EL GALVANOMETRO Un galvanómetro es un instrumento que se usa para detectar y medir la corriente eléctrica. Se trata de un transductor analógico electromecánico que produce una deformación de rotación en una aguja o puntero en respuesta a la corriente eléctrica que fluye a través t ravés de su bobina.
Un galvanómetro es un aparato que se emplea para indicar el paso de pequeñas corrientes eléctricas por un circuito y para la medida precisa de su intensidad.
Medida de la constante k de un galvanómetro El momento que ejerce el campo magnético hace girar las espiras un ángulo q, tal que:
Ni·S·B = k·q siendo k la constante de torsión del hilo o del muelle helicoidal. helico idal. Definiendo la constante K del galvanómetro como el cociente entre la intensidad y el ángulo girado.
O bservando que la constante K depende solamente de las características del
galvanómetro (campo magnético B entre las piezas polares del imán, constante de torsión del hilo k, número de espiras N de la bobina y área S de cada una de las espiras). CALIBRACIÓN
DE UN GALVANÓMETRO
Para calibrar el galvanómetro, se toman medidas del ángulo de desviación q, en función de corrientes i conocidas, y se traza la recta que mejor ajusta mediante el procedimiento de mínimos cuadrados. La pendiente de dicha recta, es la constante K del galvanómetro.
Ejemplo: Para una intensidad de 4 mA la aguja indicadora del galvanómetro se ha desviado 26.4º :
y
Número de espiras N = 50 2
y
Área de cada espira S = 6 cm
y
Intensidad del campo magnético B = 65 gauss
La constante k de k de torsión del hilo o del muelle helicoidal valdrá: -3
-4
-4
-6
k = K· NS · B = 8.67·10 ·50·6·10 ·65·10 = 1.69·10
·m N ·m
El momento de las fuerzas que ejerce el campo magnét ico sobre la espira vale: M = N ·iS · B
-4
-4
-7
= 50·0.004·6·10 ·65·10 = 7.8·10
N ·m
El momento que ejerce el hilo cuando ha girado un ángulo q = 26.4º es: M =
-6
-7
k·q = 1.69·10 ·26.4·p / 180 = 7.8·10
N ·m
La sensibilidad del galvanómetro es la inversa de la corriente:
1 S = ²²²²² Idpe Donde: S: sensibilidad; Idpe: corriente de deflexión a plena escala. Por ejemplo, si la corriente es Idpe = 50 A, entonces:
1 1 1 S= ²²² = ²²²² = ²²² = 20.000V 50A 5x10-6 5x10-5 Cuanto más pequeña es la corriente de deflexión a plena escala, mayor será la sensibilidad del téster porque en ese caso el instrumento podrá detectar corrientes más pequeñas, y eso hace que el instrumento sea más sensible.
Precisión de un galvanómetro Los galvanómetros son aparatos muy precisos, por lo que deben de circular intensidades muy pequeñas.
EL MULTÍMETRO Un multímetro, también denominado polímetro, tester o multitester, es un instrumento eléctrico portátil para medir directamente magnitudes eléctricas activas como corrientes y potenciales (tensiones) o pasivas como resistencias, capacidades y otras. Las medidas pueden realizarse para corriente continua o alterna y en varios márgenes de medida cada una. Los hay analógicos y posteriormente se han introducido los digitales cuya función es la misma (con alguna variante añadida).
CALIBRACIÓN
DEL MULTÍMETRO
La calibración de multímetros es una operación propia de un sistema de calidad. El multímetro es un instrumento de medida multiparámetro, con el cual es posible la medida de distintas magnitudes eléctricas con una inversión reducida. La calibración del multímetro revela que son instrumentos fiables y presentan una buena repetibilidad. Es un instrumento muy utilizado en la industria eléctrica y electrónica, montajes e instalaciones industriales y en operaciones de mantenimiento. Existen en el mercado una gran variedad de multímetros que po sibilitan al técnico elegir la mejor solución según las necesidades de medición.
Los multímetros digitales portátiles son los más extendidos, aunque los multímetros analógicos ó los multímetros de banco son otras posibles soluciones. La
calibración del multímetro debe ser una operación planificada y sus resultados deben ser verificados conformes a un criterio de acept ación/rechazo preestablecido.
