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Cumplimiento y auditorías

Glosario de metrología y calibración

14 min de lectura Publicado

La TUR (relación de incertidumbre de prueba) compara una tolerancia con la incertidumbre de la calibración que la comprueba. La banda de guarda mete los límites de aceptación dentro de la tolerancia para cubrir esa incertidumbre, y la lectura como se encontró es la que da un instrumento antes de que nadie lo ajuste. Este glosario explica esos términos y los demás que aparecen en certificados y auditorías, con palabras sencillas que siguen el VIM y la GUM.

En esta página

La calibración y sus resultados

Estos términos describen el acto de calibrar y el registro que deja.

Términos sobre la calibración y sus resultados
TérminoSignificado
CalibraciónComparar un instrumento con un patrón de referencia de valor e incertidumbre conocidos y registrar cuánto se aparta su lectura y con qué incertidumbre se conoce ese resultado. El VIM (JCGM 200:2012, entrada 2.39) deja el ajuste fuera de la definición. Una calibración, por sí sola, no aprueba ni rechaza nada.
VerificaciónDemostrar, con pruebas, que un elemento cumple los requisitos fijados para él (VIM 2.44). En un programa de calibración es el juicio de apto o no apto, que se hace comparando el resultado de la calibración con la tolerancia que debe cumplir el instrumento. El VIM advierte que no debe confundirse con la calibración.
AjusteOperaciones sobre un instrumento para que indique correctamente, como fijar el cero, el desplazamiento o el alcance (VIM 3.11). No es una calibración. El VIM trata la calibración como requisito previo del ajuste y señala que un instrumento ajustado normalmente debe calibrarse de nuevo.
Como se encontró (as-found)Las lecturas que da un instrumento cuando llega a calibración, antes de cualquier ajuste o reparación. Muestran si medía bien durante el intervalo que acaba de terminar. La norma ISO/IEC 17025:2017, apartado 7.8.4.1, pide que el certificado de calibración incluya los resultados antes y después de cualquier ajuste o reparación, cuando estén disponibles.
Como se dejó (as-left)Las lecturas tomadas al terminar el trabajo de calibración, incluido cualquier ajuste. Muestran que el instrumento puede volver al servicio y son la base del siguiente intervalo. Si no se ajustó nada, la lectura como se dejó coincide con la lectura como se encontró.
Fuera de tolerancia (OOT)Un resultado de calibración que queda fuera de la tolerancia o del error máximo permitido que debe cumplir el instrumento. Un resultado como se encontró fuera de tolerancia pone en duda las mediciones hechas desde la última calibración buena. La norma ISO 9001 pide entonces determinar si los resultados anteriores se vieron afectados y actuar en consecuencia.
Certificado de calibraciónEl documento que informa de una calibración. La norma ISO/IEC 17025:2017, apartado 7.8.4.1, añade la incertidumbre de medida, las condiciones que influyen en los resultados, una declaración de cómo son trazables los resultados, los resultados antes y después de cualquier ajuste o reparación y cualquier declaración de conformidad. El apartado 7.8.4.3 indica que no debe recomendar un intervalo de calibración salvo que se haya acordado con el cliente.
Intervalo de calibraciónEl tiempo, o la cantidad de uso, que se permite entre dos calibraciones de un instrumento. Las normas de calidad piden intervalos especificados, pero dejan su duración en tus manos. La guía ILAC-G24:2022 / OIML D 10:2022 enumera los factores que hay que sopesar, entre ellos la deriva, el uso, el entorno y el historial de calibraciones, y describe métodos para revisar los intervalos con tus propios resultados.

Exactitud, precisión y comportamiento del instrumento

El VIM da a estas palabras un significado más estricto que el lenguaje cotidiano. La diferencia importa cuando comparas una hoja de datos con un certificado.

