nstitto Naional de enología ndstrial Centro de Desarrollo e nvestigaión en Físia y Metrología roedimiento eífio: L08RFB CALBRACÓN D LÁMARA ARON D NNDAD LUMNOA Revisión: lio 015 ste domento se ha elaborado on rersos del nstitto Naional de enología ndstrial. ólo se permite s reprodión sin fines de lro y haiendo referenia a la fente.
L08RFB Lista de enmiendas: lio 015 NMNDA DCARAR NRAR RCBDO Nº FCHA CAÍULO ÁGNA ÁRRAFO CAÍULO ÁGNA ÁRRAFO FRMA 1 de 1
L08RFB Índie: lio 015 NOMBR DL CAÍULO RÓN ágina titlar lio 015 Lista de enmiendas lio 015 Índie lio 015 Calibraión de lámparas patrones de intensidad Lminosa lio 015 Apéndie 1 lio 015 Apéndie lio 015 Apéndie 3 lio 015 Apéndie 4 lio 015
L08RFB: lio 015 1. Objeto staber el proedimiento a segir para la ibraión de lámparas patrones de intensidad lminosa, (lámparas tipo: ORAM Wi41, ORAM Wi41g y FL 10 1000W) a partir de lxómetros y detetores fotométrios de referenia. La vinlaión de este proedimiento on otros del lan de Calidad de Lminotenia se india en el diagrama sigiente: L07RFB Calibraión de lxómetros de referenia a partir de lámparas patrones primarias de ntensidad Lminosa L08RFB Calibraión de lámparas patrones de intensidad Lminosa L04RFB Goniofotometría: ibraión de lámparas patrones de fljo lminoso l sigiente esqema mestra la adena de trazabilidad de las sesivas ibraiones: Lámparas atrones rimariasde ntensidad Lminosa (B) Lxómetro o detetor fotométrio de referenia Lámparas atronesendariasde ntensidad Lminosa Detetor -Goniofotómetro LM GO-D000 Lámparas atrones de Fljo Lminoso. Alane ste proedimiento es apliable al lote de lámparas patrones de intensidad lminosa de N. La informaión orrondiente a ada lámpara, tal omo designaión, identifiaión, magnitd, ampo de medida, feha de última ibraión, entre otra informaión, se enentra detallada en la Red Calidad de Físia y Metrología, en la arpeta fihas de eqipo. Las lámparas patrones de intensidad lminosa se enentran enmeradas en la Red de Calidad de Físia y Metrología, arpeta lanillas - oftware Radiometría y Fotometría. 1 de 6
L08RFB: lio 015 3. Definiiones ORAM Wi41 : Lámparas patrón de intensidad lminosa de filamento on soporte tilizadas para ibraiones de instrmentos de sarios. ORAM Wi41g : Lámparas patrón de intensidad lminosa de filamento sin soporte tilizadas para ibraiones de instrmentos de referenia. FL 10-1000W : Lámparas patrón de intensidad lminosa de filamento halógena tilizadas para ibraiones de instrmentos de sarios. Lxómetros y detetores fotométrios de referenia: son instrmentos tilizados para medir ilminania y ronsividad en ilminania, tal qe s repetibilidad y resolión sean, por lo menos, n orden de magnitd menores qe el valor de inertidmbre de intensidad lminosa ertifiada de la lámpara patrón. 4. Referenias [1] Nmeri reipes in C, the art of sientifi ompting. eond dition, Cambridge University ress, Chapter 15. BN 0-51-43-43108-5. [] Determination of measrement nertainties in photometry. C 198:011 5. Ronsabilidades Del oordinador de la U Lminotenia: spervisar la realizaión de las ibraiones, verifiar qe se mplan los proedimientos y revisar los resltados. Del personal del laboratorio: Realizar ibraiones apliando el presente proedimiento, proesar los datos orrondientes y emitir el ertifiado. 6. nstriones 6.1. Desripión del ítem a ibrar Lote de lámparas patrones de intensidad lminosa, enmerados en la Red de Calidad de Físia y Metrología, arpeta lanillas - oftware Radiometría y Fotometría. 6.. arámetros a determinar ntensidad lminosa, para la ondiión definida de operaión de la lámpara patrón (orientaión y orriente elétria de alimentaión y tensión entre terminales. n el aso de lámparas ya araterizadas en temperatra de olor orrelaionada, se onsidera omo orriente elétria de operaión, el valor indiado en el último ertifiado. n el aso de lámparas sin araterizar en temperatra de olor orrelaionada, se determina previamente la orriente elétria de operaión tal qe la lámpara orronda al lminante C 'A' 856 K). l desarrollo de esa mediión se desribe en el apéndie 4. 6.3. nstrmentos de mediión tilizados. Los instrmentos de mediión tilizados en la realizaión de este proedimiento se enentran enmerados en el Apéndie 1. de 6
