Equipos de medición. Intervalos de calibración e interpretación de Certificados de Calibración

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1 Equipos de medición. Intervalos de calibración e interpretación de Certificados de Calibración

2 Equipos de Medición. Intervalos de calibración e interpretación de Certificados de Calibración Disertante: Ing. Hernán Palmero Área Metrología INTI - Rafaela Objetivos: 1.Importancia de una medición de calidad 2.Interpretación y utilización de certificados 3.Determinación de intervalos de calibración

3 Equipos de Medición. Intervalos de calibración e interpretación de Certificados de Calibración Porqué calibrar los instrumentos y equipos de medición? Qué información me brinda un Certificado de Calibración? Cómo la utilizo? Con qué periodicidad deben recalibrarse?

4 Equipos de Medición. Intervalos de calibración e interpretación de Certificados de Calibración Siempre que realizamos una medición lo que hacemos es obtener valores de una o varias características de un producto, equipo o proceso con la finalidad de determinar el cumplimiento o no con determinada especificación (dicha especificación puede provenir de una ley, normativa, acuerdo comercial, requisito interno, etc.). Es decir, buscamos determinar si dichas características se encuentran dentro de los límites tolerados. Si el resultado de nuestra medición cae dentro de la Zona 1 tendremos que CUMPLE, mientras que si cae dentro de la Zona 2 tendremos que NO CUMPLE. donde: Zona 1: zona de especificación Zona 2: zona fuera de especificación

5 Equipos de Medición. Intervalos de calibración e interpretación de Certificados de Calibración Sin embargo, en la fase de verificación, el significado de los términos en especificación y fuera de especificación se ven modificados por la siempre existente incertidumbre de medición. donde: 1: Zona de especificación 2: Zona fuera de especificación 3: Zona de conformidad 4: Zona de no-conformidad 5: Rango de incertidumbre 6: Incremento de la incertidumbre de medición U (según el sentido de la flecha)

6 Equipos de Medición. Intervalos de calibración e interpretación de Certificados de Calibración Es importante resaltar que esta incertidumbre NO es la INCERTIDUMBRE DE CALIBRACIÓN del instrumento/equipo utilizado en la medición, sino la INCERTIDUMBRE DEL PROCESO DE MEDICIÓN. La incertidumbre de calibración del instrumento es sólo una de las varias fuentes que deben tenerse en cuenta. La cantidad de fuentes a considerar dependerá de cada proceso de medición y de cuán crítico sea el mismo.

7 Certificados de Calibración Certificado de Calibración Contenido mínimo - Título - Nombre y domicilio del laboratorio y localidad donde se efectuó la calibración - Identificación del documento - Nombre y domicilio del cliente - Identificación del método usado - Identificación del instrumento calibrado - Fecha de realización de la calibración - Resultados de la calibración - Nombres, funciones y firmas de quienes autorizan el informe de calibración - Condiciones ambientales bajo las que se hizo la calibración - Evidencia de la trazabilidad de la calibración

8 Certificados de Calibración Certificado de Calibración Para qué me sirve la información del certificado? Corrección / Error Para corregir las lecturas del instrumento durante su uso cotidiano, debidas al error de indicación de instrumento al compararlo con un patrón. Si no se usa la información, esta se convierte en basura y su costo en un gasto excesivo e innecesario. Cuando no es práctico corregir cada lectura con los resultados de la calibración, debe aumentarse la incertidumbre de las mediciones correspondientemente Incertidumbre Al estimar la incertidumbre de su medición, el usuario debe considerar como una sus contribuciones, la incertidumbre que proveniente de la calibración, tomada del informe de calibración.

9 Certificados de Calibración Como utilizar el Certificado de Calibración de una balanza? Suponiendo el caso de una balanza de laboratorio, empleada en determinada técnica analítica. En un certificado de calibración típico de balanzas se informan los siguientes resultados: - Repetibilidad - Excentricidad - Movilidad - Linealidad o control de rango (tabla y/o gráfico) - Histéresis Adicionalmente, se informan condiciones particulares al momento de la calibarción y las condiciones ambientales (temperatura, humedad relativa ambiente, presión atmosférica y densidad de aire). Estos datos extraídos del Certificado de Calibración permiten realizar la estimación de la incertidumbre de una pesada.

10 Certificados de Calibración El usuario de la balanza tiene que tener presente que el uso cotidiano del instrumento difiere de una calibración es varios aspectos: 1 - Las indicaciones en uso no son las mismas que las obtenidas durante la calibración; 2 Las condiciones ambientes puedes ser diferentes (temperatura, humedad, presión atmosférica); 3 - En balanzas que no se reajustan regularmente, el ajuste puede cambiar (drift) 4 - El proceso de pesada puede ser diferente del procedimiento de calibración (por ejemplo: sólo una lectura para cada carga; se carga de manera ascendente y descendente, no sólo ascendente; se mantiene la carga durante más tiempo; se aplica carga de manera excéntrica ; se utiliza el dispositivo de tara ); Para una lectura realizada bajo las mismas condiciones que durante la calibración, podemos obtener un resultado de pesada bajo las condiciones de la calibración W * mediante la expresión: con una incertidumbre Ambos valores pueden determinarse usando la information y los resultados tal cual se encuentran en el Certificado de calibración.