En la calibración del multímetro, se utilizan patrones eléctricos debidamente certificados y trazables al patrón nacional que se encuentra en el Centro Español de Metrología (CEM) o a otro patrón nacional, siempre que se encuentre en un sistema metrológico firmante de los Acuerdos Multilaterales de Reconocimiento (MLA). El resultado de la calibración de tester se incluye en un certificado de calibración, el cual debe contener una serie de información mínima y cumplir una serie de condiciones para ser aceptado y reconocido.
Calibrar mutímetros es comparar la medida de un patrón de referencia trazable con la medida del mensurando. Al calibrar los mutímetros estamos aportando niveles de fiabilidad y seguridad en los procesos donde la medición resultante del uso del instrumento tenga lugar. Igualmente, al calibrar los mutímetros podremos generar los registros pertinentes para poder documentar un Sistema de Gestión de la Calidad y tomar las medidas oportunas para poder asegurar la calidad de los productos y servicios.
Actualmente los multímetros no son calibrables, un multímetro digital ya nos llega estandarizado, aunque hay multímetros análogos de antaño, que cuentan con un potenciómetro, (como el para controlar el volumen de una grabadora) y para calibrarlo, se colocaba en medición de continuidad y se juntaban las dos puntas, y se movía este potenciómetro hasta que te marcara cero, pero con los multímetros de ahora ya no es necesario hacer esto.
Incertidumbre en los multímetros digitales Si un multímetro se utiliza correctamente para una medida directa única, la incertidumbre de medida será la incertidumbre instrumental intrínseca, si se mide en las condiciones de referencia, o la incertidumbre instrumental de funcionamiento, si
se mide en las condiciones de funcionamiento especificadas. Pero, debido al método de medida de ciertas magnitudes, puede haber componentes de incertidumbre adicionales. La incertidumbre instrumental de los multímetros digitales se debe a factores tales como las tolerancias de las resistencias del atenuador de entrada, la incertidumbre de la ganancia de los amplificadores, la incertidumbre y derivas de la tensión de referencia del CAD y el ruido de cuantificación del CAD. Al medir magnitudes que no sean tensiones continuas, hay componentes de incertidumbre adicionales. Las medidas de intensidad de corriente vendrán afectadas por la tolerancia de la resistencia por la que se hace circular dicha corriente para obtener una tensión, pero en cambio no estarán afectadas por el atenuador de tensión de entrada. Las medidas de resistencia vendrán afectadas por la incertidumbre de la intensidad de corriente inyectada. Al medir en alterna, el convertidor correspondiente es una fuente de incertidumbre adicional, que puede ser distinta según la frecuencia y el factor de cresta de la señal. La consecuencia de todos estos factores es que los limites de la incertidumbre en el diagrama de calibración de un DMM no son constantes para todas las lecturas sino que cambian para cada función (magnitud medida) y, para una determinada función, cambian según la escala, y dentro de una escala, cambian según cuales sean la lectura (indicación), la frecuencia y el factor de cresta.
Los límites de la incertidumbre instrumental del DMM se suelen especificar como la suma de un término relativo y un término absoluto o fiduciario (o ambos). El valor fiduciario suele ser la lectura máxima en la escala considerada, R FE, y por lo tanto incluye la extensión de escala. En algunos casos el valor fiduciario especificado es el valor nominal de la escala, sin extensión, R E. El término absoluto se especifica como un número de ³cuentas´, c. Normalmente los límites de la incertidumbre se dan a un nivel de confianza del 95%. Si la especificación incluye un término relativo y un término fiduciario, la incertidumbre de medida en una medida directa única será:
Y el resultado de la medida, M = R s U. Si interesa la incertidumbre relativa, que es
útil para comparar distintos instrumentos,
Sensibilidad en los multímetros En el caso de los multímetros que no tienen amplificadores incorporados la sensibilidad viene expresada sobre la base ohms por voltio y mientras más elevados los ohms por voltio más sensible es el movimiento del metro y más elevado el valor de las resistencias adicionales usadas para los diversas escalas voltimétricas. La elevada sensibilidad de este tipo de instrumento puede resultar muy valiosa para las comprobaciones, pues algunos están diseñados de manera que pueden medir corrientes continuas y voltajes muy bajos, lo que es adecuado para los circuitos de semiconductores, es decir, de conductores electrónicos con una resistividad entre la de los metales y la de los aislantes y en los que la concentración portadora de la carga eléctrica aumenta con la temperatura dentro de cierta gama térmica.
