El certificado de calibración y su propia configuración indican dos cifras distintas
Incertidumbre de medición en la medición UV
Las hojas de datos de los sensores UV y radiómetros UV indican un porcentaje, normalmente seguido de k = 2. Este valor procede de la calibración y describe la precisión del instrumento en el laboratorio, en la fuente de calibración. En su propio punto de medición, la incertidumbre es mayor, a menudo de forma considerable. Esta página explica de dónde procede la diferencia, qué significa k = 2 y cómo se suman las distintas contribuciones para obtener una cifra defendible para su propia tarea de medición.
La incertidumbre de calibración no es la incertidumbre de medición
La incertidumbre de calibración se aplica a un estado estrictamente definido: la fuente de calibración del laboratorio, el rango espectral calibrado, el rango de medición calibrado, la temperatura ambiente y el día de la calibración. Figura en el certificado de calibración y es la incertidumbre más pequeña que el instrumento tendrá jamás.
La incertidumbre de medición es la cifra que se aplica a su propio resultado. Contiene la incertidumbre de calibración más todo lo que se añade posteriormente: una fuente distinta de la fuente de calibración, una temperatura del sensor diferente, el envejecimiento desde la calibración, la distancia y la alineación respecto a la fuente, y la dispersión de la propia medición.
Indicar la cifra del certificado como incertidumbre de medición la subestima. Para una liberación de proceso, una prueba de capacidad o una evidencia de conformidad con una norma, es la cifra equivocada.
Qué significa k = 2
Lo que se indica no es la incertidumbre típica u, sino la incertidumbre expandida U = k · u. El factor de cobertura k determina con qué nivel de confianza el valor verdadero se encuentra dentro del intervalo indicado:
- k = 1 – nivel de confianza de aprox. 68 %
- k = 2 – nivel de confianza de aprox. 95 %; el valor habitual en los certificados de calibración según DIN EN ISO/IEC 17025
- k = 3 – nivel de confianza de aprox. 99,7 %
Por lo tanto, un porcentaje sin k no se puede evaluar: 5 % con k = 1 y 5 % con k = 2 difieren en un factor de dos. Si una hoja de datos indica una cifra sin factor de cobertura, la especificación está incompleta.
El presupuesto de incertidumbre de un montaje de medición UV
Cada contribución se estima por separado, se convierte en una incertidumbre estándar y solo después se combina. Los órdenes de magnitud indicados a continuación se aplican a los sensores y radiómetros de Opsytec; las cifras correspondientes a un caso concreto figuran en el certificado de calibración y en los datos técnicos del producto respectivo.
Contribuciones a la incertidumbre de medida
| Contribución | Orden de magnitud | De dónde procede el valor, qué la reduce |
|---|---|---|
| Calibración de fábrica | 4,5–6,0 % (k = 2) | certificado de calibración; valor típico de los sensores Opsytec |
| Calibración ISO 17025 | desde 2,8 % (k = 2) | laboratorio de calibración acreditado según DIN EN ISO/IEC 17025 |
| Desajuste espectral | hasta varias decenas de por ciento | mayor contribución individual ante una fuente desconocida; calibrar frente a la fuente real o aplicar un factor de desajuste |
| Linealidad | inferior al 1 % | datos técnicos del sensor |
| Envejecimiento | inferior al 3 % al año | aumenta con el tiempo transcurrido desde la última calibración; definir un intervalo de calibración |
| Deriva por temperatura | inferior al 0,1 % por °C | limitar la temperatura del sensor, prever refrigeración |
| Distancia y alineación | depende de la aplicación | definir una geometría de medición repetible; tener en cuenta la corrección del coseno |
| Repetibilidad | depende de la aplicación | determinar mediante mediciones repetidas en el propio montaje |
Del presupuesto a una cifra
Las contribuciones se suman en cuadratura, no se suman directamente, ya que son independientes entre sí. La incertidumbre estándar combinada se obtiene a partir de las incertidumbres estándar ui:
uc = √(u1² + u2² + … + un²)
Antes de sumarlas, cada contribución se convierte de nuevo a k = 1: un valor indicado con k = 2 se divide entre dos, y un valor límite sin distribución indicada se trata como una distribución rectangular y se divide entre √3. Al final, el resultado se amplía de nuevo con k = 2.
