Javiromero

Soy Javier Romero, estudiante de Ingeniería Industrial y estoy trabajando en el proyecto de wikifabricación

Calibración: “conjunto de operaciones que establecen, en unas condiciones especificadas, la relación que existe entre los valores indicados por un instrumento o sistema de medida, o los valores representados por una medida materializada y los correspondientes valores conocidos de una magnitud de medida”. BIPM, 1993

En todo proceso industrial se necesita medir las variables de proceso para poderlas controlar.Cuanto más exacta sea esa medida tanto más fiable y segura será su regulación. De la exactitud de estas medidas se encargan las calibraciones de los instrumentos.De que sean fiables se debe a la trazabilidad de los equipos de medida y de estos a los patrones, y de estos etc. hasta las unidades del Sistema Internacional (SI).

Los equipos han de calibrarse ya que sus respuestas no son estables con el tiempo. Cuando esta variación es lenta se denomina deriva. La deriva se define entonces según el Vocabulario de Metrología Internacional, VIM [BIPM, 1993], como la “variación lenta de una característica metrológica de un instrumento de medida”

El objetivo último es asegurar que si dos laboratorios tienen equipos que se calibran (comparan) de una manera trazable a un patrón de referencia, se podrá suponer, que en ausencia de otros problemas debidos a personal, métodos, etc... sus medidas serán claramente comparables, y no existirá variación entre las mismas. .

Calibración de instrumentos de medida

""YO QUITARÍA EL PTO 2.CALIBRACIÓN, YA QUE PONEMOS LO MISMO 2 VECES Y AL MISMO NIVEL EN EL ÍNDICE""

Calibración

Calibración es el procedimiento de comparación entre lo que indica un instrumento y lo que "debiera indicar" de acuerdo a un patrón de referencia con valor conocido. De esta definición se deduce que para calibrar un instrumento o patrón es necesario disponer de uno de mayor precisión que proporcione el valor convencionalmente verdadero que es el que se empleará para compararlo con la indicación del instrumento sometido a calibración. Esto se realiza mediante una cadena ininterrumpida y documentada de comparaciones hasta llegar al patrón primario, y que constituye lo que llamamos trazabilidad. El objetivo de la calibración es mantener y verificar el buen funcionamiento de los equipos, responder a los requisitos establecidos en las normas de calidad y garantizar la fiabilidad y trazabilidad de las medidas.

Durante la calibración se contrastará el valor de salida del instrumento a calibrar frente a un patrón en diferentes puntos de calibración. Si el error de calibración (error puesto de manifiesto durante la calibración) es inferior al límite de rechazo, la calibración será aceptada. En caso contrario se requerirá ajuste del instrumento y una contrastación posterior, tantas veces como sea necesario hasta que se obtenga un error inferior al límite establecido. En equipos que no disponen de ajuste, como termopares etc. en caso de no satisfacer las tolerancias marcadas se sustituirán por otros previamente calibrados.

En la calibración, los resultados deben informarse a través de un certificado de calibración, en el cual se hará constar los errores encontrados así como las correcciones empleadas, errores máximos permitidos, además pueden incluir tablas, gráficos, etc.

PARÁMETROS A CONSIDERAR EN TODA CALIBRACIÓN

• ERROR DE MEDICIÓN
• DESVIACIÓN: Valor medido menos su valor de referencia.
• ERROR RELATIVO: Es la relación entre el error de medida y un valor verdadero del mensurando. (En adelante valor del mensurando recogido en el patrón). El error relativo se suele expresar también en forma porcentual: 100 %.
• ERROR SISTEMÁTICO: Serían debidos a causas que podrían ser controladas o eliminadas (por ejemplo medidas realizadas con un aparato averiado o mal calibrado).
• CORRECCIÓN: Valor sumado algebraicamente al resultado sin corregir de una medición para compensar un error sistemático. De lo que se deduce que la corrección, o bien sea reflejada en la hoja de calibración o bien minimizada mediante el ajuste, solo aplica a las derivas de los instrumentos.
• AJUSTE: Al proceso de corrección se le denomina AJUSTE y es la operación destinada a llevar a un instrumento de medida a un estado de funcionamiento conveniente para su utilización. El ajuste puede ser automático, semiautomático o manual.

