Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

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Evaluation of Measurement Data Evaluation of Measurement Data Supplement 1 to the Supplement 1 to the Guide to the Expression of Uncertainty Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement in Measurement GUM GUM Propagation of Distributions using Propagation of Distributions using a Monte Carlo Method a Monte Carlo Method

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Evaluation of Measurement DataEvaluation of Measurement Data

Supplement 1 to theSupplement 1 to the

““Guide to the Expression of UncertaintyGuide to the Expression of Uncertainty

in Measurementin Measurement”” –– GUMGUM

Propagation of Distributions usingPropagation of Distributions using

a Monte Carlo Methoda Monte Carlo Method

Page 2: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

ALGUNOS DATOSALGUNOS DATOS

•• 19771977--79 79 CuestionarioCuestionario del BIPM del BIPM sobresobre incertidumbresincertidumbres

•• 1980 1980 RecomendaciRecomendacióónn INCINC--11

•• 1981 1981 EstablecimientoEstablecimiento del WG3 del WG3 sobresobre incertidumbresincertidumbres

bajobajo el ISO TAG4: BIPM, IEC, IFCC, ISO, IUPAC, IUPAP, el ISO TAG4: BIPM, IEC, IFCC, ISO, IUPAC, IUPAP,

OIMLOIML

•• 1993 Guide to the expression of uncertainty in 1993 Guide to the expression of uncertainty in

measurement measurement -- GUMGUM

•• 1995 1995 ReimpresiReimpresióónn de la GUM con de la GUM con correccionescorrecciones mmíínimasnimas

••1997 1997 EstablecimientoEstablecimiento del Joint Committee for Guides del Joint Committee for Guides

in Metrology JCGM in Metrology JCGM –– ReuniReunióónn de ILAC en 1998de ILAC en 1998

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DocumenDocumentostos en preparacien preparacióónn

— Una introducción a la “Guide to the

expression of uncertainty in measurement”

y documentos relacionados

Conceptos y principios básicos.

— Suplemento 1 a la GUM “Propagation of

distributions using a Monte Carlo Method” .

— Suplemento 2 a la GUM “Models with any

number of output quantities”

Page 4: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

Documentos en preparaciDocumentos en preparacióónn

— Suplemento 3 a la GUM

“Modelling”.

— The role of measurement

uncertainty in deciding conformance

to specified requirements.

— Applications of the least-squares

method.

Page 5: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

Supplement 1 to the GUM Supplement 1 to the GUM Supplement 1 to the GUM Supplement 1 to the GUM

Propagation of distributions using Propagation of distributions using Propagation of distributions using Propagation of distributions using

a Monte Carlo Methoda Monte Carlo Methoda Monte Carlo Methoda Monte Carlo Method

OBJETIVO : Superar algunas limitaciones de

la GUM , por ejemplo cuando :

*La linearidad no es aplicable

• El Teorema del Límite Central no es

aplicable .

• La fórmula de Welch-Satterthwaite no es

aplicable

•El modelo matemático es complejo

•Cuando se necesita un intervalo de confianza

con probabilidad estipulada

Page 6: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

CAPITULO 3 : TCAPITULO 3 : Téérminos y Definicionesrminos y Definiciones

3.1 DISTRIBUCION DE PROBABILIDAD

Funcion que da la probabilidad de que una

variable aleatoria tome algun valor dado o

pertenezca a un conunto dado de valores.

Nota.- La probabilidad sobre todo el conjunto

de valores es igual a 1 .

Pueden tomar la forma de una Funcion de

Distribución (DF) o de una Función de

Densidad de Probabilidad (PDF)

Page 7: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

3.2 Funci3.2 Funcióón de Distribucin de Distribucióónn

Función que da para cada valor ε la

probabilidad de que la variable aleatoria X sea

menor o igual que ε .

Page 8: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

3.3 Funci3.3 Funcióón de Densidad de Probabilidad PDFn de Densidad de Probabilidad PDF

Derivada, cuando existe, de la Función de

Distribución.

Page 9: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

3.4 Distribuci3.4 Distribucióón Normaln Normal

Distribución de probabilidad de una variable

aleatoria continua X que tiene la función de

densidad de probabilidad:

Page 10: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

3.5 Distribuci3.5 Distribucióón tn t

Distribución de probabilidad de una variable

aleatoria continua X que tiene la función de

densidad de probabilidad:

Page 11: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

3.6 Expectaci3.6 Expectacióónn

Propiedad de una variable aleatoria que para

una variable aleatoria continua X

caracterizada por una PDF

es dada por :

Page 12: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

3.7 Varianza3.7 Varianza

Propiedad de una variable aleatoria que

para una variable aleatoria continua X

caracterizada por una PDF

es dada por :

Page 13: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

3.8 Desviaci3.8 Desviacióón Estn Estáándarndar

Raiz cuadrada positiva de la varianza :

Page 14: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

3.10 Covarianza3.10 Covarianza

Propiedad de un par de variables aleatorias,

que para dos variables aleatorias continuas X1

y X2 caracterizadas por una PDF conjunta

Donde

Es dada por

Page 15: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

3.11Matriz de Incertidumbre3.11Matriz de Incertidumbre

Matriz de dimension N x N conteniendo en su Matriz de dimension N x N conteniendo en su

diagonal los cuadrados de las incertidumbres diagonal los cuadrados de las incertidumbres

estestáándar asociados con los estiamdos de las ndar asociados con los estiamdos de las

componentes de una magnitud vectorial Ncomponentes de una magnitud vectorial N--

dimensional , y en las posiciones fuera de la dimensional , y en las posiciones fuera de la

diagonal van las covarianzas asociadas con diagonal van las covarianzas asociadas con

los pares de estimados.los pares de estimados.

Page 16: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

3.11Matriz de Incertidumbre3.11Matriz de Incertidumbre

Page 17: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

3.12 Intervalo de Cobertura3.12 Intervalo de Cobertura

Intervalo conteniendo el valor de una Intervalo conteniendo el valor de una

magnitud con una probabildad establecida, magnitud con una probabildad establecida,

basada en la informacibasada en la informacióón disponible.n disponible.

Page 18: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

3.13 Probabilidad de Cobertura3.13 Probabilidad de Cobertura

Probabilidad de que el valor de una magnitud Probabilidad de que el valor de una magnitud

estestéé contenida dentro de un intervalo de contenida dentro de un intervalo de

cobertura especificado.cobertura especificado.

3.14 Longitud de un intervalo de cobertura3.14 Longitud de un intervalo de cobertura

El mayor valor menos el menor valor de un El mayor valor menos el menor valor de un

intervalo de cobertura.intervalo de cobertura.

