MÉTODOS DE CALIBRACIÓN

  Estás en > Matemáticas y Poesía > Tutoriales y Manuales > Métodos

PROCEDIMIENTO DE CALIBRACION PARA COMPARADORES MECÁNICOS

 
ALCANCE

El presente procedimiento de calibración es de aplicación a los comparadores con división de escala mayor o igual a 0.001 mm independientemente del campo de medida de éstos.

En todos los casos se hace referencia a instrumentos en los que su lectura se efectúa analógicamente mediante un indicador de esfera o un dispositivo de visualización de lectura digital.

PRERREQUISITOS Y PRECAUCIONES

Los equipos patrones a utilizar deberán encontrarse dentro del periodo de validez de calibración.

Si no están disponibles los equipos patrón a utilizar se sustituirán por otros de similar incertidumbre.
Los comparadores deberán permanecer en la sala de metrología el tiempo necesario para su estabilización térmica, antes de proceder a la calibración, que se realizará a 20 + 2 ºC.
Los equipos a calibrar deberán estar en perfecto estado de limpieza; siendo necesario utilizar un paño ligeramente humedecido en disolvente neutro para limpiar las partes externas del comparador. En caso de que se observara que ha pasado al interior del comparador algun tipo de suciedad, se procederá a desmontar y limpiar adecuadamente su carcasa, secarla con un paño limpio y volverla a montar, dejando el comparador para su atemperamiento y estabilización de temperatura.

Seguidamente, se inspeccionará si existen golpes o señales, la legibilidad de las divisiones de la escala, de modo que permitan lecturas correctas; si las agujas indicadoras se encuentran situadas de forma correctad, de acuerdo con el tipo de comparador; el deslizamiento del pivote de medida, debiendo ser suave y sin ningún agarre; el buen estado de la punta de medida, no debiéndosele apreciar ningún desgaste irregular de la misma. Si el comparador presentara alguna de las anormalidades anteriores se procederá a su ajuste o reparación.

EQUIPOS PATRONES Y ACCESORIOS

Banco de calibración universal o banco de calibración de comparadores.
Otra opción, si no se dispone del banco de calibración, es utilizar los siguientes equipos patrones:
  • Soporte para comparadores
  • Mesa ranurada
  • Bloques patrón longitudinales grado 0 para los comparadores milesimales y bloques patrón longitudinales grado 1 o superior para los comparadores con división de escala superior a la micra.
Como accesorio de este procedimiento y para cada equipo, se utilizará la Ficha de Instrucciones de Calibración del mismo .
DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO

La calibración consiste en la realización de un conjunto de medidas, a lo largo de todo el campo de medida de los comparadores, para determinar las desviaciones y repetibilidades de los puntos tomados.
Calibración con banco de verificación de comparadores.

Este proceso es el más adecuado para comparadores con división de escala mayor o igual a 0.001 mm, independientemente del campo de medida de los mismos.

Se establece que los puntos de desviación y de repetibilidad estarán equidistribuidos a lo largo del campo de medida del instrumento. Los puntos de desviación serán 11 y los de repetibilidad 3; pudiéndose aumentar a 21 y 5 respectivamente si se trata de una calibración de recepción o se especifique así por alguna causa determinada.

Se comienza ajustando a cero tanto el comparador en sentido creciente, como la escala del banco con lo que se obtienen las desviaciones crecientes de los puntos prefijados: ΔXcci.

Al llegar al fondo de escala se actúa algo más sobre el comparador, cuidando de no forzar el mecanismo, y se procede a continuación, a obtener las desviaciones decrecientes ΔXcdi en los mismos puntos anteriores.

Se completan estos datos con los valores de repetibilidad posicionando sucesivamente en cada uno de los puntos prefijados, para una posición cualquiera del banco, puede colocarse en un valor entero en mm de ésta.

En cada posición se reiteran 5 medidas, retirando suavemente el palpador del comparador y volviendo a dejar que haga contacto sobre el tope del banco. A estos valores se les llama XRJK, J es la posición en la escala y K las reiteraciones en cada posición.

Los valores tomados tendrán cifras significativas hasta el valor de la división de escala de banco de verificación de comparadores D' inferior a la división de escala del comparador D.

Calibración con bloques patrón longitudinales y soporte de comparadores.

Este proceso de calibración es similar al anterior, y solo debe aplicarse cuando no se posea el banco de verificación de comparadores, y en cambio, exista, un juego de bloques patrón longitudinales de grado 1 para los comparadores de división de escala superior a 0.001 y de grado 0 para los comparadores milesimales; y un soporte para comparadores con mesa ranurada.

