Cómo convertir un presupuesto de Excel

Una de las principales preocupaciones al empezar a utilizar el módulo de incertidumbre es cómo convertir los antiguos balances de incertidumbre. Una situación habitual es tener los presupuestos de incertidumbre guardados en archivos de Excel, como este presupuesto de incertidumbre para un diámetro exterior liso:

Ejemplo de balance de incertidumbre en Excel

En este caso, lo primero que debes hacer es comprender las fórmulas en cuestión. La forma más fácil es cambiar el modo de visualización para que se muestren todas las fórmulas. En algunas versiones de Excel, esto se puede hacer pulsando Ctrl-` (junto al 1). En Excel 2007, haz clic en «Mostrar fórmulas» en la pestaña Fórmulas.

Mostrar fórmulas en la pestaña «Fórmulas»

Una vez que haya seleccionado «Mostrar fórmulas», la pantalla debería tener un aspecto similar al siguiente:



Ejemplo de balance de incertidumbre con fórmulas visibles

Tu objetivo es enumerar cada elemento que interviene y cómo se calcula. Empieza por enumerar los valores que son importantes para realizar los cálculos:

1. Reproducibilidad del operador

· Valor = 0,000005

· Divisor = 1,000

· Incertidumbre = E27

2. Incertidumbre de los bloques patrón

· Valor = (1,3 + 0,8 * F35) * 0,000001

· Divisor = 2,000

· Incertidumbre = E28/H28

3. Incertidumbre de la máquina de medición

· Valor = (3+0,8*F35)*0,000001

· Divisor = 2,000

· Incertidumbre = E29/H29

4. Diferencia entre el instrumento de medición y el artefacto

· Valor = ABS(G37-D40)*D39*F35

· Divisor = SQRT(3)

· Incertidumbre = E30/H30

5. UNDE

· Valor = G37*0,1*F35*F37

· Divisor = SQRT(3)

· Incertidumbre = E31/H31

6. Geometría del calibre de enchufe

· Valor = 0,000002

· Divisor = SQRT(3)

· Incertidumbre = E32/H32

7. Deformación

· Valor = 0,000001

· Divisor = SQRT(3)

· Incertidumbre = E33/H33

8. Gradiente térmico entre la máquina de medición y el artefacto

· Valor = G37*0,2*F35

· Divisor = SQRT(3)

· Incertidumbre = E34/H34

Variación de temperatura

· Valor = ABS(D37-E37)

Incertidumbre estándar

· Valor = (SQRT((I27*I27)+(I28*I28)+(I29*I29)+(I30*I30)+(I31*I31)+(I32*I32)+(I33*I33)+(I34*I34)))

Incertidumbre expandida (K=2)

· Valor = 2*D45

Expresión de incertidumbre

· Dimensión máxima L(in): 4

· U95 en L=0: 0,000011

· U95 en L=Dimensión máxima: 0,000057985507292771

· Fórmula (µin): D52*1000000 "+" ((D53-D52)/D51)*1000000 "D"

Por desgracia, esto no permite comprender las fórmulas de forma intuitiva. Para que quede claro, cada referencia de celda se puede sustituir por un indicador de su contenido:

1. Reproducibilidad del operador

· Valor = resultado del estudio GRR

· Divisor = 1,000

· Incertidumbre = Valor

2. Incertidumbre de los bloques patrón

· Valor = (1,3 + 0,8 * Diámetro) * 0,000001

· Divisor = 2,000

· Incertidumbre = Valor / Divisor

3. Incertidumbre de la máquina de medición

· Valor = (3+0,8*Diámetro)*0,000001

· Divisor = 2,000

· Incertidumbre = Valor / Divisor

4. Diferencia entre el instrumento de medición y el artefacto

· Valor = ABS((Coeficiente de expansión) - (Coeficiente de contracción)) de Exp. de la escala))*(Precisión del sensor de temperatura + entorno del laboratorio (unilateral))*Diámetro

· Divisor = SQRT(3)

· Incertidumbre = Valor / Divisor

5. UNDE

· Valor = (coeficiente de expansión)*0,1*diámetro*(variación de temperatura)

· Divisor = √3

· Incertidumbre = Valor / Divisor

6. Geometría del calibre de enchufe

· Valor = 0,000002

· Divisor = SQRT(3)