L08RFB: lio 015 6.4. oftware y planillas de állo tilizados. Las planillas de állo y los programas de adqisiión y ontrol tilizados en la ibraión de lámparas de fljo se enentran en las omptadoras (portátiles y de esritorio) del laboratorio. Una lista ompleta de los mismos se bia en el arhivo Listado programas y planillas.xlsx qe se enentra en la Red Calidad de Físia y Metrología, en la arpeta lanillas-oftware Radiometría y Fotometría. 6.5. atrones de ibraión l lote de lámparas patrones de intensidad lminosa y los detetores de referenia están eifiados en la Red Calidad de Físia y Metrología, arpeta lanillas - oftware Radiometría y Fotometría. 6.6. Condiiones ambientales La temperatra de la sala de mediión, (laboratorio de fotometría básia), deberá estar entre 0 C y 5ºC, La hmedad relativa en la sala de mediión, (laboratorio de fotometría básia), deberá estar entre 30% y 70%. stos valores se indian en el apéndie del CL. ara la mediión de temperatra del resistor (shnt) se oloa otro termohigrómetro en s eranía. ste valor de temperatra es tilizado para la orreión de la resistenia elétria. 6.7. Adhesión de etiqetas Las mismas se oloaran onforme se eifia en el manal de la idad (MC) y en el proedimiento general G11. 7. Metodología: 7.1. Conexiones y alineaión de lámpara. Las onexiones neesarias para la ibraión y la alineaión de las lámparas se mestran en el apéndie 3. 7.. valaiones previas y onsideraiones generales Los instrmentos tilizados deben enontrarse dentro del período de ibraión. Debe preverse n tiempo de estabilizaión mínimo de 1 hora previa a la mediión, para los mltímetros, el termohigrómetro, el sistema fotométrio y fente reglada de alimentaión. Debe preverse n tiempo de estabilizaión mínimo de 1 mintos de enendido para las lámparas patrón Wi41 y Wi41G y de 0 mintos para las FL en la orriente de operaión, previa a las mediiones. La estabilizaión fotométria de la lámpara se monitorea a través de la observaión de los parámetros elétrios y de la propia señal del detetor fotométrio a ibrar. Una vez finalizada la ibraión se disminye la orriente de lámpara en forma gradal hasta s ompleto apagado. e ortoirita la fente, manteniendo el programa de adqisiión de datos ativo a fin de tomar los valores de offset de los mltímetros y detetor fotométrio. n aso de no realizar otra ibraión, se apagan todos los instrmentos inlyendo fente, mltímetros y detetor fotométrio. Una vez onlida la mediión se era 40 mintos para permitir el enfriamiento de la lámpara patrón previo a s retiro del bano y s posterior almaenamiento. Drante la maniplaión de las lámparas, se tiliza gantes de algodón, tratando de no toar las zonas de salida de lz de las mismas. ara mantener el registro histório de so de lámparas patrones se ompleta la planilla Historial de enendido de lámparas de ntensidad Lminosa qe se enentra en la Red Calidad de Físia y Metrología, en la arpeta lanillas-oftware Radiometría y Fotometría, on la hora de enendido y de apagado de la misma. Como informaión adiional en el ampo Observaiones se india el valor de tensión en bornes de lámpara iniial y final, señal del detetor fotométrio para la ondiión de lámpara patrón de intensidad estabilizada, y señal orrondiente a lz ria, ambas iniial y final. ambién se anota la orriente de 3 de 6
