Introducción

En las especificaciones de los termómetros infrarrojos suelen aparecer dos parámetros relacionados con el rendimiento de medición: precisión y repetibilidad. Aunque ambos describen la calidad de las mediciones, no significan lo mismo.

De forma sencilla, la precisión indica lo cerca que está una lectura de la temperatura real, mientras que la repetibilidad indica lo consistentes que son varias mediciones sucesivas.

Por tanto, un termómetro infrarrojo puede ofrecer una excelente repetibilidad y, al mismo tiempo, presentar una desviación constante respecto al valor real.

Puntos clave

● La precisión indica la proximidad entre el valor medido y la temperatura real o de referencia.
● La repetibilidad indica la consistencia de varias mediciones realizadas en las mismas condiciones.
● Una buena repetibilidad no implica necesariamente una alta precisión.
● La precisión puede verse afectada por el instrumento, la emisividad, la temperatura ambiente, la distancia de medición y el tamaño del objetivo.
● La repetibilidad se utiliza principalmente para evaluar la estabilidad de las mediciones.
● En aplicaciones reales deben considerarse conjuntamente la precisión, la repetibilidad y las condiciones de ensayo.

¿Qué es la precisión de un termómetro infrarrojo?

La precisión describe lo cerca que está la temperatura indicada por el termómetro de la temperatura real del objetivo o de una temperatura de referencia conocida.

Por ejemplo, si una fuente de referencia se encuentra a 100°C y el termómetro muestra 99,5°C, el error es de -0,5°C. Si muestra 102°C, el error es de +2°C.

La precisión refleja, por tanto, la desviación entre el valor indicado y el valor de referencia.

Las especificaciones habituales pueden expresarse como:

● ±1°C
● ±1,5°C
● ±1,5 % de la lectura
● ±2°C o ±2 % de la lectura, el valor que resulte mayor

La precisión especificada puede variar en diferentes rangos de temperatura. Por ello, no basta con comparar un único valor: también debe comprobarse el rango al que se aplica y las condiciones de ensayo definidas por el fabricante.

¿Qué es la repetibilidad de un termómetro infrarrojo?

La repetibilidad describe la capacidad del instrumento para proporcionar resultados similares cuando se mide repetidamente el mismo objetivo en condiciones prácticamente idénticas.

Por ejemplo:

● 100,1°C
● 100,0°C
● 100,1°C
● 99,9°C
● 100,0°C

Las lecturas están muy próximas entre sí, lo que indica una buena repetibilidad.

Si, por el contrario, los resultados son 98°C, 101°C, 99°C, 103°C y 97°C, la media puede estar cerca de 100°C, pero la dispersión entre las lecturas es considerable.

La repetibilidad se refiere, por tanto, a la consistencia entre mediciones y no a la proximidad respecto a la temperatura real.

¿Cuál es la diferencia principal entre repetibilidad y precisión?

La diferencia puede resumirse mediante dos preguntas:

● Precisión: ¿qué distancia existe entre la lectura y el valor real o de referencia?
● Repetibilidad: ¿cuánto varían entre sí varias mediciones sucesivas?

Supongamos que la temperatura real de un objetivo es de 100°C.

Un termómetro muestra:

● 102,0°C
● 102,1°C
● 102,0°C
● 101,9°C

Las lecturas están muy agrupadas, por lo que la repetibilidad es excelente. Sin embargo, todas presentan una desviación sistemática de aproximadamente +2°C.

Otro instrumento puede mostrar:

● 99,2°C
● 100,8°C
● 99,5°C
● 100,6°C

Estas lecturas están, en promedio, más próximas a 100°C, pero presentan una mayor dispersión.

Esto demuestra que la precisión y la repetibilidad representan dos características diferentes del rendimiento de medición.

¿Por qué puede haber buena repetibilidad y, aun así, una medición incorrecta?

La repetibilidad solo indica que las mediciones son estables. No confirma que la temperatura indicada sea correcta.