Page 19: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

3.15 Intervalo de Cobertura 3.15 Intervalo de Cobertura

probabilisticamente simetrico probabilisticamente simetrico

Intervalo de cobertura para una magnitud tal Intervalo de cobertura para una magnitud tal

que la probabilidad de que la magnitud sea que la probabilidad de que la magnitud sea

menor que el mas pequemenor que el mas pequeñño valor del intervalo o valor del intervalo

es igual a la probabilidad de que la magnitud es igual a la probabilidad de que la magnitud

sea mayor que el mas grande valor del sea mayor que el mas grande valor del

intervalo intervalo

Page 20: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

3.16 Intervalo de Cobertura m3.16 Intervalo de Cobertura máás peques pequeñño o

Intervalo de Cobertura para una magnitud con Intervalo de Cobertura para una magnitud con

la mas pequela mas pequeñña longitud de todos los a longitud de todos los

intervalos de Cobertura para dicha magnitud intervalos de Cobertura para dicha magnitud

teniendo la misma probabilidad de Cobertura .teniendo la misma probabilidad de Cobertura .

Page 21: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

3.17 Propagaci3.17 Propagacióón de Distribucionesn de Distribuciones

Metodo usado para determinar la distribuciMetodo usado para determinar la distribucióón n

de probabilidad para una magnitud de salida a de probabilidad para una magnitud de salida a

partir de las distribuciones de probabilidad partir de las distribuciones de probabilidad

asignadas a las magnitudes de entrada de las asignadas a las magnitudes de entrada de las

cuales depende la magnitud de salida .cuales depende la magnitud de salida .

Page 22: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

3.18 Marco de Incertidumbre de la GUM=GUMF3.18 Marco de Incertidumbre de la GUM=GUMF

AplicaciAplicacióón de la ley de propagacin de la ley de propagacióón de la n de la

incertidumbre y la caracterizaciincertidumbre y la caracterizacióón de la n de la

magnitud de salida por una distribucimagnitud de salida por una distribucióón n

gauseana o por una distribucion t desplazada gauseana o por una distribucion t desplazada

y a escala a fin de obtener un intervalo de y a escala a fin de obtener un intervalo de

cobertura.cobertura.

Page 23: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

3.19 M3.19 Méétodo de Monte Carlotodo de Monte Carlo

MMéétodo para la propagacitodo para la propagacióón de distribuciones n de distribuciones

efectuando un muestreo aleatorio en las efectuando un muestreo aleatorio en las

distribuciones de probabilidad.distribuciones de probabilidad.

3.20 Tolerancia Numerica3.20 Tolerancia Numerica

Semiancho del intervalo mas corto Semiancho del intervalo mas corto

conteniendo todos los numeros que pueden conteniendo todos los numeros que pueden

expresarse correctamente con un numero expresarse correctamente con un numero

especificado de digitos decimales especificado de digitos decimales

significativos.significativos.

Page 24: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

4. CONVENCIONES Y NOTACIONES4. CONVENCIONES Y NOTACIONES

4.1 Un modelo matem4.1 Un modelo matemáático de medicion de tico de medicion de

una magnitud escalar puede expresarse como una magnitud escalar puede expresarse como

una relacion funcional f :una relacion funcional f :

Donde Y es una magnitud de salida y X Donde Y es una magnitud de salida y X

representa las N magnitudes de entrada representa las N magnitudes de entrada

Cada XCada Xi i se considera como una variable se considera como una variable

aleatoria con posibles valores aleatoria con posibles valores εε y expectacion y expectacion

xxii ..

Y es una variable aleatoria con posibles Y es una variable aleatoria con posibles

valores y expectacion y .valores y expectacion y .

Page 25: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

4.2 En lugar de los simbolos f ; F para denotar 4.2 En lugar de los simbolos f ; F para denotar

una PDF y una DF respectivamente, se usan una PDF y una DF respectivamente, se usan

los simbolos g ; G . Se los indizara los simbolos g ; G . Se los indizara

apropiadamnente para denotar la magnitud apropiadamnente para denotar la magnitud

involucrada.involucrada.

El simbolo f es reservado para el modelo El simbolo f es reservado para el modelo

matemmatemáático.tico.

4.4 La PDF para X se denota como 4.4 La PDF para X se denota como

Donde Donde ε ε es una variable que describe los es una variable que describe los

posibles valores de X . posibles valores de X .

X es considerada como una variable aleatoria X es considerada como una variable aleatoria

con expectacicon expectacióón E(X) y varianza V(X)n E(X) y varianza V(X)

Page 26: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

4.4 En el caso vectorial la PDF para X se 4.4 En el caso vectorial la PDF para X se

denota como denota como

Donde Donde es un vector variable que es un vector variable que

describe los posibles valores de la magnitud describe los posibles valores de la magnitud

vectorial X . vectorial X .

X es considerada como un vector variable con X es considerada como un vector variable con

expectaciexpectacióón vectorial y matriz de n vectorial y matriz de

covarianza covarianza

Page 27: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

4.9 El t4.9 El téérmino rmino ““Ley de propagacion de Ley de propagacion de

la Incertidumbrela Incertidumbre””

Se aplica al uso de una serie de Taylor con Se aplica al uso de una serie de Taylor con

aproximaciaproximacióón de primer orden al modelo. Si se n de primer orden al modelo. Si se

usa ordenes mayores se cualifica usa ordenes mayores se cualifica

apropiadamemte el tapropiadamemte el téérmino.rmino.

Page 28: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

4.13 Los n4.13 Los núúmeros se expresan de modo que meros se expresan de modo que

indican la cantidad de digitos significativos .indican la cantidad de digitos significativos .

Page 29: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

4.15 Abreviaturas usadas4.15 Abreviaturas usadas

..

Page 30: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

A)A) FORMULACIONFORMULACION

1) Definir la magnitud de salida Y (el 1) Definir la magnitud de salida Y (el

mensurando)mensurando)

2) Determinar las magnitudes de entrada2) Determinar las magnitudes de entrada

de las cuales depende Y .de las cuales depende Y .

3) Desarrollar un modelo que relacione Y con X .3) Desarrollar un modelo que relacione Y con X .

4) Sobre la base del conocimiento disponible 4) Sobre la base del conocimiento disponible

asignar PDFs a las Xasignar PDFs a las Xi i . Si es necesario . Si es necesario

asignar PDFs conjuntas a aquellas Xasignar PDFs conjuntas a aquellas Xi i que no que no

son independientesson independientes

5. PRINCIPIOS BASICOS5. PRINCIPIOS BASICOS

5.1 ETAPAS PRINCIPALES DE LA 5.1 ETAPAS PRINCIPALES DE LA

EVALUACION DE INCERTIDUMBREEVALUACION DE INCERTIDUMBRE

Page 31: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

b) PROPAGACIONb) PROPAGACION

Propagar las PDF de las XPropagar las PDF de las Xi i a traves del modelo a traves del modelo

para obtener la PDF para Y . para obtener la PDF para Y .

c) RESUMENc) RESUMEN

Usando la PDF obtener:Usando la PDF obtener:

1)1)La expectaciLa expectacióón de Y, tomada como un n de Y, tomada como un

estimado y del mensurando .estimado y del mensurando .

