Mostrar el registro sencillo del ítem

Determination of Uncertainty in Measuring Instruments in Electrical Engineering Programs

Determinación de la incertidumbre en instrumentos en programas de ingeniería eléctrica

dc.creatorEspinel-Ortega, Álvaro
dc.creatorVega-E, Adriana
dc.date2019-09-20
dc.date.accessioned2021-03-18T21:12:34Z
dc.date.available2021-03-18T21:12:34Z
dc.identifierhttps://revistas.itm.edu.co/index.php/tecnologicas/article/view/1484
dc.identifier10.22430/22565337.1484
dc.identifier.urihttp://test.repositoriodigital.com:8080/handle/123456789/11843
dc.descriptionWhen electrical engineering students start their instrumentation and measurement course, they have previously taken calculus, physics, probability, and statistics. However, they have problems to apply the knowledge they acquired to solve problems related to electrical measurements and variables in the profession, such as water flows, solar radiation, wind speed and water levels. This paper shows how to integrate all the concepts involved in the process to calculate measurement uncertainty in order to improve the way the results of measurements and/or error determination processes are described. For that purpose, this study presents an applied exercise and a methodological process by means of an example, where the value of a resistance is determined taking into account the data of voltage and current measurements and using few data. The objective is to focus the process on estimating Type A and Type B uncertainty and the factors that affect the measurement processes, such as uncertainty due to random variations of the measured signals, instrument defects, imprecision of the instruments, or their resolution. During the calculation of uncertainty proposed here, students use the probabilistic knowledge they have acquired after they determined the value of the uncertainty U from the combined uncertainty u𝑐 (R), where the coverage factor is taken into account. This allows us to learn about the importance of expressing the results with higher (+) or lower (-) values of uncertainty. In the exercise carried out in this work, R = 733.31 +/- 8.10 ohm.en-US
dc.descriptionCuando los alumnos de Ingeniería Eléctrica inician el curso de Instrumentación y medidas, han visto previamente los cursos de Cálculo, Física, Probabilidad y Estadística; sin embargo, tienen problemas para aplicar los conocimientos adquiridos en la solución de problemas relacionados con mediciones, no solo eléctricas sino de las variables que tienen que ver con el ejercicio de la profesión como lo son: caudales de agua, radiación solar, velocidad del viento y niveles de agua. El artículo muestra cómo integrar todos los conceptos mencionados en el proceso de determinación de la incertidumbre en medidas, con el fin de mejorar la forma como se describen los resultados de los procesos de medición y/o determinación de errores. Con este propósito, se muestra el proceso metodológico descrito mediante un ejemplo para determinar el valor de una resistencia, teniendo en cuenta los datos de las medidas de voltaje y corriente, utilizando pocos datos. El objetivo es conocer la incertidumbre Tipo A, Tipo B y los factores que afectan los procesos de medida debida a: incertidumbre por variaciones aleatorias de las señales medidas, incertidumbre por defectos de los instrumentos, incertidumbre por imprecisión de los instrumentos e incertidumbre por resolución de los mismos. Durante el cálculo de la incertidumbre, el estudiante usa el conocimiento probabilístico adquirido después de determinar el valor de la incertidumbre U, a partir de la incertidumbre combinada u𝑐 (R), donde se tiene en cuenta el factor de cobertura. Esto permite aprender la importancia de expresar los resultados con valores superiores (+) o inferiores (-) de incertidumbre. Para el caso del ejercicio desarrollado: R = 733,31 +/- 8,10 ohm.es-ES