Términos sobre exactitud, precisión y comportamiento del instrumento
TérminoSignificado
ExactitudLo cerca que está un valor medido del valor verdadero. En el VIM (2.13) la exactitud es una cualidad y no un número: una medición es más exacta cuanto menor es su error. En las hojas de datos y en el taller, exactitud suele significar un límite declarado como ±0,02 mm, que en el VIM sería un error máximo permitido.
PrecisiónLo mucho que coinciden entre sí lecturas repetidas en condiciones especificadas (VIM 2.15). Suele expresarse como una desviación estándar y no dice nada sobre si las lecturas son correctas. En el taller, precisión se usa a menudo en lugar de exactitud, un mal uso que el VIM señala, o para el número de dígitos de una pantalla, que es la resolución.
SesgoLa diferencia entre la media de lecturas repetidas y un valor de referencia. El VIM (2.18) define el sesgo como una estimación del error sistemático. En un estudio de instrumentos de medición (MSA de AIAG) se mide sobre una pieza de referencia o un patrón maestro, y un sesgo conocido se puede corregir.
ResoluciónEl cambio más fino en la magnitud medida que puede mostrar la lectura de un instrumento (VIM 4.14). En una pantalla digital es el paso del último dígito. La GUM (F.2.2.1) da como incertidumbre estándar de la resolución unas 0,29 veces su valor, y ese término se mantiene en el presupuesto aunque las lecturas repetidas sean idénticas.
EstabilidadHasta qué punto un instrumento mantiene estables sus propiedades metrológicas con el paso del tiempo (VIM 4.19). En un estudio MSA de AIAG indica cuánto se mueve el sesgo con el tiempo, lo que se sigue normalmente midiendo el mismo patrón maestro a intervalos en un gráfico de control.
DerivaUn cambio gradual o escalonado de las lecturas de un instrumento con el tiempo que viene del propio instrumento, no de la magnitud medida ni de las condiciones que lo rodean (VIM 4.21). En la práctica se ve en la diferencia entre una lectura como se dejó y la siguiente lectura como se encontró. La tasa de deriva es un dato directo para fijar el intervalo de calibración.

Incertidumbre de medida

La GUM (JCGM 100:2008) es la referencia para evaluar y expresar la incertidumbre. Estos términos la siguen más o menos en el orden en que se construye un presupuesto.

Términos sobre incertidumbre de medida
TérminoSignificado
Incertidumbre de medidaUn valor no negativo que describe la dispersión de los valores que se pueden atribuir razonablemente a lo que mediste, a partir de la información disponible (VIM 2.26). No es lo mismo que el error. El error es la diferencia con un valor de referencia, mientras que la incertidumbre indica cuánta duda rodea al resultado.
Incertidumbre estándar (típica)Una incertidumbre expresada como una desviación estándar (GUM 2.3.1, VIM 2.30). Cada entrada de un presupuesto de incertidumbre se convierte en incertidumbre estándar antes de combinarlas.
Evaluación tipo AEvaluar una incertidumbre mediante estadística sobre una serie de lecturas, por ejemplo su desviación estándar (GUM 2.3.2). Cuando el resultado es la media de n lecturas, su incertidumbre estándar es la desviación estándar s dividida entre √n (GUM 4.2.3).
Evaluación tipo BEvaluar una incertidumbre por cualquier otro medio: un certificado de calibración, una especificación del fabricante, un valor de un manual, la resolución o la experiencia (GUM 2.3.3). La división se refiere solo al método. La GUM (3.3.4) aclara que no implica ninguna diferencia en la naturaleza de las componentes.
Coeficiente de sensibilidadEl factor c que convierte un cambio en una entrada en un cambio en el resultado, de modo que cada contribución es c × u. En la GUM (5.1.3) es la derivada parcial del modelo de medición respecto a esa entrada. Es lo que convierte una temperatura en °C en una longitud en µm.
Incertidumbre estándar combinadaLa incertidumbre estándar del resultado, que se obtiene combinando las incertidumbres estándar de todas las entradas, cada una multiplicada por su coeficiente de sensibilidad (GUM 2.3.4, VIM 2.31). Con entradas independientes es la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de las contribuciones (GUM 5.1.2).
Grados de libertad efectivos (Welch-Satterthwaite)Una medida de lo fiable que es una incertidumbre estándar combinada cuando algunas entradas proceden de pocas lecturas. La GUM (G.4.1) la estima con la fórmula de Welch-Satterthwaite, ν_eff = u_c⁴ / Σ(u_i⁴ / ν_i). Cuanto menor es el resultado, mayor tiene que ser el factor de cobertura.
Factor de cobertura kEl multiplicador que convierte la incertidumbre estándar combinada en la incertidumbre expandida (GUM 2.3.6, VIM 2.38). Para una distribución normal, k = 2 da una cobertura de alrededor del 95 %, en concreto el 95,45 % de la tabla G.1 de la GUM. Con pocos grados de libertad efectivos, k se toma de la distribución t y es mayor que 2.
Incertidumbre expandidaLa incertidumbre que se obtiene al multiplicar la incertidumbre estándar combinada por un factor de cobertura, U = k × u_c (VIM 2.35). El resultado ± U da un rango que debería abarcar la mayor parte de los valores que la magnitud medida podría tener razonablemente (GUM 2.3.5). La política ILAC-P14 pide que un certificado acreditado la declare con su factor de cobertura y su probabilidad de cobertura.
Presupuesto de incertidumbreUna tabla con las fuentes de incertidumbre de una medición que muestra cómo se evaluó, convirtió y combinó cada una hasta llegar a la incertidumbre declarada (VIM 2.33). Es la forma habitual de enseñar a un evaluador de dónde sale una incertidumbre.

