PROCEDIMIENTO ME- 010 PARA LA CALIBRACIÓN DE .Esta fuerza se equilibra por la fuerza de la gravedad,

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  • Edicin digital 1

    10 PROCEDIMIENTO ME- 010 PARA LA CALIBRACIN DE CALIBRADORES

    DE PRESIN

  • Edicin digital 1

    Este procedimiento ha sido revisado, corregido y actualizado, si ha sido necesario. La presente edicin se emite en formato digital. Hay disponible una edicin en papel que se puede adquirir en nuestro departamento de publicaciones. 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

    mailto:cem@cem.es

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    NDICE

    Pgina 1. OBJETO .............................................................................................4 2. ALCANCE...........................................................................................4 3. DEFINICIONES..................................................................................4 4. GENERALIDADES.............................................................................7

    4.1. Descripcin..7 4.2. Abreviaturas y smbolos.8

    5. DESCRIPCIN.................................................................................10 5.1. Equipos y materiales..............................................................10 5.2. Operaciones previas ..............................................................11 5.3. Proceso de calibracin...........................................................15 5.4. Toma y tratamiento de datos .................................................16 6. RESULTADOS .................................................................................15 6.1. Clculo de incertidumbres......................................................17 6.2. Interpretacin de resultados...................................................31 7. REFERENCIAS ................................................................................32 8. ANEXOS...........................................................................................33

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    1. OBJETO

    El presente procedimiento tiene por objeto mostrar un mtodo para la calibracin de calibradores de presin.

    2. ALCANCE

    Este procedimiento sirve para la calibracin de calibradores de presin, de funcionamiento en medio lquido o en medio gas en modos absoluto o relativo, mediante el uso de balanzas de presin. Los calibradores de presin son instrumentos cuya exactitud suele ser mejor del 0,05 % de su intervalo nominal de medida, por lo que es necesario realizar su calibracin mediante el uso de una balanza de presin. Este procedimiento aplica a calibradores de presin cuyo rango nominal de medida este comprendido entre 102 Pa y 108 Pa. Los calibradores de presin se calibran nicamente como un medidor de presin. NOTA: Tambin es de aplicacin a la calibracin de medidores de presin de exactitud mejor del 0,05 % de su intervalo nominal de medida.

    3. DEFINICIONES

    Calibrador de presin: Equipo compuesto por: - Un dispositivo de medida de presin, generalmente formado o por

    un Manmetro bourdon de tubo de cuarzo o por un Manmetro piezoelctrico, entre otros.

    - Un sistema de generacin y control de la presin.

    Manmetro bourdon de tubo de cuarzo:

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    Est compuesto por: - Una espiral de bourdon de cuarzo, mucho ms sensible que las

    tradicionales metlicas, a la que se le ha soldado un tubo con un espejo.

    - Una fuente de luz. - Un fotodetector. - Un sistema de amplificacin. - Un sistema de medida. Cuando la presin en el exterior de la espiral coincide con la interior, el bourdon se encuentra en equilibrio. La fuente de luz incide en el espejo y es recogida por dos fotodetectores generando una corriente, que una vez amplificada es medida en unidades elctricas y convertida a unidades de presin. Una variacin de la presin en el interior de la espiral respecto de la exterior produce un par de torsin en la espiral que lleva consigo la variacin de la posicin del espejo. Est variacin produce un cambio de las seales que reciben los fotodetectores, generando un desequilibrio y por consiguiente un cambio en la indicacin de la presin. Manmetro piezoelctrico: Est compuesto por: - Un puente de Wheatstone de resistencias piezoelctricas montadas

    en una membrana de silicio. - Un sistema de amplificacin. - Un sistema de medida. A presin atmosfrica el puente est equilibrado y la indicacin es cero.

    Un cambio de presin causa una variacin en la membrana que se transforma en un cambio en la resistencia del puente y por consiguiente un cambio en la indicacin del equipo.

