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INDICACIÓN DE UN INSTRUMENTO DE MEDIDA: Valor de una magnitud proporcionada por un instrumento de medida. DISPOSITIVO DE REGISTRO: Parte de un instrumento de medición que registra una indicación. BIAS DE UN INSTRUMENTO DE MEDIDA: Error sistemático en la indicación de un instrumento de medida.

METROLOGÍA

NORMATIVIDAD

METROLOGÍA EN EL MUNDO

METROLOGÍA EN EL ÁMBITO NACIONAL

TEMPERATURA

• TERMÓMETROS DE CONTACTO
• TERMÓMETROS SIN CONTACTO
• ESCALAS DE TEMPERATURA
• Escala Termodinámica de Temperatura
• Escala Celsius
• Escala Fahrenheit
• ESCALA PRÁCTICA DE TEMPERATURA

Su unidad es Kelvin (no °K), se define para que las diferencias de temperatura tengan el mismo valor que en grados Celsius; De esta manera, una diferencia de temperatura de un grado Celsius también se puede expresar como un ángulo. La temperatura de congelación del agua es 273,15° K; Dado que este valor determina el cero de la escala Celsius, a cualquier temperatura en esta escala, se suma 273,15 para obtener la temperatura absoluta. Es la escala más utilizada en la actualidad, además de ser la más utilizada en notación científica.

Esto define cero como el punto de congelación del agua pura (0 °C) y cien como el punto de ebullición del agua pura (100 °C). A temperaturas inferiores al punto de congelación y al punto de ebullición del agua, la escala se puede ampliar en los mismos intervalos. Anteriormente se definieron en los años escalas de temperatura prácticas que permitían una fácil y alta reproducibilidad y finalmente la del año 1990, que es la actualmente vigente y se denomina Escala Internacional de Temperatura de 1990, ITS-90.

Todas las mediciones de temperatura realizadas en la práctica están referidas a esta escala, teniendo en cuenta que los termómetros utilizados están calibrados en ella. Todas las mediciones de temperatura del mundo real se refieren a esta escala, siempre que los termómetros utilizados estén calibrados según sus estándares.

ELEMENTOS DE CALIBRACIÓN EN TEMPERATURA

• CALIBRACIÓN EN PUNTOS FIJOS
• CALIBRACIÓN POR COMPARACIÓN
• INSTRUMENTACIÓN
• Termómetros Patrones
• Indicadores
• MEDIOS DE COMPARACIÓN
• Baños líquidos
• Hornos

En los termómetros estándar es importante garantizar que la incertidumbre de medición global obtenida (uniformidad y estabilidad del medio de referencia) generada por los instrumentos corresponde a las necesidades de precisión de la medición. Muchas veces se requiere una buena precisión en las mediciones y se utilizan como estándares termómetros de resistencia y termopares; junto a ellos se utilizan indicadores que ayudan a reducir los errores de una lectura directa en °C, por ejemplo. Los errores se introducen en la medición mediante procesos de conversión de analógico a digital, conversión de analógico a digital o liberalización de una señal en el rango de temperatura medido.

Se utilizan principalmente para calibraciones de alta precisión, calibración de termómetros de líquido en vidrio e incluso para termómetros cuyas formas geométricas no están sujetas a reglas. Debido a su alta estabilidad y uniformidad, es más adecuado para calibraciones donde se requiere baja incertidumbre. Consta de un bloque metálico que se calienta mediante resistencias con un controlador de temperatura de precisión (± 2ºC).

En los hornos de bloques metálicos (o también llamados hornos) se pueden reproducir temperaturas de -20°C a 1000°C.