Precisión y exactitud de un multímetro Precisión: Es el mayor error permitido, expresado como un porcentaje o un valor absoluto. Es decir, es la exactitud de la medición. En multímetros digitales, la precisión se expresa por dos términos. Uno de ellos es la cantidad de dígitos fijos de error y el otro término puede expresarse de cuatro formas:
En los instrumentos digitales, por ejemplo, se expresa como lectura
s
s
(2,0 % de la
2 dígitos), indicando que el error del valor leído está dentro del 1,3 & y
además 2 dígitos de error fijo. Otra forma de calcularla, será:
Repetibilidad de un multímetro En el caso de los multímetros digitales, presentan alta (buena) repetibilidad.
El AMPERÍMETRO El amperímetro es un aparato o instrumento que permite medir la intensidad de corriente eléctrica, presentando directamente sobre su escala calibrada las unidades empleadas para ello denominadas amperios o bien fracciones de amperios, la medida deseada.
CALIBRACIÓN
DE AMPERÍMETROS DE CD
Los amperímetros se pueden calibrar de 2 formas:
1. Utilizando un circuito de prueba el cual incluye una fuente de voltaje de precisión, 1 reóstato (resistencia variable), amperímetro de alta exactitud como medidor patrón y el amperímetro a calibrar.
La máxima corriente (I) del circuito debe ser un 10% mayor que la máxima deflexión del medidor bajo a prueba.
2. El valor de la I a través del amperímetro a calibrar, se determina por medio de la diferencia de potencial medida en una resistencia estándar y calculando después la corriente mediante la ley de ohm (V=IR).
El resultado de este cálculo se compara con la lectura del amperímetro a calibrar. Se coloca del amperímetro a calibrar. Se coloca un reóstato en el circuito para controlar la I en el valor deseado, de tal forma que se puedan calcular puntos sobre la escala del medidor.
Sensibilidad en los amperímetros La sensibilidad del instrumento se indica por el número de amperios, miliamperios o microamperios que deben fluir por la bobina para producir una desviación completa. Así, un instrumento que tiene una sensibilidad de 1 miliamperio, requiere un miliamperio para producir dicha desv iación, etcétera.
Rango en los amperímetros El rango de medición de un amperímetro se extiende conectando una resistencia llamada shunt, en paralelo con el amperímetro. Dado que la corriente se divide en proporción inversa a la resistencia, el shunt puede calcularse por a relación:
Exactitud de los amperímetros Para lograr la exactitud en la medición, se emplea una escala que dé una lectura tan cercana a la escala completa tanto como sea posible.
Precisión del amperímetro Un amperímetro puede tener una precisión de
s
0,1 A en algún valor
particular de corriente o para todas sus lecturas. Esto significa que el valor indicado por el medidor se garantiza solamente cuando está incluido entre + o ± 0,1 A del valor real.
Errores de medición con amperímetros Como ocurre con el voltímetro, al medir con le amperímetro se comete un error debido a una resistencia interna (Rint.) de valor muy pequeño (se suele aproximar a cero). El error típico es de aproximadamente 1 % del valor a fondo escala.
Error de inserción o efecto de carga: Es una consecuencia de la existencia de una resistencia propia del instrumento distinta de cero. Es un error que se agrega al error propio del instrumento y al de lectura y depende de las condiciones de medición.
EL VOLTÍMETRO Un voltímetro es un instrumento que sirve para medir la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico. Los voltímetros, en esencia, están constituidos de un galvanómetro sensible que se conecta en serie a una resistencia extra de mayor valor. A fin de que durante el
proceso de medición no se modifique la diferencia de potencial, lo mejor es intentar que el voltímetro utilice la menor cantidad de electricidad posible. Lo anterior es posible de regular con un voltímetro electrónico, el que cuenta con un circuito electrónico con un adaptador de impedancia.
CALIBRACIÓN
DE VOLTÍMETROS DE CD
Un método simple de calibración de un voltímetro de CD es aquel que utiliza una fuente regulada de CD, reóstato y una resistencia estándar a través de la cual se conecta el voltímetro bajo prueba y un voltímetro de alta exactitud.
Sensibilidad y Precisión en los voltímetros La sensibilidad de un instrumento se determina por la intensidad de corriente necesaria para producir una desviación completa de la aguja indicadora a través de la escala. En el caso de un voltímetro, la sensibilidad se expresa de acuerdo con el número de ohmios por voltio, es decir, la resistencia del instrumento. Para que un voltímetro sea preciso, debe tomar una corriente insignificante del circuito y esto se obtiene mediante alta resistencia.
