Cuando se trata de instrumentos de medición, hay varios conceptos que se repiten y se nos hacen más familiares, tales como rango, exactitud o resolución. Sin embargo existen otros que aparecen con menos frecuencia, uno de ellos es el concepto de Linealidad, razón por la cual la hemos elegido para nuestra sección de Veto responde de este mes. 

La linealidad es un término que está íntimamente ligado a otro concepto: sesgo, por lo que abordaremos la definición de ambos: 

Linealidad: Señala qué tan exactas son las mediciones de un instrumento en todo el rango esperado de mediciones. Es por tanto un indicador que nos informa si el sistema de medición tiene la misma exactitud para todos los valores de referencia. 

Sesgo: Examina la diferencia entre la medición promedio observada y un valor de referencia. El sesgo indica cuál es la exactitud del sistema de medición cuando se compara con un valor de referencia, y puede ser positivo o negativo. 

Ejemplo sesgo y linealidad

Supongamos que un fabricante desea saber si un termómetro indica mediciones exactas y consistentes para mediciones de temperatura a 202, 204, 206, 208 y 210 °C. Para ello realizamos seis mediciones en cada uno de esos puntos de medición (conforme a un patrón).

Para determinar si el termómetro presenta sesgo, restamos en cada una de las lecturas obtenidas el valor de referencia, en el primer caso, 202 °C. Los valores del sesgo para las mediciones tomadas en este punto de medición podrían estar expresados de la siguiente forma:

MediciónReal Sesgo
202.7202=0.7
202.5202=0.5
202.2202=1.2
203.0202=1.0
203.1202=1.1
203.3202=1.3

Las lecturas de temperatura para este punto tienen según este ejemplo, un sesgo positivo ya que el termómetro indica lecturas más altas que la temperatura real.

Para interpretar la linealidad de los datos del termómetro, debemos repetir este ejercicio para cada uno de los puntos de medición y determinar si el sesgo del termómetro cambia para las diferentes configuraciones de calor. Si los datos no forman una línea horizontal en una gráfica de dispersión, existe linealidad.

Una vez terminado el ejercicio con todos los puntos de medición, podemos obtener esta gráfica de dispersión, la cual muestra que el sesgo cambia a medida que aumenta la configuración de calor. Las temperaturas de las configuraciones de calor más bajas son más altas que las temperaturas reales, mientras que las lecturas de las configuraciones de calor más elevadas son más bajas que las temperaturas reales. El sesgo cambia con las diferentes configuraciones de calor, lo que significa que existe linealidad en estos datos.

Fuente:

Exactitud, precisión y sesgo de los sistemas de medida. (2012, 31 agosto). Caletec. https://www.caletec.com/6sigma/exactitud-precision-y-sesgo-de-los-sistemas-de-medida

¿Qué es un estudio de linealidad y sesgo del sistema de medición? (2019). Soporte de Minitab 18. https://support.minitab.com/es-mx/minitab/18/help-and-how-to/quality-and-process-improvement/measurement-system-analysis/supporting-topics/other-gage-studies-and-measures/what-is-a-gage-linearity-and-bias-study/

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