TRAZABILIDAD

La trazabilidad es la propiedad del resultado de las mediciones efectuadas por un instrumento o por un patrón, tal que puede relacionarse con patrones nacionales o internacionales y a través de éstos a las unidades fundamentales del (SI) por medio de una cadena ininterrumpida de comparaciones, con todas las incertidumbres determinadas. Así se tiene una estructura piramidal en la que en la base se encuentran los instrumentos utilizados en las operaciones de medida corrientes de un laboratorio. Cada escalón o paso intermedio de la pirámide se obtiene del que le precede y da lugar al siguiente por medio de una operación de calibración, donde el patrón fue antes calibrado por otro patrón, etc.

PROCESO DE CALIBRACIÓN

Al realizar una calibración de un instrumento podemos encontrarnos ante los siguientes tipos de error:

1. Error de cero: el valor de las lecturas realizadas están desplazadas un mismo valor con respecto a la recta característica.
2. Error de multiplicación: el valor de las lecturas aumentan o disminuyen progresivamente respecto a la característica según aumenta la variable de medida.
3. Error de angularidad: Las lecturas son correctas en el 0% y el 100% de la recta característica, desviándose en los restantes puntos.

Para llevar a cabo la calibración de un instrumento, habrá que seguir lpos siguientes pasos:

1. Chequeo y Ajustes Preliminares:

• Observar el estado físico del equipo, desgaste de piezas, limpieza y respuesta del equipo.
• Determine los errores de indicación del equipo comparado con un patrón adecuado (según el rango y la precisión).
• Llevar ajustes de cero, multiplicación, angularidad y otros adicionales a los márgenes recomendados para el proceso o que permita su ajuste en ambas direcciones (no en extremos). Se realizarán encuadramientos preliminares, lo cual reducirá al mínimo el error de angularidad.

2. Ajuste de cero:

• Colocar la variable en un valor bajo de cero a 10% del rango o en la primera división representativa a excepción de los equipos que tienen supresión de cero o cero vivo, para ello se debe simular la variable con un mecanismo adecuado, según rango y precisión lo mismo que un patrón adecuado.
• Si el instrumento que se esta calibrando no indica el valor fijado anteriormente, se debe ajustar el mecanismo de cero (un puntero, un resorte, reóstato, tornillo micrométrico, etc).
•   Si el equipo tiene ajustes adicionales con cero variable, con elevaciones o supresiones se debe hacer después del punto anterior de ajuste de cero.

3. Ajuste de multiplicación:

•   Colocar la variable en un valor alto del 70 al 100%.
•   Si el instrumento no indica el valor fijado, se debe ajustar el mecanismo de multiplicación o span ( un brazo, palanca, reóstato o ganancia).

4. Repetir los dos últimos pasos hasta obtener la calibración correcta para los valores alto y bajo.

5. Ajuste de angularidad:

•   Colocar la variable al 50% del span.
•   Si el incremento no indica el valor del 50% ajustar el mecanismo de angularidad según el equipo.

6. Repetir los dos últimos pasos 4 y 5 hasta obtener la calibración correcta, en los tres puntos.

CÁLCULO DE LA INCERTIDUMBRE DE MEDIDA EN EL PROCESO DE CALIBRACIÓN

En toda calibración se compara el instrumento a calibrar con el patrón para averiguar el error de dicho instrumento. Como el patrón no permite medir el valor verdadero (también tiene un error) y como además en la operación de comparación intervienen diversas fuentes de error, no es posible caracterizar la medida por un único valor, lo que da lugar a la llamada incertidumbre de la medida o incertidumbre.

El resultado de cualquier medida es sólo una aproximación o estimación del verdadero valor de la cantidad sometida a medición (el mensurado). De esta forma, la expresión del resultado de una medida es completa únicamente si va acompañado del valor de la incertidumbre asociada a dicha medida. La incertidumbre es por tanto una información numérica que complementa un resultado de medida, indicando la cuantía de la duda acerca de este resultado.

La incertidumbre de medida incluye generalmente varias componentes:

• Tipo A: Aquellas que pueden estimarse a partir de cálculos estadísticos obtenidos de las muestras recogidas en el proceso de medida.

• Tipo B: Aquellas que únicamente están basadas en la experiencia o en otras informaciones.

Generalmente la calibración de un equipo de medida para procesos industriales consiste en comparar la salida del equipo frente a la salida de un patrón de exactitud conocida cuando la misma entrada (magnitud medida) es aplicada a ambos instrumentos. Todo procedimiento de calibración se puede considerar como un proceso de medida del error que comete un equipo.

