Incertidumbre de la medición de la temperatura dependiendo del error y de la resolución del termómetro

La precisión de medición de la temperatura es una diferencia determinada por la precisión finita, entre el valor real y el valor medido.

Como no se conoce el valor real, que sólo se puede determinar con un cierto rango de probabilidad en la que se encuentra. Por lo tanto, la exactitud de medición de la temperatura se determina por el valor de la incertidumbre de los resultados. Hay una serie de documentos de normalización, la definición de los requisitos y los procedimientos para la expresión de la incertidumbre. La definición y el cálculo de la incertidumbre de los resultados de programas de medición, entre otros, documento Evaluation of measurement data — Guide to the expression of uncertainty in measurement; JCGM 100:2008 (with further supplements).

Error límite y total

De acuerdo con las recomendaciones según el documento anterior, el concepto de error y la incertidumbre sólo se utiliza para describir la exactitud del aparato de medición.

En caso de cada termómetro, la precisión está relacionada con el error límite, que aparece en cualquier documentación técnica:

1. error relativo límite del termómetro se expresa como un valor de porcentaje, p.ej. δT = ±1%,
2. error límite absoluto como una gama de valores de temperatura, p.ej. ΔT = ±1°C.

Error total, dependiendo de la construcción y de la precisión del termómetro puede ser:

• error del valor medido,- error del rango de medición,- error del valor medido y del rango de medición,- error del valor medido + error adicional,- error del valor medido + error de resolución.

Resolución del termómetro

La resolución es, junto al error límite, un parámetro clave de los termómetros.

El valor de la resolución es el menor aumento de valor de la temperatura posible de medir por el termómetro dado.

Por ejemplo, la temperatura de 23,5°C que aparece en la pantalla del termómetro digital se mide con una resolución de 0,1°C. Sin embargo, esto no significa, que las mediciones tengan la misma precisión. En el caso de los termómetros de muy baja resolución, el valor de resolución puede acercarse al valor del error límite del termómetro. Sin embargo, en los instrumentos de precisión, el valor de la resolución es siempre mucho menor que el error límite.

En la práctica, el error resultante de la resolución finita del termómetro es un conjunto de error límite.

Incertidumbre en la medición de temperatura

El error del termómetro y la precisión de la medición de temperatura están estrechamente relacionados, aunque no sean numéricamente iguales.

Conociendo el error total del termómetro y determinando el valor de la incertidumbre de la medición, se puede determinar la exactitud de las mediciones de temperatura.

El valor de la incertidumbre de medida afecta todos los errores del dispositivo:

• error total del termómetro,- error total del conversor de temperatura,- error total del sensor de temperatura,- tolerancia de realización del sensor,- todos los errores adicionales que se puedan identificar y señalizar numéricamente. Al determinar la incertidumbre del resultado de la medición se tiene en cuenta también cualquier otra fuente, que pueda describirse numéricamente como por ejemplo:
• dispersión de la medición,
• inestabilidad de parámetros,
• la exactitud de los cálculos numéricos,
• la exactitud de la computación constante,
• y otros.

Directrices sobre la exactitud de medición

Las cuestiones relacionadas con la exactitud de la medición de temperatura se refiere a la siguiente lista de documentos legales, normas y recomendaciones de normalización:

• Evaluation of measurement data — Guide to the expression of uncertainty in measurement; JCGM 100:2008 (with further supplements);
• ISO/IEC Guide 99:2010. Diccionario Internacional de meteorología – Conceptos básicos y generales y plazos asociados a ellos (VIM);
• EN ISO/IEC 17025. Requisitos generales para la competencia de laboratorios de calibración y ensayo;
• EN ISO/IEC 10012. Sistemas de gestión de las mediciones. Requisitos para los procesos de medición y equipos de medición;- PISO 5725. Exactitud (veracidad y precisión) de los métodos de medición y sus resultados;
• EN 13486. Termómetros de medición de la temperatura del aire y también para el transporte de productos, almacenamiento y distribución de alimentos refrigerados, congelados, ultracongelados y helados - Pruebas, requisitos, idoneidad;
• EN 60584. Termopares, donde la normativa define las características metrológicas, los parámetros y los equipos de sensores termoeléctricos;
• EN 60751. Sensores industriales de platino de termómetros de resistencia y sensores de temperatura de platino, la normativa define las propiedades físicas, meteorológicas y los parámetros estables de sensores de resistencia de platino.

Conclusión

El error límite y la resolución se caracterizan directamente por los dispositivos de medición de temperatura. Su tamaño depende de los métodos de medición, sensores de temperatura, transmisores y sistemas de medición utilizados en los termómetros. Determinando la exactitud de los resultados, es necesario determinar el valor de la incertidumbre de medición de la temperatura.