Para cada medición, la respuesta a la pregunta de qué tan "buena" debe ser una medición para cumplir con una especificación particular a menudo está dictada por lo que se denomina "Reglas de decisión".
TAR (Proporción de precisión de la prueba) y TUR (Proporción de incertidumbre de la prueba) son las principales reglas de decisión aceptadas en la industria. Para entender mejor estas terminologías, necesitamos familiarizarnos con algunos conceptos básicos, tales como:
1. ¿Qué es la precisión?
La precisión de un instrumento de medición es la indicación de la capacidad de un instrumento de medición para dar respuestas cercanas al valor real del parámetro que se mide.
2. ¿Cuál es la precisión de una medición?
La precisión de una medición es la indicación de qué tan cerca el resultado de la medición concuerda con el valor real del parámetro que se está midiendo.
El verdadero valor siempre se desconoce; por lo tanto, la precisión siempre se calcula como una estimación, lo que a su vez confirma que la precisión es simplemente un valor cualitativo.
Para obtener una mejor comprensión y dar más significado, la precisión a menudo se define con información sobre la incertidumbre del sistema de medición.
3. ¿Qué es la Incertidumbre?
La incertidumbre establece el rango de valores probables para el parámetro que se mide, con un nivel de confianza específico. Para definirlo mejor, son las "precisiones" acumulativas de las variables involucradas en la medición las que aseguran que los valores medidos se encuentren dentro de los límites dados.
Ahora que estamos familiarizados con los términos, pasemos a lo que es TAR.
TAR= Tolerancia de la unidad bajo prueba (UUT) / Precisión del estándar de referencia
TAR incorpora el uso del análisis cualitativo y despliega precisión en su cálculo, que es simplemente una indicación de la "calidad potencial del instrumento".
El concepto de incertidumbre y precisión a menudo se malinterpreta y parece confuso. ISO/IEC 7025 establece la importancia de calcular correctamente la incertidumbre como requisito principal en lo que respecta al aseguramiento de la calidad. Si no se especifica en detalle, a menudo es muy fácil para los fabricantes adoptar atajos y continuar confiando únicamente en los detalles de precisión.
Esta misma razón hace que sea muy difícil digerir la adopción de seguir confiando en el cálculo de TAR en la industria.
TUR por otro lado = Tolerancia de la unidad bajo prueba (UUT) / Incertidumbre del estándar de referencia (para ser más precisos, Incertidumbre del sistema de medición en su conjunto para incluir contribuciones de la UUT para repetibilidad y resolución)
TUR enfatiza la incertidumbre del proceso de calibración y ayuda a brindarle al usuario final una relación que es más confiable y significativa en términos de implementación.
Veamos un ejemplo de cómo se realiza un cálculo de escenario de la vida real durante la medición.
La TAR suele expresarse como un porcentaje de tolerancia (25%) o un valor único (4). Consideremos un ejemplo en el que el TAR se calcula como un valor único y se requiere que sea igual o mayor que cuatro.
Para el primer ejemplo, se mide una pieza fabricada y la característica medida es un eje de 20 mm de diámetro con una tolerancia de ± 0,015 mm. El instrumento de medición es un micrómetro exterior de 0-25 mm, con una tolerancia de precisión especificada de ± 0,001 mm.
El alquitrán se calcula como 𝑇𝐴𝑅 = ± 𝑇𝑜𝑙𝑒𝑟𝑎𝑛𝑐𝑒 𝑏𝑒𝑖𝑛𝑔 𝑐ℎ𝑒𝑐𝑘𝑒𝑑/± 𝐴𝑐𝑐𝑢𝑟𝑎𝑐𝑦 𝑜𝑓 𝑚𝑒𝑎𝑠𝑢𝑟𝑖𝑛𝑔 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑝𝑚𝑒𝑛𝑡
= ±0,015 mm/ ± 0,001 mm = 15
En este primer ejemplo, el TAR = 15 es aceptable ya que es mayor que el requisito de cuatro.
Según esta regla, el micrómetro exterior es una opción aceptable para equipos de medición.