Rango de un voltímetro El rango de un voltímetro se extiende conectando una resistencia ( llamada multiplicador) en serie con el instrumento. La resistencia total (voltímetro + multiplicador) debe ser igual al rango de voltaje deseado, dividido por la corriente del instrumento a plena escala (dado que R = E/I) :
La resistencia del multiplicador se determinará por esta relación.
Exactitud de los voltímetros Los voltímetros típicos de corriente directa (CD) de laboratorio tienen exactitudes de
1 % de la escala completa.
Incertidumbre de los voltímetros Cada lectura de los voltímetros lleva una incertidumbre de una unidad en el último dígito.
Repetibilidad de los voltímetros La repetibilidad de los voltímetros digitales es mayor cuando se aumenta el número de dígitos desplegados. El voltímetro digital también puede contener un control de rango automático y polaridad automáticos que los protejan contra sobrecargas o de polaridad invertida.
Errores de medición con voltímetros El error tiene que ver con la proporción de corriente que pasará por la resistencia a medir y por el instrumento que mide. Cuanto mayor sea la resistencia del voltímetro y menor sea la que se mide, el error será menor.
Al medir con un voltímetro se comete un pequeño error porque dentro del voltímetro hay un resistencia interna (Rint.), que tiene un valor muy grande (se suele aproximar a infinito).
EL VATIMETRO Es un instrumento para le medida de la energía eléctrica, o índice de la energía eléctrica a cualquier circuito. El término se aplica generalmente para describir una forma particular de electrodinamómetro, consistiendo en una bobina fija del alambre y de un abrazo o de una bobina vecina del alambre suspendida para ser movible. En la construcción general el instrumento se asemeja a un electrodinamómetro, la bobina fija se llama la bobina actual, y la bobina movible se llama la bobina potencial, y cada uno de éstos arrolla hace sus extremos traer para separar los terminales en la base del instrumento.
Rango de un vatímetro El rango de frecuencia de un vatímetro es tal que puede extenderse hasta los 20 megahercios usando tubos de pentodos en lugar de triodos. Las condiciones de operación de un pentodo se ajustan de forma que la corriente de placa sea proporcional al producto de una función linear del voltaje de placa y a una función exponencial del voltaje de red.
Exactitud de los vatímetros (digitales): +/- 0.3% + 3 dígitos
Calculo
de la incertidumbre en los vatímetros
CALIBRACIÓN
DEL VATÍMETRO
El vatímetro se puede por lo tanto calibrar para dar las lecturas directas de la energía contada en los vatios, tomados en el circuito; por lo tanto su nombre, vatímetro. En esos casos en los cuales el circuito absorbente de energía sea inductivo, la bobina del vatímetro conectado a través de los terminales del circuito ³powerabsorving´ debe tener una inductancia excesivamente pequeña, una corrección considerable puede llegar a ser necesaria.
Por lo tanto un vatímetro electrodinámico, aplicado para medir la corriente eléctrica tomada en un circuito al emplear corrientes alternas da lecturas absolutamente correctas solamente en el caso cuando el circuito potencial del vatímetro y el circuito tienen inductancias insignificantes, y cuando los mismos dos circuitos tienen constantes de tiempo iguales. Si estas condiciones no se satisfacen, se asume que el vatímetro puede haber sido calibrado con las corrientes continuas,
pueden ser demasiado altas o demasiado bajas cuando se están utilizando las corrientes alternas.
Para que un vatímetro sea conveniente para la medida de la energía tomada en un circuito inductivo es necesario que ciertas condiciones de la construcción deben ser satisfechas. El marco y el caso del instrumento deben ser corrientes de Foucault totalmente no-metálicas, otras corrientes inducidas harán fuerzas que no permiten actuar sobre la bobina movible. Otra vez el circuito de la desviación debe tener inductancia cero y la bobina de serie o actual se debe herir o construir con el alambre de cobre trenzado, cada filamento debe ser de seda cubierta, para prevenir la producción de las corrientes de Foucault en la masa del conductor.
LA PINZA AMPERIMETRICA La pinza amperimétrica es un instrumento con capacidad para medir intensidad eléctrica continua o alterna. La diferencia entre los distintos modelos consiste principalmente en la exactitud conseguida, siendo ésta consecuencia del método de medida utilizado y del diseño.
