ALCANCE
Este procedimiento es de aplicación para todos
los termómetros de lectura directa en un rango
de temperatura ambiente hasta 230 ºC. Quedan considerados
como termómetros de lectura directa termómetros
de mercurio, termómetros digitales o analógicos
con sondas, termómetros de expansión bimetálicos
siempre y cuando incorporen el indicador.
Se pueden incluir aquí otros tipos de termómetros
en ausencia de un procedimiento de calibración
específica para ellos y con las modificaciones
oportunas de los pasos a realizar.
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.
Comprobar el buen estado de funcionamiento del sistema extractor
de vapores de silicona para minimizar los problemas de inhalación
de los mismos.
Efectuar una inspección visual del equipo a calibrar
para localizar cualquier posible anomalía: p. ejemplo
en los termómetros de columna comprobar que la columna
de mercurio no está partida; en el caso de que lo esté,
enfriar el termómetro con hielo o en un frigorífico
y sacudirlo enérgicamente hasta reunir todo el mercurio.
Limpiar
los termómetros antes de introducirlos en el
baño, ya que, podrían contaminar el fluido
del baño termostático.
Para los termómetros de columna atender al tipo
de medida del termómetro:
Termómetros de columna de inmersión total
son aquellos que para realizar las lecturas se sumergen
en un medio hasta la división que ha de ser leída,
Figura 1.
Termómetros de columna de inmersión parcial
son aquellos que para realizar sus lecturas sólo
se sumerge parte de su columna en el medio (la zona
especificada por el fabricante, generalmente la zona
sin graduar), Figura 2.
Fig.1 Inmersión total |
 |
El tipo de medida "inmersión total" o "inmersión
parcial" es indicado por el fabricante en las especificaciones.
No se pueden utilizar para medir en diferentes condiciones
dado que las lecturas serán erróneas.
En el baño de temperatura no es aconsejable forzar
la subida de la temperatura, puesto que se originarían
mayores inestabilidades.
En los termómetros de columna los cambios en el volumen
del bulbo son producto del comportamiento del vidrio. Estos
cambios pueden originar errores importantes en la medida.
Fig.2 Inmersión parcial
Calentando hasta altas temperaturas el bulbo se expande
de su estado inicial, y después de un corto periodo
de tiempo, aparece una condición de equilibrio
correspondiente a esa temperatura. Si el termómetro
es enfriado lentamente, el volumen del vidrio recobrará
su estado inicial y la lectura en "el punto de
hielo" no cambiará. Si el termómetro
fuera enfriado rápidamente el bulbo retendría
una porción de su condición de expansión,
y la lectura del punto de hielo sería más
baja que antes de su calentamiento. Este fenómeno
es conocido como "cero o depresión del punto
de hielo". Los termómetros que son calentados
a altas temperaturas se recobran de su depresión
del punto de hielo en una dirección impredecible
y frecuentemente esta no ocurre hasta después
de algunos años. Los termómetros hasta
100?C recobran el volumen inicial en 2 ó 3 días.
|
|
Así
pues, siempre que se tenga sospecha de que un termómetro
de columna ha podido sufrir una depresión del punto
de hielo, realizar antes de la calibración las siguientes
operaciones:
a) Conectar la alimentación del baño e introducir
el termómetro en el mismo.
b) Seleccionar en el baño hasta la temperatura más
alta en el rango de utilización del termómetro.
c) Una vez estabilizada la temperatura esperar dos o tres
horas.
d) Desconectar el baño y dejarlo enfriar.
e) Una vez alcanzada la temperatura ambiente en el baño
sacar el termómetro del mismo. Ya está listo
para comenzar la calibración.
La colocación de los termómetros de columna
será de forma vertical y la lectura se hará
en el plano horizontal a la indicación.
|
EQUIPOS PATRONES Y ACCESORIOS
- Termómetro patrón
- Sonda patrón
- Baño termostático auxiliar hasta 230?C
- Termómetro auxiliar. Rango de Tª ambiente
a 100 ºC o similar.