2)2)La desviaciLa desviacióón estn estáándar de Y, tomada como la ndar de Y, tomada como la

incertidumbre estincertidumbre estáándar u(y) asociada a y ndar u(y) asociada a y

3)3)Un intervalo de cobertura que contenga a Y Un intervalo de cobertura que contenga a Y

con una especificada probabilidad (probabilidad con una especificada probabilidad (probabilidad

de cobertura) .de cobertura) .

Page 32: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

5.1.3 Los pasos en la etapa de Formulacion 5.1.3 Los pasos en la etapa de Formulacion

son hechas por el metrologo posiblemente son hechas por el metrologo posiblemente

con el soporte tecnico necesario.con el soporte tecnico necesario.

En este Suplemento se dan las orientaciones En este Suplemento se dan las orientaciones

detalladas para las etapas de Propagacion y detalladas para las etapas de Propagacion y

Resumen .Resumen .

Page 33: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

En este Suplemento se presenta una En este Suplemento se presenta una

aproximaciaproximacióón considerada generalmente n considerada generalmente

eficiente para determinar numericamente eficiente para determinar numericamente

(aproximacion num(aproximacion numéérica) la funcirica) la funcióón de n de

distribucidistribucióón G para Y:n G para Y:

Se basa en la aplicaciSe basa en la aplicacióón del mn del méétodo de Monte todo de Monte

Carlo (MCM) como una implementacion de la Carlo (MCM) como una implementacion de la

propagacipropagacióón de distribuciones.n de distribuciones.

5.2 PROPAGACION DE DISTRIBUCIONES5.2 PROPAGACION DE DISTRIBUCIONES

Page 34: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...
Page 35: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

5.2 OBTENIENDO LA INFORMACION DEL 5.2 OBTENIENDO LA INFORMACION DEL

RESUMENRESUMEN

5.3.2 El intervalo de cobertura para Y puede 5.3.2 El intervalo de cobertura para Y puede

determinarse a partir de determinarse a partir de

Sea Sea α α cualquier valor numerico entre 0 y (1cualquier valor numerico entre 0 y (1--p)p)

Donde p es la probabilidad de cobertura Donde p es la probabilidad de cobertura

requerida. Los puntos extremos del intervalo requerida. Los puntos extremos del intervalo

de cobertura 100p% para Y son de cobertura 100p% para Y son

Page 36: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

5.3.3 Al elegir se logra que el 5.3.3 Al elegir se logra que el

intervalo de cobertura definido por los intervalo de cobertura definido por los

quantiles quantiles

sea un intervalo de cobertura al 100p% sea un intervalo de cobertura al 100p%

probabilisticamente simetrico .probabilisticamente simetrico .

Page 37: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

5.3.4 Un valor numerico de 5.3.4 Un valor numerico de αα diferente dediferente de

puede ser mas apropiado si la PDF es puede ser mas apropiado si la PDF es

asimetrica.asimetrica.

El intervalo de cobertura al 100p% mas corto El intervalo de cobertura al 100p% mas corto

podria usarse en este caso. Este tiene la podria usarse en este caso. Este tiene la

propiedad de que para una PDF unimodal (de propiedad de que para una PDF unimodal (de

un solo pico) este intervalo contiene a la un solo pico) este intervalo contiene a la

moda, el valor mas probable de Y. moda, el valor mas probable de Y.

Se obtiene por el valor numerico de Se obtiene por el valor numerico de αα que que

satisface ,si satisface ,si

es unimodal y en general por el valor numerico es unimodal y en general por el valor numerico

de de αα tal que tal que

Page 38: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

5.3.5 El intervalo de cobertura al 100p% 5.3.5 El intervalo de cobertura al 100p%

probabilisticamente simetrico y el mas corto probabilisticamente simetrico y el mas corto

intervalo de cobertura al 100p% son identicos intervalo de cobertura al 100p% son identicos

si la PDF es simetrica , tal como lo es para las si la PDF es simetrica , tal como lo es para las

PDFs gauseanas y tipo t corridas y a escala PDFs gauseanas y tipo t corridas y a escala

usadas en el GUMF . Asi cualquiera de estos usadas en el GUMF . Asi cualquiera de estos

intervalos puede usarse.intervalos puede usarse.

Page 39: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

5.3. 6 La figura 1 muestra la funcion de 5.3. 6 La figura 1 muestra la funcion de

Distribucion correspondiente a una PDF Distribucion correspondiente a una PDF

asimetrica. Las lineas verticales punteadas asimetrica. Las lineas verticales punteadas

marcan los puntos extremos del intervalo de marcan los puntos extremos del intervalo de

cobertura probabilisticamente simetrico al cobertura probabilisticamente simetrico al

100p% y las lineas horizontales punteadas 100p% y las lineas horizontales punteadas

marcan los correspondientes puntos de marcan los correspondientes puntos de

probabilidad 0,025 y 0,0975 . probabilidad 0,025 y 0,0975 .

Las lineas continuas marcan los puntos Las lineas continuas marcan los puntos

extremos del intervalo de cobertura mas corto extremos del intervalo de cobertura mas corto

al 95% y los correspondientes puntos de al 95% y los correspondientes puntos de

probabilidad, que son 0,006 y 0,956.probabilidad, que son 0,006 y 0,956.

Ls longitudes de estos intervalos son 1,76 Ls longitudes de estos intervalos son 1,76

unidades y 1,69 unidades respectivamente.unidades y 1,69 unidades respectivamente.

Page 40: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

..

Page 41: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

5.4 IMPLEMENTACION DE LA PROPAGACION 5.4 IMPLEMENTACION DE LA PROPAGACION

DE LAS DISTRIBUCIONESDE LAS DISTRIBUCIONES

Puede hacerse de varias maneras:Puede hacerse de varias maneras:

Page 42: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

MCM tal como se presenta aquMCM tal como se presenta aquíí se considera se considera

una herramienta poderosa para obtener una herramienta poderosa para obtener

representaciones numericas de la distribucion representaciones numericas de la distribucion

de la magnitud de salida (mensurando) mas de la magnitud de salida (mensurando) mas

que una simulacique una simulacióón en sn en síí misma. En el misma. En el

contexto de la etapa de propagacicontexto de la etapa de propagacióón de la n de la

incertidumbre , el probelma a resolver es incertidumbre , el probelma a resolver es

deterministico, no habiendo proceso fisicos deterministico, no habiendo proceso fisicos

aleatorios a ser simulados.aleatorios a ser simulados.