Un termómetro infrarrojo detecta la radiación térmica emitida por la superficie del objetivo y calcula la temperatura a partir de esa energía. Si las condiciones de medición no son adecuadas, el instrumento puede producir de forma constante un resultado estable pero incorrecto.

Entre las causas habituales se encuentran:

● Ajuste incorrecto de la emisividad.
● Distancia excesiva de medición.
● Superficies altamente reflectantes.
● Polvo, aceite, humedad o condensación en la óptica infrarroja.
● Fuentes de calor intensas próximas al objetivo.
● Falta de tiempo para que el instrumento se estabilice después de cambiar entre ambientes con temperaturas muy diferentes.

Estos factores pueden producir un error sistemático sin afectar significativamente a la consistencia de las lecturas.

¿Qué factores afectan a la precisión?

La precisión real depende tanto del instrumento como de las condiciones de medición.

● Emisividad: los distintos materiales emiten radiación infrarroja de forma diferente. Un ajuste incorrecto puede provocar errores importantes.
● Relación distancia-punto de medición (D:S): al aumentar la distancia, también aumenta el área medida. Si el objetivo no cubre completamente el campo de visión, el fondo puede influir en la lectura.
● Estado de la superficie: los metales pulidos y otras superficies de baja emisividad son más sensibles a la radiación térmica reflejada.
● Temperatura ambiente: después de trasladar el instrumento rápidamente entre entornos fríos y cálidos, puede necesitar un tiempo de estabilización.
● Estado de la óptica: polvo, aceite o condensación pueden modificar la cantidad de radiación que llega al detector.
● Ángulo de medición: los ángulos excesivos pueden aumentar el área efectiva de medición y la influencia de las reflexiones.
● Estabilidad térmica del objetivo: si el objeto se está calentando o enfriando rápidamente, las lecturas cambiarán de forma natural.

Las especificaciones de precisión del fabricante suelen corresponder a condiciones de ensayo definidas. Las mediciones sobre el terreno pueden verse afectadas por factores adicionales.

¿Qué factores afectan a la repetibilidad?

La repetibilidad depende de la estabilidad del instrumento y de la constancia de las condiciones de medición.

Entre los factores principales se encuentran:

● Cambios en la posición del instrumento.
● Medición de zonas diferentes del mismo objetivo.
● Variaciones reales de la temperatura del objetivo.
● Cambios en la distancia.
● Variaciones de la radiación térmica ambiental.
● Óptica sucia u obstruida.
● Inestabilidad del detector o de la electrónica.

Al evaluar la repetibilidad, deben mantenerse constantes, en la medida de lo posible, el objetivo, la distancia, el ángulo, la emisividad, la temperatura ambiente y la zona de medición.

¿Qué es más importante: la precisión o la repetibilidad?

Ambas son importantes, pero su relevancia depende de la aplicación.

Cuando es necesario conocer la temperatura real con exactitud, por ejemplo en control de procesos, ensayos de laboratorio o aplicaciones con límites térmicos definidos, la precisión es fundamental.

En aplicaciones de seguimiento de tendencias, comparación entre mediciones o inspección repetitiva de productos similares, la repetibilidad también es muy importante.

Por ejemplo, si durante una inspección periódica una conexión eléctrica suele medir aproximadamente 55°C y posteriormente aumenta a 75°C, un instrumento con buena repetibilidad permitirá detectar claramente esa variación, aunque exista un pequeño error constante.

Sin embargo, si una decisión depende de un umbral de temperatura exacto, la repetibilidad por sí sola no es suficiente. También deben considerarse la precisión y la incertidumbre global de medición.

¿Cómo deben compararse las especificaciones de distintos termómetros infrarrojos?

No es recomendable comparar instrumentos únicamente por una especificación como “precisión ±1°C”.

