Calibración de calibradores acústicos
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- Carolina Soler Peralta
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1 Calibración de calibradores acústicos Luis Palma Laboratorio de Acústica de la Dirección de Metrología de INACAL 19 de Mayo del 2016
2 Marco legal En el Decreto Supremo Nº PCM Reglamento de Estándares Nacionales de Calidad Ambiental para Ruido se indican las funciones y competencias de cada entidad administrativa en temas de calidad ambiental para ruido. En el artículo 21º del Decreto Supremo Nº PCM, se indican como funciones de INDECOPI: El INDECOPI, en el marco de sus funciones, tiene a su cargo las siguientes: a) Aprobar las normas metrológicas relativas a los instrumentos para la medición de ruidos; y, b) Calificar y registrar a las instituciones públicas o privadas para que realicen la calibración de los equipos para la medición de ruidos. Estas funciones han sido asumidas por INACAL desde junio del A la fecha no existe ningún organismo acreditado para atender este tipo de servicios por lo cual la Dirección de Metrología de INACAL (antes Servicio Nacional de Metrología de INDECOPI) atiende estos servicios de manera directa desde el año 2009.
3 Marco legal Los sonómetros que cuentan con un certificado de calibración emitido por la Dirección de Metrología de INACAL se encuentran aptos para realizar mediciones acústicas. El Decreto Supremo Nº PCM no indica un tiempo de vigencia de los certificados de calibración de sonómetros. Es el solicitante, usuario o propietario del sonómetro a quien le corresponde disponer en su momento la ejecución de una nueva calibración, la cual está en función del uso, conservación y mantenimiento del instrumento de medición o a reglamentaciones vigentes de tal manera que se encuentren aptos para realizar mediciones acústicas. No obstante recomendamos que se calibren estos cada año para asegurar su adecuado funcionamiento.
4 Calibrador acústico Un calibrador acústico es un dispositivo que genera una presión acústica sinusoidal de nivel de presión acústica y frecuencia especificados cuando se acopla a modelos específicos de micrófono en configuraciones especificadas. La calibración consistirá en la determinación de los tres parámetros fundamentales a medir en un calibrador acústica, que son nivel de presión acústica, frecuencia de emisión y distorsión armónica total. El método consiste en medir el nivel de presión acústica, generado por el calibrador acústico con un micrófono y comparar el nivel de presión acústica con el emitido por un pistófono. Ambas señales serán acondicionadas por un preamplificador y un amplificador de tensión.
5 Presentación para los ensayos Se debe contar con un manual de instrucciones del modelo y versión del calibrador acústico. El manual de instrucciones debe incluir toda la información pertinente exigida por la norma UNE-EN 60942[1]. El sonómetro debe estar acompañado de todos los accesorios requeridos para su ensayo y de aquellos que el laboratorio lo solicite según lo indicado en su manual de instrucciones.
6 Presentación para los ensayos No se procederá a realizar los ensayos si el calibrador acústico no cuenta con la designación de marca, modelo, número de serie, clase y las exigidas por la norma UNE-EN [1].
7 Requisitos generales de ensayo Antes de las mediciones, el calibrador acústico y todos sus accesorios deben ser objeto de una inspección visual, asegurándose de que no haya sufrido daños. Para todos los ensayos se debe seleccionar el modo de alimentación preferencial del calibrador acústico u otro modo de alimentación del calibrador acústico, si el usuario lo solicita. Los ensayos periódicos deben realizarse para las siguientes condiciones: Temperatura: 20 ºC a 26 ºC Humedad relativa: 25 % a 70% Presión estática del aire: 80 kpa a 105 kpa Se elegirá la realización de la calibración en un lugar alejado de corrientes de aire que incidan directamente sobre el calibrador (salidas de aire acondicionado, etc.). Se recomienda que exista el menor ruido posible de los equipos durante la calibración
8 Requisitos generales de ensayo El calibrador acústico deberá estar encendido al menos 15 minutos antes de realizar los ensayos para alcanzar el equilibrio a las condiciones ambientales o el tiempo que recomiende el fabricante para la estabilización. Los equipos de medición permanecerán encendidos al menos una hora antes de comenzar los ensayos o el tiempo que se indique en sus manuales. Se colocará el calibrador en su posición de funcionamiento, acoplado sobre el micrófono, poniendo especial cuidado para que quede perfectamente acoplado al mismo.
9 Método Los ensayos se realizarán de acuerdo a la norma UNE-EN El propósito de los ensayos es asegurar que el desempeño de un calibrador acústico está conforme con los requisitos de la norma UNE-EN [1] para un número limitado de ensayos clave y para las condiciones en las cuales se realizan estos ensayos.
10 Equipos y Materiales - Pistófono. - Preamplificador. - Micrófono. - Amplificador de tensión. - Multímetro de 6 ½ dígitos. - Contador de frecuencias. - Analizador de audio. Accesorios: - Conectores y cables BNC de diversos tamaños. - Medidores de condiciones ambientales.