L08RFB: lio 015 lámpara. Las planillas on los datos menionados se enentran en na arpeta biada en el laboratorio de fotometría básia. e evalúa el valor de la señal del lxómetro o detetor fotométrio de referenia, así omo los valores de tensión en bornes y orriente de lámpara. n aso de tratarse de na lámpara neva, sólo se analizan los parámetros menionados y se determina omo riterio de aeptaión na inestabilidad (variaión entre la señal de monitoreo iniial y final dada por el detetor fotométrio) menor a lo estabido para ada tipo de lámpara y definido en la Red Calidad de Físia y Metrología, arpeta lanillas - oftware Radiometría y Fotometría. n el aso de tratarse de na lámpara en so, además de los ontroles menionados anteriormente, se realiza na omparaión on los últimos valores medidos. i existen desvíos mayores a la inertidmbre delarada on k, se reemplaza la lámpara por otra del mismo lote y se observa si se presenta na desvío similar. De ser así, se reibra el lxómetro o detetor fotométrio de referenia según el L07RFB, y se velven a ibrar todas las lámparas. i el desvío se presenta en na sola lámpara, ésta se desarta omo patrón. e omparan los valores de intensidad lminosa, tensión en bornes y orriente en la lámpara on los valores de ibraiones previas informadas en el arhivo Historial de enendido de lámparas de ntensidad Lminosa. n aso de qe existan desvíos mayores a n % o qe la lámpara no reslte estable en s fnionamiento, se analizan idadosamente todas las posibles razones. e analiza el ben fnionamiento de los dispositivos de mediión. De no enontrarse defetos se velven a realizar las mediiones on otra lámpara reientemente ibrada on el fin de verifiar qe se esté proediendo orretamente. Finalmente, si se atribye la anormalidad a la lámpara a ibrar, se la deseha omo patrón sendario. La mediión de la señal orrondiente a la lz ria se realiza oloando na pantalla iega en el baffle más erano al detetor fotométrio. 8. Desarrollo e bia el abezal de mediión del lxómetro o detetor fotométrio de referenia en el bano fotométrio según la figra 1. ste abezal se oloa a na distania de 3 metros de la lámpara, en el aso de ibraión de lámparas Wi41 y Wi41G, mientras qe en el aso de ibraión de lámparas FL, el detetor se bia a na distania de 4 metros de la lámpara. stos valores de distanias son tales qe permiten tilizar el instrmento de mediión en el mismo rango en el al se ibró. Distaniador Fig. 1: osiionamiento del abezal del lxómetro o del detetor fotométrio de referenia Barra on remallera y engranaje manal ara la alineaión del detetor a ibrar en el bano fotométrio, se tiliza na barra rígida, de altra reglable mediante na remallera y engranaje manal, solidario al arro móvil del bano fotométrio, figra 1. 4 de 6
L08RFB: lio 015 ara realizar la alineaión debe biarse la barra en s altra máxima. Ésta posee n orifiio en s extremo sperior en el al se oloa el distaniador. e desliza el distaniador dentro del orifiio menionado hasta qe oinida on el entro del detetor. Debe tomarse la preaión de realizar esta operaión idadosamente de manera de aerar el extremo del distaniador lo más posible al frente del abezal detetor, sin llegar a toar la sperfiie del mismo. ara ada posiión del detetor se deberán biar los baffles de modo qe la lz qede onfinada dentro del bano fotométrio, evitando de esta forma qe posibles reflejos en las paredes y el piso ingresen al detetor. (er figra ) Fig. : Disposiión de baffles drante la mediión. n ada posiión del detetor debe onsiderarse la lz ria. ara esto es neesario obtrar el orifiio del baffle más erano al detetor y registrar el valor entregado por el lxómetro o el nanoamperímetro asoiado al fotodetetor. La lz ria debe minimizarse moviendo los baffles adeadamente, deslizándolos a lo largo del bano fotométrio. Una vez medida la lz ria, se destapa el orifiio del baffle más erano al detetor y se registra la indiaión del lxómetro o el nanoamperímetro asoiado al fotodetetor. stos datos son adqiridos atomátiamente por el programa de adqisiión y ontrol tilizado. Lego de realizadas las mediiones, se debe ontrolar el offset del lxómetro, verifiando si existe algna señal mientras el abezal se enentra on s tapa. De existir n offset, éste debe orregirse mediante el orrondiente tornillo de ajste. La orreión por lz ria debe apliarse a ada tra del lxómetro o el nanoamperímetro asoiado al fotodetetor. Finalizada las mediiones se debe llevar a ero gradalmente la alimentaión elétria de la lámpara, por último, ortoiritar la salida de la fente. i se debiera retirar la lámpara, será neesario erar 40 mintos antes de la maniobra. 