Instrumentos de medición: precisión y exactitud

Química. Industrial. Extractiva. Error. Incertidumbre. Termómetros

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Instrumentos de medición: precisión y exactitud
Instituto Politécnico NacionalInstrumentos de medición: precisión y exactitud

ESIQUIE

Escuela Superior de Química Industrial y Extractiva

Laboratorio De Fisicoquímica

PRACTICA NO. 1

Práctica no.1

Objetivo:

Poder calcular la sensibilidad, exactitud y precisión de algunos instrumentos de medición.

Para poder cumplir nuestro objetivo se llevara a cabo una serie de ediciones, utilizando tres instrumentos distintos: regla, metro y vernier o pie de regla, que nos permitirán realizar cálculos con los datos obtenidos.

Introducción Teórica:

LA PRESICION Y LA EXACTITUD EN LA MEDICION

La necesidad que ha tenido el ser humano de resolver los problemas que ha enfrentado, descubrir los secretos de la naturaleza y un enorme afán e vivir mejor, lo ha conducido a acrecentar su conocimiento y comprensión de su entrono. De este modo, el ser humano ha tenido acceso a l conocimiento verdadero, que es la ciencia.

Galileo hizo resallar la importancia de la medición en la experimentación para comprobar los hechos y dar validez a los conocimientos adquiridos.

Así también, una de las tareas importantes del científico es la experimentación sistemática mediante la medición y el análisis de resultados para formular conclusiones. La medición permite verificar la veracidad o falsedad de un evento, de tal manera que es una parte importante del desarrollo de la ciencia, pues permite desechar ideas falsas e ir modificando teorías.

La física estudia las propiedades o atributos físicos de la materia, los cuales es preciso medir para poder estudiarlos, además, es una ciencia exacta, ya que por medio de ella se desarrollan teorías y leyes para pronosticar resultados en experimentos o fenómenos semejantes.

ANÁLISIS DE ERROR E INCERTIDUMBRE

Al realizar una medición es muy probable que el resultado no coincida con el valor real de la magnitud, es decir, tal vez haya un error: puede ser un poco mayor o menor que la medida real.

Los errores conducen a resultados aparentemente verdaderos, pero no pueden esperar conclusiones provechosas.

Un experimento no esta exento de errores por lo que es importante detectar la fuente de error para considerar su magnitud y buscar evitarlos, corregirlos o diminuirlos.

Los errores o desviaciones de las mediciones tal vez se deben a los malos hábitos, descuidos o errores cometidos por el observador. También puede tener influencia el medio, falta de calibración y defectos de los aparatos e instrumentos de medición.

La mayor precision posible de una regla de acero se determina por el tamaño de la menor graduación, que suele ser del orden de 0.01 in o de 0.1mm. Para una mayor posición el mecánico sirve de un calibrador estándar micrométrico.

La elección de un instrumento de medición se determina por la precisión requerida y por las condiciones físicas que rodean la medición. Una elección frecuente del mecánico o el maquinista frecuentemente es la regla de acero, esta regla es por lo común bastante precisa cuando se miden longitudes accesibles.

Para la medición de diámetros interiores y exteriores pueden usarse calibradores. El calibrador mismo no puede ser leído directamente por lo que debe acoplársele una regla de acero o un medidor estándar.

PRECISION:

Determinación, exactitud Instrumentos de precisión, los muy minuciosos y de gran exactitud.

SENSIBILIDAD:

Es la facultad de percibir sensaciones, propiedad de las cosas que ceden fácilmente, la sensibilidad de un instrumento se determina por su exactitud.

EXACTITUD:

Regularidad, veracidad y precisión en algo en este caso de las mediciones.

DESARROLLO:

1.- Medir la longitud de la escala de las tres probetas ( 250ml, 25ml, 10ml ), con la regla, el metro y el vernier. Anotar resultados.

2.- Medir el diámetro interno de las probetas con el vernier. Anotar lo resultado.

3.- Hacer él calculo de : la sensibilidad, exactitud.

TERMÓMETROS

1.- observar con detenimiento el juego de termómetros.

2.- Registrar la temperatura de cada uno de los termómetros.

3.- Unificar las temperaturas a Celsius

4.- Determinar sobre la base de las lecturas de temperaturas que termómetro es el de mayor precisión.

TABLA DE DATOS OBTENIDOS ( PROBETAS )

No. De probeta

Capacidad de la probeta

Regla

Metro

Vernier

 L

A

250ml

28.9cm

28.8cm

28.92cm

3.35cm

B

25ml

13.2cm

13.2cm

12.8cm

1.56cm

C

10ml

8cm

8cm

8.02cm

1.2cm

CALULOS

SENSIBILIDAD.- Relación existente entre la magnitud de la escala y el tamaño del instrumento.