Tolerancias, límites y decisiones

Estos términos deciden si una lectura cuenta como apta. Las referencias principales son el JCGM 106:2012 y la guía ILAC-G8.

Términos sobre tolerancias, límites y decisiones
TérminoSignificado
ToleranciaEl intervalo permitido para un valor, fijado por un plano, una especificación o tu propio requisito. Sus extremos son los límites de tolerancia. El JCGM 106 (3.3.6) define la tolerancia como la diferencia completa entre el límite superior y el inferior, mientras que en el taller se suele dar la semiamplitud, como en ±0,01 mm.
EMP (error máximo permitido, MPE)El mayor error de indicación que una especificación o un reglamento permite a un instrumento (VIM 4.26). Las normas de instrumentos y las hojas de datos suelen expresar así sus límites. El VIM dice que no debe usarse la palabra tolerancia para un EMP, aunque en el taller se haga a menudo.
TUR (relación de incertidumbre de prueba)La tolerancia del elemento que se calibra dividida entre la incertidumbre expandida de la calibración, con una cobertura de alrededor del 95 %. La guía ILAC-G8 la escribe como el límite de tolerancia dividido entre U, así que una tolerancia de ±T da TUR = T / U. El NIST señala que la norma MIL-STD-45662A adoptó una TUR de 4:1 en 1988 y que la ANSI/NCSL Z540-1 la recogió en 1994.
TAR (relación de exactitud de prueba)Una relación más antigua: la tolerancia del elemento dividida entre la exactitud declarada del patrón de referencia, sin nada más. Deja fuera la resolución, la repetibilidad, el entorno y el método, así que puede hacer que una calibración parezca mejor de lo que es. La TAR es un uso de taller y no un término del VIM ni de la GUM, así que comprueba qué relación quiere decir un procedimiento.
Regla de decisiónLa regla escrita con la que un laboratorio tiene en cuenta la incertidumbre de medida cuando declara un resultado dentro o fuera de especificación (ISO/IEC 17025:2017, 3.7). Cuando un cliente pide un apto o no apto, el laboratorio debe definir la regla y acordarla con el cliente, salvo que ya la fije la especificación (7.1.3). El JCGM 106 y la guía ILAC-G8 describen las reglas habituales.
Declaración de conformidadUna declaración de apto o no apto, o de dentro o fuera de tolerancia, frente a una especificación. Según la norma ISO/IEC 17025:2017, apartado 7.8.6, el laboratorio documenta la regla de decisión que la respalda y el riesgo que conlleva esa regla. El informe indica después a qué resultados y a qué especificación se refiere la declaración y qué regla se aplicó.
Banda de guardaEl margen que se deja entre un límite de tolerancia y el límite de aceptación con el que se decide si algo pasa o no pasa (JCGM 106, 3.3.11). Suele dimensionarse a partir de la incertidumbre expandida U. La guía ILAC-G8 considera habitual una banda de guarda de w = U e indica que mantiene el riesgo específico de aceptación falsa por debajo del 2,5 %.
Riesgo de aceptación falsa y de rechazo falsoUna aceptación falsa da por apto un elemento que en realidad está fuera de tolerancia, y un rechazo falso da por no apto uno que en realidad cumple. El JCGM 106 los llama riesgo del consumidor y riesgo del productor, cada uno específico de un elemento o global para muchos. Con la aceptación simple, señala la guía ILAC-G8, un resultado justo en el límite de tolerancia puede llevar hasta un 50 % de riesgo de aceptación falsa.

Estudios de instrumentos de medición y MSA

El análisis del sistema de medición (MSA) muestra qué parte de la variación medida viene del propio sistema de medición. Estos términos siguen el manual de referencia Measurement Systems Analysis de AIAG.