11 Certificados de Calibración Considerando las posibles influencias que hacen que las condiciones de pesada sean distintas a las de calibración, se añaden correcciones adicionales; por lo tanto el resultado de pesada será: con la incertidumbre asociada:

12 Certificados de Calibración Finalmente, la expresión completa del resultado de pesada, será: - Corrigiendo según error informado: - Sin aplicar correcciones a las lecturas: También puede optarse por no aplicar correcciones a la lectura de una pesada; en este caso obtendremos una incertidumbre global que incluya los errores de indicación determinados por calibración.

13 Certificados de Calibración Cómo utilizar el certificado de calibración de un termómetro? Indicación del Instrumento Corrección Incertidumbre ºC ºC ºC 0,0 0,0 0,2 30,0 0,4 0,2 60,0 0,3 0,2 90,0 0,0 0,2 120,0-0,2 0,2 Temperatura = Indicación del Instrumento + Corrección ± Incertidumbre de Medición

14 Certificados de Calibración Como utilizar el certificado de calibración de un termómetro? Volcamos los valores informados en el certificado de calibración en un gráfico como el que se muestra. Esto nos permitirá estimar las correcciones para valores diferentes a los de calibración con su incertidumbre. 0,8 Gráfico de correcciones Obtención de corrección por interpolación Corrección [ºC] 0,6 0,4 0,2 0-0,2-0,4-0, Indicación [ºC] En el mismo se puede observar que las correcciones para los puntos calibrados son 0,0 ºC ; 0,4 ºC ; 0,3 ºC ; 0,0 ºC y -0,2 ºC con una incertidumbre de calibración de 0,2 ºC para cada valor.

15 Certificados de Calibración Si el termómetro es usado en toda su escala y por comodidad, deseamos utilizar solo un valor de corrección para toda la escala, debemos promediar las correcciones obtenidas y aumentar la incertidumbre para cubrir la totalidad de los puntos de la curva anterior. De esta manera, la gráfica queda como sigue: 0,8 Gráfico de correcciones Utilización de corrección prom edio 0,6 Corrección [ºC] 0,4 0,2 0-0,2-0, ,6 Indicación [ºC] Corrección global: 0,1 ºC Incertidumbre expandida global: 0,5 ºC

16 Certificados de Calibración Y si por último no deseamos corregir las indicaciones del termómetro, se debe ampliar la incertidumbre, tal como muestra la siguiente figura: 0,8 Gráfico de correcciones Utilización de corrección nula Corrección [ºC] 0,6 0,4 0,2 0-0,2-0,4-0,6-0, Indicación [ºC] Corrección global: 0,0 ºC Incertidumbre expandida global: 0,6 ºC

17 Certificados de Calibración Además de la incertidumbre de calibración del instrumento, deberán tenerse en cuenta otras fuentes, tales como: - Resolución de lectura; - Estabilidad temporal del instrumento (drift) - Corrección por columna emergente (sólo para termómetros de vidrio)

18 Intervalos de Calibración Intervalos de Calibración Cada cuánto tiempo necesito calibrar los equipos de medición? Los intervalos se deben establecer de manera de evitar que se produzca algún cambio en la exactitud, que sea significativo para el empleo del instrumento/equipo. Definición inicial del intervalo de confirmación Para la definición inicial del intervalo de calibración se deben tener en cuenta los siguientes aspectos: tipo de equipo y principio de funcionamiento; intensidad de uso; severidad del medio ambiente en el que se lo usa; implicancias de obtener mediciones erróneas sobre el producto o proceso a controlar. Se puede usar además, a modo de guía, recomendaciones del fabricante, documentos o guías de calibración, experiencias con equipos similares, etc..

19 Intervalos de Calibración Los intervalos de calibración deben ser revisados en base a los resultados obtenidos en verificaciones anteriores. Para esto es recomendable basarse en técnicas estadísticas o gráficos de control. 40 Carta de Deriva y Estabilidad de Patrones (L1-M-085) Error vs Fecha Calibración Error [mg] 10 0 ago-99 jul-00 jul-01 jul-02 jul-03 jul-04 jul-05 jul-06 jul-07 jul-08 jul-09 jul-10 jul-11 jul Tiempo

20 Intervalos de Calibración Ensayo durante el uso Brinda información intermedia útil acerca del comportamiento del equipo entre dos calibraciones y es una guía para establecer la validez del sistema de confirmación metrológica. Consiste en hacer una comprobación sencilla en los parámetros más críticos del instrumento, la cual puede realizarse todos los días, o incluso varias veces en el día. La principal ventaja es que puede sustentar períodos de confirmación extensos, lo que reduce costos y salidas de servicio del equipo. Ejemplos de controles intermedios son: - En balanzas: control de linealidad, repetibilidad, excentricidad, histéresis (diarios, semales, mensuales) - En termómetros: control del punto de cero en baño de hielo

21 Intervalos de Calibración Ensayo durante el uso: Ejemplo para una balanza

22 Equipos de Medición. Intervalos de calibración e interpretación de Certificados de Calibración Rango útil de trabajo: 37 ºC ± 0,9 ºC Tolerancia técnica de incubación : 37 ºC ± 1 ºC Rango útil de trabajo: 37 ºC ± 0,8 ºC Rango útil de trabajo: 37 ºC ± 0,5 ºC

23 INTI Rafaela Ruta Nacional Nº 34 km 227,6 S2300WAC Rafaela Santa Fe, Argentina Teléfono: (03492) / hpalmero@inti.gob.ar; metroraf@inti.gob.ar Junio de 2013