Page 43: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

5.4.2 y 5.4.3 5.4.2 y 5.4.3

Para modelos lineales o linearizados y Para modelos lineales o linearizados y

magnitudes de entrada con PDFs gauseanas magnitudes de entrada con PDFs gauseanas

esta aproxiamcion produce resultados esta aproxiamcion produce resultados

consistentes con el GUMF. consistentes con el GUMF.

Sin embargo en casos donde la condiciones Sin embargo en casos donde la condiciones

del GUMF no son aplicables o se duda de su del GUMF no son aplicables o se duda de su

aplicabilidad , la aproximaciaplicabilidad , la aproximacióón de este n de este

Suplemento puede generalmente esperarse Suplemento puede generalmente esperarse

que produzca un valido enunciado de que produzca un valido enunciado de

incertidumbre . incertidumbre .

Una de sus bondades es que no hace Una de sus bondades es que no hace

suposiciones para lograr cada vez mejores suposiciones para lograr cada vez mejores

aproximaciones.aproximaciones.

Page 44: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

5.4.4 En la figura 2 se ilustra el caso de la 5.4.4 En la figura 2 se ilustra el caso de la

propagacion de PDFs para las tres magnitudes propagacion de PDFs para las tres magnitudes

independientes de entrada Xindependientes de entrada Xi i a traves del a traves del

modelo para producir la PDF de la magnitud modelo para producir la PDF de la magnitud

de salidade salida

Esta figura puede compararse con la figura 3 Esta figura puede compararse con la figura 3

para la Ley de propagacion de la para la Ley de propagacion de la

Incertidumbre.Incertidumbre.

Las entradas son gauseana, triangular y Las entradas son gauseana, triangular y

gauseana respectivamente .gauseana respectivamente .

La salida es asimetrica como generalmente La salida es asimetrica como generalmente

surge para modelo no lineales o asimetricos.surge para modelo no lineales o asimetricos.

Page 45: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

..

Page 46: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

5.4.5 En la pr5.4.5 En la prááctica solo para los casos ctica solo para los casos

simples puede implementarse la propagacisimples puede implementarse la propagacióón n

de las distribuciones sin hacer de las distribuciones sin hacer

aproximaciones . aproximaciones .

El GUMF implementa un metodo aproximado y El GUMF implementa un metodo aproximado y

el MCM otro. el MCM otro.

Para un pequePara un pequeñño pero importante grupo de o pero importante grupo de

problemas el GUMF es exacto. problemas el GUMF es exacto.

El MCM nunca es exacto pero es mas valido El MCM nunca es exacto pero es mas valido

que el GUMF para una gran cantidad de que el GUMF para una gran cantidad de

problemasproblemas

Page 47: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

5.5 REPORTANDO LOS RESULTADOS5.5 REPORTANDO LOS RESULTADOS

5.5.1 Tipicamente los siguientes resultados 5.5.1 Tipicamente los siguientes resultados

deberian reportarse al usar la propagacion de deberian reportarse al usar la propagacion de

distribuciones:distribuciones:

Page 48: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

5.5.2 y ; u(y) y los puntos extremos del 5.5.2 y ; u(y) y los puntos extremos del

intervalo de coberura al 100p% para Y intervalo de coberura al 100p% para Y

deberian ser reportados con una cantidad de deberian ser reportados con una cantidad de

digitos deciamles tal que el digito decimal digitos deciamles tal que el digito decimal

menos significativo este en la mismo posicion menos significativo este en la mismo posicion

con respecto al decimal de u(y) (igual que en con respecto al decimal de u(y) (igual que en

la GUM)la GUM)-- Usualmente uno o dos digitos son Usualmente uno o dos digitos son

adecuados para representar u(y) .adecuados para representar u(y) .

Si los resultados van a usarse en calculos Si los resultados van a usarse en calculos

adicionales debe considerarse si es que hay adicionales debe considerarse si es que hay

que retener digitos adicionales.que retener digitos adicionales.

Page 49: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...
Page 50: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

5.7 CONDICIONES PARA LA APLICACION 5.7 CONDICIONES PARA LA APLICACION

VALIDA DEL GUMF PARA MODELOS LINEALESVALIDA DEL GUMF PARA MODELOS LINEALES

Page 51: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

�� El nEl núúmero total de grados de libertad asociado a mero total de grados de libertad asociado a uucc(y(y) se calcula con la ecuaci) se calcula con la ecuacióón de n de WelchWelch--SatterthwaiteSatterthwaite G.2b de la pG.2b de la páág. 127 de la GUM :g. 127 de la GUM :

∑=

=N

i i

i

ceff

yu

yu

1

4

4

)(

)(

ν

ν

Page 52: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

5.7.2 Se puede determinar un intervalo de 5.7.2 Se puede determinar un intervalo de

cobertura en terminos de la informacion del cobertura en terminos de la informacion del

GUMF bajo las sgtes condiciones: GUMF bajo las sgtes condiciones:

Page 53: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

5.7.3 Cuando las condiciones de 5.7.2 son 5.7.3 Cuando las condiciones de 5.7.2 son

validas los resultados de la aplicacivalidas los resultados de la aplicacióón del n del

GUMF se espera que sean validos para los GUMF se espera que sean validos para los

modelos lineales .modelos lineales .

Estas condiciones se aplican en muchas Estas condiciones se aplican en muchas

circunstancias.circunstancias.

Page 54: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

5.9 APROXIMACION DE MONTE CARLO A LA 5.9 APROXIMACION DE MONTE CARLO A LA

PROPAGACION Y RESUMEN DE SUS ETAPASPROPAGACION Y RESUMEN DE SUS ETAPAS

5.9.1 El MCM es una herramienta poderosa 5.9.1 El MCM es una herramienta poderosa

para aproximar numericamente la para aproximar numericamente la

representacion de G, la funcion de representacion de G, la funcion de

distribucion de Y . distribucion de Y .

La idea central consiste en muestrear La idea central consiste en muestrear

repetidamente en las PDFs de las X repetidamente en las PDFs de las X i i

y evaluar el modelo matematico f en cada y evaluar el modelo matematico f en cada

caso.caso.

Page 55: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

5.9.2 Puesto que G tiene toda la informacion 5.9.2 Puesto que G tiene toda la informacion

conocida de Y , cualquier propiedad de Y tal conocida de Y , cualquier propiedad de Y tal

como la expectacion, la varianza, y los como la expectacion, la varianza, y los

intervalos de cobertura pueden obtenerse intervalos de cobertura pueden obtenerse

usando G .usando G .

