INFORME INSTRUMENTACION

BALANZA DIGITAL VIRTUAL JULIAN DANIEL VARGAS RODRIGUEZ , LUIS ARBEY CORREDOR UNIVERSIDAD ANTONIO NARIÑO – INGENIERIA ELECTRONICA  ABSTRACT : Often the realization of a measurement requires the intervention of several instruments, some generate stimuli on the device that is intended to measure and others collect the response to these stimuli. This set of instruments that makes possible the realization of the measure is called the instrumental system Because In the measurement system error always occurs, whether they are internal to the measurement system or derived from the action of external influences How Calibration consists of a set of operations that establish, are specified conditions, the relationship between the values ​​indicated by an instrument or measurement system or values ​​represented by a materialized measurement or a reference material and the corresponding values ​​of the quantities established by standards KEYWORDS Measurement Calibration Error RESUMEN : Se realizaron sistemas de mediciones enfocandonos en la calibracion cada elemento. en el sistema de medición siempre ocurre error, sean ellos internamente al sistema de medición o derivados de la acción de influencias externas. lo hicimos por metodos estadisticos reiativos para verificar la manera correcta de los resultados de nuestros elmentos PALABRAS CLAVE : Medicion Calibracion calibracion I . INTRODUCCIÓN : en el sistema de medición siempre ocurre error, sean ellos internamente al sistema de medición o derivados de la acción de influencias externas con el uso, hay una tendencia del sistema de medicao en degradar su desempeño a lo largo del tiempo. para mantener la confiabilidad de los resultados de las mediciones, el desempeño del sistema de medicación debe ser verificado periódicamente A . Justificacion el resultado de calibración puede determinar el valor del mensurando, B. Objetivo General La verificacion de una calibracion exitosa II . MARCO TEORICO : La determinacion de la precision de una medicion se efectua facilmente al comparar los datos obtenidos de experimentos repetidos . sin embargo, no es facil obtener un estimado de la exactitud , ya que ello implica conocer el valor verdadero, es decir , la misma informacion que se busca Para los errores aleatorios, que se deben a numerosas variables nno controladas y que son parte inevitable de toda medicion, es bien conocido que su efecto acumulativo ocasiona que los datos de una serie de mediciones repetidas fluctuen al azar alrededor de la medida. Para los errores sistematicos, ademas de poseer la misma magnitud en mediciones repetidas, se afecta la medicion de la misma manera, por lo que se pueden atribuir a una causa, entre ellas el instrumento de medida, Conclusion Para lograr la mayor prescision y exactitud en un proceso de medida se requiere una adecuada calibracion de los equipos y materiales de medida del laboratorio. Este metodo justificara la magnitud y prescicion que mide el elemento. III. METODOLOGIA DEL PROYECTO : TRATAMIENTO ESTADISTICO Identificar los factores responsables del error Estimar los procesos de calibracion del elemento Estimar la precision y exactitud de medidas efectuadas IV. METODO : ACTIVIDADES 1 . ERRO ALEATORIO (a) Meça repetidamente a massa de 1000 g pelo menos 100 vezes. Verifique que há variações nas indicações obtidas em função do erro aleatório. Analise todo o conjunto de indicações e faça uma contagem do número de vezes repetidas que cada indicação aparece no conjunto. Com estes dados trace um histograma, isto é, um gráfico em que os valores das indicações são representados no eixo horizontal e as respectivas contagens do número de vezes que cada indicação aparece são representadas no eixo vertical. Compare a forma do gráfico obtido com o da distribuição normal. (b) Com base no desvio padrão das indicações obtidas e no respectivo coeficiente “t” de Student calcule a repetitividade para 95% de nível de confiança. (c) A estimativa de erro aleatório para cada indicação pode ser calculado subtraindo a indicação do valor médio de todas as indicações. Verifique que pelo menos em 95% das indicações obtidas o erro aleatório está dentro da faixa delimitada pela repetitividade (±Re). 