MÉTODOS DE CALIBRACIÓN

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PROCEDIMIENTO DE CALIBRACION PARA OHMETROS

 
ALCANCE

Este procedimiento aplica a los equipos destinados a la medida de resistencias (puentes de medida de resistencia u óhmetros) que utilicen el método de dos o de cuatro hilos, y sean analógicos o digitales.

Aplica también este procedimiento a otros tipos de equipos de medida de resistencia eléctrica asimilables a éstos, en ausencia de procedimientos de calibración específicos para ellos.


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.

En primer lugar se realizará una limpieza general y una inspección visual sobre la legibilidad del marcado de escalas, clavijas, bornes, etc.

Comprobar que en ausencia de la alimentación al puente no se produce desviación en el instrumento de cero. Si se desvía es que existen corrientes o fuerzas electromotrices parásitas (en instrumentos con detección de cero).

Antes de conectar el equipo patrón y equipo a calibrar comprobar la tensión de alimentación o, en su caso, el estado de las pilas o baterías; y realizar una comprobación de funcionamiento en vacío (sin conectar carga alguna pero cortocircuitando los bornes de medida).

Atender a la corriente de medida del óhmetro, ya que, puede dañar la resistencia patrón. En caso de duda medir esta corriente con un polímetro y asegurarse que no es mayor que la máxima permitida por el patrón.

Limpiar concienzudamente los contactos de los bornes de medida del patrón y del equipo mesurando. Para realizar la conexión al patrón utilizar preferentemente cables desnudos de cobre y presionarlos con el terminal, no utilizar en lo posible bananas. Esto es muy importante tenerlo en cuenta cuando se trate de medir resistencias muy bajas (menores de 1 Ω).

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

Caja de décadas de resistencia

Cables de conexión

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

La primera operación a realizar consiste en medir la resistencia de los cables de conexión (en instrumentos que no dispongan de medida a cuatro hilos), para ello se cortocircuitarán los terminales de los cables de conexión y se realizará la medida de su resistencia. Se anotará dicho valor, o por el contrario, no se tendrá en cuenta si es menor que la capacidad de apreciación del puente. En caso de tener en cuenta el valor de la resistencia de cables hallada, será necesario realizar la corrección a los valores indicados por el puente en la medida de resistencias.

La calibración se realiza midiendo con el óhmetro o puente de medida, las resistencias seleccionadas en la caja de décadas:

Puentes de medida analógicos con detección de cero y dial
    Se situará el mando o conmutador de proporción en todas y cada una de sus posiciones (se utilizarán en su totalidad). Una medida cualquiera debe tomarse, si es posible, comprobando que la última posición de un conmutador (o sistema de clavijas) es equivalente a la posición primera del conmutador de valor superior inmediato. Se tomarán al menos tres puntos de medida a lo largo del campo de desplazamiento del dial: punto inferior, punto medio y punto superior. Se realizarán al menos cuatro medidas en cada punto seleccionado, y efectuando dos de las medidas con un sentido de circulación de la intensidad y otras dos con sentido inverso al anterior.
Puentes de medida u óhmetros de equilibrado automático digitales
    Se tomarán cinco puntos de medida equidistribuidos a lo largo de todo el campo, en cada uno de sus rangos, y se realizarán cinco medidas en cada uno de los puntos seleccionados.
DATOS y CÁLCULOS. TRATAMIENTO DE LOS RESULTADOS

Se calculan la media \( \overline{X}_j\) y la desviación \(\triangle \overline{X}_j\) de las lecturas obtenidas en cada punto de calibración:

    \( \displaystyle \overline{X}_j = \frac{1}{n} \sum_{i=1}^{n}X_{ij}\quad ; \; \triangle \overline{X}_j = \overline{X}_j - X_{oj} \)

siendo xij el resultado de la medida i en el punto j, y xoi = valor de referencia del patrón en el punto j.

La desviación es la corrección de calibración e incluye también la resistencia de los cables de conexión, cuando su valor es apreciado por el equipo de medida.

Posteriormente se obtiene la varianza de la muestra, que expresa la dispersión de los resultados, y que se calcula según:

    \( \displaystyle S_{ci} = \sqrt{\frac{\sum (X_{ij}-\bar{X}_j )^2}{n-1}} \)

siendo \(s_{cj}^2\) la varianza de la muestra para cada punto de calibración.

A partir de \(s_{cj}^2\) se obtiene la varianza de la media :

    \( \displaystyle S_{\bar{x}_j}^2 = \frac{S_{cj}^2}{n} = \sum_{i=1}^n \frac{(x_{ij}- \bar{x}_j)^2}{n(n-1)} \)
Para calcular la incertidumbre de medida tenemos:

- Contribuciones de tipo A:
    Varianza de la media \(S_{\bar{x}}^2\) .
- Contribuciones de tipo B:
    u1 : Incertidumbre del patrón según el certificado de su calibración (se dividirá por kp, factor de incertidumbre que le afecta).

    u2 : Incertidumbre por variaciones de temperatura (estimada en ± 0.0005 W), que se dividirá por tres.

    u3 : Incertidumbre por conexionados (estimada en ± 0.0015 W), que se dividirá por tres.
El cálculo final de la incertidumbre dará :

    \( \displaystyle I_c = k\sqrt{s_{\bar{x}}^2 + \left(\frac{U_1}{k_p}\right)^2 + \left(\frac{U_2}{\sqrt{3}}\right)^2 + \left(\frac{U_3}{\sqrt{3}}\right)^2}\quad; k=2 \)
Este valor se calculará para cada punto de calibración, y además, si no se realiza la corrección de la desviación de cada punto de medida habrá que tener en cuenta este valor, que incrementará la incertidumbre:

    \( I = \pm (I_c + |\triangle \overline{X}|)\quad (k=2) \)

CRITERIOS DE ACEPTACIÓN

Para obtener la conformidad del equipo se tendrá en cuenta que su incertidumbre de medida cumple lo dicho en el MEU100 "CRITERIOS METROLOGICOS PARA EFECTUAR UNA MEDIDA".
 



tema escrito por: José Antonio Hervás