9. Registro l tiempo de so de ada lámpara será registrado en la planilla Historial de enendido de lámparas de ntensidad Lminosa qe se enentra en la Red Calidad de Físia y Metrología, en la arpeta lanillas - oftware Radiometría y Fotometría. Los números de ertifiado de Calibraión / Mediión serán asignados en forma onsetiva a través del registro de ibraiones internas realizadas por y para la U.. Lminotenia (ver formlario G08/1 del lan de la Calidad de Físia y Metrología) Los resltados se informarán en los retivos ertifiados de Calibraión / Mediión on la nmeraión menionada en el pnto anterior. 10. Certifiado de ibraión Conforme se eifia en el manal de la idad y en el proedimiento general G05, se emitirá el ertifiado de ibraión. Los ertifiados de ibraión, tanto internos omo externos, se gardaran en el lasifiador orrondiente en ada aso, según lo estabido en el manal de la idad. 11. Registros de la Calidad 5 de 6
L08RFB: lio 015 odos los registros, inlidos programas de adqisiión y ontrol atomátio de parámetros elétrios y fotométrios, fihas de eqipo, listado de lámparas, planilla de állos axiliares e inertidmbre, entre otros, se enentran en la Red Calidad de Físia y Metrología. Además se onserva el aderno de laboratorio donde se asientan los datos referidos a todas las mediiones realizadas. 1. Apéndies Nº AÉNDC ÍULO 1 nstrmentos de mediión tilizados Modelo matemátio y balane de inertidmbres 3 Conexiones elétrias y alineaión de lámparas. 4 Determinaión de la orriente elétria de operaión de lámparas de intensidad lminosa para ilminante C A. 6 de 6
L08RFB Apéndie 1: lio 015 nstrmentos Utilizados: La informaión referente a estos eqipos, tales omo: designaión, identifiaión, magnitd, ampo de medida, feha de última ibraión, entre otra informaión, se enentra detallada en la Red de Calidad de Físia y Metrología, en la arpeta fihas de eqipo. Bano fotométrio hmidt-haensh de 6 metros de longitd, on modifiaiones y aesorios desarrollados en N, número de inventario 00905. Resistenia patrón Otto Wolff de 0,01 Ω, número de serie 18953/68, número de inventario 10C00786. Resistenia patrón modelo: RX 0,019 Nº erie 1-14081001 (0,019Ω) Fente Fg NN4 00-00 (0-00 0-0A), número de inventario 10C000636. Fente de alimentaión Heinzinger Ns 65-650 (DC), número de serie 0670066, número de inventario 004169. Fente: AGLN N8761A 300/17A/5100W Nº erie: U11A181A Mltímetro digital Keithley modelo 199A, número de serie 0561087, número de inventario 009036, para mediión tensión en bornes de lámpara. (DMM) Mltímetro digital Agilent modelo 34401A, número de serie MY44008936, número de inventario 10C000944, para mediión de tensión sobre resistenia patrón. (DMM1) Mltímetro digital H modelo 34401A, número de serie 3146A3573, número de inventario 10C001105, para mediión de tensión sobre resistenia patrón o tensión en bornes de lámpara (splente). ermohigrómetro digital modelo 1360, número de serie 96054569, número de inventario 10C001119. ermohigrómetro digital, mara: lüft, número de inventario HO. Conjnto LM ystem-hotometer 1000, número de serie 0794031, número de inventario 10C00068 on fotoélla termostatizada LM número de serie 079403. rípode, número de inventario. 10C00077, Nivel óptio. Mara Carl Zeiss, modelo Ni, número de inventario 003603. istema de adqisiión atomátia de parámetros fotométrios y elétrios, a través de interfaz GB, desarrollado en N en lengaje LabW. Los programas tilizados se enmeran en: Listado programas y planillas.xlsx qe se enentra en la Red Calidad de Físia y Metrología, en la arpeta lanillas-oftware Radiometría y Fotometría. Las lámparas patrones primarias de intensidad lminosa y los detetores fotométrios de referenia se enmeran en la planilla orrondiente, en la Red Calidad de Físia y Metrología, arpeta: lanillas - oftware Radiometría y Fotometría. 1 de 1