· Incertidumbre = Valor / Divisor

7. Deformación

· Valor = 0,000001

· Divisor = SQRT(3)

· Incertidumbre = Valor / Divisor

8. Gradiente térmico entre la máquina de medición y el artefacto

· Valor = (Coeficiente de expansión)*0,2*Diámetro

· Divisor = SQRT(3)

· Incertidumbre = Valor / Divisor

Variación de temperatura

· Valor = ABS((Temperatura mínima)-(Temperatura máxima))

Incertidumbre estándar

· Valor = RSS(Incertidumbres 1-8)

Incertidumbre ampliada (K=2)

· Valor = 2*(Incertidumbre estándar)

Expresión de incertidumbre

· Dimensión máxima L(en pulgadas): 4

· U95 en L=0: 0,000011

· U95 en L=Dimensión máxima: 0,000057985507292771

· Fórmula (µin): (U95 en L=0) * 1000000 «+» (((U95 en L=dimensión máxima) - (U95 en L=0)) / (dimensión máxima L (in)) * 1000000 «D»

Ahora tenemos que crear en InSite el presupuesto que se corresponde con el presupuesto que hemos indicado anteriormente. La información básica es bastante sencilla. Elegimos una resolución de 6 para que coincida con la resolución del presupuesto de Excel.

Pantalla principal de

Dado que estamos realizando un cálculo que tiene en cuenta el coeficiente de expansión del patrón, tendremos que asignarle un nombre significativo. En este caso, utilizaremos METER1:



Medidor utilizado para medir el diámetro

Para cada uno de los ocho elementos contribuyentes, crearemos una entrada en la pestaña «Elementos contribuyentes»:



Elementos contribuyentes

Para cada uno de los elementos, introduciremos algunos valores de referencia. El nombre del colaborador es el mismo que figuraba en el presupuesto de Excel.La opción «Automático» siempre estará desmarcada, por lo que podemos introducir una fórmula manualmente. El divisor será el mismo que en el presupuesto de Excel, utilizando 1,732051 como raíz cuadrada de 3 en las partidas 4 a 8. La unidad de medida debe ser la misma para todos ellos.



Información básica para enviar artículos

En el primer elemento, debemos devolver el resultado del estudio. Podemos introducirlo en la pestaña «Estudios»:



Ventana «Estudio de incertidumbre»

Una vez introducido, utilizaremos la función LookupStudy para obtener el valor y SetResult para establecerlo como resultado de este elemento contribuyente:



Fórmula del elemento contribuyente 1

Pulsa el botón «Ejecutar» para probar el script:



Botón «Probar script»

En este caso, obtenemos un resultado de 0,000005, tal y como esperábamos.

Resultado del script de

El punto 2 es un poco más complicado, ya que tiene que ver con el diámetro medido.

2. Incertidumbre de los bloques patrón
   
   · Valor = (1,3 + 0,8 * Diámetro) * 0,000001
   
   · Divisor = 2,000
   
   · Incertidumbre = Valor / Divisor

Supondremos que el diámetro se corresponde con el valor nominal del punto de ensayo. Para ello, utilizaremos la función LookupNumericField con el fin de obtener el valor de LINE_STANDARD correspondiente al punto de prueba que se está analizando. Lo guardaremos en rDiameter para poder consultarlo fácilmente más adelante. Puedes encontrar la versión completa de la función en los ejemplos que aparecen a la derecha del área de código:



Lista de funciones de consulta

A continuación, el valor se puede guardar en rValue utilizando la fórmula que hemos encontrado en el presupuesto de Excel. El divisor, 2, debe extraerse de la sección superior utilizando de nuevo LookupNumericField. Se guarda en rDivisor. Una vez hecho esto, la incertidumbre es el resultado de rValue / rDivisor.



Fórmula del elemento contribuyente 2

El punto 3 de la contribución es prácticamente igual.

