Resolución de Instrumento de Medición

Preguntas frecuentes

Uno de los elementos más importantes en el diseño de sistemas de medición, es la selección del instrumento de medición idóneo para la medición efectiva de la característica de producto o proceso deseada.

Una regla práctica para escoger la resolución del instrumento de medición es que ésta debe ser de al menos 1/10 del rango a ser medido.

En forma más estricta, debemos poder discriminar al menos un décimo de la variación que se desea medir.

En ingeniería, la resolución se refiere a la capacidad de un sistema o instrumento para detectar y mostrar cambios o variaciones pequeñas en una magnitud o medida. Es decir, es la mínima cantidad o el menor cambio que puede ser detectado y expresado por el sistema o el instrumento de medición.

La resolución en ingeniería se relaciona con la precisión y sensibilidad de una medición. Una mayor resolución implica que el sistema o instrumento puede distinguir y representar de manera más precisa los cambios o diferencias en la magnitud que se está midiendo.

En el contexto de un instrumento de medición, la resolución se refiere al menor incremento o paso en la escala del instrumento que puede ser observado y leído. Es la mínima división en la escala que muestra el valor medido.

Otra forma de ver la resolución es considerarla como la más pequeña unidad legible o límite de detección. Es una propiedad determinada por el diseño del instrumento de medición.

Por ejemplo, si tenemos un termómetro con una resolución de 0.1°C, significa que el termómetro puede detectar cambios de temperatura de 0.1°C y mostrarlos en la escala, pero no es capaz de mostrar variaciones más pequeñas. Si la temperatura actual es 25.35°C, el termómetro solo podrá mostrar valores como 25.3°C, 25.4°C, 25.5°C y así sucesivamente.

Una regla práctica para escoger la resolución del instrumento de medición es que ésta debe ser de al menos 1/10 del rango a ser medido.

En forma más estricta, debemos poder discriminar al menos un décimo de la variación que se desea medir.

La necesidad de resolución, precisión y sensibilidad:

• Necesitamos saber si las piezas cumplen con la especificación del cliente. En este caso calculamos la resolución del instrumento de medición como 1/10 del rango de tolerancia en la especificación.

• Necesitamos conocer la variación de las piezas/proceso para identificar causas especiales de variación, implementación de controles estadísticos o para cálculos de capability (Cp, Cpk).

En este caso se muestra que el instrumento de medición utilizado para saber si las piezas están dentro del rango de especificación pudiera no ser útil para la detección de variación entre las piezas. El diseñador del sistema de medición debe tomar decisiones y seleccionar el instrumento de medición adecuado.

La resolución se relaciona con la capacidad de un instrumento para detectar y mostrar cambios pequeños en la magnitud, mientras que la precisión se refiere a qué tan cerca están los resultados medidos del valor verdadero o estándar.

Una mayor precisión implica una menor dispersión o variabilidad en las mediciones repetidas.

Un instrumento puede tener alta resolución, lo que le permite detectar cambios pequeños, pero puede no ser preciso si sus mediciones no están cercanas al valor verdadero. Por otro lado, un instrumento puede ser preciso, proporcionando mediciones consistentes y cercanas al valor verdadero, pero puede tener una baja resolución y no detectar cambios pequeños en la magnitud.

Supongamos que tenemos una balanza para medir la masa de objetos y esta balanza tiene una resolución de 0.01 gramos, lo que significa que puede detectar y mostrar cambios de 0.01 gramos en la masa.

Ejemplo de resolución: Colocamos un objeto en la balanza y el resultado mostrado es de 100.21 gramos. Si quitamos ese objeto y colocamos otro más ligero en su lugar, la balanza mostrará un valor de 100.20 gramos, lo que indica que ha detectado el cambio de 0.01 gramos en la masa.

Por otro lado, la precisión se refiere a qué tan cercanas son las mediciones del instrumento al valor verdadero o estándar conocido. Supongamos que el objeto real que hemos colocado en la balanza tiene una masa de 100 gramos.

Ejemplo de precisión: Realizamos varias mediciones repetidas con la balanza y obtenemos los siguientes resultados: 100.18 gramos, 100.20 gramos, 100.21 gramos, 100.19 gramos. Estas mediciones son consistentes entre sí y están relativamente cercanas al valor real de 100 gramos. La balanza muestra una precisión en sus mediciones.

En este ejemplo, la balanza tiene una resolución de 0.01 gramos, lo que le permite detectar cambios de esa magnitud en la masa de los objetos. Además, su precisión es alta, ya que sus mediciones repetidas son consistentes y cercanas al valor verdadero. Ambas características, resolución y precisión, son importantes para obtener mediciones confiables y exactas en este contexto de medición de masa.

