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MÉTODOS DE CALIBRACIÓN

PROCEDIMIENTO DE CALIBRACION PARA MICRÓMETROS DE EXTERIORES

Alcance - : - Precauciones y prerequisitos - : - Equipos patrones - : - Descripción del método

Datos, cálculos y resultados - : - Criterios de aceptación - : - Anexos
 
ALCANCE

Este procedimiento aplica a manómetros para la medición de presiones relativas utilizando como patrón para su calibración, otro manómetro de referencia de mayor precisión y clase superior (manómetro patrón), que el manómetro mesurando objeto de la calibración.
El rango de los manómetros a calibrar abarca de 0 a 40 bar.

PRINCIPIO

El manómetro patrón y la bomba generadora de presión a usar en este procedimiento de calibración, conforman el calibrador de presión.

El manómetro mesurando se insertará en el alojamiento correspondiente y quedará sometido a una presión (la misma que el manómetro patrón) al presurizar el sistema. El manómetro patrón nos dará la lectura de medida (real) y el manómetro mesurando la referencia, objeto de calibración, será en definitiva una calibración por comparación, pero realizada a la inversa. Se evitará así que Sc nos de cero.

DEFINICIONES

La presión se representa como una fuerza por unidad de área. La exposición de la medición de la presión se limita a los sistemas fluidos.
La presión absoluta se refiere al valor absoluto de la fuerza por unidad de área ejercida en la pared que contiene a un fluido.
La presión relativa representa la diferencia entre la presión absoluta y la presión atmosférica local.

La unidad básica del sistema internacional (SI) para la presión es el Newton por metro cuadrado (N/m2) o pascal (Pa). Algunas unidades comunes de presión y sus equivalencias son :
    1 Pascal = 1 Pa
    1 bar = 105 Pa
    1 kg/cm 2 = 0.9806.105 Pa
    1 atmósfera = 1.013.105 Pa
    1 mm Hg = 6890 Pa
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.

El manómetro patrón se debe mantener en perfecto estado de limpieza.

Se realizará una cuidadosa inspección visual del estado externo del manómetro a medir, a fin de proceder a la previa corrección de los defectos observados (cristal roto, aguja desplazada, legibilidad de las divisiones de la escala, etc.).

Los equipos a calibrar que se encuentren sucios, o aquellos en los que se presuma que pueden tener suciedad en el interior del transductor, no deberán montarse en el circuito de presión, a no ser que sean limpiados antes, ya que contaminarían el aceite del circuito con distinto tipo de aceite. La limpieza se efectuará preferentemente con jeringuillas y algún disolvente no corrosivo.

Atender a la posición de medida del equipo, bien sea horizontal o vertical. En cualquier caso, si no se indica lo contrario se colocará en posición vertical durante el proceso de la calibración.

En los manómetros analógicos, cuando se efectúe una lectura, se golpeará ligeramente el armazón o el cristal frontal, de forma que se puedan eliminar rozamientos indeseables así como la desviación por fricción.

Hay que tener la precaución de que los manómetros destinados a ser usados con oxigeno, no podrán ser calibrados con comprobadores de aceite.

El manómetro mesurando se acoplará en el cuerpo del calibrador mediante los adaptadores (racores) convenientes de forma que no exista fuga alguna. Habrá que tener en cuenta que existirá aire en el fluido, lo que provocará caídas de presión en el indicador que se corregirá según se indica en el Procedimiento de Mantenimiento y Utilización de Manometros (MEU0122).

Dejar un tiempo de estabilización antes de iniciar la calibración que se realizará en una sala de metrología a una temperatura de 20 ± 2 ºC.