La calidad de estos calculos puede mejorarse La calidad de estos calculos puede mejorarse

aumentando el numero de veces que se aumentando el numero de veces que se

muestrea las PDFs .muestrea las PDFs .

Page 56: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

5.9.4 Si los diversos y5.9.4 Si los diversos yr r con r= 1,2,..... M con r= 1,2,..... M

representan M valores obtenidos al muestrear representan M valores obtenidos al muestrear

independientemente las PDF para Y, entonces independientemente las PDF para Y, entonces

la expectacion E(Y) y la varianza V(Y) pueden la expectacion E(Y) y la varianza V(Y) pueden

aproximarse usando los valores yaproximarse usando los valores yr r

Sea MSea MyDyD el numero de yel numero de yr r que son no mayores que son no mayores

que yque yDD el cual es un nel cual es un núúmero prescrito mero prescrito

cualquiera.cualquiera.

La probabilidad Pr(Y<= yLa probabilidad Pr(Y<= yDD) se aproxima por) se aproxima por

MMyDyD / M. / M.

Asi los yAsi los yrr proveen una funcion de proveen una funcion de

aproximacion paso a paso (como un aproximacion paso a paso (como un

histograma) a la funcion de distribucion histograma) a la funcion de distribucion

Page 57: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

5.9.5 Cada y5.9.5 Cada yr r se obtiene muestreando se obtiene muestreando

aleatoriamente en cada PDF para los Xaleatoriamente en cada PDF para los Xii y y

evaluando el modelo en los valores evaluando el modelo en los valores

muestreados para obtener G.muestreados para obtener G.

La salida primaria del MCM son los yLa salida primaria del MCM son los yr r arreglados en orden esctrictamente arreglados en orden esctrictamente

creciente.creciente.

Page 58: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

5.9.6 Pasos del Metodo de Monte Carlo 5.9.6 Pasos del Metodo de Monte Carlo

Page 59: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

Si M=10 Si M=10 4 4 la aproximacion para E(Y) seria del la aproximacion para E(Y) seria del

orden del 1% y si M= 10 orden del 1% y si M= 10 6 6 seria del orden del seria del orden del

0,1 % para E(Y) .0,1 % para E(Y) .

5.9. 7 La efectividad del MCM depende de que 5.9. 7 La efectividad del MCM depende de que

se use un valor suficientemente grande para se use un valor suficientemente grande para

M . M .

Page 60: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...
Page 61: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

5.10 Condiciones para la aplicacion valida del 5.10 Condiciones para la aplicacion valida del

MCMMCM

Page 62: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

6. FUNCIONES DE DENSIDAD DE 6. FUNCIONES DE DENSIDAD DE

PROBABILIDAD PARA LAS MAGNITUDES DE PROBABILIDAD PARA LAS MAGNITUDES DE

ENTRADAENTRADA

6.1.5 Informacion relevante para la asignacion 6.1.5 Informacion relevante para la asignacion

de PDFs a los Xde PDFs a los Xi i se encuentra en la GUM.se encuentra en la GUM.

6.1.6 Una guia detallada para la asignacion de 6.1.6 Una guia detallada para la asignacion de

los PDFs individuales o conjuntos esta mas los PDFs individuales o conjuntos esta mas

alla del alcance de este Suplemento.alla del alcance de este Suplemento.

Pude usarse tambien el Teorema de Bayes y el Pude usarse tambien el Teorema de Bayes y el

Principio de Maxima Entropia. Principio de Maxima Entropia.

Page 63: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...
Page 64: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...
Page 65: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

6.4.2 Distribucion Rectangular6.4.2 Distribucion Rectangular

Page 66: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

6.4.4 Distribucion Trapezoidal6.4.4 Distribucion Trapezoidal

Page 67: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

6.4.5 Distribucion Triangular6.4.5 Distribucion Triangular

Page 68: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

6.4.7 Distribucion Gauseana6.4.7 Distribucion Gauseana

Page 69: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

6.4.9 Distribuciones t6.4.9 Distribuciones t

Page 70: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

6.4.9 Distribuciones t6.4.9 Distribuciones t

Page 71: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

6.4.9 Distribuciones t6.4.9 Distribuciones t

Page 72: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

6.4.9 Distribuciones t6.4.9 Distribuciones t

Page 73: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

6.4.9 Distribuciones t6.4.9 Distribuciones t

Page 74: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

6.4.9 Distribuciones t6.4.9 Distribuciones t

Page 75: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

6.4.9 Distribuciones t6.4.9 Distribuciones t

Page 76: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

7 . IMPLEMENTACION DEL METODO DE7 . IMPLEMENTACION DEL METODO DE

MONTE CARLOMONTE CARLO

7.2 Numero de corridas M7.2 Numero de corridas M

7.2.2 Se debe elegir un valor de M que sea 7.2.2 Se debe elegir un valor de M que sea

suficientemente grande comparado con 1/(1suficientemente grande comparado con 1/(1--p). p).

M debe ser al menos 10M debe ser al menos 104 4 veces mayor que dicho veces mayor que dicho

valor .valor .

Se espera que G provea una representacion Se espera que G provea una representacion

razonablemente discreta de en las razonablemente discreta de en las

regiones cercanas a los extremos del intervalo regiones cercanas a los extremos del intervalo

de cobertura al 100p% para Y .de cobertura al 100p% para Y .

Page 77: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

7.2.3 Como no hay garantia que un n7.2.3 Como no hay garantia que un núúmero mero

especifico preasignado sea suficiente, puede especifico preasignado sea suficiente, puede

usarse un proceso que seleccione M usarse un proceso que seleccione M

adaptativamente, es decir, conforme las adaptativamente, es decir, conforme las

corridas progresan. corridas progresan.