Existen básicamente dos tipos constructivos de pinzas: las de tipo transformador de intensidad, y las de efecto Hall; las primeras son capaces de medir únicamente intensidades alternas (de 50 Hz habitualmente); las de efecto Hall son capaces de medir intensidades continuas y alternas hasta una frecuencia máxima que
varía según la construcción de la pinza, pero que no suele superar 1kHz, o 10kHz como máximo.
PRINCIPIO DE MEDIDA EN EL QUE SE BASA EL MÉTODO DE CALIBRACIÓN
La calibración de pinzas amperimétricas se puede realizar por un método directo o por un método indirecto. El método directo consiste en generar una intensidad continua o alterna de un valor igual al punto de calibración que circule por un único conductor, midiendo su valor simultáneamente con un sistema de medida patrón y con la pinza que se desea calibrar. Los sistemas de medida en corriente continua consisten principalmente en un shunt asociado a un voltímetro digital, mientras que en corriente alterna consisten en transformadores de intensidad asociados con a mperímetros. El método indirecto se basa en generar una corriente conocida de pequeño valor (como máximo de 10 ó 20 A) mediante un calibrador eléctrico. Con esta corriente se alimenta a una bobina que tiene un número de espiras conocido (los valores típicos oscilan entre 10 y 50 espiras). La pinza a calibrar se coloca alrededor de la bobina que se usa para conseguir un efecto multiplicativo, de forma que la intensidad medida por la pinza debe ser igual a la generada por el calibrador multiplicada por el número de vueltas de la bobina. En el presente procedimiento se describirá en lo sucesivo el método directo que permite un campo de medida más extenso.
Las unidades empleadas en este procedimiento son las del sistema internacional de unidades, SI. Para la tensión eléctrica: voltio (símbolo: V). Para la intensidad eléctrica: amperio, (símbolo: A). Para la resistencia eléctrica: ohmio, (símbolo: ).
PROCESO DE CALIBRACIÓN Secuencias posibles de calibración El proceso de calibración seguirá una de las tres secuencias descritas a continuación: 1) Calibración inicial.
Ajustes. Calibración final. 2 ) Calibración sin ajustes. 3 ) Ajuste. Calibración final.
La secuencia 1) es la secuencia normal: se realiza una calibración inicial, y si como consecuencia de esta primera calibración el equipo requiere ajuste, se realiza dicho ajuste seguido de una calibración final. De esta forma la primera calibración nos proporciona información del estado del instrumento durante el período de tiempo transcurrido desde la última calibración. La calibración final comprueba que los ajustes realizados son correctos y nos asegura la trazabilidad. En este caso se conservarán registros tanto de la calibración inicial como final. En el caso de que la pinza requiera ajuste y éste no sea posible se debería proceder a su reparación o sustitución por otra pinza nueva.
La secuencia 2) se puede considerar como una variante de la secuencia 1) aplicable cuando los errores encontrados en la calibración sean inferiores a unos límites establecidos, o cuando no se disponga de autorización por parte del usuario para realizar el ajuste.
La secuencia 3) solamente se debe aplicar cuando el estado de la pinza antes de la calibración no sea importante, por ejemplo porque se acaba de reparar, porque es nueva, porque estaba previamente fuera de uso, etc.
Se deberán establecer en función del uso previsto para la pinza, unos límites de tolerancia en la calibración a partir de los cuales se realizará su ajuste o se limitará su uso. Es conveniente realizar el ajuste cuando disponiendo de la autorización del usuario del equipo y de los medios para ello la desviación obtenida sea mayor que el límite de tolerancia establecido disminuido en la incertidumbre de calibración. Los ajustes se deben realizar siempre siguiendo el manual del fabricante de la pinza, en el orden y en los puntos indicados. No obstante, este tipo de instrumentos al ser de uso industrial y no de laboratorio, no suele disponer de posibilidad de ajuste en la inmensa mayoría de casos. Por lo tanto, cuando los errores de la calibración exceden el límite de tolerancia previsto, la única solución es enviar a reparar el equipo o sustituirlo por uno nuevo lo cual resulta en la práctica mucho más sencillo.
