PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIÓN

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    Procedimiento de calibracin

    PROCEDIMIENTO EL-015 PARA LA CALIBRACIN DE RESISTENCIAS PATRN EN C. C. MEDIANTE UN SISTEMA DE MEDIDA POTENCIOMTRICO

  • La presente edicin de este procedimiento se emite exclusivamente en formato digital y puede descargarse gratuitamente de nuestra pgina web (www.cem.es).

    El procedimiento ha sido revisado, corregido y actualizado, respecto a la edicin anterior en papel.

    Este procedimiento de calibracin es susceptible de modificacin permanente a instancia de cualquier persona o entidad. Las propuestas de modificacin se dirigirn por escrito, justificando su necesidad, a cualquiera de las siguientes direcciones:

    Correo postal:Centro Espaol de Metrologa C/ del Alfar, 2, 28760 Tres Cantos, Madrid Correo electrnico:

    cem@cem.es

  • NDICE

    Pgina

    1. OBJETO ........................................................................................ 4

    2. ALCANCE...................................................................................... 4

    3. DEFINICIONES.............................................................................. 4

    4. GENERALIDADES......................................................................... 9

    5. DESCRIPCIN

    5.1. Equipos y materiales............................................................ 155.2. Operaciones previas............................................................. 165.3. Proceso de calibracin......................................................... 185.4. Toma y tratamiento de datos................................................ 20

    6. RESULTADOS

    6.1. Clculo de incertidumbres.................................................... 216.2. Interpretacin de resultados................................................. 28

    7. REFERENCIAS............................................................................ 29

    8. ANEXO ...................................................................................... 29

    Procedimiento EL-015. Edicin DIGITAL 1 Pgina 3 de 46

    La presente edicin de este procedimiento se emite exclusivamente en formato digital y puede descargarse gratuitamente de nuestra pgina web (www.cem.es).

    El procedimiento ha sido revisado, corregido y actualizado, respecto a la edicin anterior en papel.

    Este procedimiento de calibracin es susceptible de modificacin permanente a instancia de cualquier persona o entidad. Las propuestas de modificacin se dirigirn por escrito, justificando su necesidad, a cualquiera de las siguientes direcciones:

    Correo postal:Centro Espaol de Metrologa C/ del Alfar, 2, 28760 Tres Cantos, Madrid Correo electrnico:

    cem@cem.es

  • 1. OBJETO

    El presente procedimiento tiene por objeto la calibracin de resistencias patrn en corriente continua a travs de un sistema de medida potenciomtrico. La calibracin de una resistencia patrn consiste en certificar su valor a una temperatura y presin previamente fijadas.

    2. ALCANCE

    Este procedimiento es de aplicacin a las resistencias patrn, y para llevarlo a cabo es necesario disponer de una o varias fuentes de intensidad de corriente continua, capaces de dar el valor apropiado segn el valor nominal de la resistencia patrn objeto de la calibracin, y de un voltmetro digital.

    3. DEFINICIONES

    Calibracin [2] (2.39)

    Operacin que bajo condiciones especificadas establece, en una primera etapa, una relacin entre los valores y sus incertidumbres de medida asociadas obtenidas a partir de los patrones de medida, y las correspondientes indicaciones con sus incertidumbres asociadas y, en una segunda etapa, utiliza esta informacin para establecer una relacin que permita obtener un resultado de medida a partir de una indicacin.

    NOTA 1 Una calibracin puede expresarse mediante una declaracin, una funcin de calibracin, un diagrama de calibracin, una curva de calibracin o una tabla de calibracin. En algunos casos, puede consistir en una correccin aditiva o multiplicativa de la indicacin con su incertidumbre correspondiente.

    NOTA 2 Conviene no confundir la calibracin con el ajuste de un sistema de medida, a menudo llamado incorrectamente autocalibracin, ni con una verificacin de la calibracin.

    NOTA 3 Frecuentemente se interpreta que nicamente la primera etapa de esta definicin corresponde a la calibracin.

    Procedimiento EL-015. Edicin DIGITAL 1 Pgina 4 de 46

  • Fuente de intensidad de corriente continua [1] (06.02)

    Es un instrumento diseado como un generador de intensidad constante y proporciona intensidades de corriente continua sobre un margen determinado con precisin elevada. Sus caractersticas se obtienen a partir de la tensin de referencia desarrollada en un diodo Zener, junto con un amplificador de error de muy alta ganancia y de alta estabilidad junto con un conjunto de resistencias especialmente diseadas para intensidades de corriente elevadas.

