MÉTODOS DE CALIBRACIÓN

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PROCEDIMIENTO DE CALIBRACION PARA MICRÓMETROS DE INTERIORES DE TRES CONTACTOS

 
ALCANCE

El presente procedimiento de calibración es de aplicación a los micrómetros de interiores de tres contactos, autocentrantes, destinados a medir diámetros interiores de agujeros. Su campo de medida máximo es de 25 mm con alcances crecientes hasta 300 mm. Su división de escala habitual suele ser 0,001 mm, 0,002 mm, 0,005 mm y 0,01 mm. La lectura puede ser analógica o digital. Los digitales precisan de una puesta a punto inicial en la que se introduce el valor de un patrón medido con el micrómetro; este valor suele mantenerse aunque se apague el micrómetro.

Los micrómetros de interiores de tres contactos se agrupan por juegos en los que se incluyen varios instrumentos o varios contactos de medida que pueden acoplarse a una misma cabeza de lectura, para cubrir campos de medida sucesivos.
Así mismo suelen incorporarse alargaderas para la medida de agujeros profundos, y es conveniente que posean algunos anillos para comprobar el buen estado de funcionamiento y detectar la necesidad de una calibración anticipada.

En ausencia de procedimientos de calibración específicos el presente proceso de calibración puede aplicarse a otros micrómetros de interiores de tres contactos asimilables a éstos, con las necesarias modificaciones.

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 equipos patrones y equipos a calibrar deberán estar en perfecto estado de limpieza, utilizándose, si fuera necesario, algún disolvente no tóxico y que no ataque las partes de plástico de los equipos, tal como alcohol isopropílico, aplicado con algún trapo, pincel, etc.

Después de su limpieza debe realizarse una inspección visual para comprobar el buen estado de los topes de medida y el correcto grabado de los trazos de la escala (en instrumentos no digitales).

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

Se utiliza para la calibración un juego de patrones cilíndricos de diámetro interior o un juego de patrones de diámetro interior con tres planos, con las siguientes incertidumbres orientativas en función de la división de escala del instrumento.



Como accesorio de este procedimiento y para cada equipo, se utilizará la Ficha de Instrucciones de Calibración del mismo .
DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO

La calibración se realiza en una sala de metrología con una temperatura controlada de 20 ± 2 ºC, aunque es aconsejable un 20 ± 1 ºC, sobre todo cuando se realicen calibraciones de micrómetros con división de escala milesimal.

Si el micrómetro es digital y necesita una puesta a punto inicial, esta es la primera operación que se efectúa, utilizando un patrón adecuado y siguiendo el manual de operación del instrumento.

La calibración se efectúa midiendo sobre los patrones correspondientes el diámetro interior de los mismos.

La calibración se inicia reiterando diez medidas sobre el umbral inferior del campo de medida de la cabeza micrométrica y a continuación se reiteran otras diez medidas sobre el umbral superior, (es preferible realizar una tercera reiteración de 10 medidas sobre el punto medio del campo de medida). Este proceso se repite sucesivamente para cada uno de los alcances correspondientes a los distintos contactos de medida o alargaderas que pueden acoplarse a la cabeza micrométrica.

Las indicaciones del micrómetro se expresan siempre con su última cifra en el nivel de la división de escala del instrumento.
DATOS y CÁLCULOS. TRATAMIENTO DE LOS RESULTADOS

Se obtiene para cada punto del micrómetro la media aritmética de las indicaciones \( \bar{X}_{cj}\) determinada por :

    \( \displaystyle \overline{X}_{ci} = \frac{1}{10}\sum_{j=1}^{10} X_{cij} \;; j_\max = 10 \)
Donde Xcij es la j-ésima indicación en el punto de calibración i-ésimo, con i = 1, 2 (y 3 si se toman lecturas en el punto medio del campo de medida).

Se determinan las diferencias \(\triangle X_{cj}\), entre el patrón Xoi en cada uno de los puntos de calibración y la media de las indicaciones \( \bar{X}_{cj}\). Estas diferencias son las correcciones de calibración.

    \( \triangle X_{ci} = X_{oi} - \overline{X}_{ci} \)
Se calcula el estimador de la varianza \((S_{ci}^2)\) de las indicaciones en cada punto de calibración, mediante:

    \( \displaystyle S_{ci}^2 = \frac{1}{9}\sum_{j=1}^{10} \left(X_{cij} - \overline{X}_{ci} \right)^2 \)
La incertidumbre del micrómetro, Ii para cada punto de calibración, en su utilización habitual, será entonces

    \( \displaystyle I_i = k \sqrt{\left(\frac{I_{oi}}{k_o}\right)^2 + S_{cj}^2 \left(\frac{1}{n_c} + \frac{1}{n} \right) + \triangle X_{cj}^2 }\quad; k=2 \)
donde :
    Ioi es la incertidumbre (con factor ko) del anillo patrón para el punto i.

    nc es número de medidas realizadas en calibración (según lo indicado, 10).

    n es el número de medidas realizadas en la utilización (habitualmente, 1).
La incertidumbre de medida del micrómetro será la dada por :
    Ic = max (Ii)
Si en cada punto de calibración se realiza la corrección \(\triangle X_{cj}\), este factor no se incluirá en la fórmula de cálculo de la incertidumbre Ii, que resultará menor.

    \( \displaystyle I_i = k \sqrt{\left(\frac{I_{oi}}{k_o}\right)^2 + S_{cj}^2 \left(\frac{1}{n_c} + \frac{1}{n} \right)} \)

Este mismo cálculo se aplica para cada uno de los contactos de medida o alargaderas que se acoplen a la cabeza micrométrica.

En ocasiones es posible realizar físicamente el ajuste de la cabeza micrométrica desplazando el cero en el sentido adecuado, el valor \(\triangle X_c\):

    \( \displaystyle \triangle X_c = \frac{1}{n} \sum_{j=1}^{n} \triangle X_{cj} \quad; n = 2\: ó\: 3 \)
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".
 



tema escrito por: José Antonio Hervás