Definición de los puntos de medida En la tabla siguiente se indican los puntos de medida recomendados para realizar una calibración completa. Si la pinza se va a usar para una aplicación con un campo de medida específico es posible y recomendable definir otros puntos de medida. Las siguientes observaciones sirven para interpretar la tabla:
Los puntos de calibración están indicados en tanto por ciento del fondo de escala de la pinza. Los valores indicados son valores aproximados recomendados que deben servir de referencia para elegir los puntos de calibración, debiendo estos en cualquier caso, cubrir razonablemente todo el rango de medida útil del instrumento y,
cuando hay más de dos, estar distribuidos con una cierta homogeneidad a lo largo de toda la escala. El valor del 10% indica un punto arbitrario situado al principio de la escala, el valor real puede variar hasta el 25% o 50%, con el objeto de que no se realice la calibración para un punto que se pueda medir en el rango inferior. El valor del 90% indica un punto arbitrario situado próximo del fondo de escala, el valor real puede variar del 80% al 95% del fondo de escala. No obstante cuando se trata de un rango en el que se está comprobando la linealidad (midiendo cinco puntos en el mismo rango), los valores del 10%, y de 90% se deben entender en sentido estricto.
Nota: no se han incluido medidas de intensidad continua con polaridad negativa, ya que la mayoría de las pinzas no presentan esta posibilidad de medida. Cuando la lectura es negativa es suficiente con invertir la posición de la pinza para lograr una lectura positiva, con lo cual no se justifica la calibración en polaridad negativa. Conexiones
y realización de las medidas
En cada uno de los puntos de calibración definidos se realizarán cinco lecturas superado el posible régimen transitorio. Si es posible configurar la pinza en varias formas de medida (cambiando la resolución o la velocidad de medida), se elegirá para la calibración la que presente, según el manual del fabricante, mejores especificaciones (que es usualmente la más lenta y con mejor resolución), o aquellas que el usuario del equipo utilice habitualmente. Se deben anotar en la hoja de toma de datos las configuraciones seleccionadas en la pinza a calibrar, e igualmente en el informe de calibración.
Figura:
Esquema de conexión para calibración en alterna
Para la calibración en corriente alterna se elegirá un transformador patrón o una relación de transformación, si se trata de un transformador de intensidad de relaciones múltiples, tal que la intensidad a medir esté siempre entre el 20% y el 120% de la intensidad primaria nominal.
Figura:
Esquema de conexión para calibración en continua
Para la calibración en corriente continua la fuente de intensidad se programará normalmente en su modo de funcionamiento intensidad constante.
LOS TRANSMISORES Los transmisores son instrumentos que captan la variable de proceso y la transmiten a distancia a un instrumento receptor indicador, registrador, controlador o combinación de estos. Existen varios tipos de señales de transmisión: neumáticas, electrónicas, digitales, hidráulicas y telemétricas. Según el tipo de señal se clasificarán los transmisores.
CALIBRACION
DE LOS TRANSMISORES
La calibración de los transmisores consiste en ajustarlo para que exista coincidencia en los valores de las variables detectados en la salida proporcional del instrumento con los cambios de la variable en el proceso, los diagramas de calibración consisten en una representación gráfica del procedimiento a seguir en la instalación del transmisor para la calibración.
Pasos para calibrar un transmisor: 1) Chequeo y Ajustes Preliminares:
O bservar 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) excuadramientos 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 del 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. Nota: Después de terminar el procedimiento se debe levantar un acta de calibración, aproximadamente en cuatro puntos: Valores teóricos contra valores reales ( lo mas exactamente posible), tanto ascendente como descendente para determinar si tiene histéresis. CALIBRACIÓN
DE UN TRANSMISOR DIGITAL
El procedimiento para calibrar un transmisor digital "inteligente" (también conocido como trimming), es un poco diferente que la calibración de instrumentos analógicos. A diferencia de los ajustes de zero y span en instrumentos analógicos, las funciones de trim "bajo" y "alto" de un instrumento digital son tipicamente no interactivos. Esto quiere decir que solo se debe aplicar un estimulo con valor rango bajo y uno de valor de rango alto UNA sola vez durante el procedimiento de calibración. El trimming del sensor (o trimming del ADC) en un instrumento inteligente consiste en estos cuatro pasos generales:
1. Aplique un estimulo con el valor de rango mínimo en el instrumento, luego esperemos que se estabilice la lectura 2. Ejecute la funcion "low trim" del sensor (transmisor). 3. Aplique un estimulo con el valor de rango máximo en el instrumento, luego esperemos que se estabilice la lectura. 4. Ejecute la funcion "high trim" del sensor (transmisor).