Page 78: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

7.2.3 MUESTREO DE LAS DISTRIBUCIONES DE 7.2.3 MUESTREO DE LAS DISTRIBUCIONES DE

PROBABILIDADPROBABILIDAD

Al implementar el MCM se obtienen M vectoresAl implementar el MCM se obtienen M vectores

de las PDFs de las PDFs

Para las N magnitudes de entrada XPara las N magnitudes de entrada Xi i . Si es . Si es

apropiado debe usarse las PDFs conjuntas apropiado debe usarse las PDFs conjuntas

El anexo C da las recomendaciones para El anexo C da las recomendaciones para

realizar este muestreo para las distribuciones realizar este muestreo para las distribuciones

mas comunes. Ver tambien 6.4 mas comunes. Ver tambien 6.4

Page 79: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

7.4 EVALUACION DEL MODELO7.4 EVALUACION DEL MODELO

7.4.1 Al evaluar el modelo para cada uno de los 7.4.1 Al evaluar el modelo para cada uno de los

M vectoresM vectores

donde el rdonde el r--esimo vector contiene esimo vector contiene

con obtenido de la PDF para Xcon obtenido de la PDF para Xi , i , se calcula se calcula

ios respectivos valores para Y:ios respectivos valores para Y:

Page 80: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

7.5 REPRESENTACION DISCRETA DE LA 7.5 REPRESENTACION DISCRETA DE LA

FUNCION DE DISTRIBUCION PARA LA MGNITUD FUNCION DE DISTRIBUCION PARA LA MGNITUD

DE SALIDADE SALIDA

7.5.1 Se sigue el sgte. proceso:7.5.1 Se sigue el sgte. proceso:

Page 81: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

7.5.2 Al usar los y7.5.2 Al usar los yr r para formar un histograma para formar un histograma

se forma una distribucion de frecuencia que al se forma una distribucion de frecuencia que al

ser normalizada para tener area 1 provee una ser normalizada para tener area 1 provee una

buena aproximacion a la forma de la PDF buena aproximacion a la forma de la PDF

buscada buscada

Page 82: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

7.6 ESTIMACION DE LA MAGNITUD DE SALIDA 7.6 ESTIMACION DE LA MAGNITUD DE SALIDA

Y SU INCERTIDUMBRE ESTANDAR ASOCIADAY SU INCERTIDUMBRE ESTANDAR ASOCIADA

El estimado de y es el promedio de los yEl estimado de y es el promedio de los yr r ::

La incertidumbre estandar es estimada como la La incertidumbre estandar es estimada como la

desviacidesviacióón estandar de la distribucin estandar de la distribucióón:n:

Page 83: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

7.7 INTERVALO DE COBERTURA PARA LA 7.7 INTERVALO DE COBERTURA PARA LA

MAGNITUD DE SALIDAMAGNITUD DE SALIDA

7.7.1 Se puede determinar un intervalo de 7.7.1 Se puede determinar un intervalo de

cobertura pra Y a partir de la representacion cobertura pra Y a partir de la representacion

discreta de G en una manera analoga a lo discreta de G en una manera analoga a lo

explicado en 5.3.2 .explicado en 5.3.2 .

7.7.2 Sea q=pM un entero. De otro modo tomar 7.7.2 Sea q=pM un entero. De otro modo tomar

q como la parte entera de pM+1/2 . Entoncesq como la parte entera de pM+1/2 . Entonces

es un intervalo de cobertura al es un intervalo de cobertura al

100p% para Y donde para cualquier r= 1,2,...M100p% para Y donde para cualquier r= 1,2,...M--qq

y y

Page 84: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

El intervalo de cobertura probabilisticamente El intervalo de cobertura probabilisticamente

simetrico al 100p% se obtiene tomando:simetrico al 100p% se obtiene tomando:

r= (Mr= (M--q)/2 si (Mq)/2 si (M--q)/2 es un entero q)/2 es un entero

O la parte entera de (MO la parte entera de (M--q)/2 +1/2.q)/2 +1/2.

El mas corto intervalo de cobertura al 100p% se El mas corto intervalo de cobertura al 100p% se

obtiene determinando r* tal que :obtiene determinando r* tal que :

Page 85: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

EJEMPLOEJEMPLO

Page 86: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

7.8.3 Si el modelo es simple y las magnitudes 7.8.3 Si el modelo es simple y las magnitudes

de entrada son independientes el tiempo total de entrada son independientes el tiempo total

de computacide computacióón es tipicamente de unos pocos n es tipicamente de unos pocos

egundos para M=10egundos para M=106 6 usando una PC a varios usando una PC a varios

GHz .GHz .

Page 87: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

7.9 PROCEDIMIENTO ADAPTATIVO DE MONTE 7.9 PROCEDIMIENTO ADAPTATIVO DE MONTE

CARLOCARLO

Las corridas deberian hacerse hasta que los Las corridas deberian hacerse hasta que los

varios resultados de interes se hayan varios resultados de interes se hayan

estabilizado en un sentido estadistico.estabilizado en un sentido estadistico.

Esto se considera logrando que el doble de la Esto se considera logrando que el doble de la

desviacidesviacióón estandar asociada sea menor que la n estandar asociada sea menor que la

tolerancia numerica (ver 7.9.2) asociada con la tolerancia numerica (ver 7.9.2) asociada con la

incertidumbre estandar u(y) . incertidumbre estandar u(y) .

Page 88: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

7.9.2 Tolerancia Numerica asociada con un 7.9.2 Tolerancia Numerica asociada con un

Dato Numerico.Dato Numerico.

Sea nSea ndigdig el numero de digitos decimales el numero de digitos decimales

significativos considerados con pleno sentido significativos considerados con pleno sentido

en un valor nuemrico z . en un valor nuemrico z .

La tolerancia numerica La tolerancia numerica δδ asociada con z se da asociada con z se da

como sigue:como sigue:

Page 89: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...
Page 90: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

7.9.3 OBJETIVO DEL PROCEDIMIENTO 7.9.3 OBJETIVO DEL PROCEDIMIENTO

ADAPTATIVOADAPTATIVO

El objetivo es suminstrar:El objetivo es suminstrar:

a)a)Un estimado y de Y Un estimado y de Y

b)b)Una incertidumbre estandar asociada u(y)Una incertidumbre estandar asociada u(y)

c)c)Los puntos extremos yLos puntos extremos ylowlow yyhighhigh de un intervalo de un intervalo

de cobertura para Y correspondiente a una de cobertura para Y correspondiente a una

probabilidad de cobertura estipulada tal que probabilidad de cobertura estipulada tal que

cada uno de estos 4 valores pueda esperarse cada uno de estos 4 valores pueda esperarse

que cumpla con la tolerancia numerica que cumpla con la tolerancia numerica

requerida.requerida.

Page 91: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

7.9.4 PROCEDIMIENTO ADAPTATIVO7.9.4 PROCEDIMIENTO ADAPTATIVO

Page 92: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...
Page 93: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...
Page 94: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

9.9.-- EJEMPLOSEJEMPLOS

9.2 MODELO ADITIVO9.2 MODELO ADITIVO

Este ejemplo considera el modelo aditivoEste ejemplo considera el modelo aditivo

como un caso especial del modelo lineal como un caso especial del modelo lineal

generico considerado en la GUM, para 3 generico considerado en la GUM, para 3

diferentes conjuntos de PDFs diferentes conjuntos de PDFs

asignados a las Xasignados a las Xi i consideradas consideradas

independientes. independientes.