Términos sobre estudios de instrumentos de medición y MSA
TérminoSignificado
RepetibilidadLa dispersión de las lecturas cuando el mismo operador mide la misma pieza con el mismo instrumento varias veces en las mismas condiciones (VIM 2.20 y 2.21). En un Gage R&R (MSA de AIAG) se llama variación del equipo, EV.
ReproducibilidadLa dispersión entre resultados cuando cambian las condiciones, por ejemplo otro operador, otro lugar u otro instrumento (VIM 2.24 y 2.25). En un Gage R&R es la variación entre evaluadores, llamada variación del evaluador, AV.
GRR (Gage R&R) y %GRREl GRR combina repetibilidad y reproducibilidad en una sola estimación de la variación del sistema de medición. El %GRR lo expresa como porcentaje de la variación total del estudio o de la tolerancia, y las dos bases dan resultados distintos. El manual MSA de AIAG da criterios de aceptación para él.
ndc (número de categorías distintas)Una estimación, a partir de un Gage R&R, de cuántos grupos de piezas distintos puede diferenciar el sistema de medición dentro de la variación de las piezas del estudio. Se calcula con la relación entre la variación de las piezas y el GRR. Un ndc bajo significa que el instrumento no distingue diferencias reales entre piezas.
LinealidadCómo cambia el sesgo de un instrumento a lo largo de su intervalo de trabajo (MSA de AIAG). Se determina midiendo piezas de referencia en varios puntos del intervalo y ajustando una recta al sesgo de cada punto.

Patrones, trazabilidad y acreditación

Estos términos explican de dónde saca un resultado su credibilidad: la cadena de patrones que lo respalda y la competencia del laboratorio que lo produjo.

Términos sobre patrones, trazabilidad y acreditación
TérminoSignificado
Trazabilidad metrológicaPropiedad de un resultado de medida por la que puede relacionarse con una referencia, normalmente la unidad del SI, mediante una cadena ininterrumpida y documentada de calibraciones, cada una de las cuales contribuye a la incertidumbre de medida (VIM 2.41). Pertenece a un resultado. Un instrumento o un laboratorio no son trazables por sí mismos.
Trazable al NISTForma abreviada de decir que unos resultados son trazables, mediante una cadena así, a patrones mantenidos por el NIST, el instituto nacional de metrología de Estados Unidos. El NIST no certifica ni aprueba las declaraciones de trazabilidad de otros. Quien proporciona un resultado debe respaldar la declaración y quien lo usa debe evaluarla.
Patrón de referenciaEl patrón que una organización o un centro reserva para calibrar sus otros patrones de la misma clase (VIM 5.6). En un taller suele ser el patrón de más nivel de la planta, calibrado por un laboratorio externo.
Patrón de trabajoEl patrón que se usa a diario para calibrar o comprobar instrumentos (VIM 5.7). Normalmente se calibra frente a un patrón de referencia. Los bloques patrón con los que se comprueban los micrómetros en planta son un ejemplo típico.
CMC (capacidad de medida y calibración)La capacidad de calibración que un laboratorio ofrece a sus clientes en condiciones normales, tal como figura en su alcance de acreditación o, para un instituto nacional de metrología, en la base de datos de comparaciones clave del BIPM (ILAC-P14:09/2020). Un laboratorio acreditado no puede declarar una incertidumbre menor que su CMC. La incertidumbre de tu certificado tiende a ser mayor porque incluye la contribución de tu instrumento.
Acreditación (ISO/IEC 17025)Atestación de tercera parte de que un organismo es competente para realizar tareas específicas de evaluación de la conformidad (ISO/IEC 17011:2017, 3.1). Los laboratorios de calibración están acreditados según la norma ISO/IEC 17025:2017, y la acreditación cubre solo las calibraciones que figuran en el alcance del laboratorio. La certificación según ISO 9001 es otra cosa: da fe de un sistema de gestión, no de la competencia técnica.

Dónde encaja Axiospec

Axiospec es un software de gestión de calibraciones. Registra cada calibración con sus lecturas como se encontró y como se dejó, el certificado y la fecha de vencimiento, y puede guardar un presupuesto de incertidumbre para cada instrumento. No decide la conformidad ni certifica la trazabilidad. Esos juicios quedan en tus manos, en las de tu cliente y en las de tu evaluador.