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    Rango nominal [5] (4.2): Para cada rango de la escala, el conjunto de los valores indicados de la presin medida por el cual un manmetro da valores, dentro de ese rango de escala. NOTA - El rango se expresa en unidades de la magnitud a medir, cualquiera que sea la unidad marcada sobre la escala, y se especifica normalmente por sus lmites inferior y superior, por ejemplo: -20 000 Pa a + 40 000 Pa. Intervalo nominal de medida [5] (4.3): Mdulo de la diferencia entre los dos lmites de un rango nominal de un manmetro. Ejemplo: Rango nominal - 20 000 Pa a + 40 000 Pa: intervalo de medida 60 000 Pa. Error de medida [2] (2.16): Diferencia entre un valor medido de una magnitud y un valor de referencia.

    NOTA 1 El concepto de error de medida puede emplearse

    a) Cuando exista un nico valor de referencia, como en el caso de realizar una calibracin mediante un patrn cuyo valor medido tenga una incertidumbre de medida despreciable, o cuando se toma un valor convencional, en cuyo caso el error es conocido.

    b) Cuando el mensurando se supone representado por un valor verdadero nico o por un conjunto de valores verdaderos, en cuyo caso el error es desconocido.

    NOTA 2 Conviene no confundir el error de medida con un error en la produccin o con un error humano.

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    4. GENERALIDADES

    4.1. Descripcin

    Un calibrador de presin es un dispositivo formado por un transductor de presin, un sistema de lectura y un sistema de generacin y control de la presin. El sistema de lectura nos facilita una indicacin directa, en unidades de presin, de la presin a la que est sometido el transductor de presin del calibrador. Para la calibracin de calibradores de presin, se utilizan balanzas de presin. La calibracin se realiza por comparacin directa de las indicaciones de presin del instrumento a calibrar y los valores de presin generados por el patrn. Una balanza de presin consiste en un pistn vertical que gira libremente en el interior de un cilindro. Los dos elementos de buena calidad mecnica, definen una superficie llamada rea efectiva. La presin a medir se aplica sobre la base del pistn, creando una fuerza vertical. Esta fuerza se equilibra por la fuerza de la gravedad, de sentido inverso, debidos a las masas sometidas a la gravedad local y situadas en la parte superior del pistn. El pistn forma parte de la carga. Algunas veces y especialmente a bajas presiones, por razones prcticas, el cilindro gira en lugar del pistn. En este caso, el principio y los mtodos de ensayo son los mismos. La presin se transmite al elemento mvil por un fluido, que puede ser un gas, usualmente nitrgeno o aire, o lquido, usualmente aceite o agua. Cuando la balanza est en equilibrio, se considera que la parte inferior del pistn es el nivel de referencia de la balanza. La presin generada por la balanza de presin al nivel de referencia del instrumento a calibrar, se obtiene de:

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    4.2. Abreviaturas y smbolos

    Ao rea efectiva del conjunto pistn cilindro a presin nula y temperatura de referencia.

    AN Valor nominal del rea efectiva del conjunto pistn cilindro a presin nula y temperatura de referencia.

    C Correccin. cac Condiciones ambientales del calibrador. Cir Longitud de la circunferencia del pistn. gl Valor de la gravedad local. H Altitud sobre el nivel del mar, en m. his Histresis. H.R. Humedad relativa. k Factor de cobertura. M Masa total colocada en la balanza patrn; esta masa incluye la

    masa del pistn y las masas que se colocan sobre ste. Normalmente se trabaja con valores convencionales de masa.

    n Nmero de medidas para cada punto de calibracin, en nuestro caso 6.

    Pamb Presin atmosfrica. Pgenerada Presin generada por la balanza de presin al nivel de referencia

    del calibrador de presin. P/C Conjunto pistn cilindro. Pleida Media de las presiones indicadas en el calibrador de presin para

    un mismo punto de calibracin. Pleida i Cada una de las presiones medidas en un punto de medida en

    las diferentes series. PN Presin nominal generada por la balanza. Pres Presin residual en la medida de presin absoluta. res Resolucin.

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