dc.formatapplication/pdf
dc.formattext/html
dc.formattext/xml
dc.languageeng
dc.languagespa
dc.publisherInstituto Tecnológico Metropolitano (ITM)en-US
dc.relationhttps://revistas.itm.edu.co/index.php/tecnologicas/article/view/1484/1365
dc.relationhttps://revistas.itm.edu.co/index.php/tecnologicas/article/view/1484/1433
dc.relationhttps://revistas.itm.edu.co/index.php/tecnologicas/article/view/1484/1448
dc.relation/*ref*/G. López and S. Acuña, “Aprendizaje cooperativo en el aula,” Inventio, vol. 7, no. 14, pp. 29–38, Apr. 2011. [2] R. R. Yager and J. P. Espada, “New Advances in the Internet of Things,” 1st ed., Jordán, Ed. Springer International Publishing, 2018. [3] E. J. Hernández-Leal, N. D. Duque-Méndez, and J. Moreno-Cadavid, “Big Data: una exploración de investigaciones, tecnologías y casos de aplicación,” TecnoLógicas, vol. 20, no. 39, pp. 15–38, May. 2017. https://doi.org/10.22430/22565337.685 [4] J. Botero Valencia, L. Castaño Londoño, and D. Marquez Viloria, “Trends in the Internet of Things,” TecnoLógicas, vol. 22, no. 44, pp. 1–2, Jan. 2019. https://doi.org/10.22430/22565337.1241 [5] O. Revelo-Sánchez, C. A. Collazos-Ordóñez, and J. A. Jiménez-Toledo, “El trabajo colaborativo como estrategia didáctica para la enseñanza/aprendizaje de la programación: una revisión sistemática de literatura,” TecnoLógicas, vol. 21, no. 41, pp. 115–134. Jan. 2018. https://doi.org/10.22430/22565337.731 [6] J. I. Cocunubo-Suárez, J. A. Parra-Valencia, and J. E. Otálora-Luna, “Propuesta para la evaluación de Entornos Virtuales de Enseñanza Aprendizaje con base en estándares de Usabilidad,” TecnoLógicas, vol. 21, no. 41, pp. 135–147. Jan. 2018. https://doi.org/10.22430/22565337.732 [7] M. Hernández-de-Menéndez, A. Vallejo Guevara, J. C. Tudón Martínez, D. Hernández Alcántara, and R. Morales-Menendez, “Active learning in engineering education. A review of fundamentals, best practices and experiences,” Int. J. Interact. Des. Manuf., vol. 13, no. 3, pp. 909–922, Sep. 2019. https://doi.org/10.1007/s12008-019-00557-8 [8] A. M. Ruiz-Ortega, J. J. Gallardo-Rodríguez, E. Navarro-López, and M. del C. Cerón-García, “Project-led-education experience as a partial strategy in first years of engineering courses,” Educ. Chem. Eng., vol. 29, pp. 1–8, Oct. 2019. https://doi.org/10.1016/j.ece.2019.05.004 [9] X. Xie, X. Li, D. Bi, Q. Zhou, S. Xie, and Y. Xie, “Measurement Uncertainty Estimation for Electromagnetism Devices and Equipment Using Extreme Fisher Information,” IEEE Trans. Appl. Supercond., vol. 26, no. 7, pp. 1–5, Oct. 2016. https://doi.org/10.1109/TASC.2016.2610723 [10] J. J. Cárdenas-Monsalve, A. F. Ramírez-Barrera, and E. Delgado-Trejos, “Evaluación y aplicación de la incertidumbre de medición en la determinación de las emisiones de fuentes fijas: una revisión,” TecnoLógicas, vol. 21, no. 42, pp. 231–244, May. 2018. https://doi.org/10.22430/22565337.790 [11] H. A. Canseco, I. López, J. C. Olivares Galván, J. Jiménez, F. González and R. Escarela Pérez “Diseño y construcción de un prototipo de adquisición de datos para diagnosticar fallas de cortocircuito en transformadores,” Pist. Educ., no. 38, vol. 120, pp. 598–615, Oct. 2016. [12] C. G. López Calvachi, “Diseño e implementación de un prototipo de medición de consumo eléctrico inalámbrico para artículos del hogar monitoreado mediante una página web”, Tesis pregrado, Facultad de ingeniería y ciencias aplicadas, Universidad de las Américas, Quito, 2018. [En línea] Disponible en: http://dspace.udla.edu.ec/handle/33000/8978 [13] A. I. V. Fernández, J. T. D. las Muelas, L. A. Toribio, M. S. Pérez, R. M. Andrade, and S. S. Sánchez, Fundamentos