Las XLas Xii y por consiguiente Y tienen dimension 1 .y por consiguiente Y tienen dimension 1 .

Page 95: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

Para el primer grupo cada es una PDF Para el primer grupo cada es una PDF

gauseana (con Xgauseana (con Xi i teniendo expectacion cero teniendo expectacion cero

y desviacion estandar 1 ).y desviacion estandar 1 ).

Para el segundo grupo cada es una PDF Para el segundo grupo cada es una PDF

rectangular (con Xrectangular (con Xi i teniendo expectacion teniendo expectacion

cero y desviacion estandar 1 ).cero y desviacion estandar 1 ).

El tercer grupo es igual al segundo excepto que El tercer grupo es igual al segundo excepto que

la PDF para tiene una desviacila PDF para tiene una desviacióón n

estandar de 10 .estandar de 10 .

Page 96: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

9.2.2 X9.2.2 Xii Normalmente DistribuidasNormalmente Distribuidas

9.2.2.1 Asigne una PDF gauseana a cada X9.2.2.1 Asigne una PDF gauseana a cada Xi i . .

Los mejores estimados de los XLos mejores estimados de los Xi i son xson xi i = 0 para = 0 para

i= 1,2,3,4 con incertidumbres asociadas u(xi= 1,2,3,4 con incertidumbres asociadas u(xii)=1)=1

9.2.2.2 Los resultados obtenidos se resumen en 9.2.2.2 Los resultados obtenidos se resumen en

las primeras cinco columnas de la Tabla 2 con las primeras cinco columnas de la Tabla 2 con

los resultados reportados con 3 dlos resultados reportados con 3 díígitos gitos

significativos para facilitar su comparacisignificativos para facilitar su comparacióón.n.

Page 97: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...
Page 98: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

9.2.2.3 La ley de propagacion de la 9.2.2.3 La ley de propagacion de la

Incertidumbre GUM da el estimado y=0,0 de Y , Incertidumbre GUM da el estimado y=0,0 de Y ,

con una incertidumbre asociada u(y)= 2,0 con una incertidumbre asociada u(y)= 2,0

usando una tolerancia numerica de dos digitos usando una tolerancia numerica de dos digitos

decimales significativos para u(y) (decimales significativos para u(y) (δδ=0,05) .=0,05) .

El intervalo de cobertura probabilisticamente El intervalo de cobertura probabilisticamente

simetrico para Y ,basado en un factor de simetrico para Y ,basado en un factor de

cobertura de 1,96 es cobertura de 1,96 es

9.2.2.4 La aplicacion del MCM con M=105 9.2.2.4 La aplicacion del MCM con M=105

coridas da y=0,0 con u(y)= 2,0 y con un coridas da y=0,0 con u(y)= 2,0 y con un

intervalo de cobertura al 95% intervalo de cobertura al 95%

probabilisticamente simetrico para Y de probabilisticamente simetrico para Y de

Page 99: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

Se hicieron dos aplicacione adicionales del Se hicieron dos aplicacione adicionales del

MCM con M= 10MCM con M= 106 6 corridas las cuales corridas las cuales

concordaron con estos resultados dentro de la concordaron con estos resultados dentro de la

tolerancia numerica usada.tolerancia numerica usada.

Estas dos aplicaciones adicionales (con Estas dos aplicaciones adicionales (con

diferentes muestreos aleatorios en las PDFs) se diferentes muestreos aleatorios en las PDFs) se

hicieron para demostar la variacion en los hicieron para demostar la variacion en los

resultados obtenidos. resultados obtenidos.

El cuarto y el quinto valor de M (1,23 x 10El cuarto y el quinto valor de M (1,23 x 106 6 y y

1,02 x 101,02 x 106 )6 )son los numeros de las corridas para son los numeros de las corridas para

las dos aplicaciones adaptativas del MCM con las dos aplicaciones adaptativas del MCM con

el uso de una tolerancia numerica el uso de una tolerancia numerica δδ /5 ./5 .

Page 100: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

La fig. 6 muestra la PDF gauseana para Y La fig. 6 muestra la PDF gauseana para Y

resultante de la GUMF. Muestra tambien una de las resultante de la GUMF. Muestra tambien una de las

aproximaciones (histograma) de M=10aproximaciones (histograma) de M=106 6 valores del valores del

modelo para Y constituyendo la representacion modelo para Y constituyendo la representacion

discreta de G. discreta de G.

Los puntos extremos del intervalo de cobertura al Los puntos extremos del intervalo de cobertura al

95% probabilisticamente simetrico suministrados 95% probabilisticamente simetrico suministrados

por ambos metodos se muestran en lineas por ambos metodos se muestran en lineas

verticales.verticales.

La PDF y la aproximacion son visualmente La PDF y la aproximacion son visualmente

indistinguibles asi como los respectivos intervalos indistinguibles asi como los respectivos intervalos

de cobertura.de cobertura.

Esto se esperaba para un numero suficientemente Esto se esperaba para un numero suficientemente

grande de M ya que todas las condiciones para la grande de M ya que todas las condiciones para la

aplicacion del GUMF se cumplen.aplicacion del GUMF se cumplen.

Page 101: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...
Page 102: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

Como se espera para una PDF simetrica el intervalo toma Como se espera para una PDF simetrica el intervalo toma

su longitud mas corta cuando se localiza simetricamente su longitud mas corta cuando se localiza simetricamente

con respceto a su expectacion. con respceto a su expectacion.

Page 103: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

9.2.3 X9.2.3 Xii Rectangularmente DistribuidasRectangularmente Distribuidas

9.2.3.1 Asigne una PDF rectangular a cada X9.2.3.1 Asigne una PDF rectangular a cada Xi i de de

modo que cada Xmodo que cada Xi i tenga una expectacion de cero tenga una expectacion de cero

y una desviacion estandar de 1. y una desviacion estandar de 1.

9.2.3.2 Los resultados obtenidos se resumen en 9.2.3.2 Los resultados obtenidos se resumen en

las primeras cinco columnas de la Tabla 3.las primeras cinco columnas de la Tabla 3.

La solucion analitica para los extremos del La solucion analitica para los extremos del

intervalo de cobertura al 95% probabilisticamente intervalo de cobertura al 95% probabilisticamente

simetrico se obtienen como se describe en el simetrico se obtienen como se describe en el

anexo E : anexo E :

Page 104: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

La fig. 8 muestra la contraparte de la figura 6 .La fig. 8 muestra la contraparte de la figura 6 .

Puede verse algunas modesta diferencias entre las Puede verse algunas modesta diferencias entre las

aproximaciones para las PDFs .aproximaciones para las PDFs .