TERMÓMETROS DE VIDRIO

• PARTES DEL TERMÓMETRO DE VIDRIO
• CLASIFICACIÓN DE TERMÓMETROS
• El uso para el cual fueron diseñados
• La construcción o posición de la escala con respecto al capilar
• TERMÓMETROS ESPECIALES
• USO Y CUIDADOS DE LOS TERMÓMETROS DE VIDRIO
• Estado del líquido termométrico
• Montaje de termómetro
• Lectura de los termómetros
• Conservación de los termómetros
• Transporte de los termómetros
• CALIBRACIÓN DE LOS TERMÓMETROS DE VIDRIO
• RAPIDEZ DE CAMBIO DE LA TEMPERATURA EN LOS BAÑOS
• DIFERENCIA ENTRE LA TEMPERATURA DEL BAÑO Y LA DE CALIBRACIÓN

Termómetro de columna: Se utilizan para medir la temperatura promedio de la columna emergente de otro termómetro para calcular la corrección para la columna emergente. Termómetros de punto de ebullición: se utilizan para determinar la presión atmosférica a partir del punto de ebullición del agua. Después del calentamiento en cualquiera de los casos descritos anteriormente, se debe comprobar la lectura del termómetro.

Se recomienda el uso de los termómetros de inmersión parcial y los termómetros calorimétricos de Beckman en inmersión total para obtener resultados de medición más reproducibles al eliminar la influencia de la temperatura ambiente. Para los termómetros de inmersión total, especialmente los termómetros de mercurio, en los que el vacío capilar se realiza por encima de la columna, la columna debe extenderse entre 2 cm y 4 cm del medio de referencia. Si el baño ya tiene una temperatura alta, se debe precalentar el termómetro uniformemente a aprox. 50 °C por debajo de la temperatura del baño antes de sumergirse gradualmente en el baño.

Si el termómetro bajo calibración es un termómetro de inmersión parcial con especificación, la columna respectiva o termómetro(s) auxiliar(es) deben instalarse al lado para determinar la temperatura promedio de la columna ascendente. Si se utilizan dos estándares, el valor correcto de la temperatura del baño es el valor promedio de la temperatura medida por los dos estándares.

TERMÓMETROS DE RESISTENCIA

TERMÓMETROS DE RESISTENCIA METÁLICOS

• TERMÓMETROS DE RESISTENCIA DE COBRE
• TERMÓMETROS DE RESISTENCIA DE NÍQUEL
• TERMÓMETROS DE RESISTENCIA DE PLATINO

Los más habituales son el Pt100, cuyo sensor está fabricado en platino con un diámetro de 0,025 mm. 30 Conductores internos: conecta el sensor a los puntos de conexión del instrumento que mide la resistencia. Conexión entre conductores internos y externos: Existen varias configuraciones para conectar conductores internos y externos, como se muestra en la Figura 9.

Para eliminar la inducción, el alambre de platino debe estar en configuración bifilar, montado sobre materiales como vidrio, mica, cuarzo, cerámica o plástico en termómetros de resistencia industriales, como se muestra en la Figura 10. Estabilización de termómetros de resistencia: Valores de resistencia del platino puede variar a medida que se producen impurezas como la oxidación, lo que requiere pruebas periódicas a temperaturas típicamente de 0 grados Celsius. Terminales de termómetros de resistencia: Para reducir los errores de medición en los conductores internos y externos debido a su resistencia, los termómetros de resistencia se fabrican con 2, 3 y 4 puntos de partida.

Profundidad de inmersión: Esto sucede cuando la inmersión del termómetro durante la medición no es suficiente. 33 donde │ t │ se refiere al valor absoluto de la temperatura como se ve en el.

TERMOPARES (TERMOCUPLAS)

LEYES TERMOELÉCTRICAS

• Ley de los circuitos homogéneos
• Ley de los metales intermedios
• Cable de extensión

MEDICIÓN DE LA FEM DE LOS TERMOPARES

• Medidor por deflexión
• Voltímetros digitales
• Potenciómetros
• Termopares estandarizados

Se utilizan en mediciones con la mayor precisión para medir la EMF del termopar, la incertidumbre es mínima. Termopar tipo J (hierro, cromo y níquel): debido a su alta sensibilidad y bajo costo, es uno de los termopares más utilizados junto con su contraparte tipo K. El termopar JP consta de un 95% de hierro y otras impurezas como como carbono, cobre, cromo y manganeso.

Termopar tipo K (níquel-cromo, níquel-aluminio): Su termopar positivo KP se compone principalmente de níquel (90%), cromo (9%) y silicio-hierro (0,5%). El termopar negativo (KN) se compone de un 95% de níquel y silicio, aluminio y cobalto en pequeñas cantidades. Termopar tipo S (platino-10% rodio, platino): Las ventajas del termopar tipo S son su capacidad para medir altas temperaturas, su estabilidad y repetibilidad.