    Estas fuentes, adems de su utilizacin como de corriente propiamente dicha, en aplicaciones de tipo industrial como caracterizacin de semiconductores o comprobacin de sistemas automticos de prueba de equipos, son especialmente tiles para calibrar ampermetros de todo tipo, as como para la calibracin shunts y shunts de corriente alterna por transferencia CA/CC, en esta aplicacin no es tan importante la precisin de la intensidad generada como la estabilidad de la intensidad de corriente generada durante el tiempo de realizacin del proceso de transferencia.

    Otra caracterstica a considerar en una fuente de intensidad de corriente de este tipo, y que determina bsicamente su aplicacin, alimentacin de corriente o calibracin, es su resolucin o valor mnimo que puede ser diferenciado en su salida. Dependiendo de su aplicacin, los mrgenes de corriente cubiertos son muy amplios, pudiendo llegar a lmites inferiores a 1 nA con resoluciones prximas a 100 fA, e incluso alcanzar valores prximos a 0,01 pA (fuente de pico amperio). El lmite superior depende de la aplicacin de la fuente pudindose alcanzar valores tan elevados como se desee, para aplicaciones de instrumentacin se puede decir que este lmite se encuentra alrededor de 100 A.

    La capacidad de la fuente viene determinada por la potencia suministrada, que en esencia determina la mxima tensin de salida que puede suministrar (compliance voltage) y por tanto la mxima carga que puede ser conectada a sus terminales de salida, siendo esta una de las caractersticas ms importantes de una fuente de intensidad.

    Procedimiento EL-015. Edicin DIGITAL 1 Pgina 5 de 46

  • Las caractersticas a tener en el proceso de seleccin de una fuente de intensidad de corriente son, fundamentalmente las siguientes:

    Margen cubierto.

    Incertidumbre.

    Potencia de salida (compliance voltage).

    Resolucin.

    Linealidad.

    Estabilidad.

    Impedancia de salida.

    Protecciones disponibles.

    Indicacin simultnea de I y V.

    Grado de programabilidad.

    Incertidumbre de medida [2], [3] (3.9)

    Parmetro no negativo que caracteriza la dispersin de los valores atribuidos a un mensurando, a partir de la informacin que se utiliza.

    NOTA 1 La incertidumbre de medida incluye componentes procedentes de efectos sistemticos, tales como componentes asociadas a correcciones y a valores asignados a patrones, as como la incertidumbre debida a la definicin. Algunas veces no se corrigen los efectos sistemticos estimados y en su lugar se tratan como componentes de incertidumbre.

    NOTA 2 El parmetro puede ser, por ejemplo, una desviacin tpica, en cuyo caso se denomina incertidumbre tpica de medida (o un mltiplo de ella), o una semiamplitud con una probabilidad de cobertura determinada.

    NOTA 3 En general, la incertidumbre de medida incluye numerosas componentes. Algunas pueden calcularse mediante una evaluacin tipo A de la incertidumbre de medida, a partir de la distribucin estadstica de los

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  • valores que proceden de las series de mediciones y pueden caracterizarse por desviaciones tpicas. Las otras componentes, que pueden calcularse mediante una evaluacin tipo B de la incertidumbre de medida, pueden caracterizarse tambin por desviaciones tpicas, evaluadas a partir de funciones de densidad de probabilidad basadas en la experiencia u otra informacin.

    NOTA 4 En general, para una informacin dada, se sobrentiende que la incertidumbre de medida est asociada a un valor determinado atribuido al mensurando. Por tanto, una modificacin de este valor supone una modificacin de la incertidumbre asociada.

    Resistencia patrn [1] (01.01)

    Son elementos de referencia de resistencia elctrica. Lo ms frecuente es que sus valores nominales sean potencias enteras de 10, siendo los ms habituales los de 1 y 10 k. Se construyen en valores desde 100 hasta 10 M.

    Al ms alto nivel, se conserva su valor hmico mediante grupos de estos elementos, difundindose ste mediante puentes, potencimetros y comparadores, en un entorno de temperatura controlada. Para mayor precisin, algunos de estos elementos pueden sumergirse en baos de aceite que minimizan los gradientes de temperatura y los efectos de autocalentamiento durante la comparacin.

    Para valores hmicos iguales o inferiores a 100 se deben construir con cuatro terminales: dos para la alimentacin de la intensidad y otros dos para la toma de potencial. Algunas veces, se construyen hasta 10 M. Los cuatro terminales son necesarios para disminuir la influencia de las conexiones y fijar con precisin su valor.

    Las caractersti