    Por

    c v n s i ~ u i e - n c e

    corwiene ennirur len d1tos p.ra vu

    si

    siguen la dis1 ribuiOngaus.si.a

    n ~

    Se

    rtcu1nienda11 dos

    mCt

    oJos con este p r

    ~ s

    i t o .

    El usu

    dt

    pap cJ

    n 1 n ~ 1 de v

    ec

    es n

    0

    en

    qu s c obsc rv> que ocurri un

    ewn10

    , conel nmero dt

    wccs

    en

    que

    se t tpen1(1 qut

    suct>

    , .

    ~ ( n o

    - rr,.)

    '

    ~ ~

    n

    l.;r hi1t">tesis ts

    que l ~ s

    mcc.k.'iones siguen

    Ja

    dist1

    ih

    ucin g:iu,sian:i. St

    puede ubtc

    ncr el v

    al

    or de ' 'r 3

    }Xlr

    tir de los va lores con ocidos de i y

    s.

    us:indo

    rabl;is esta

    dsch.':lls. En la

    1:ibla 3.S St n1uc.itr2 el tculu de x

    1

    >3n

    eJ

    ejcrnpJ1JOc la

    n:iedkin

    de

    b deorm3Cl6n. Lo ni que es n

    eccs

    a

    tlu

    consider;lr es que se necesita agn.1prir

    l:i

    s

    regiun

    cs dt

    poblaci

    o

    esca

    sa q u ~

    se cncucn

    iran en

    ambos ex1rcmos

    de

    la

    diS

    1nDi:'.,n,

    de

    modo

    que

    11Cn

    grupo

    1e.nga

    asocl:idu

    11

    un

    val

    uf

    de

    n" t

    ncn

    or

    qlC

    ap1ax1n:i

    dan1e

    111c cincv.

    P:ir.i

    aplicar

    el

    crhcrio,

    st

    tneutru rzn losgrados de

    libtrlad.

    Cvn

    rc f

    ercnc.ia :i

    l: i

    i.3bla

    3.S,

    se

    tienen 13 rcngluncs

    y

    tres cons1ant ct. i y s e l J d ~ y

    CJ(pttln1CJllal t

    ;ijuslan

    pc

    rfeCt

    alllClltC

    .

    l nlJ'ICru. f. al infe rir .:on n l u r : ~ :ilh'" Je/'. l\lnlo ejcnlplo.

    t O

    l i d r e

    un

    con1rof;tdor

    de nivtl de

    1 1 Q 1 ~ > 1 , US3do p:lr

    3 confrol:ar cJ ni\11 )

    ~ e l .:igu.3, en

    donde

    el C$Slradr. cu:ik

    1ui

    c11q11c s-:a cJc:isv,

    i c 1 1 1 p ~

    1nut slra el

    nivel del

    J)un to de

    :i

    ju$tcsin

    dcsvi:iciotlts.

    p e r i n l t n 1 : 1 l m i e n 1 c t s t o

    no

    es YCrditdcro

    y

    el C:\perincilliUJvt SO$ptd1:1r

    y ~ r

    hi.s f

    U11 s

    l'O

    l'i

    rcgi :I adnr.

    l

    ti

    r

    otr'1

    1>nr tc . n l 1nay()r

    se

    a el Y'Jlnr de x

    2

    111

    .iyo

    r c:rs: l

    :i

    f u l t ~ dc ct

    rn.SP\

    lO

    litncla

    ~ n t r c

    l a ~

    di (trih1:cio1ws ~ p e r : t d a y txpiott111:il.

    t l

    n\\ 'nor es Ja pr.)babj.

    lid.ad

    d ~

    Qll

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    49/58

    E:xvnende u

    .na

    distrtbueibn respecto

    a

    ' normalidad 61

    TabL' 3:S

    r o ~ d i n 1 i e n c o para calculaC' X.1

    X

    n,

    - t

    no

    )1

    n

    0

    fn.