3. Incertidumbre de la máquina de medición
   
   · Valor = (3 + 0,8 × Diámetro) × 0,000001
   
   · Divisor = 2,000
   
   · Incertidumbre = Valor / Divisor

Elemento contribuyente 3: Fórmula

El punto 4 del documento presenta la necesidad de utilizar coeficientes de dilatación. Esta es una propiedad del material con el que está fabricado ese calibre o patrón concreto, por lo que utilizaremos los «Atributos de incertidumbre» de InSite para almacenar esa información:

4. Diferencia entre el instrumento de medición y el artefacto
   
   · Valor = ABS((Coeficiente de expansión) - (Coeficiente de contracción)) de Exp. de la escala))*(Precisión del sensor de temperatura + entorno del laboratorio (unilateral))*Diámetro
   
   · Divisor = SQRT(3)
   
   · Incertidumbre = Valor / Divisor

Introducción de un atributo de incertidumbre

Pestaña «Atributos de incertidumbre»

Una vez introducidos los coeficientes de dilatación como atributos de incertidumbre, la cuestión pasa a ser cómo acceder a ellos. LookupAttributeGage y LookupAttributeMaster te permiten consultar un atributo de incertidumbre. Dado que se trata de un valor de búsqueda, se puede utilizar el 0 como último valor para simplificar. Dado que puede haber más de un maestro, debemos especificar qué maestro (en este caso, MASTER1) se va a utilizar basándonos en los nombres de los maestros. Una vez hecho esto, para calcular el valor y la incertidumbre estándar solo hay que sustituir las palabras por las variables correspondientes.

Elemento contribuyente 4: Fórmula

El punto 5 del documento de aportación añade la cuestión del cambio de temperatura. Dependiendo del tiempo que se tarde en realizar la medición, la temperatura puede variar durante el proceso. Si es así, puede utilizar «Extra Num 1» y «Extra Num 2» en la tabla de puntos de prueba para registrar el rango de temperatura. Dado que es posible que alguien haya intercambiado los dos valores, utilizaremos la diferencia absoluta entre ellos.

5. UNDE
   
   · Valor = (Coeficiente de expansión)*0,1*Diámetro*(Variación de temperatura)
   
   · Divisor = √3
   
   · Incertidumbre = Valor / Divisor

Elemento de contribución 5: Fórmula

En comparación con los puntos anteriores, los puntos 6 y 7 son bastante sencillos.

6. Geometría del calibre de enchufe
   
   · Valor = 0,000002
   
   · Divisor = SQRT(3)
   
   · Incertidumbre = Valor / Divisor

Elemento de contribución 6: Fórmula

7. Deformación
   
   · Valor = 0,000001
   
   · Divisor = SQRT(3)
   
   · Incertidumbre = Valor / Divisor

Elemento de contribución 7: Fórmula

Del mismo modo, el punto 8 se basa en las ideas ya comentadas.

8. Gradiente térmico entre la máquina de medición y el artefacto
   
   · Valor = (Coeficiente de expansión)*0,2*Diámetro
   
   · Divisor = SQRT(3)
   
   · Incertidumbre = Valor / Divisor
   
   
   
   Elemento contribuyente 8 Fórmula

El último paso consiste en calcular la suma de las raíces cuadradas de los elementos que contribuyen y multiplicar ese resultado por 2. Afortunadamente, lo único que hay que hacer es dejar marcada la opción «Predeterminado».

Fórmula de correlación de

Una vez hecho esto, solo queda aplicar este presupuesto a todos los puntos de prueba pertinentes. Supongamos que desea indicar las incertidumbres máxima y mínima en un certificado de calibración; esto debe incluirse como parte del certificado. El primer paso es crear un evento de calibración para trabajar con los datos del certificado. Esto también te permitirá comprobar que los cálculos funcionan correctamente.

Calibración con cálculos de incertidumbre

En este caso, introduzca ambos valores de «Número adicional» antes de pasar a una nueva línea. Una vez hecho esto, haz una copia de tu certificado de incertidumbre y modifícalo para que la pestaña «Puntos de prueba de calibración» tenga el siguiente aspecto:



Diseño de los puntos de prueba

Una vez hecho esto, modifica «DetailBeforePrint» en la pestaña «Calc», de forma similar a lo siguiente:



Pestaña «Calc»

Expresión de incertidumbre

· Dimensión máxima L (en pulgadas): 4

· U95 en L=0: 0,000011

· U95 en L=Dimensión máxima: 0,000057985507292771

· Fórmula (µin): (U95 en L=0) * 1000000 «+» (((U95 en L=dimensión máxima) - (U95 en L=0)) / (dimensión máxima L (in)) * 1000000 «D»

Esto te dará la expresión de incertidumbre tras los puntos de prueba.



Vista previa de los puntos de prueba |