Para un segundo ejemplo, veamos la calibración de este mismo micrómetro exterior. La calibración se realiza utilizando bloques patrón Grado AS-1. La tolerancia para los bloques patrón de grado AS-1 (según el estándar) es de hasta 25 mm, es decir, ± 0,30 µm.
El TAR se calcula como 𝑇𝐴𝑅 = ± 𝑇𝑜𝑙𝑒𝑟𝑎𝑛𝑐𝑒 𝑏𝑒𝑖𝑛𝑔 𝑐ℎ𝑒𝑐𝑘𝑒𝑑 / ± 𝐴𝑐𝑐𝑢𝑟𝑎𝑐𝑦 𝑜𝑓 Referencia 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑝𝑚𝑒𝑛𝑡 = ± 1 μm / ± 0.3 μm = 3.3
En este caso, el TAR = 3.3 no es aceptable y se deben considerar diferentes bloques patrón.
Esto representa un ejemplo simple de cómo se usa TAR para determinar los valores de decisión.
TUR, la evaluación de la incertidumbre de la medición se presentó en la práctica de calibración comercial a fines de la década de 1990. A medida que más y más laboratorios de calibración comenzaron a calcular y documentar la incertidumbre, la práctica de usar cálculos TAR comenzó a ser reemplazada por el índice de incertidumbre de la prueba, TUR. El uso de reglas simples de decisión de aceptación y rechazo con requisitos TUR ahora se encuentra en muchas normas nacionales e internacionales para la calibración de equipos de medición.
La TUR se calcula de manera similar a la TAR; sin embargo, se necesita una estimación de la incertidumbre de la medición. Para el mismo ejemplo de micrómetro discutido anteriormente, un micrómetro exterior de 0-25 mm se calibra con bloques patrón de grado 0. En ese ejemplo, la estimación de la incertidumbre de la medición es de ± 0,25 µm.
El Tur se calcula como 𝑇𝑈𝑅 = ± 𝑇𝑜𝑙𝑒𝑟𝑎𝑛𝑐𝑒 𝑏𝑒𝑖𝑛𝑔 𝑐ℎ𝑒𝑐𝑘𝑒𝑑/ ± 𝑀𝑒𝑎𝑠𝑢𝑟𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡 𝑢𝑛𝑐𝑒𝑟𝑡𝑎𝑖𝑛𝑡𝑦 de referencia
= ± 1 μm/ ± 0,25 μm = 4
Si se usan bloques de medición de grado 0 con una tolerancia de ± 0.14 µm de hasta 25 mm, el TAR nuevo se calcula como 𝑇𝐴𝑅 = ± 𝑇𝑜𝑙𝑒𝑟𝑎𝑛𝑐𝑒 𝑏𝑒𝑖𝑛𝑔 𝑐ℎ𝑒𝑐𝑘𝑒𝑑 ± 𝐴𝑐𝑐𝑢𝑟𝑎𝑐𝑦 𝑜𝑓 𝑚𝑒𝑎𝑠𝑢𝑟𝑖𝑛𝑔 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑝𝑚𝑒𝑛𝑡 = ± 1 μm/ ± 0.14 μm = 7.1
Por lo tanto, se cumple el requisito de TUR ≥ 4 y se puede utilizar una regla de decisión de aceptación simple. En este ejemplo, la TUR = 4 cuando la TAR = 7,1. Por lo tanto, proporciona una prueba de por qué TUR proporciona más información que TAR, para un valor de decisión que está cerca de los estándares esperados.
Los crecientes estándares de la industria están impulsando el cambio al llevar a la industria a considerar la incertidumbre de la medición y, por lo tanto, adoptar TUR sobre TAR. TUR garantiza una mejor conformidad con los estándares de la industria en relación con la calibración, en donde los laboratorios están obligados a documentar la regla de decisión correspondiente que se emplea, teniendo en cuenta y entendiendo el verdadero propósito de TAR/TUR, que es evitar la falsa aceptación de elementos no conformes. Dichos mecanismos pueden ayudar a reducir los costos de calibración y los tiempos de inactividad.
La decisión de utilizar TAR o TUR a menudo se encuentra en el corazón de la medición. ¡Es importante definir claramente las expectativas y los términos para evitar ambigüedades!