El GUMF provee exactamente la misma PDF para Y El GUMF provee exactamente la misma PDF para Y

cuando las Xcuando las Xi i son gauseanas o rectangulares , ya son gauseanas o rectangulares , ya

que las expectaciones de estas magnitudes son que las expectaciones de estas magnitudes son

identicas asi como sus desviaciones estandar .identicas asi como sus desviaciones estandar .

La PDF del MCM toma valores menores que los del La PDF del MCM toma valores menores que los del

GUMF en la vecindad de la expectaciGUMF en la vecindad de la expectacióón y en menor n y en menor

intensidad hacia las colas .intensidad hacia las colas .

Toma valores ligeramente mayores en los flancos. Toma valores ligeramente mayores en los flancos.

Los extremos de los intervalos de cobertura Los extremos de los intervalos de cobertura

suministrados son otra vez visualmente suministrados son otra vez visualmente

indistinguiblesindistinguibles

Page 105: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...
Page 106: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

9.2.3.4 El intervalo de cobertura al 95% 9.2.3.4 El intervalo de cobertura al 95%

probabilisticamente simetrico determinado en el probabilisticamente simetrico determinado en el

GUMF es en este caso ligeramente mas GUMF es en este caso ligeramente mas

conservador que el obtenido analiticamente. conservador que el obtenido analiticamente.

Page 107: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

9.2.4 X9.2.4 Xii Rectangularmente Distribuidas con Rectangularmente Distribuidas con

diferentes anchosdiferentes anchos

9.2.4.1 Considere el ejemplo de 9.2.3 excepto que 9.2.4.1 Considere el ejemplo de 9.2.3 excepto que

XX44 tiene una desviacion estandar de 10 en vez de 1.tiene una desviacion estandar de 10 en vez de 1.

La tabla 4 contiene los resultados obtenidos .La tabla 4 contiene los resultados obtenidos .

Page 108: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

Los numeros M tomados segun el metodo Los numeros M tomados segun el metodo

adaptativo son mucho mas pequeadaptativo son mucho mas pequeññosos

que los que fueron para los dos casos previos de que los que fueron para los dos casos previos de

este ejemplo. este ejemplo.

La principal razon es que ahora La principal razon es que ahora δδ=0,5 la tolerancia =0,5 la tolerancia

numerica requerida ,como antes, dos digitos numerica requerida ,como antes, dos digitos

decimales significativos para u(y) es diez veces el decimales significativos para u(y) es diez veces el

valor previo. valor previo.

Si los valores previos fueran usados M deberia Si los valores previos fueran usados M deberia

estar en el orden de 100 veces mayor.estar en el orden de 100 veces mayor.

Page 109: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

9.2.4.3 La fig. 9 muestra los extremos del intervalo 9.2.4.3 La fig. 9 muestra los extremos del intervalo

de cobertura al 95% probabilisticamente simetrico de cobertura al 95% probabilisticamente simetrico

para Y obtenido de estas aproximaciones.para Y obtenido de estas aproximaciones.

Las lineas verticales internas indican los extremos Las lineas verticales internas indican los extremos

de dicho intervalo determinado por el MCM.de dicho intervalo determinado por el MCM.

Las lineas verticales externas indican los Las lineas verticales externas indican los

extremos de dicho intervalo determinado por el extremos de dicho intervalo determinado por el

GUMF con un factor de cobertura k=1,96 .GUMF con un factor de cobertura k=1,96 .

9.2.4.5 El intervalo de cobertura al 95% 9.2.4.5 El intervalo de cobertura al 95%

probabilisticamente simetrico determinado en el probabilisticamente simetrico determinado en el

GUMF es en este caso mas conservador que el GUMF es en este caso mas conservador que el

obtenido usando el MCM.obtenido usando el MCM.

Page 110: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...
Page 111: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

ANEXO CANEXO C

MUESTREO DE DISTRIBUCIONES DE MUESTREO DE DISTRIBUCIONES DE

PROBABILIDADPROBABILIDAD

Se puede obtener un resultado aleatorio de Se puede obtener un resultado aleatorio de

cualquier funcicualquier funcióón de distribucin de distribucióón continua, n continua,

estrictamente creciente, univariadaestrictamente creciente, univariada

a partir de un resultado aleatorio de una a partir de un resultado aleatorio de una

distribucion rectangular :distribucion rectangular :

Page 112: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

La tabla C1 define aspectos relevantes para el La tabla C1 define aspectos relevantes para el

funcionamiento de un pseudo generador de funcionamiento de un pseudo generador de

numeros aleatorios a partir de la distribucon numeros aleatorios a partir de la distribucon

rectangular R(0,1) especificando los parametros rectangular R(0,1) especificando los parametros

de netarda , entard de netarda , entard ––salida y salida con su salida y salida con su

determinacideterminacióónn

Page 113: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

Un pseudo numero aleatorio x obtenido a partir de Un pseudo numero aleatorio x obtenido a partir de

R(0,1) es dado por :R(0,1) es dado por :

x= a+ (bx= a+ (b--a) z a) z

donde z es el pseudo numero aleatorio obtenido de donde z es el pseudo numero aleatorio obtenido de

R(0,1)R(0,1)

C.3.2 TEST DE ALEATORIEDAD C.3.2 TEST DE ALEATORIEDAD

Cualquier pseudo generador de numeros aleatorios Cualquier pseudo generador de numeros aleatorios

debe:debe:

Page 114: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

C.3.3 Procedimiento para generar pseudonumeros C.3.3 Procedimiento para generar pseudonumeros

aleatorios a partir de una distribucion rectangularaleatorios a partir de una distribucion rectangular

C.3.3.1 El generador WichmannC.3.3.1 El generador Wichmann--Hill ampliado es Hill ampliado es

una combinacion de generadores congruenciales. una combinacion de generadores congruenciales.

Este nuevo generador combina 4 de estos Este nuevo generador combina 4 de estos

generadores y tiene un periodo de 2 generadores y tiene un periodo de 2 121121 que es que es

aceptable para cualquier aplicacion concebible .aceptable para cualquier aplicacion concebible .

La Tabla C.2 define este generador WichmannLa Tabla C.2 define este generador Wichmann--Hill Hill

ampliado a partir de una distribucion R(0,1).ampliado a partir de una distribucion R(0,1).

Page 115: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...
Page 116: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

En la hoja Excel adjunta se muestra un ejemplo de En la hoja Excel adjunta se muestra un ejemplo de

la aplicacion del uso de este Generador Wichmannla aplicacion del uso de este Generador Wichmann--

Hill ampliado .Hill ampliado .

Page 117: Determinación de la Incertidumbre de Medición por el Método de ...

GRACIAS POR SU ATENCIONGRACIAS POR SU ATENCION !!