3.2. TENDENCIA E CORRECAO (a) Utilize o mesmo conjunto de pelo menos 100 indicações resultantes da medição repetida da massa de 1000 g realizada na questão 3.1.(a). Utilize o valor médio e calcule a tendência da balança digital para a massa de 1000 g. Calcule também a correção. (b) Zere a calculadora e faça pelo menos 100 medições repetidas da massa de 5000 g. Calcule a tendência e a correção. Compare com os valores obtidos para a massa de 1000 g. Por que são diferentes? (c) Neste item considere despresível a incerteza do valor de referência da massa de 5000 g. Determine a tendência e sua incerteza quando: é calculada a partir da média de 100 medições repetidas da massa padrão. é calculada a partir da média de 16 medições repetidas da massa padrão. é calculada a partir da média de 4 medições repetidas da massa padrão. Verifique graficamente a consistência dos valores obtidos. Serão consistes se as faixas obtidas para os valores das tendências e suas respectivas incertezas resultarem em regiões que se interceptam. 3.3. CALIBRACAO DA BALANCA Faça uma calibração da balança com a intenção de compensar erros sistemáticos em futuras medições. Planeje detalhadamente a calibração da balança seguindo os passos do roteiro abaixo: 1 - Identifique claramente os objetivos da calibração. 2 - Caracterize o sistema de medição a calibrar. 3 - Selecione o conjunto de padrões a usar. 4 - Defina os pontos de calibração e o número de repetições a serem realizadas para cada ponto de calibração. Use pelo menos dez pontos de calibração bem distribuídos ao longo da faixa de medição. Planeje passo a passo o experimento. Prepare as planilhas que conterão os dados brutos da calibração. 5 - Execute a calibração conforme o roteiro planejado. 6 - Processe e documente os resultados. Trace a curva de erros da balança contendo a linha da tendência e as linhas que delimitam a região dentro do qual o erro de medição é esperado. 7 - Analise os resultados da calibração e estime o erro máximo. 8 - Apresente tudo no relatório de calibração. 3.4. DETERMINACAO DE UMA MASSA CONHECIDA Selecione uma combinação de massas padrão que não coincida com um dos pontos de calibração da questão anterior. (a) Meça o conjunto apenas uma vez e determine o resultado da medição usando dados da curva de erros determinada na questão 3.3. Faça interpolações se necessário. Verifique se o valor de referência (nominal) da combinação de massas encontra-se dentro da faixa que representa o resultado da medição. (b) Meça o conjunto pelo menos vinte vezes e determine o resultado da medição usando dados da curva de erros resultante da questão 3.3. Faça interpolações se necessário. Verifique se o valor de referência da combinação de massas encontra-se dentro da faixa que representa o resultado da medição. (c) Meça o conjunto o número de vezes que você quiser e determine o resultado da medição usando apenas o erro máximo encontrado na questão 3.3. Verifique se o valor de referência da combinação de massas encontra-se dentro da faixa que representa o resultado da medição. (d) Compare graficamente os três resultados anteriores. Os três são consistentes? 3.5. DETERMINACAO DA MASSA DESCONHECIDA Seu objetivo é encontrar o valor da massa desconhecida e sua respectiva incerteza. Para isso: Defina uma forma de determinar a massa desconhecida. Planeje o caminho a ser seguido e defina o número de medições a serem realizadas. Efetue as medições da forma planejada. Use a curva de erros para determinar a tendência e a correção a ser aplicada. Determine e exprima com o número de algarismos adequado o resultado da medição. 