De manera similar, se debe realizar el trimming de la salida (Conversor Digital-Analogo o DAC) para esto debemos seguir estos seis pasos generales:
1. Ejecute la función "low trim" de la señal de salida. 2. Mida la señal de salida con un miliamperimetro de precisión, verificando el valor luego de estabilizarse. 3. Ingrese el valor de corriente medido cuando el instrumento lo solicite. 4. Ejecute la función "high trim" de la señal de salida. 5.
Mida la señal de salida con un miliamperimetro de precision, verificando el valor luego de estabilizarse.
6.
Ingrese el valor de corriente medido cuando el instrumento lo solicite.
Después de que los valores de entrada y salida (ADC y DAC) del transmisor inteligente hayan sido "trimmed" o configurados los valores de rango bajo y algo recién pueden ser configurados. De hecho, una vez que los procedimientos de configuración del trim son completados, el transmisor puede ser rangueado y rangueado cuantas veces lo deseemos. La única razón para realizar un re-trimming en un transmisor inteligente es para asegurar la precisión en periodos de tiempo donde el sensor y/o los conversores ADC/DAC puedan tener un desfase de valores en los límites aceptables.
Estos muestran de gran manera la diferencia de los transmisores analógicos, donde estos requerirían un re-calibración completa cada vez que se modifique su rango.
Rango de un transmisor Este conjunto de valores puede variar pues depende del tipo de transmisor que se utilice para la medición, de presión, de nivel, entre otros.
En cuanto a la exactitud de los transmisores, se tiene que:
a. Para transmisores analógicos: 0,25 % a 1 %. b. Para transmisores digitales: 0,02 % a 0,1%. Error: La gran mayoría de los transmisores presentan un 0,5 % de error. TRANSMISOR DE TEMPERATURA Calibración
del cero; Se utiliza un voltímetro para medir el voltaje que existe en la
terminal central del potenciómetro, se debe obtener una lectura de 0.25 Volts, de no existir esa lectura, se procede a mover el potenciómetro hasta que se lean 0.25 Volts en el voltímetro, se debe desconectar el sensor "bulbo de resistencia" del circuito transmisor colocando en su lugar una década de resistencias.
La década sirve como patrón para simular los cambios en las temperatura, para calibrar el cero se recurre a las características del sensor "bulbo de resistencia", se encuentra que su valor es 100W a la temperatura de 0.0 ° C, con el valor de 100W se ajusta la década de resistencias, una vez ajustada la década de resistencias se conecta el voltímetro en la salida de voltaje del TT, en el punto Vsal la lectura debe ser de 0.25 Volts, si la lectura difiere de ese valor se acciona el potenciómetro P1 hasta obtener 0.25 Volts en Vsal, lo que se esta realizando bajo esta condiciones es ajustar el circuito puente a 0.0 Volts, es decir +V1 = +V2, si estas tensiones se aplican a la etapa del amplificador de voltaje de diferencia se obtiene;
Vdiferencia = V1 - V2 = 0.0 Volts En la siguiente etapa del amplificador de voltaje de ganancia variable se lee,Vs = 0 Volts Como ultimo paso en la etapa para el seguidor de voltaje se obtiene Vsal=+0.25 Volts, y a la salida del convertidor de voltaje a corriente se miden 4 mA.
Calibración
del Span; Con la década de resistencias sustituyendo al bulbo de
resistencia, se calibra al TT para el valor más alto, se revisa primeramente el requerimiento de temperatura para el alcance máximo (por ejemplo; 100° C), se busca el valor ohmico del bulbo de resistencia de la curva de respuesta para este valor, una vez encontrado dicho valor, se ajusta la década de resistencias a dicho valor, se coloca el voltímetro en la salida Vsal, la lectura debe ser de 1.25 Volts, si no sucede así, se procede a mover el potenciómetro del span hasta obtener 1.25 Volts en el punto Vsal, lo que esta sucediendo es que se obtiene del circuito puente un valor V2 > V1, porque la R2 es la resistencia de bulbo y que actualmente es la década de resistencias aumentó, y por consiguiente V(° C) aumentó también, la etapa del amplificador de voltajes de diferencia, de proporcionar el valor máximo que debe ser igual a 1.25 Volts, si no se mide este valor se acciona el span hasta lograr que Vsal sea igual a 1.25 Volts, se debe observar de la misma manera en el punto Isal una corriente de 20 mA.
