Mike Howell
EASA Technical Support Specialist
La precisión y exactitud de los equipos de prueba & medida (M&TE) han sido tratadas en artículos previos de Currents (noviembre y diciembre de 2014). Un tema relacionado que no fue cubierto en dichos artículos es la resolución. El documento JCGM 200:2012 del Joint Committee for Guides in Metrology define resolución como: “El cambio más pequeño en una cantidad medida que causa un cambio perceptible en la indicación correspondiente”. Simplificado, es la diferencia más pequeña que puede ser medida por el equipo en cuestión. La exactitud de la M&TE debe ser mayor (menos exacto) o igual a la resolución. Es decir, durante la calibración, el M&TE debe ser capaz de indicar el valor comparado con el estándar.
Precisión y exactitud
Repasemos brevemente la importancia de la precisión y exactitud. Al recoger la información de las medidas, los técnicos del centro de servicio obtienen datos con dos componentes: El valor auténtico de la medida (valor real) y el error asociado a la medida (componentes de precisión y exactitud). Así mismo, entre más pequeño sea el error de medida, más se acerca la indicación o valor medido a la medida real. Como lo muestra la Figura 1, a menudo los términos precisión y exactitud se demuestran y diferencian gráficamente utilizando el ejemplo de la diana.
La precisión se refiere al grado de repetibilidad y reproducibilidad en el sistema de medida, Repetibilidad es la capacidad que tiene un técnico para obtener la misma medida varias veces midiendo el mismo elemento con el mismo M&TE. Reproducibilidad es la capacidad de varios técnicos para obtener la misma medida midiendo el mismo elemento con el mismo M&TE. Normalmente, la precisión del M&TE es evaluada con estudios de repetibilidad & reproducibilidad (R&R).
La exactitud es el grado en el que la medida concuerda con el valor real. La exactitud de un M&TE es evaluada por calibración.
Resolución
De nuevo, podemos simplificar la resolución como la diferencia más pequeña que puede ser medida con nuestro M&TE. Aunque para cualquier medida la exactitud de nuestro M&TE se debe comparar con nuestro rango de tolerancia aceptable. Tendemos a ver rápidamente la resolución de un indicador o medidor solo por observación. Por esta razón, la resolución es un buen “primer paso” cuando se selecciona un M&TE para una tarea específica. Es decir, si usted tiene una herramienta con una resolución de 1 cm y necesita medir algo con un diámetro nominal de 1 mm+/-0.1mm, ya debería saber que tiene la herramienta incorrecta para el trabajo.
Existen algunos ejemplos obvios de malas elecciones que podemos identificar en un típico centro de servicio. Nunca pensaríamos utilizar una balanza industrial para pesar los pesos de balanceo o una regla para medir el diámetro de un alambre magneto. En estos dos casos, sabemos que la resolución de un M&TE probablemente es más grande que el valor medido; si la resolución no está ahí, seguramente la exactitud deseada no estará ahí. La selección del M&TE apropiado depende del propósito de la medición. Para balancear, muchos pueden considerar apropiada una balanza con una exactitud de 0.1 gramos que pese hasta 100 gr. Pero, los centros de servicio que balancean rotores de husillos o conjuntos extremadamente largos pueden necesitar algo diferente.
Para el alambre magneto, la precisión y exactitud requeridas para identificar simplemente un calibre durante la toma de datos pueden ser muy diferentes a las requeridas para determinar si las dimensiones de una muestra de alambre magneto están dentro de la tolerancia de fabricación de las normas NEMA o IEC. Además, una galga para alambres nunca es una buena opción para medir alambres magneto.
Los M&TE escogidos por cada centro de servicio variarán de acuerdo con los requisitos de diferentes fuentes como clientes y entes reguladores o de certificación. Siempre deben evaluarse primero los requisitos de los clientes antes de tomar cualquier decisión sobre el proceso de negocios. Un centro de servicio cuyo cliente más importante es un lavadero de vehículos puede tener requisitos muy diferentes a uno que repara motores relacionados con la seguridad de una central nuclear. Sin embargo, todos los centros de servicio deben escoger los M&TE adecuados para darles una seguridad razonable en las actividades de seguimiento del proceso e inspección y pruebas que realizan.
Cuando se trata del seguimiento de procesos, para la mayoría de parámetros existen muchos medidores y sensores que varían ampliamente por rango, resolución y exactitud. Por ejemplo, si se usa un manómetro en un sistema VPI donde el proceso está calibrado a 80±5 psi (5.5±0.3 bar) y el manómetro tiene un rango de 0-150 psi (0-10.3 bar), es razonable tener una calibración limitada, tal vez de 70-90 psi (4.8-6.2 bar). La Figura 2 muestra un manómetro que puede usarse de esa forma.
Ahora, veamos un parámetro diferente que debe ser controlado durante el ciclo de vacío-VPI. Durante un proceso de impregnación global-VPI, existe una fase de vacío seco y algunas veces también una fase de vacío húmedo. Normalmente, los niveles de vacío seco deben estar por debajo de los 5 Torr (0.007 bar) y es deseable alcanzar un nivel menor o igual a 1 Torr (0.001 bar), especialmente en estatores con bobinas de pletina. El manómetro de la Figura 2 sirve para algún proceso industrial simple pero no es adecuado para las mediciones de vacío en el proceso VPI de un centro de servicio. Examinemos la resolución de la porción de vacío de la escala, desde 0 hasta 30 pul-Hg. La Tabla 1 muestra las unidades para convertir pul-Hg en Torr. Si estamos interesados en niveles de vacío seco menores o iguales a 5 Torr, resulta evidente por que el manómetro de la Figura 2 es inadecuado. No se puede diferenciar un vacío de 0.5 Torr de un vacío de 10 Torr.
Esto no significa que si su centro de servicio tiene un manómetro de vacío inadecuado, no esté logrando niveles de vacío aceptables- esto solo significa que usted no tiene un control de proceso adecuado y no sabe el nivel de vacío que está obteniendo. Una opción más razonable para medir el vacío en un sistema VPI se muestra en la Figura 3. Un manómetro similar a este puede tener un rango de 0.2 a 20 Torr y una exactitud del 20%.
Los centros de servicio deben evaluar cada medida que afecte la calidad del servicio o producto suministrado. Para cada uno, considere el rango de valores posible, así como también la precisión y exactitud de los M&TE necesarios para realizar el trabajo. incluso para los técnicos más calificados y experimentados, contar con los M&TE es crítico para la disposición adecuada de cualquier máquina o componente.