Regla:

Probeta A = 28.9 cm / 250 ml = 0.1156 cm/ml

Probeta B = 13 cm / 25 ml = .52 cm/ml

Probeta C = 8 cm / 10 ml = .8 cm/ml

Metro:

Probeta A = 28.8 cm / 250 ml = 0.1152 cm/ml

Probeta B = 13.2 cm / 25 ml = .528 cm/ml

Probeta C = 8 cm / 10 ml = .8 cm/ml

Vernier:

Probeta A = 28.97 cm / 250 ml = 0.1158 cm/ml

Probeta B = 12.8 cm / 25 ml = .512 cm/ml

Probeta C = 8.02 cm / 10 ml = .802 cm/ml

EXACTITUD.-Es el porciento obtenido de la relación entre el valor medio y el valor real.

PROBETA A

Volumen =  r2 x H = (3.1416)(1.67)2 x (28.8cm) = 252.33

Volumen =  r2 x H = (3.1416)(1.67)2 x (28.9cm) = 253.21

Volumen =  r2 x H = (3.1416)(1.67)2 x (28.92cm) = 253.38

Exact = " de los valores / # de valores

Capacidad total de la medición

Exact = (252.33+253.21+253.86)/3 = 101%

250

PROBETA B

Volumen =  r2 x H = (3.1416)(.78)2 x (13.2cm) = 25.22

Volumen =  r2 x H = (3.1416)( .78)2 x (13m) = 24.84

Volumen =  r2 x H = (3.1416)( .78)2 x (12.8cm) = 24.46

Exact = " de los valores / # de valores

Capacidad total de la medición

Exact = ( 22.5 + 24.84 + 24.46 )/3 = 99.36%

25 .

PROBETA C

Volumen =  r2 x H = (3.1416)(.06)2 x (8cm) = 9.04

Volumen =  r2 x H = (3.1416)( .06)2 x (8m) = 9.04

Volumen =  r2 x H = (3.1416)( .06)2 x (8.02cm) = 9.07

Exact = " de los valores / # de valores

Capacidad total de la medición

Exact = ( 9.04 + 9.04 + 9.07 )/3 = 90.5%

  • .

TABLA DE DATOS OBTENIDOS

No. De termómetro

Temperatura

1

74 °F

2

74.5 °F

3

25 °F

4

24 °F

5

75 °F

CALCULOS

PRESICION .- Capacidad de un instrumento para repetir la misma lectura de medición bajo las mismas condiciones de operación.

T1 = 74°F 23.3 °C

°C = °F-32/1.8 = 74-32 / 1.8 = 23.3°C

T2 = 74.5°F 23.6 °C

°C = °F-32/1.8 = 74.5-32 / 1.8 = 23.6°C

T3 = 25°F 25 °C

°C = °F-32/1.8 = 25-32 / 1.8 = 25°C

T4 = 24°F 24.1 °C

°C = °F-32/1.8 = 24-32 / 1.8 = 24.1°C

T5 = 75°F 23.8 °C

°C = °F-32/1.8 = 75-32 / 1.8 = 23.8°C

GRAFICA

Instrumentos de medición: precisión y exactitud
Análisis de la grafica.- en esta tabla podemos observar que el termómetro “2” es él mas preciso debido a que es el que más se aproxima al termómetro de referencia “6”

TABLAS DE RESULTADOS DE PROBETAS

No de probeta

Sensibilidad

Regla

Metro

Vernier

Exactitud

A

0.1153cm/ml

0.1153 cm/ml

0.1158 cm/ml

101%

B

0.52 cm/ml

0.528 cm/ml

.512 cm/ml

99.36%

C

0.8 cm/ml

0.8 cm/ml

0.802 cm/ml

90.5%

TERMÓMETROS

No. de termometro

Temperatura en ° C

Termómetro con mayor presicion

1

23.3 ° C

2

23.6 ° C

x

3

25 ° C

4

24.1 ° C

5

23.8 ° C

Referencia

CONCLUSIONES:

En esta practica se cumplio el objetivo fijado, se aprendio a realizar mediciones con diferentes instrumentos tales como regla, termómetro y vernier.

Ademas a realizar calculos de sensibilidad y exactitud de un instrumento.

A medir temperaturas y realizar comparaciones en base aun punto de referencia para localizar al instrumento mas preciso.

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