3.6. DETERMINACAO DA SOMA DE MASSAS (a) Ponha sobre a balança a seguinte combinação de massas: 50 g + 100 g + 1000 g + 2000 g. Meça com a balança repetidas vezes a massa desta combinação e, usando a curva de calibração, compense os erros sistemáticos e determine o resultado da medição. (b) Remova as massas da questão anterior e ponha sobre a balança as seguintes massas: 200 g + 200 g + 500 g + 2000 g. Meça com a balança repetidas vezes a massa desta combinação e, usando a curva de calibração, compense os erros sistemáticos e determine o resultado da medição. (c) Com base nos resultados das questões (a) e (b), calcule analiticamente a soma dos dois conjuntos de massas e sua respectiva incerteza. Como os erros sistemáticos foram compensados, considere as medições estatisticamente independentes. (d) Ponha sobre a balança a seguinte combinação de massas: 50 g + 100 g + 200 g + 200 g + 500 g + 1000 g + 2000 g + 2000 g. Meça com a balança repetidas vezes a massa desta combinação e, usando a curva de calibração, compense os erros sistemáticos e determine o resultado da medição. Compare este resultado com o determinado no item (c). RESULTADOS 3.1 A: MEDICIONES MEDIA D.ESTANDAR 100 999,61g 1,420591711 Con base a esto apenas 100 mediciones en la balanza nos da un comportamiento similar ala gaussiana B) Re = S . Tstudent Tstudent = 1.9842 S= 1.42 Re = 1..42 * 1.9842 = 2.8175 C ) EA= Valor medido – valor verdadero EA = medicion – media EA = 1000g - 999.6g = 0.4 g.. ETC 3.2 A, MEDIA = 999.6 g VALOR RELATIVO = 1000 g TD = 999.6 g – 1000g = -0.4 C = -TD = 0.4 g B . TD = 5003,2 g VR = 5000g TD = 5003.2g - 5000g = 3.2g C= -3.2 g Comparando esto observamos que a medida de mas masa mas incertezas son acomuladas. C . 100 mediciones MEDIA = 5003.2g TD = 3.2g 16 repeticiones MEDIA = 5002.6g VR = 5000g TD = 2.8g 4 repeticiones MEDIA = 5003.9g VR = 5000g TD = 3.9 g Debido a diferentes tendencias vamos observar en dicha grafica que ninguna interceptan 3.3 3.3.1 OBJETIVOS DE CALIBRACION hacer una suma de peso con el objetivo de recoger informacion de errores sistematicos que puedan ocurrir con respectiva desviacion tendencia y repetitibilidad 3.3.2 SISTEMA DE MEDICION En gramos 3.3.3 Selección del padron Seleccionar conjunto de masas entre 50 g a 5000g 3.3.4 definir 13 puntos de calibracion de masas entre 0 gramos – 10000g con 20 mediciones cada una de ellas, calcular tendencia , correcion y repetitividad TD = Media –Valor verdadero C = --TD Re = Tstudent * Desviacion estandar T= 2,140 para una probabilidad de 95.45 % con grados de libertad 19 N = 20 3.3.5 PUNTOS VALOR REAL DESV 1 0 1,36 2 100 1,19 3 500 1,15 4 1000 1,45 5 2000 1,39 6 3000 1,38 7 4000 1,71 8 5000 1,7 9 6000 1,47 10 7000 1,57 11 8000 1,71 12 9000 1,96 13 10000 2,01 TD C Re -1 1 2,91 -1 1 2,546 -0,5 0,5 2,461 -0,3 0,3 3,103 0,9 -0,9 2,9746 1 -1 2,953 2,3 -2,3 3,659 3,6 -3,6 3,638 4 -4 3,1458 3,7 -3,7 3,359 4,8 -4,8 3,659 4,8 -4,8 4,1944 3,6 -3,6 4,3 3.3.6 Curva de errores PUNTOS MEDIA TD Re 1 -1 -1 2,91 2 99 -1 2,546 3 499,5 -0,5 2,461 4 999,7 -0,3 3,103 5 2000,9 0,9 2,9746 6 3001 1 2,953 7 4002,3 2,3 3,659 8 5003,6 3,6 3,638 9 6004 4 3,1458 10 7003,7 3,7 3,359 11 8004,8 4,8 3,659 12 9004,8 4,8 4,1944 13 1003,6 3,6 4,3 Lim Sup. Lim inf 1,91 -3,91 1,546 -3,546 1,961 -2,961 2,803 -3,403 3,8746 -2,0746 3,953 -1,953 5,959 -1,359 7,238 -0,038 7,1458 0,8542 7,059 0,341 8,459 1,141 8,9944 0,6056 7,9 -0,7 Se observa que el error en cada punto de calibracion a medida de que se encuentren mas masas acomuladas 3.3.7 Analice los resultados y de el error maximo : Conocimos nuestras medias , desv , td , y Re que son datos necesarios para observar los errores en nuestro sistema de datos a calibrar , nuestro error maximo fue de 9g 3.3.8 Relato de calibración CERTIFICACIÓN DE CALIBRACIÓN Institución : Universidad antonio nariño - Villavicencio Universitarios : Julian daniel vargas rodriguez Luis arbey corredor Sistema de medición g = gramos ; Balanza digital Resultado calibración Se observo un error maximo 9g en la balanza digital Conjunto de patrones Conjunto de 9 elementos ( masas) Procedimiento Un conjunto de masas que fueron medidas a traves de la balanza digital , con su fin objetivo de demostrarnos nuestros errores al medir 3.3.8 Relatorio ; El valor de la correcion tiende a ser negativo a medidas de mas masas acomuladas 3.4 DETERMINAÇÃO DE UMA MASSA CONHECIDA Para dos puntos de calibracion dado la curva de errores C = - 3. 