Fuentes

  • JCGM 200:2012, Vocabulario Internacional de Metrología (VIM), tercera edición, publicado gratis por el BIPM. Los números de entrada marcados como VIM se refieren a él.
  • JCGM 100:2008, Guía para la expresión de la incertidumbre de medida (GUM). Los números de apartado marcados como GUM se refieren a ella.
  • JCGM 106:2012, Evaluación de datos de medición: el papel de la incertidumbre de medida en la evaluación de la conformidad.
  • ILAC-G8:09/2019, directrices sobre reglas de decisión y declaraciones de conformidad.
  • ILAC-P14:09/2020, política de ILAC sobre la incertidumbre de medida en la calibración.
  • ILAC-G24:2022 / OIML D 10:2022, directrices para la determinación de los intervalos de recalibración de los equipos de medida.
  • ISO/IEC 17025:2017 para los requisitos de los laboratorios, e ISO/IEC 17011:2017 para la definición de acreditación.
  • La política del NIST sobre trazabilidad metrológica.
  • El manual de referencia Measurement Systems Analysis (MSA) de AIAG, para los términos de los estudios de instrumentos de medición.
Consejo: Las definiciones de esta página son paráfrasis. Cuando un contrato, un procedimiento o un hallazgo de auditoría dependa de la redacción exacta, cita el documento original.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la TUR en calibración?
La TUR, o relación de incertidumbre de prueba, compara la tolerancia del elemento que se calibra con la incertidumbre expandida de la calibración, con una cobertura de alrededor del 95 %. Para una tolerancia de ±T es T / U, tal como la escribe la guía ILAC-G8. Una tolerancia de ±0,010 mm comprobada con una incertidumbre expandida de 0,002 mm da una TUR de 5:1. Una TUR baja pide una banda de guarda o un proceso de calibración mejor.
¿Qué diferencia hay entre calibración y verificación?
La calibración mide cuánto se aparta la lectura de un instrumento de una referencia y declara la incertidumbre de ese resultado. La verificación toma ese resultado y decide si el instrumento cumple un requisito declarado, como tu tolerancia. El VIM las define como operaciones distintas y advierte que no deben confundirse. Un certificado de calibración puede informar resultados sin ningún apto o no apto.
¿Qué significan como se encontró y como se dejó?
La lectura como se encontró es la que da un instrumento cuando llega a calibración, antes de que nadie lo ajuste. La lectura como se dejó es la que da cuando el trabajo ha terminado. La primera te dice si el instrumento medía bien durante el intervalo que acaba de terminar. La segunda muestra que puede volver al servicio. Si no se ajustó nada, las dos coinciden.
¿Qué es una banda de guarda en calibración?
Una banda de guarda es la distancia entre un límite de tolerancia y un límite de aceptación más estrecho, con el que se toma la decisión de apto o no apto. Se dimensiona a partir de la incertidumbre de medida, de modo que un instrumento solo pasa cuando su lectura queda lo bastante dentro de la tolerancia. El JCGM 106 define el término. La guía ILAC-G8 indica que es habitual una banda de guarda igual a la incertidumbre expandida.
¿Qué diferencia hay entre exactitud y precisión?
En el VIM, la exactitud es lo cerca que está un valor medido del valor verdadero, y la precisión es lo mucho que coinciden entre sí lecturas repetidas. Un instrumento puede ser preciso y aun así inexacto si repite siempre el mismo desplazamiento. En las hojas de datos y en el taller, exactitud suele significar un límite declarado como ±0,02 mm, y precisión se usa a menudo de forma imprecisa por exactitud o por el número de dígitos de la pantalla.
¿Qué significa trazable al NIST?
Significa que los resultados de un certificado pueden relacionarse con patrones mantenidos por el NIST mediante una cadena ininterrumpida y documentada de calibraciones, cada una con una incertidumbre declarada. La declaración se refiere a los resultados, no al instrumento. El NIST no certifica ni aprueba las declaraciones de trazabilidad de otros. El proveedor de calibración debe respaldar la declaración y a ti te toca evaluarla.

Ponlo en práctica

¿Tienes una lista de instrumentos? Envíanosla y la cargamos por ti, normalmente en un par de días hábiles. Sin costo en todos los planes. Después registra cada calibración en un historial de auditoría con detección de manipulaciones y produce los registros cuando te los pidan.

Axiospec es una herramienta de documentación y de flujo de trabajo. Te ayuda a mantener registros limpios, trazables y listos para una auditoría. La certificación depende de tus propios procesos, de tu alcance y de tu evaluador.