También deben revisarse:

● El rango de temperatura al que se aplica la precisión indicada.
● Si la precisión se expresa en grados o como porcentaje de la lectura.
● La repetibilidad.
● La relación D:S.
● La emisividad fija o ajustable.
● El tiempo de respuesta.
● El rango de temperatura ambiente de funcionamiento.
● El rango total de medición.
● Las condiciones de ensayo especificadas por el fabricante.

Por ejemplo, un instrumento puede ofrecer una excelente precisión entre 0 y 100°C y utilizar una especificación porcentual a temperaturas más elevadas.

¿Cómo puede comprobarse la repetibilidad?

Puede realizarse una comprobación básica utilizando un objetivo térmicamente estable, suficientemente grande y con una emisividad relativamente alta.

Mantenga constantes las siguientes condiciones:

● La misma zona del objetivo.
● La misma distancia de medición.
● El mismo ángulo.
● El mismo ajuste de emisividad.
● El objetivo debe cubrir por completo el campo de medición.
● Realizar varias mediciones consecutivas.

Si las lecturas permanecen muy próximas entre sí, el instrumento presenta una buena estabilidad de medición.

Sin embargo, esta prueba no confirma la precisión absoluta. Para verificarla es necesario comparar el instrumento con una fuente de temperatura de referencia trazable en condiciones de ensayo o calibración controladas.

¿Qué relación existe entre la repetibilidad y la calibración?

La calibración compara la indicación del instrumento con un valor de referencia conocido y permite determinar la desviación de medición.

Si un termómetro infrarrojo tiene buena repetibilidad pero muestra sistemáticamente 2°C por encima de una fuente de referencia, la calibración permitirá identificar esa desviación.

En cambio, si la repetibilidad es deficiente y el instrumento genera valores muy diferentes al medir la misma fuente estable, una única lectura próxima al valor de referencia no demuestra un buen rendimiento.

Por ello, un sistema de medición fiable debe combinar una precisión adecuada con una repetibilidad estable.

FAQ

¿Una buena repetibilidad significa que el termómetro es preciso?

No. Significa únicamente que las mediciones repetidas son consistentes. Un error sistemático, una emisividad incorrecta o la radiación térmica reflejada pueden producir lecturas estables pero incorrectas.

¿Una precisión de ±1°C significa que todas las mediciones estarán siempre dentro de 1°C del valor real?

Es necesario consultar la especificación completa del fabricante. La precisión puede depender del rango de temperatura, de las condiciones ambientales, de la emisividad y del estado de funcionamiento del instrumento.

¿Por qué cambia ligeramente la temperatura al medir varias veces el mismo objeto?

Las pequeñas variaciones pueden deberse al ruido del detector, a cambios reales de temperatura, a modificaciones de la posición del instrumento, a diferencias en la zona medida o a cambios en la radiación térmica ambiental.

¿Las mediciones repetidas permiten determinar si un termómetro infrarrojo es preciso?

No. Las mediciones repetidas permiten principalmente evaluar la repetibilidad. La precisión absoluta requiere una comparación con una referencia de temperatura fiable.

¿Es mejor un valor de repetibilidad más bajo?

En general, sí. En condiciones comparables, una menor variación entre las lecturas indica una mayor estabilidad. No obstante, también deben considerarse la precisión, el rango de temperatura, la relación D:S y la emisividad.

Conclusión

La precisión y la repetibilidad describen dos aspectos distintos del rendimiento de un termómetro infrarrojo.

● La precisión indica lo cerca que está la lectura de la temperatura real o de referencia.
● La repetibilidad indica la consistencia de varias mediciones realizadas en las mismas condiciones.

Un instrumento puede tener una excelente repetibilidad y, aun así, medir de forma incorrecta debido a errores sistemáticos, ajustes de emisividad inadecuados o condiciones de medición desfavorables.

Por ello, al seleccionar y utilizar un termómetro infrarrojo deben evaluarse conjuntamente la precisión, la repetibilidad, la emisividad, la relación D:S, las condiciones ambientales y las necesidades reales de la aplicación.