8 g Re = 3. 6 g A ) Encontrar el valor de referencia de la combinaciones de las masas encontradas(RM) de nuestro resultado de medicion RM = Media + C + Re Media = 5505g C = -3.8 g Re = 3.6g RM = (5501.2+ 3.6) es nuestra razon de de probabilidades o oportunidades B ) encontrar el valor de referencia de la combinaciones de masas encontradas mediante indicaciones RM = Media + C + RE/Sqrt (n) Media = 5503.7 C = -3.8 g Re = 3.6g N = 20 RM = 5503.7 + (-3.8) + 3.6 / Sqrt(20) RM = (5499.90+0.80)g C ) A Traves del error maximo determine RM RM = MEDIA + (Emax + Tstudent * Desv) Media = 5503.4 Emax = 9.7g Tstudent = 2.052 para 95.45% Grados libertad = 49 Desv = 1.69 RM = 5503.4 + (9.7+2.052 * 1.69) RM = 5503.4 +(9.7+3.468) RM = 5503.4 + 13.168 RM = (5503.0+13) g D ) A traves de los 3 resultados anteriores demostrar en un grafico si se interceptan Observando los valores de referencia de cada una , de los valores obtenidos miramos que los puntos si se interceptan en regeiones 3.5 Determinação da massa desconhecida 100 mediciones A) Tendencia (Td) Media = 2330.9 B) Td = 0.8 C) C = -0.8 Valor de massa descohecida (MD) MD = Media + C MD = 2330.1g 3.6 Determinação da soma de massas A ) Como la suma de masas es igual a 3150 g Tenemos que : C = -2 g Re = 3.4g Son datos de nuestra primera tabla general RM = Media + C + Re / sqrt(n) Media = 3151.4 C = -2.0 g Re = 3.4g N = 20 RM = 3151.4+(-2.0)+3.4/sqrt(20) RM = (3149.40+0.76)g B ) Media = 2901.8 C = -1.7g Re = 3.4g RM = Media + C+ Re/Sqrt(n) n = 20 RM = 2901.8+(-1.7)+3.4/sqrt(20) RM = (2900.0+0.76)g C ) con base de los resultados de las preguntas Calcular analiticamente la suma de dos conjuntos a = (3149.40+0.76)g b =(2900.0+0.76)g Suma (a,b) = 6048.20 RM = Suma + incerteza RM = (6048.2+1.2) g D ) la suma de las masas es igual a 6050g Tenemos C = -4.1g Re = 3.7g RM = Media + C +Re/Sqrt(n) I = 6053.3 g N = 20 RM = 6053.4+(-4.1)+3.7/sqrt(20) RM = (6049.3+0.83)g Observamos que el resultado en el d es mas preciso que el resultado c por que posee menor incerteza en el resultado hecho MEJORAS Al iniciar una actividad de calibración observar el objeto calibrador que no tenga imperfecciones Mirar las condicciónes en que se encuentra nuestro objeto calibrador Se debe considerar buena información al aplicar sobre ellos. REFERENCIAS  «Vocabulario internacional de metrología - Conceptos básicos y generales y términos asociados (VIM)». Oficina Internacional de Pesas y Medidas (en inglés, francés). 2008. p. 28. Consultado el 19 de septiembre de 2013.  «Recommended Calibration Interval». Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (en inglés). 15 de mayo de 2013. Archivado desde el original el 4 de octubre de 2013. Consultado el 19 de septiembre de 2013. GLOSARIO ; RM = razon de posibilidades Incerteza = son las propagaciones de errores Tendencia = tienden a ocurrir errores de mediciones Correcion = la medida que se toma despues de que se presento el problema CONCLUSIONES En este trabajo se intentó ampliar más dentro del conocimiento de algunosinstrumentos de medición y calibración existentes en el ámbito de la medición, así se lograrondisipar algunas dudas de los métodos y formas correctas de medición, todo este informeexplicó lo que hemos aprendido a hacer en el laboratorio, tanto en la parte teórica comopractica Gracias a este laboratorio logramos entender aún más la importancia que tiene lametrología para la vida industrial y académica porque con un trabajo minucioso de cadainstrumento de medición se logra crear profesionales que enfrentaran problemáticas de ordencuantitativo con un mayor grado de exactitud.