Determinación de la incertidumbre en instrumentos en programas de ingeniería eléctrica

Palabras clave: Incertidumbre en medición, errores de medición, educación en ingeniería, variables eléctricas, diseño metodológico

Resumen

Cuando los alumnos de Ingeniería Eléctrica inician el curso de Instrumentación y medidas, han visto previamente los cursos de Cálculo, Física, Probabilidad y Estadística; sin embargo, tienen problemas para aplicar los conocimientos adquiridos en la solución de problemas relacionados con mediciones, no solo eléctricas sino de las variables que tienen que ver con el ejercicio de la profesión como lo son: caudales de agua, radiación solar, velocidad del viento y niveles de agua. El artículo muestra cómo integrar todos los conceptos mencionados en el proceso de determinación de la incertidumbre en medidas, con el fin de mejorar la forma como se describen los resultados de los procesos de medición y/o determinación de errores. Con este propósito, se muestra el proceso metodológico descrito mediante un ejemplo para determinar el valor de una resistencia, teniendo en cuenta los datos de las medidas de voltaje y corriente, utilizando pocos datos. El objetivo es conocer la incertidumbre Tipo A, Tipo B y los factores que afectan los procesos de medida debida a: incertidumbre por variaciones aleatorias de las señales medidas, incertidumbre por defectos de los instrumentos, incertidumbre por imprecisión de los instrumentos e incertidumbre por resolución de los mismos. Durante el cálculo de la incertidumbre, el estudiante usa el conocimiento probabilístico adquirido después de determinar el valor de la incertidumbre U, a partir de la incertidumbre combinada u

Biografía del autor/a

Álvaro Espinel-Ortega, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Colombia

PhD. in Software Engineering, Engineering Doctorate Program, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá-Colombia, aespinel@udistrital.edu.co

Adriana Vega-E*, Universidad Distrital Francisco Jose de Caldas, Colombia

PhD. in Engineering, Electrical Engineering Program, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá-Colombia, avegae@udistrital.edu.co

Referencias bibliográficas

G. López and S. Acuña, “Aprendizaje cooperativo en el aula,” Inventio, vol. 7, no. 14, pp. 29–38, Apr. 2011.

R. R. Yager and J. P. Espada, “New Advances in the Internet of Things,” 1st ed., Jordán, Ed. Springer International Publishing, 2018.

E. J. Hernández-Leal, N. D. Duque-Méndez, and J. Moreno-Cadavid, “Big Data: una exploración de investigaciones, tecnologías y casos de aplicación,” TecnoLógicas, vol. 20, no. 39, pp. 15–38, May. 2017.

https://doi.org/10.22430/22565337.685

J. Botero Valencia, L. Castaño Londoño, and D. Marquez Viloria, “Trends in the Internet of Things,” TecnoLógicas, vol. 22, no. 44, pp. 1–2, Jan. 2019. https://doi.org/10.22430/22565337.1241

O. Revelo-Sánchez, C. A. Collazos-Ordóñez, and J. A. Jiménez-Toledo, “El trabajo colaborativo como estrategia didáctica para la enseñanza/aprendizaje de la programación: una revisión sistemática de literatura,” TecnoLógicas, vol. 21, no. 41, pp. 115–134. Jan. 2018. https://doi.org/10.22430/22565337.731

J. I. Cocunubo-Suárez, J. A. Parra-Valencia, and J. E. Otálora-Luna, “Propuesta para la evaluación de Entornos Virtuales de Enseñanza Aprendizaje con base en estándares de Usabilidad,” TecnoLógicas, vol. 21, no. 41, pp. 135–147. Jan. 2018. https://doi.org/10.22430/22565337.732

M. Hernández-de-Menéndez, A. Vallejo Guevara, J. C. Tudón Martínez, D. Hernández Alcántara, and R. Morales-Menendez, “Active learning in engineering education. A review of fundamentals, best practices and experiences,” Int. J. Interact. Des. Manuf., vol. 13, no. 3, pp. 909–922, Sep. 2019.

https://doi.org/10.1007/s12008-019-00557-8

A. M. Ruiz-Ortega, J. J. Gallardo-Rodríguez, E. Navarro-López, and M. del C. Cerón-García, “Project-led-education experience as a partial strategy in first years of engineering courses,” Educ. Chem. Eng., vol. 29, pp. 1–8, Oct. 2019. https://doi.org/10.1016/j.ece.2019.05.004

X. Xie, X. Li, D. Bi, Q. Zhou, S. Xie, and Y. Xie, “Measurement Uncertainty Estimation for Electromagnetism Devices and Equipment Using Extreme Fisher Information,” IEEE Trans. Appl. Supercond., vol. 26, no. 7, pp. 1–5, Oct. 2016. https://doi.org/10.1109/TASC.2016.2610723

J. J. Cárdenas-Monsalve, A. F. Ramírez-Barrera, and E. Delgado-Trejos, “Evaluación y aplicación de la incertidumbre de medición en la determinación de las emisiones de fuentes fijas: una revisión,” TecnoLógicas, vol. 21, no. 42, pp. 231–244, May. 2018. https://doi.org/10.22430/22565337.790

H. A. Canseco, I. López, J. C. Olivares Galván, J. Jiménez, F. González and R. Escarela Pérez “Diseño y construcción de un prototipo de adquisición de datos para diagnosticar fallas de cortocircuito en transformadores,” Pist. Educ., no. 38, vol. 120, pp. 598–615, Oct. 2016.