    0-

    4 6

    1 t

    l.8

    3.24

    0.41

    s

    -

    4

    6.8 2

    .8

    7.88 1.16

    6

    . 9 10.4 1.

    4

    1.96

    0 .20

    7

    14 .4

    6.6

    43

    .6 3.03

    8

    18

    18.0

    o.o

    o.o

    ono

    y

    25

    20.2

    4.8

    23.0 l.14

    10

    23 20.6 2.4 S.8 0.28

    11

    IS 18 .9 3.9 15.2 0.81

    12 7 1

    S.6

    8.6

    74.0 4.

    74

    13 12 11.7 0.3 0.09

    0.01

    14 8

    7.9

    0.1 0.01

    0.00

    1

    s

    8

    4.8

    3.2 10.2

    2.13

    1

    6- 18 s

    4.S

    o.s

    0.25

    o.os

    Suma = 13.96 =

    x'

    Una

    buena

    regla empri

    ca

    es

    que

    si

    P

    esl

    cn1re

    O.t

    y

    0.9., se puede

    ~ ) n s i d c

    11r

    que

    la

    distribucin

    ob

    servada

    sigue a la

    C$perada.

    1

    nra

    ks

    va

    lores

    p

    or

    debajo de 0.02 y suptric> '' 0.98,

    I

    dis1ribuoin ptracl

    u puede

    considror

    improb

    a

    ble.

    C o n v

    i e n ~ seilal3r una c a r a c

    t e r

    de

    x

    1

    que

    liene

    1plic'1ciuncs

    gener:

    les

    .

    Un

    examen de b tbb 3.6 mU

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    50/58

    '

    .

    ~

    b

    l

    a

    3

    6

    J

    -

    c

    u

    d

    ad

    -

    P

    e

    a

    p

    o

    b

    :

    d

    dd

    q

    e

    v

    d

    J

    1

    b

    s

    c

    1

    o

    b

    r

    c

    p

    s

    d

    o

    p

    a

    un

    U

    m

    t

    o

    d

    d

    d

    g

    a

    d

    d

    b

    d

    .

    /

    0

    9

    .

    9

    0

    9

    0

    0

    0

    9

    0

    1

    o

    s

    o

    0

    2

    0

    1

    o

    o

    o

    0

    0

    0

    0

    o

    o

    -

    -

    1

    0

    .

    0

    '

    $

    )

    O

    .

    O

    '

    S

    0

    0

    ?

    8

    0

    0

    3

    O

    O

    I

    S

    0

    1

    0

    4

    )

    1

    3

    2

    1

    J

    4

    s

    0

    6

    6

    1

    8

    2

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    S

    0

    1

    0

    2

    O

    S

    S

    l

    J

    9

    2

    n

    4

    6

    5

    9

    7

    S

    9

    2

    1

    6

    3

    0

    0

    O

    l

    S

    0

    2

    0

    3

    S

    O

    S

    1

    2

    1

    )

    7

    4

    1

    6

    2

    S

    7

    8

    9

    J

    S

    1

    .

    1

    1

    8

    4

    0

    2

    0

    1

    0

    7

    1

    0

    1

    9

    6

    S

    3

    7

    7

    9

    A

    9

    l

    1

    1

    1

    )

    1

    9

    s

    0

    .

    1

    0

    8

    J

    I

    S

    J

    6

    2

    6

    4

    3

    6

    6

    9

    1

    l

    1

    1

    8

    I

    S

    I

    1

    7

    6

    0

    6

    0

    8

    J

    1

    1

    6

    2

    2

    3

    4

    S

    s

    J

    S

    7

    8

    1

    6

    1

    6

    1

    4

    1

    S

    1

    S

    1

    0

    9

    1

    2

    1

    6

    2

    1

    2

    a

    J

    4

    2

    S

    6

    3

    S

    9

    0

    1

    0

    1

    1

    0

    1

    S

    2

    .

    .

    1

    6

    S

    2

    1

    2

    7

    3

    4

    S

    0

    7

    3

    1

    l

    4

    1

    S

    1

    S

    ?