básicos de la electricidad y magnetismo, 1st ed. Universidad Autónoma San Francisco, 2009. [14] I. Kestin, “Statistics in medicine,” Anaesth. Intensive Care Med., vol. 13, no. 4, pp. 181–188. Apr. 2012. https://doi.org/10.1016/j.mpaic.2012.01.006 [15] M. S. Muthuvalu, V. S. Asirvadam, and G. Mashadov, “Performance analysis of Arithmetic Mean method in determining peak junction temperature of semiconductor device,” Ain Shams Eng. J., vol. 6, no. 4, pp. 1203–1210. Dec. 2015. https://doi.org/10.1016/j.asej.2015.04.007 [16] A. Rodríguez Rodríguez, R. J. Lima Pisco, M. A. Padilla Orlando, T. Y. Garcia Ponce, R. Y. Vera Loor, and J. C. Pino Tarragó, La estadística: gnosis del ser humano. Editorial Científica 3Ciencias, 2018. https://doi.org/10.17993/CcyLl.2018.14 [17] M. E. Gamboa, “Estadística aplicada a la investigación educativa,” Rev. Dilemas Contemp. Educ. Política y Valores, vol. 2, no. 2, pp. 1–32, Oct. 2018. [18] B. E. B. Carvalho and N. G. Bretas, “Gross error processing in state estimation: Comparing the residual and the error tests,” in 2017 IEEE Manchester PowerTech, Manchester, 2017, pp. 1–5. https://doi.org/10.1109/PTC.2017.7980921 [19] V. Witkovsky, G. Wimmer, Z. Durisova, S. Duris, and R. Palencar, “Brief overview of methods for measurement uncertainty analysis: GUM uncertainty framework, Monte Carlo method, characteristic function approach,” in 2017 11th International Conference on Measurement, Smolenice, 2017, pp. 35–38. https://doi.org/10.23919/MEASUREMENT.2017.7983530 [20] O. A. de Acreditación, Estadistica Procedimientos para la evaluación de la incertidumbre de la medición, 1st ed. Irma, 2018. http://materias.fi.uba.ar/6644/info/varios/errores/IRAM%2035050%202001.pdf [21] W. A. Schmid and R. J. L. Martínez, Guía para la expresión de la incertidumbre de la medición, 1st ed. Centro Nacional de Metrología, 2000. [22] E. Alnasser, “A Novel Fully Analog Null Instrument for Resistive Wheatstone Bridge With a Single Resistive Sensor,” IEEE Sens. J., vol. 18, no. 2, pp. 635–640, Jan. 2018. https://doi.org/10.1109/JSEN.2017.2777010 [23] Joint Committee for Guides in Metrology (JCGM), “Evaluation of measurement data — Guide to the expression of uncertainty in measurement”, Guides to the expression of uncertainty in measurement, 2008. https://www.bipm.org/utils/common/documents/jcgm/JCGM_100_2008_E.pdf [24] I. P. Pokrajac, D. Vucic, and P. Okiljevic, “Direct position determination of wideband signals: Coherent and noncoherent approach,” in 2013 11th International Conference on Telecommunications in Modern Satellite, Cable and Broadcasting Services (TELSIKS), Servia, 2013, pp. 77–80. https://doi.org/10.1109/TELSKS.2013.6704897
dc.sourceTecnoLógicas; Vol. 22 No. 46 (2019); 171-183en-US
dc.sourceTecnoLógicas; Vol. 22 Núm. 46 (2019); 171-183es-ES
dc.source2256-5337
dc.source0123-7799
dc.subjectMeasurement Uncertaintyen-US
dc.subjectMeasurement Errorsen-US
dc.subjectEngineering Educationen-US
dc.subjectElectric Variablesen-US
dc.subjectDesign Methodologyen-US
dc.subjectIncertidumbre en mediciónes-ES
dc.subjecterrores de mediciónes-ES
dc.subjecteducación en ingenieríaes-ES
dc.subjectvariables eléctricases-ES
dc.subjectdiseño metodológicoes-ES
dc.titleDetermination of Uncertainty in Measuring Instruments in Electrical Engineering Programsen-US
dc.titleDeterminación de la incertidumbre en instrumentos en programas de ingeniería eléctricaes-ES
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/article
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.typeResearch Papersen-US
dc.typeArtículos de investigaciónes-ES


Ficheros en el ítem

FicherosTamañoFormatoVer

No hay ficheros asociados a este ítem.

Este ítem aparece en la(s) siguiente(s) colección(ones)

Mostrar el registro sencillo del ítem