EQUIPOS PATRONES Y ACCESORIOS

Calibrador de presión que consta de dos elementos:
    * Manómetro patrón (digital o analógico). Ejemplo figura 1 (Anexo )

    * Bomba generadora de presión. Ejemplo: figura 2 (Anexo ).
Como accesorio de este procedimiento y para cada equipo, se utilizará la Ficha de Instrucciones de Calibración del mismo .
DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO

Se realizará el montaje que se indica en la figura 3 (Anexo), según se indica en el manual de instrucciones.
Antes de proceder a realizar las mediciones, ha de someterse el manómetro a una operación de eliminación de posible pereza, para ello se le aplicará una presión igual a la del fondo de escala y se le mantendrá durante unos minutos; a continuación se dejará decrecer lentamente la presión hasta llegar a cero.
Esta operación se efectuará una o dos veces más.

Los puntos de calibración serán de aproximadamente del 10, 25, 50, 70 y 100% del rango. Las secuencias de mediciones serán de 3 para los equipos de clase igual o superior a 1 y de 4 para los equipos de clase igual o inferior a 0.5; o determinados por el usuario cuando éste desee conocer con gran rigor el comportamiento metrológico del manómetro en una determinada parte de su campo. Las secuencias de medición se efectuarán alternativamente con presión creciente y decreciente.

Para efectuar las medidas correspondientes a cada punto de calibración, cuando se aplica presión creciente, se irán aplicando sobre el comprobador de manómetros distintas presiones hasta alcanzar el correspondiente valor de presión.

Esta operación se efectuará con mucha precaución de manera que la presión vaya creciendo lenta y suavemente.

En cada punto de calibración, una vez estabilizada la presión de prueba, y fija la aguja del manómetro, se golpeará éste ligeramente y después se anotará la indicación del patrón en el punto.

Este proceso se repetirá hasta llegar al 100% del fondo de escala, sin sobrepasar éste. Se comenzará la segunda secuencia de lecturas en sentido decreciente; haciendo decrecer la presión lentamente, sirviéndose para ello de la llave de ajuste fino, y golpeando ligeramente el cuerpo del manómetro, se anotará la indicación del patrón en ese punto.

Una vez efectuada la lectura del punto de calibración de valor numérico más bajo, la presión se hará decrecer hasta que llegue a la presión cero.

Posteriormente, se continuará la correspondiente secuencia de medidas, dependiendo del tipo de calibración.

DATOS y CÁLCULOS. TRATAMIENTO DE LOS RESULTADOS

En primer lugar es útil referir todas las medidas a una misma unidad, ya que entre los fabricantes hay gran disparidad de criterios y así existen manómetros con lecturas en kg/cm², psi, bar, etc. Nosotros las referiremos a bares; ya que, aunque la unidad de presión es el Pascal (Pa), esta unidad es muy pequeña, y resulta más útil el bar que es un múltiplo entero del Pa.

Tratamiento de los resultados

Para cada punto de calibración determinamos los siguientes parámetros :

Valor medio, cuya formula es:



donde:
= media
xi = resultado de la i-ésima medición
n = número de medidas

Corrección de calibración, o diferencia entre el valor medio y el valor convencionalmente verdadero.



donde:
Δx = desviación
x = valor de referencia

Varianza de la población, dada por :



La incertidumbre es el valor estimado de la extensión que cubren todos aquellos valores que pudieran ser el verdadero valor de una magnitud, así sabemos que tiene varios componentes, que se agrupan en dos tipos: tipo A contribuciones determinadas por métodos estadísticos y tipo B las que se estiman o evalúan por otros medios.

Entonces para calcular la incertidumbre de medida tenemos:

Contribuciones de tipo A:
    Varianza de la media,
Contribuciones de tipo B:

U1 Incertidumbre del patrón según el certificado de su calibración.

U2 Incertidumbre debida a variaciones de temperatura que estimaremos en 0,0005.P siendo P la presión de referencia del punto considerado.

U3 Incertidumbre por deriva del equipo patrón, que estimaremos en 0,001 Pmax.

Con esto el cálculo final de la incertidumbre sera:



Y teniendo en cuenta la corrección por desviación de la referencia la incertidumbre corregida del equipo será:



donde k es el factor de incertidumbre de la calibración y w el factor de calibración del equipo patrón.

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".

 

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tema escrito por: José Antonio Hervás