El termopar positivo debe estar fabricado de una aleación de rodio-platino con una pureza del 99,98% y 99,99%, respectivamente, de acuerdo con la norma ASTM E 1159 – 87.

SISTEMA DE ASEGURAMIENTO METROLÓGICO

• GUÍA DE UN PROGRAMA DE ASEGURAMIENTO METROLÓGICO
• Control del programa
• Aseguramiento de las mediciones
• TRAZABILIDAD DE LAS MEDICIONES
• INCERTIDUMBRE DE LA MEDICIÓN
• Debido a la magnitud que se mide
• Debido al instrumento de medida
• Debido a las correcciones
• Por procedimiento de medida
• Calculo de la incertidumbre
• NIVELES DE CALIDAD
• PROGRAMAS DE ASEGURAMIENTO METROLÓGICO
• Capacitación del personal
• Inventario de equipos
• Programa de calibración
• Selección de patrones
• Procedimientos de calibración
• Mantenimiento de datos de calibración
• Sistema de control de mediciones

La incertidumbre de una medición se puede definir como el valor de un intervalo generalmente simétrico, dentro del cual el valor verdadero de la cantidad medida se encuentra con una alta probabilidad. En una evaluación tipo B de la incertidumbre de una cantidad de entrada, se utiliza información externa o experiencial. Otros defectos en la pieza: Por ejemplo, los defectos de forma pueden afectar la medición de una dimensión.

Cabe señalar que no se puede garantizar la incertidumbre de una medición si no existe trazabilidad de la misma. El análisis de los datos encontrados dentro de las tolerancias, pero no a valor nominal, sirve para determinar el grado de criticidad que tendrán estos instrumentos en futuras calibraciones de la cadena de medición. El aseguramiento de la calidad debe estar respaldado por un sistema de confirmación metrológica, ya que garantiza que las medidas indicadas por los instrumentos de medición se encuentran dentro de las tolerancias permitidas por los mismos.

A lo largo de los años, las organizaciones han desarrollado sistemas diseñados para garantizar la calidad del producto y mantener los costos de producción. Participar en un equipo multidisciplinario, en el que exista un usuario del dispositivo que conozca bien el proceso y las normas técnicas que rigen su producción, personal encargado del mantenimiento de los equipos e instrumentos de medición, un representante del laboratorio donde realizan pruebas de calidad de el producto final y durante el proceso, y un metrólogo con experiencia en el campo de instrumentos y sistemas de medición.

CONDICIONES PARA EL PROCESO DE ACREDITACIÓN

ELABORACIÓN DE UN CERTIFICADO DE CALIBRACIÓN

A continuación se muestra un ejemplo de cómo se puede presentar un certificado de calibración, tomando como referencia certificados emitidos por organismos encargados de calibrar instrumentos de temperatura, en este caso usaremos como referencia un termómetro de vidrio. Cuando se requiere la calibración de instrumentos en diversos procesos industriales, es fundamental definir qué tan importante es la variable a calibrar y la severidad con la que se realiza, ya que esto debe justificar los diversos costos que implica el proceso de calibración. Implementar este tipo de manuales en un país en desarrollo como Colombia le brinda a cada sujeto la oportunidad de ser competente en el campo de la medición, obtener resultados confiables y asegurar la estabilidad de sus instrumentos.

La práctica realizada en el laboratorio consistió en la calibración de 2 instrumentos de temperatura, esto para presentar los procedimientos y métodos de medición para tener una idea de la implementación de los procesos de calibración de la variable temperatura en el laboratorio. Instrumento estándar: SPRT (Termómetro de resistencia de platino estándar) o también llamado termómetro de resistencia de platino estándar. Esta especificación está escrita para proporcionar terminología común de temperatura de resistencia, teniendo en cuenta los requisitos de clasificación, precisión y configuración de un termómetro de resistencia de platino típico.

El patrón utilizado en la calibración fue un termómetro de resistencia de platino digital patrón; el certificado y la fecha de calibración no se muestran en la práctica. El valor de incertidumbre de calibración se calcula para un nivel de confianza del 95,45% y con un factor de cobertura de k=2.