Ejemplo práctico: curado con LED UVA, sensor calibrado frente a la fuente real
| Contribución | Valor de entrada | u (k = 1) |
|---|---|---|
| Calibración de fábrica | 6 % (k = 2) | 3,0 % |
| Desajuste residual tras la calibración específica de la fuente | 4 % (k = 2) | 2,0 % |
| Envejecimiento, un año desde la calibración | menos del 3 %, distribución rectangular | 1,7 % |
| Temperatura del sensor 20 °C por encima de la temperatura de calibración | 2 %, distribución rectangular | 1,2 % |
| Repetibilidad en la posición de medición | a partir de mediciones repetidas | 1,0 % |
| incertidumbre estándar combinada | contribuciones individuales sumadas cuadráticamente | 4,3 % |
| incertidumbre de medición expandida (k = 2) | incertidumbre estándar combinada × 2 | 8,6 % |
El certificado de calibración por sí solo habría indicado un 6 %. Realmente, esta configuración alcanza un 8,6 %, y eso ya con un sensor calibrado con respecto al LED realmente utilizado. Sin una calibración específica para la fuente, el desajuste espectral domina el presupuesto y la cifra alcanza dos dígitos.
Qué significa esto para el control de procesos
Para el seguimiento continuo del proceso no cuenta la lectura absoluta, sino la repetibilidad: ¿se mide la dosis de hoy de la misma manera que la de la semana pasada? La parte sistemática – calibración e incompatibilidad espectral – entra como un factor fijo y se cancela al comparar dos mediciones. Lo que queda es la dispersión.
Por eso, la idoneidad de un sistema de medición se determina mediante la prueba de capacidad con los índices Cg y Cgk, no mediante la cifra del certificado de calibración. No obstante, para la evidencia absoluta ante clientes, auditores o una norma, se aplica la incertidumbre de medición completa del presupuesto.
Dos palancas la reducen de forma más eficaz: la calibración frente a la fuente real y un intervalo de calibración respetado. El laboratorio de calibración ofrece ambas cosas, acreditado según ISO 17025 a petición.
Preguntas frecuentes sobre la incertidumbre de medición
¿Cuál es la diferencia entre la incertidumbre de calibración y la incertidumbre de medición?
La incertidumbre de calibración se indica en el certificado de calibración y se aplica únicamente a la fuente de calibración, al rango espectral y de medición calibrado y al día de la calibración. La incertidumbre de medición se aplica a su propio resultado: contiene la incertidumbre de calibración más el desajuste espectral en la fuente realmente utilizada, la temperatura del sensor, el envejecimiento desde la calibración, la distancia y la alineación, y la dispersión de la medición. Por ello, siempre es mayor que el valor indicado en el certificado.
¿Qué significa k = 2 en una declaración de incertidumbre?
k es el factor de cobertura. Lo que se indica es la incertidumbre expandida U = k · u, no la incertidumbre típica u. k = 2 corresponde a un nivel de confianza de aproximadamente el 95 % y es el valor habitual en los certificados de calibración según DIN EN ISO/IEC 17025. Un porcentaje sin k no se puede evaluar, ya que un 5 % con k = 1 y un 5 % con k = 2 difieren en un factor de dos.
¿Qué magnitud tiene en la práctica la incertidumbre de medición de una medición UV?
Eso depende de la configuración de medición y se determina mediante un presupuesto de incertidumbre. Para el curado UV con LED en UVA con un sensor calibrado frente a la fuente real, la calibración de fábrica, el desajuste residual, un año de envejecimiento, el aumento de la temperatura del sensor y la repetibilidad dan en conjunto aproximadamente un 8,6 % (k = 2), frente al 6 % que resulta únicamente del certificado de calibración. Sin una calibración específica para la fuente, el valor alcanza cifras de dos dígitos.
¿Cuál es la contribución más grande a la incertidumbre de medición?
Por regla general, el desajuste espectral, en cuanto las mediciones se realizan en una fuente distinta a aquella frente a la que se calibró. Puede alcanzar varias decenas de por ciento y superar así la suma de todas las demás contribuciones. Dado que la desviación es sistemática y reproducible, en gran medida se puede eliminar calibrando frente a la fuente real o aplicando el factor de desajuste.