Como accesorio de este procedimiento y para cada equipo, se
utilizará la Ficha de Instrucciones de Calibración del mismo
.
|
DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO
La medida de referencia se obtendrá tomando la lectura
del equipo patrón.
Las lecturas se tomarán una vez que se haya estabilizado
la temperatura en el baño.
Se tomarán lecturas en 5 puntos repartidos dentro de
todo el rango del termómetro o en el rango de utilización
del mismo.
Se comenzará seleccionando en el baño las diferentes
temperaturas de calibración, desde la más baja
a la más alta.
Las operaciones a realizar para efectuar la calibración
son las siguientes:
1.- Introducir la sonda patrón en el baño
de temperatura a una profundidad mínima de 10 cm.
2.- Conectar la alimentación del baño y de
la sonda patrón.
3.- Conectar el sistema extractor de vapores de silicona
cuando se alcancen temperaturas en las que el riesgo de
inhalación sea significativo.
4.- Procedimiento específico :
Termómetros de columna de inmersión
parcial:
a) La sujeción del termómetro se hará
utilizando los soportes adecuados.
b) Sumergir el termómetro hasta la longitud indicada
por el fabricante.
c) Se modificará la altura de inmersión
de la sonda patrón para conseguir que la parte
central del bulbo del termómetro se encuentre a
la misma altura que el centro de la parte sensora de la
sonda patrón.
d) El termómetro se colocará lo más
cerca posible de la sonda patrón pero sin llegar
a tocarse.
e) La colocación del termómetro será
de forma vertical.
f) La lectura en el termómetro se hará después
que su capilar indicador se haya estabilizado, tomándose
simultáneamente la lectura de la sonda patrón.
g) Ir seleccionando las distintas temperaturas a las cuales
se desea efectuar la calibración.
 |
NOTA:
Caso de realizar la calibración conjuntamente
de varios termómetros éstos se introducirán
junto con la sonda patrón, de forma que ésta
se encuentre en el centro de todos ellos, situándose
los termómetros lo más próximo
posible sin llegar a tocarse entre sí ni con
la sonda patrón. Ver figura 3.
Fig. 3 Calibración conjunta de varios
termómetros
Termómetros de columna de inmersión
total: |
a) La sujeción del termómetro se hará
utilizando los soportes adecuados.
b) Seleccionar en el baño el valor correspondiente
a la temperatura en la que se desea efectuar la medida.
c) Sumergir el termómetro en el baño hasta
la división correspondiente a la temperatura que
se desea medir.
d) La colocación del termómetro será
de forma vertical.
e) El termómetro se colocará lo más
cerca posible de la sonda patrón, pero sin llegar
a tocarse.
f) Se modificará la profundidad de inmersión
de la sonda patrón para conseguir que la parte
central del bulbo del termómetro a calibrar se
encuentre a la misma profundidad que el centro de la parte
sensora de la sonda patrón.
g) Una vez que la altura del capilar indicador del termómetro
se haya estabilizado se comprueba si está por encima
o por debajo del nivel del baño.
- Si la indicación está por encima del
nivel del baño proceder a sumergir ligeramente
el termómetro (junto con la sonda patrón)
del baño.
- Si la indicación está por debajo del
nivel del baño proceder a sacar ligeramente el
termómetro (junto con la sonda patrón)
del baño.
h) Esperar hasta que la altura del capilar indicador se
haya estabilizado. A continuación tomar simultáneamente
la lectura del termómetro a calibrar y de la sonda
patrón.
i) Si la longitud del termómetro a calibrar fuera
excesiva y no pudiera sumergirse en el baño la
profundidad suficiente (no se pueden realizar los apartados
f) y g), a la lectura de temperatura obtenida en el termómetro
a calibrar habría que introducirle un factor de
corrección obtenido según se indica en el
ANEXO " determinación del factor de corrección
para termómetros de longitud excesiva "
j) Anotar las lecturas obtenidas por la sonda patrón
y por el termómetro a calibrar (junto con la corrección
realizada en el caso de que haya sido necesario) en la
hoja de datos (Anexo I).
k) Repetir los apartados a) hasta j) para el resto de
temperaturas a las cuales se desea hacer la calibración.