L08RFB Apéndie : lio 015 Modelo Matemátio: Diferenia de tensión entre los bornes de la lámpara a ibrar La diferenia de tensión entre los bornes de la lámpara se determina según la eaión (1): L ( ). (1) Lm Lm0 L : Diferenia de tensión [] entre los bornes de la lámpara. Lm : alor medio de n mediiones de la tensión [] en DMM. Lm0 : alor medio de n' mediiones de la tensión [] en DMM en off-set. : Fator (adimensional) de ibraión del DMM extraído del último ertifiado de ibraión de la U triidad del N. valor es el oiente entre el valor de referenia y el valor de tra qe aparee en el ertifiado para el rango de mediión sada. Corriente qe irla por la lámpara a ibrar La orriente qe irla por la lámpara se determina a partir de la tensión en el shnt según la sigiente eaión: ( ) 1 m R( 1α( : Corriente [A] apliada a la lámpara. m : alor medio de n mediiones de la tensión [] en DMM1. m0 : alor medio de n' mediiones de la tensión [] en DMM1 en off-set. 1 : Fator (adimensional) de ibraión del DMM1 extraído del último ertifiado de ibraión de la U triidad del N. valor es el oiente entre el valor de referenia y el valor de tra qe aparee en el ertifiado para el rango de mediión sada. R : alor de la resistenia patrón [Ω]. α : Coefiiente térmio [1/ºC] de la resistenia patrón, extraído del último ertifiado de ibraión de la U triidad del N. Diho ertifiado no asigna inertidmbre a este oefiiente, por lo qe se la dreia. : alor medio de n mediiones de la temperatra [ºC] ambiente del laboratorio drante la mediión. m m m0 0 : emperatra [ºC] de ibraión de la resistenia patrón. 0 )). () ntensidad lminosa de referenia aportada por la lámpara a ibrar La intensidad lminosa de referenia qe aporta la lámpara a ibrar y qe se onsidera para estaber la ilminania de referenia, varía si la orriente qe irla por ella no es exatamente la misma orriente de ibraión. ambién varía si no se enentra orretamente alineada. sta variaión es modelada por la sigiente fórmla: 1 de 11
L08RFB Apéndie : lio 015 ref m or d ; or 1 h k. (3) d ref : ntensidad lminosa [d] de referenia orregida qe llega al lxómetro. : ntensidad lminosa [d] qe entrega la lámpara a ibrar. : Corriente [A] para la al se estabe qe el etro de la lámpara es lo más similar posible al de n ilminante A. m : xponente (adimensional) para modelar la sensibilidad de la intensidad lminosa ante variaiones de orriente. valor se extrae de la C 198:011. or : Fator (adimensional) de orreión de la intensidad lminosa de referenia debido al posiblemente mal posiionamiento de la misma. d : Distania [m] entre el lxómetro y la lámpara. Δd / d : Contribión (adimensional) al fator de orreión debido al posiblemente inorreto alineamiento del filamento de la lámpara. e onsidera qe s valor medio es ero. h, k : Contribiones (adimensionales) al fator de orreión debido a qe posiblemente el filamento no se enentre perfetamente perpendilar al eje del bano fotométrio. e onsideran retivamente las posibles inlinaiones on reto a n eje horizontal y a n eje verti. s valores medios se onsideran nlos. n el állo del fator de orreión or no se tvo en enta el añejamiento de la lámpara. emperatra de distribión de la lámpara a ibrar La temperatra de distribión qe aporta la lámpara a ibrar varía si la orriente qe irla por ella no es exatamente la misma orriente de ibraión. sta variaión es modelada por la sigiente fórmla: m DL D. (4) DL : emperatra [K] de distribión de la lámpara drante la mediión. D : emperatra [K] de distribión qe presenta la lámpara a ibrar ando por ella irla la orriente. m : xponente (adimensional) para modelar la sensibilidad de la temperatra de distribión ante variaiones de orriente. valor se extrae de la C 198:011. lminania sobre la apertra del lxómetro de referenia La ilminania de referenia qe inide sobre la apertra del lxómetro está relaionada on la intensidad lminosa de referenia entregada por la lámpara de la sigiente manera: ref de 11