La sensibilidad se refiere a la capacidad de detectar y responder a cambios pequeños en la magnitud, mientras que la resolución se refiere a la capacidad de discriminar y representar esos cambios en la escala del equipo.

Imagina que tenemos dos termómetros para medir la temperatura en una habitación:

• • Termómetro A: Es muy sensible y tiene una resolución de 0.1°C

• • Termómetro B: Es menos sensible y tiene una resolución de 0.5°C

La temperatura real en la habitación es de 25.6°C.

Resultados de las mediciones:

• • Termómetro A muestra 25.6°C, detecta y muestra el cambio de 0.1°C con precisión.

• • Termómetro B muestra 25.5°C, no detecta el cambio de 0.1°C y muestra el valor anterior más cercano en su escala.

En este ejemplo, el Termómetro A es más sensible y preciso.

Dependiendo del tipo de equipo y el proceso de calibración que se realice, puede haber algunas formas en las que la calibración en instrumentos de medición afecte estos aspectos:

• • Resolución: En algunos equipos de medición, la calibración puede ajustar la escala o la división del instrumento para mejorar su resolución. Por ejemplo, en una balanza, la calibración puede ajustar los puntos de cero y el rango de medición para que el equipo pueda detectar cambios más pequeños en la magnitud.

• • Precisión: La calibración permite verificar y ajustar la precisión del equipo, asegurándose de que las mediciones realizadas sean consistentes y cercanas al valor verdadero o estándar. Durante el proceso de calibración, se comparan las mediciones del equipo con estándares de referencia conocidos y se realizan ajustes para corregir cualquier desviación.

• • Sensibilidad: La calibración también puede mejorar la sensibilidad del equipo para detectar pequeñas variaciones en la magnitud que se está midiendo. Al ajustar correctamente el equipo durante la calibración, se puede mejorar su sensibilidad.

Nuestro ohmímetro tiene una resolución de 0.1 ohmios. Es capaz de detectar y mostrar cambios en la resistencia de 0.1 ohmios.

Imaginemos un amperímetro con una resolución de 0.01 amperios. Puede detectar y mostrar cambios en la corriente eléctrica de 0.01 amperios.

Cuanto menor sea la resolución, más limitada será la capacidad del instrumento para detectar cambios pequeños en la magnitud y mostrarlos con precisión en su escala.

Cuando necesitamos un instrumento de medición capaz de discriminar un producto que cumple o no con ciertas tolerancias en una característica específica, es fundamental seguir un proceso cuidadoso para seleccionar y validar dicho instrumento. Aquí hay algunos pasos importantes para manejar este proceso:

1. Definir las tolerancias: Lo primero es establecer claramente las tolerancias o rangos aceptables para la característica que se quiere medir. Estos límites son cruciales para determinar si un producto cumple con los estándares de calidad establecidos.
2. Identificar los requisitos del instrumento de medición: Con base en las tolerancias definidas, es necesario identificar los requisitos específicos del instrumento de medición que se necesita. Esto incluye considerar la precisión, resolución, rango de medición, repetibilidad y cualquier otra característica necesaria para la tarea.
3. Investigar y seleccionar el instrumento: Realiza una investigación exhaustiva para identificar los instrumentos de medición disponibles en el mercado que cumplan con los requisitos establecidos. Considera la reputación del fabricante, el soporte técnico, la facilidad de uso y las revisiones de otros usuarios.
4. Validación del instrumento de medición: Antes de utilizar el instrumento de medición en la línea de producción, es importante realizar una validación para asegurarse de que el instrumento sea confiable y preciso. Esto puede implicar comparar las mediciones del instrumento con un estándar de referencia o un método alternativo de medición.
5. Establecer criterios de aceptación/rechazo: Define claramente los criterios para aceptar o rechazar un producto en función de las mediciones realizadas con el instrumento. Estos criterios deben estar en línea con las tolerancias previamente establecidas.
6. Entrenamiento y calibración: Asegúrate de que el personal que utilizará el instrumento de medición esté debidamente capacitado para su correcto manejo. Además, programa calibraciones regulares del instrumento de medición para mantener su precisión y confiabilidad.
7. Implementar el control de calidad: Integra el uso del instrumento de medición en el proceso de control de calidad de la línea de producción. Asegúrate de que se realicen las mediciones adecuadas en cada producto y se apliquen los criterios de aceptación/rechazo.
8. Monitoreo y mejora continua: Supervisa regularmente el rendimiento del instrumento de medición y los resultados de las mediciones. Si se detectan problemas o desviaciones, realiza las correcciones necesarias y mejora continuamente el proceso.

Siguiendo estos pasos, garantizarán que el instrumento de medición utilizado sea capaz de discriminar productos que cumplen o no con las características específicas y contribuirá a mantener la calidad y la satisfacción del cliente en tu línea de producción.

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