Resto de termómetros:
a) Sumergir el centro de la parte sensora del termómetro
a calibrar a la misma profundidad que el centro de la
parte sensora de la sonda patrón.
b) Seleccionar la temperatura en el baño a la cual
se desea efectuar la calibración.
c) Esperar a que la indicación de temperatura en
el termómetro a calibrar se haya estabilizado.
d) Tomar simultáneamente la lectura del termómetro
a calibrar y de la sonda patrón
e) Anotar dichas lecturas en la hoja de datos (Anexo I)
f) Repetir los apartados b)...e) para el resto de temperaturas
a las que se desea efectuar la calibración.
5. Una vez alcanzada la temperatura más alta y realizar
la medida correspondiente, desconectar la alimentación
de la sonda patrón y del baño.
NO SACAR LOS TERMOMETROS NI LA SONDA PATRON DEL BAÑO,
HASTA QUE ESTE SE ENFRIE Y LA TEMPERATURA SE ENCUENTRE PROXIMA
A LA DEL AMBIENTE.
|
DATOS y CÁLCULOS. TRATAMIENTO DE LOS RESULTADOS
Se calcula para cada punto de calibración la diferencia
entre el valor indicado por el patrón y el indicado
por el termómetro. Este es el error absoluto o corrección
de calibración.
donde:
Δxi = corrección de calibración
en el punto i
xoi = valor indicado por el patrón en
el punto de calibración i.
xi = valor indicado por el termómetro
a calibrar en el punto de calibración i.
La incertidumbre de calibración del termómetro
mesurando es el valor de la extensión que cubren todos
aquellos valores que pudiesen ser el verdadero valor de una
magnitud, sabemos que tiene varios componentes y será
debida a las siguientes contribuciones:
Io Incertidumbre del termómetro patrón,
dada por el laboratorio exterior de calibración.
D Deriva del equipo indicada por el fabricante (< ±
0,5 mk/año) o estimada según sucesivas calibraciones.
C Coeficiente de temperatura del termómetro patrón
indicado por el fabricante como ± 0,5 mk/ºC.
Si en la sala de metrología se tiene un ambiente
controlado de 20 ± 2ºC, la variación
máxima de temperatura que tomaremos, será
_t = 4ºC, lo que nos da un coeficiente C_t = 4ºC
x 0,5 mk/ºC = ± 2 mk.
R Repetibilidad de la sonda patrón, indicada por
el fabricante y que, en nuestro caso, vale ± 25 mk.
E Estabilidad. Variación de temperatura en el tiempo,
de acuerdo con la calibración del baño termostático.
U Uniformidad. Variación de temperatura en la distancia
de acuerdo con la calibración del baño termostático.
F Incertidumbre por resolución del termómetro
mesurando (tomamos F = Div/5)
con todo ello tendremos:
Donde:
k - Factor de incertidumbre (k=2)
w - Factor de incertidumbre del certificado de calibración
del termómetro patrón
La incertidumbre de medida (con k = 2) para el termómetro
calibrado, debida exclusivamente a este, y siempre que se
den las condiciones nominales específicas en el certificado
de calibración y se efectúen las correcciones
del mismo es la siguiente:
Donde G es la deriva estimada o especificada por el fabricante
del termómetro mesurando.
En el primer caso, tomamos G = (1/5) de la división
de escala.
Si no se efectúan las correcciones del certificado,
a la incertidumbre anterior se le sumarán linealmente
la máxima de las desviaciones.
I = ± [Icorrec + máx (Δxi)]
|
CRITERIOS DE ACEPTACIÓN
Para obtener la conformidad del equipo se tendrá en
cuenta que su incertidumbre de medida cumple lo dicho en el
MEU0100 "CRITERIOS METROLOGICOS PARA EFECTUAR
UNA MEDIDA".
|
ANEXO
Determinación del factor de corrección para
termómetros de longitud excesiva. Ver
anexo. |
|
|