Por lo tanto, y puesto que cualquier proceso de medida lleva asociado una incertidumbre, en las calibraciones se deben tener en cuenta todas las fuentes significativas de incertidumbre asociadas al proceso de medida del error que se lleva a cabo. En el entorno industrial se acepta que una fuente de incertidumbre puede considerarse no significativa cuando su estimación es inferior en valor absoluto a 4 veces la mayor de todas las fuentes estimadas.

FUENTES DE INCERTIDUMBRE DE MEDIDA

La incertidumbre del resultado de una medición refleja la falta de un conocimiento completo del valor del mensurando. Un conocimiento completo exigiría una cantidad infinita de información. Los fenómenos que contribuyen a la incertidumbre y, por tanto, al hecho de que el resultado de una medición no pueda ser caracterizado con un único valor, se denominan fuentes de incertidumbre. En la práctica, pueden existir muchas fuentes de incertidumbre en una medición, entre ellas las siguientes:

• definición incompleta del mensurando;
• realización imperfecta de la definición del mensurando;
• muestreo no representativo - la muestra medida no representa el mensurando definido -;
• efectos no adecuadamente conocidos de las condiciones ambientales o mediciones imperfectas de las mismas;
• desviaciones personales en la lectura de instrumentos analógicos;
• límites en la discriminación o resolución del instrumento;
• valores inexactos de los patrones y materiales de referencia utilizados en la medición;
• valores inexactos de constantes y otros parámetros obtenidos de fuentes externas y utilizados en el algoritmo para la obtención de datos;
• aproximaciones e hipótesis incorporadas en el método y el procedimiento de medición;
• variaciones en observaciones repetidas del mensurando realizadas en condiciones aparentemente idénticas.

ENAC LC/02

• Patrón: “valor de medición materializado, aparato o sistema de medida con el que se intenta definir, realizar, conservar, o reproducir una unidad física o bien uno o varios valores conocidos de una magnitud con el fin de que sirvan de comparación a otros elementos de medida” [BIPM,1993]. En el proceso de calibración es fundamental el disponer de un patrón adecuado.

• Trazabilidad: La trazabilidad es la propiedad del resultado de una medición por la cual ese resultado puede relacionarse o referirse a los patrones de más alto nivel y a través de estos a las unidades fundamentales por medio de una cadena interrumpida de comparaciones.[1]

La cadena de comparaciones tiene que quedar acreditada documentalmente y, además, los instrumentos tienen que controlarse con un plan de calibración. Cuando no se garantiza la trazabilidad, no podemos decir que exista calibración. A la hora de establecer un proceso de calibración, no sólo sirve para garantizar la trazabilidad, sino que sirve también para garantizar la incertidumbre del aparato. Los patrones tienen que tener una trazabilidad entre ellos, y en ese sentido, tiene que existir una autoridad internacional que garantice esos patrones internacionales. Y unos centros nacionales que garanticen los patrones secundarios de todo el país. Actualmente, existe una red de laboratorios de ensayos que pueden ser privados o públicos, siendo el Centro Español de Metrología el órgano superior del estado.

• El control de los equipos de medida en las normas de los sistemas de gestión
• La gestión de los procesos metrológicos
  • Confirmación metrológica
  • Procesos de medición
• Identificación de las necesidades de calibración
• Planificación de la calibración
• Procedimientos de calibración
• La estimación de la incertidumbre de la medición
• Interpretación de los certificados de calibración

exactitud precisión corrección incertidumbre: Causas, calculo

Relación tolerancia / incertidumbre Criterios de aceptación de equipos

norma EA 4/02

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IMPORTANCIA DE LA CALIBRACIÓN

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Bibliografía

• Vocabulario Internacional de Metrologia (3a traducciín al español 2009VIM)
• Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement, primera edición, 1993, revisada y reeditada en 1995, International Standardization Organization (Ginebra, Suiza).
• International Vocabulary of Basic and General Terms in Metrology, segunda edición, 1993, International Standardization Organization (Ginebra, Suiza).
• International Standard ISO 3534-1 Statistics, Vocabulary and Symbols, Part I: Probability and General Statistical Terms, primera edición, 1993, International Standardization Organization (Ginebra, Suiza).