    O

    .

    I

    2

    0

    t

    )

    2

    ~

    l

    7

    0

    3

    .

    "

    1

    1

    6

    J

    O

    S

    )

    3

    4

    S

    $

    .

    S

    S

    7

    $

    1

    )

    '

    J

    7

    1

    3

    9

    7

    2

    1

    9

    2

    7

    2

    8

    1

    J

    0

    3

    S

    4

    Q

    $

    2

    6

    J

    O

    8

    4

    l

    '

    )

    1

    8

    1

    5

    2

    0

    2

    3

    2

    2

    1

    l

    J

    S

    4

    1

    s

    0

    5

    3

    7

    Q

    .

    I

    9

    3

    1

    3

    1

    Q

    1

    8

    2

    4

    2

    7

    2

    7

    l

    9

    8

    1

    4

    0

    4

    6

    S

    6

    3

    6

    5

    7

    7

    1

    0

    l

    3

    1

    J

    l

    l

    I

    2

    7

    2

    1

    2

    )

    1

    3

    1

    4

    6

    S

    2

    6

    2

    7

    2

    s

    s

    1

    0

    H

    .

    3

    1

    2

    2

    3

    2

    S

    O

    2

    S

    3

    6

    )

    2

    8

    1

    .

    S

    .

    1

    N

    I

    6

    9

    1

    9

    ?

    l

    9

    l

    3

    1

    4

    2

    5

    2

    3

    2

    S

    8

    )

    2

    0

    )

    c a lt >

    s

    :lcu

    J

    os

    p a ~

    es

    tabl

    ec

    er ;i s c

    ota

    s ptra y a

    conlo sigue

    ' 0.1

    22

    - 0.011

    . = 11

    IX dtndc, Sq

    O

    s Q 10

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    54/58

    66

    lnex:actltud

    de

    l t rnedici \

    y su anisi.s

    Ahora.

    o bien,

    Anlogamente,

    Resultado:

    ' 0.122

    o o '

    s:

    -

    J2ilf.O

    =

    l

    X

    10-

    s

    =

    1.0 X JO_,,

    _ ~ c D I

    X

    385

    _ l

    S

    IO-'

    ; - 1210.0 - . X

    . o

    s =

    $.92 X 1 "

    m = 1.ol8

    s

    =

    1.0

    X 10" '

    a

    =

    -1.026 lps

    '

    =

    s.n

    x

    10

    1

    1ps

    3.1

    O Prop,gacindel error

    l.a

    non1enc1atura que se sigue aqui

    es:

    lectura : incertidumbre=

    resuJtado

    El

    <

    rtni

    no

    ice-tura'' debe

    llamarse

    "lectura correg ida"

    despus

    de aplicar Ja oo

    rrecc

    in. La correccin tiene Ja misma magnitud que el error sistemtico. pero

    signo contrario. Sin

    embargo, es

    pnictica

    usual

    mencionar

    la

    ..lectura corregida"

    como "lectura simplemente.

    En

    muchus experimentos,

    s.o

    utilizan los resultados de instrumentos

    de 1nc.

    dicin

    diferentes a fin de calGular

    el

    valor de una

    cant idad

    fs i

    ca

    particu lar. Se

    n

    eces

    i

    ta

    considerar

    las

    dos

    cUe$lOncs

    siguientes:

    i) si se conoce

    la

    i

    ncer

    tidumbre de la medicin de cada instrumento, cu.l

    es la ince

    rtiGumb

    re

    de1 re

    su

    ltado ca1cuJado1

    ii)

    si se desea

    una de:lerrni1ada

    incertidu1nbce en el

    resultado

    calculado, c u ~ I

    e-s

    Ja

    incc rtidun1brc.rennisible en

    los

    instrumentos P.Or scparadq1

    Considrese un pn)blema.de talc.:uJar una can1 idad,g, en donde

    ges

    u

    na fun-

    cin

    conocida

    den variables independ ientes

    u

    1

    ,

    ''i

    Un Es

    decir

    ,

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    55/58

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    56/58

    68

    l_nex1ct

    itu

    d

    de la m e d i c i ~ n y

    su

    an lilir

    Cuando

    se

    c:onsiden Ja seunda u e ~ i n es decir,en J.J que

    se

    dcsta una ptrli

    cubr

    inr

    tidumbtt

    global

    y S debe

    calcular

    la inr1dumb

    rtde

    las componentes,

    el proble;na

    se vu

    elve s

    umammte

    complicado. Este

    probfemase

    simpUfia

    cuando

    s c

    ::iplica

    et

    ..