El procedimiento a seguir es análogo al seguido en el caso anterior, con la salvedad de que se irán colocando las combinaciones de bloques patrón necesarios para medir con respecto a la base, en los mismos puntos y puntos de reptibilidad que los indicados en la calibración con banco de verificación de comparadores.

La lectura se realizará sobre el comparador a calibrar con un nominal determinado de bloques patrón longitudinales.

DATOS y CÁLCULOS. TRATAMIENTO DE LOS RESULTADOS

Para cada punto, su repetibilidad es la diferencia entre el valor máximo y mínimo, en dicho punto:
    \( R_j = X_{RJ_\max} - X_{RJ_\min} \)
Para comprobar en la tabla 1 las características y asignación de incertidumbre, se definen los parámetros de calibración siguientes:

- Diferencia parcial de calibración creciente D1c: Diferencia entre las desviaciones máxima y mínima de calibración crecientes.
    \( D_{1c} = \triangle X_{CD_\max} - \triangle X_{DC_\min} \)
- Diferencia parcial de calibración decreciente D11: Diferencia entre las desviaciones máxima y mínima de calibración decrecientes:
    \( D_{11} = \triangle X_{CD_\max} - \triangle X_{DC_\min} \)
- Diferencia parcial de calibración D1: La mayor de las diferencias anteriores:
    \( \begin{array}{l} D_{1C} > D_{1D} \Rightarrow D_1 = D_{1C} \\ \\ D_{1C} < D_{1D} \Rightarrow D_1 = D_{1D} \\ \\ D_{1C} = D_{1D} \Rightarrow D_1 = D_{1C}= D_{1D} \end{array} \)
- Diferencia total de calibración D2: Diferencia entre las desviaciones máxima y mínima de calibración, considerando en conjunto e indistintamente tanto las crecientes XCC1 como las decrecientes XCD1:
    \( D_2 = \triangle X_{C_\max} - \triangle X_{C_\min} \)
- Diferencia de inversión D3: Valor máximo de las diferencias de desviación crecientes y decrecientes de cada punto de calibración:
    \( D_3 = MAX \left|\triangle X_{CCI} - \triangle X_{CDI}\right| \)
- Repetibilidad total R: Valor máximo de las repetibilidades
    \( R = R_{1\max} \)
Los parámetros definidos se toman con cifras significativas iguales a la división de escala de los comparadores a calibrar.

CRITERIOS DE ACEPTACIÓN

Se tomarán indistintamente para el proceso de calibración con banco de verificación de comparadores y el de calibración con bloques patrón longitudinales y soporte de comparadores.

Con los cuatro parámetros obtenidos D1 a D3 y R, se comprueba si todos ellos cumplen con las tolerancias especificadas en la tabla 1, bien en calidad 1 o bien en calidad 2, para cada campo y división de escala en las calibraciones de recepción solo será admisible la calidad 1.


TABLA 1.- Tolerancias de comparadores con división de escala igual o mayor de 0,001 mm.

Superada la verificación de características metrológicas, se procederá a asignar, como incertidumbre del comparador el múltiplo de su división de escala D, inmediatamente superior a la diferencia total de calibración D2 obtenida.

    \( D_2 = cD - r \;;\; I = cD\)
    D2 = Diferencia total de calibración
    D = División de escala del comparador
    c = Cociente de la división por exceso de D2 y D
    r = Resto de la división por exceso de D2 y D
    I = Incertidumbre asignada al comprador

Esta incertidumbre I, se puede calcular de otro modo, considerando la incertidumbre del banco de calibración, o la suma cuadrática de las incertidumbres de los bloques patrón utilizados, según se indica abajo. Esta incertidumbre deberá asignarse siempre, al comparador que no cumpla las tolerancias especificadas en la tabla 1 y aquel comparador cuya división de escala sea menor que 0.01 mm. Los comparadores cuya división de escala sea mayor o igual que 0.01 se podrá asignar indistintamente la anterior o esta misma, siendo más conveniente emplear la primera.

    \( I^2 = I_o^2 + D_2^2 + R^2\)

D2 = Diferencia total de calibración
R = Repetibilidad total de calibración
Io = Incertidumbre del banco de verificación o de los bloques patrón utilizados.

    \( \displaystyle I_o^2 = \sum_{i=1}^3 I_{oi}^2 \)

Si el comparador calibrado no cumpliera con las tolerancias indicadas en la tabla 1, se anotará tal circunstancia en el informe de calibración correspondiente

 



tema escrito por: José Antonio Hervás