C. G. López Calvachi, “Diseño e implementación de un prototipo de medición de consumo eléctrico inalámbrico para artículos del hogar monitoreado mediante una página web”, Tesis pregrado, Facultad de ingeniería y ciencias aplicadas, Universidad de las Américas, Quito, 2018. [En línea] Disponible en:

http://dspace.udla.edu.ec/handle/33000/8978

A. I. V. Fernández, J. T. D. las Muelas, L. A. Toribio, M. S. Pérez, R. M. Andrade, and S. S. Sánchez, Fundamentos básicos de la electricidad y magnetismo, 1st ed. Universidad Autónoma San Francisco, 2009.

I. Kestin, “Statistics in medicine,” Anaesth. Intensive Care Med., vol. 13, no. 4, pp. 181–188. Apr. 2012.

https://doi.org/10.1016/j.mpaic.2012.01.006

M. S. Muthuvalu, V. S. Asirvadam, and G. Mashadov, “Performance analysis of Arithmetic Mean method in determining peak junction temperature of semiconductor device,” Ain Shams Eng. J., vol. 6, no. 4, pp. 1203–1210. Dec. 2015. https://doi.org/10.1016/j.asej.2015.04.007

A. Rodríguez Rodríguez, R. J. Lima Pisco, M. A. Padilla Orlando, T. Y. Garcia Ponce, R. Y. Vera Loor, and J. C. Pino Tarragó, La estadística: gnosis del ser humano. Editorial Científica 3Ciencias, 2018.

https://doi.org/10.17993/CcyLl.2018.14

M. E. Gamboa, “Estadística aplicada a la investigación educativa,” Rev. Dilemas Contemp. Educ. Política y Valores, vol. 2, no. 2, pp. 1–32, Oct. 2018.

B. E. B. Carvalho and N. G. Bretas, “Gross error processing in state estimation: Comparing the residual and the error tests,” in 2017 IEEE Manchester PowerTech, Manchester, 2017, pp. 1–5.

https://doi.org/10.1109/PTC.2017.7980921

V. Witkovsky, G. Wimmer, Z. Durisova, S. Duris, and R. Palencar, “Brief overview of methods for measurement uncertainty analysis: GUM uncertainty framework, Monte Carlo method, characteristic function approach,” in 2017 11th International Conference on Measurement, Smolenice, 2017, pp. 35–38.

https://doi.org/10.23919/MEASUREMENT.2017.7983530

O. A. de Acreditación, Estadistica Procedimientos para la evaluación de la incertidumbre de la medición, 1st ed. Irma, 2018. http://materias.fi.uba.ar/6644/info/varios/errores/IRAM%2035050%202001.pdf

W. A. Schmid and R. J. L. Martínez, Guía para la expresión de la incertidumbre de la medición, 1st ed. Centro Nacional de Metrología, 2000.

E. Alnasser, “A Novel Fully Analog Null Instrument for Resistive Wheatstone Bridge With a Single Resistive Sensor,” IEEE Sens. J., vol. 18, no. 2, pp. 635–640, Jan. 2018. https://doi.org/10.1109/JSEN.2017.2777010

Joint Committee for Guides in Metrology (JCGM), “Evaluation of measurement data — Guide to the expression of uncertainty in measurement”, Guides to the expression of uncertainty in measurement, 2008. https://www.bipm.org/utils/common/documents/jcgm/JCGM_100_2008_E.pdf

I. P. Pokrajac, D. Vucic, and P. Okiljevic, “Direct position determination of wideband signals: Coherent and noncoherent approach,” in 2013 11th International Conference on Telecommunications in Modern Satellite, Cable and Broadcasting Services (TELSIKS), Servia, 2013, pp. 77–80.

https://doi.org/10.1109/TELSKS.2013.6704897

Cómo citar
[1]
Álvaro Espinel-Ortega y A. . Vega-E, «Determinación de la incertidumbre en instrumentos en programas de ingeniería eléctrica», TecnoL., vol. 22, n.º 46, pp. 171–183, sep. 2019.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.
Publicado
2019-09-20
Sección
Artículos de investigación

Métricas

Crossref Cited-by logo