11 Ensayos Se realizarán los ensayos que se mencionan en la norma UNE-EN 60942[1]: Se medirá el nivel de presión acústica emitido por el pistófono. Anechoic test box - Brüel & Kjær
12 Ensayos Se medirá el nivel de presión acústica emitido por el calibrador acústico. Se medirá la frecuencia emitida por el calibrador acústico.
13 Ensayos Se medirá la distorsión armónica total del calibrador acústico.
14 Toma y tratamiento de los datos Los cálculos a realizar para el ensayo de nivel de presión acústica consistirán en obtener la desviación dnpa entre el valor generado por el calibrador en condiciones de referencia NPAreal ref y el valor nominal del calibrador NPAnom, es decir: dnpa NPA real NPA ref nom Aplicando todas aquellas correcciones que afectarían el resultado, la desviación estará dada por la siguiente expresión: dnpa NPA 4228(trab) d[db] C cal NPA nom tra El nivel de presión acústica de trabajo del pistófono viene dado por: NPA 4228(trab) K 20log p 10 NPA P P bar ref 4228(ref) K p
15 Toma y tratamiento de los datos donde: NPA4228(ref) NPA4228(trab) Pbar Pref Kp Cp d db NPAnom- ref NPAnomtrab NPAreal - ref NPAreal - trab dnpa : NPA del pistófono patrón obtenido del certificado de calibración en condiciones de referencia. : NPA del pistófono patrón en condiciones de trabajo. : Presión barométrica en kpa. : Presión barométrica en condiciones de referencia 101,325 kpa. : Valor de corrección por presión barométrica para el pistófono patrón. : Valor de corrección por presión barométrica para el calibrador acústico bajo prueba. : Desviación en decibeles medida en el equipo de prueba con respecto al pistófono patrón. : NPA nominal del calibrador acústico bajo prueba en condiciones de referencia. : NPA nominal del calibrador acústico bajo prueba en condiciones de trabajo. : NPA real del calibrador acústico bajo prueba en condiciones de referencia. : NPA real del calibrador acústico bajo prueba en condiciones de trabajo. : Desviación del NPA real respecto al NPA nominal del calibrador acústico bajo prueba
16 Calculo de incertidumbre
17 Calculo de incertidumbre
18 Toma y tratamiento de los datos Los cálculos a realizar para el ensayo de medición de frecuencia consistirán en obtener la desviación entre el valor generado por el calibrador en condiciones de referencia y el valor nominal del calibrador, es decir: Desv f - ca F F real ca nom ca donde: Frecnom- ca Frecreal - ca Desvf - ca : Frecuencia nominal del calibrador acústico bajo prueba. : Frecuencia real del calibrador acústico bajo prueba. : Desviación de la frecuencia real respecto a la frecuencia nominal del calibrador acústico bajo prueba.
19 Calculo de incertidumbre
20 Toma y tratamiento de los datos Los cálculos a realizar para el ensayo de medición de frecuencia consistirán en obtener la desviación entre el valor generado por el calibrador en condiciones de referencia y el valor nominal del calibrador, es decir: Desv d - ca Dist ca Dist nom Donde: Distca Distnom Desvd - ca : Distorsión armónica de la frecuencia nominal de operación del instrumento bajo prueba. : Distorsión armónica nominal de la frecuencia nominal de operación del instrumento bajo prueba. : Desviación de la distorsión armónica real respecto a la distorsión armónica nominal del calibrador acústico bajo prueba.
21 Calculo de incertidumbre
22 Referencias 1 UNE-EN 60942:2003 Electroacústica. Calibradores acústicos. 2 IEC 60942:2003 Electroacoustics Sound calibrators. 3 JCGM 200:2012. Traducción autorizada por el BIPM y JCGM. Vocabulario Internacional de Metrología - Conceptos básicos y generales, y términos asociados (VIM). 3ª edición Versión 2008 con correcciones menores. Publicado por INACAL 4 Guía para la expresión de la Incertidumbre en la medición, Indecopi. Julio EA 4/02 Expression of the Uncertainty of Measurement in Calibrations. European co-operation for accreditation (EA). December NMP Electroacústica Sonómetros Parte 3: Ensayos periódicos. 7 CEM. Procedimiento AC-005 para la calibración de calibradores sonoros. Edición 0
23 Servicios del Laboratorio de Acústica Servicios que se brindan desde el 2009: - Calibración de sonómetros clase 1 y 2. Servicios que se brindarán en el 2016: - Calibración de calibradores acústicos (multifunción y de una sola frecuencia). - Calibración de dosímetros acústicos o medidores personales de exposición sonora. Servicios que se brindarán en el 2017: - Calibración de preamplificadores de carga. - Calibración de amplificadores de tensión. - Calibración de atenuadores. Servicios que esperan brindar a futuro: - Calibración de acelerómetros. - Calibración de audiómetros. - Calibración de micrófonos secundarios.
24 Gracias Consultas a:
Calibración de sonómetros clase 1 y 2. Henry Diaz Responsable del Laboratorio de Acústica de la Dirección de Metrología de INACAL 19 de mayo de 2016
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