    mtodo

    de

    lo

    s

    eftctos ;,:uales

    .

    es

    decir,

    st

    supone

    que

    sec:

    ri

    hacrcn

    do cada m ~ d i c t o tal que

    ;,;;

    1

    1:,f,

    I

    + .

    1

    u ::

    o bien,

    a

    n

    au,

    4u

    1

    Jg

    (I

    1,

    2 .

    .

    .

    n}

    y.de

    donde

    ,

    :

    . d u

    ~

    f

    111,

    En

    Ja experimentacin rtal,

    si

    una A

    u

    1

    en

    part

    i

    cu

    lar rtsulta ser menor

    que Ja

    que pos;blcmc111e

    puede logr

    ar n1ediante

    el

    instrumento de que

    se

    dispone, es

    posible

    climin t r este

    requerimiento,

    sj

    alguna otra

    un

    St

    puede

    h21ccr

    menor

    que

    el valor dado por

    la

    CQJZ.1. Eiro implica

    1lnn1r

    qe a algunos ins1rumen1os

    se

    lt.s

    Ntde dar una cxaciit

    d

    mejor

    que

    la

    dem

    anda por la ~

    i n

    anterior,

    mitnlras que es pos:ible que t otros no St

    pue:d1

    satisfacer el rtquerimitn10. Sin

    emb3tQ, cl I tales

    casos,

    todava

    puede scc

    pos ible satisfacer

    los

    r ~ q u e r i m f t : n c o s

    de

    inccctidumbre

    global.

    C,

    \SO

    2:

    Cuando

    se

    co:lsidera

    Aun

    como una

    cota

    estad

    i

    sti-ca

    tal

    co

    mo

    t

    l

    .96s

    , es deci

    r,

    lt

    11

    sigue una d

    is

    tribucin norn1al

    1

    entonces la i

    ncertidumbre

    &obal

    calcu

    l

    ada

    seguira t

    ambin

    una distribucin

    gaussiana. Por

    canto, en este

    caso. el m tod1>

    apropiado pr.a

    ooinbinar tales

    incertidumbres

    es segun l:a (nnula

    de fa raz cuadrada de a suma. es declr ,

    y un:i

    confia

    b

    il

    idad

    del

    99.71% sobre f se puede expresar por

    nwdio

    de

    g

    lE;

    '-"

    '

    '

    t:i ccu :icl< 1n siempre

    d11

    un

    va lor nw:nur deler

    ror

    que elque

    ptoporcion11

    u ecua

    cln

    ~ t c t i o r

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    57/58

    Ejercicios 69

    Adems., C\lando se

    desea

    una

    incertidurnbrt

    oonacida del resultado

    cltul1do,

    :apJk:ando ntlev1mcnte el mtodo de

    los

    efectos

    iuaJes'' ,

    "

    ilu - rf

    Vn 0

    Estw

    concepto. cstadi'stic:os

    d e . < : : a t 1 1 ) J l ~ d o t

    tquf

    .Jcben pon

    er

    en prctica

    en

    Ja

    ex

    per

    iment&c

    i

    n r

    egu

    lar.

    Ejercicios

    J. Se desea

    disponer

    de una resis

    t

    enci

    a cori

    un

    valor de 100

    ohn1s. Se cuen

    ta

    con d

  • 7/21/2019 Unidad 1-3 Sirohi

    58/58

    10 L le

    xactitud de 1

    med

    kiny

    \ l anlis