L08RFB Apéndie : lio 015 ref ref. (5) d ref : lminania de referenia [lx] qe inide sobre la abertra del lxómetro. ref qe ini- La ilminania detetada por el lxómetro está relaionada on la ilminania de referenia de sobre él de la sigiente manera: s. (6) ref CRL : lminania [lx] detetada por el lxómetro. s CRL : Ronsividad en ilminania (adimensional) del lxómetro. lminania sobre la apertra del dispositivo fotométrio de referenia l dispositivo fotométrio de referenia entrega na orriente omo resta a la ilminania qe deteta. La relaión entre esta orriente y la ilminania de referenia qe inide sobre él es: ref s. (7) ref CRD s CRD : Corriente [A] de resta del dispositivo fotométrio. : Ronsividad lminosa [A/lx] del dispositivo fotométrio. lminania detetada por el lxómetro de referenia a partir de s tra La ibraión debe haerse sólo para na fente ya temperatra de distribión orronda a la de n ilminante C A. i la fente no reslta ser de esta manera, debe orregirse la tra del lxómetro para qe orronda on la tra si la fente efetivamente fera n ilminante C A. ambién hay qe orregir n posible mal posiionamiento del lxómetro. odo esto se logra on la sigiente expresión: DL Δd ( ) or ; or 1 g - β - γ Δt A d. (8) : Letra del lxómetro [lx]. : Letra del lxómetro [lx] sólo on lz ria. : emperatra [K] de distribión de n ilminante A. valor es A 856K sin inertidmbre. A : xponente (adimensional) para modelar la sensibilidad de la ilminania medida por el lxómetro ante variaiones en la temperatra de distribión. valor se extrae de la C 198:011. or : Fator (adimensional) de orreión de la ilminania. 3 de 11
L08RFB Apéndie : lio 015 Δd / d : Contribión (adimensional) al fator de orreión debido al posiblemente inorreto alineamiento del lxómetro. e onsidera qe s valor medio es ero. g : Contribión (adimensional) al fator de orreión debido a qe posiblemente el lxómetro no se enentre perfetamente perpendilar al eje del bano fotométrio. e onsidera qe s valor medio es ero. β : Contribión (adimensional) al fator de orreión debido a la ilminania ria relativa. s el oiente entre la tra sólo on lz ria y la tra on lz ria y direta β /. γ : Contribión al fator de orreión por año [1/año] debido al añejamiento del lxómetro. stá determinado por s onstrtor. Δt : iempo [año] desde la última ibraión del lxómetro. e onsidera sin inertidmbre. n la eaión (5) se onsidera qe la señal del lxómetro en off-set es estable, por lo qe se elimina s ontribión a la mediión al realizar la diferenia entre la tra ompleta y la tra de lz ria. Corriente obtenida por el dispositivo fotométrio a ibrar a partir de s tra (orriente orregida) La ibraión debe haerse sólo para na fente ya temperatra de distribión orronda a la de n ilminante C A. i la fente no reslta ser de esta manera, debe orregirse la tra del dispositivo fotométrio para qe orronda on la tra si la fente efetivamente fera n ilminante A. ambién hay qe orregir n posible mal posiionamiento del detetor. odo esto se logra on la sigiente expresión: DL ( ) or 3. (9) A : Letra de la orriente [A] de resta del dispositivo dada por el amperímetro. : Letra de la orriente [A] de resta del dispositivo sólo on lz ria dada por el amperímetro. 3 : Fator (adimensional) de ibraión del amperímetro extraído del último ertifiado de ibraión de la U triidad del N. valor es el oiente entre el valor de referenia y el valor de tra qe aparee en el ertifiado para el rango de mediión sada. n este aso, la ontribión β por lz ria relativa al fator de orreión or en la ilminania β /. depende de las orrientes leídas en el dispositivo. O sea qe n la eaión (9) se onsidera qe la señal del dispositivo en off-set es estable, por lo qe se elimina s ontribión a la mediión al realizar la diferenia entre la tra ompleta y la tra de lz ria. ntensidad lminosa de la lámpara a ibrar a partir del lxómetro de referenia Dejando la intensidad lminosa qe entrega la lámpara a ibrar de la eaión (3) y remplazando sesivamente en las eaiones (5), (6) y (8), más el aporte de la eaión (4) se llega a: d ( ) s CRL D A m m or. (10) or 4 de 11
L08RFB Apéndie : lio 015 ntensidad lminosa de la lámpara a ibrar a partir del dispositivo fotométrio de referenia Dejando la intensidad lminosa qe entrega la lámpara a ibrar de la eaión (3) y remplazando sesivamente en las eaiones (5), (7) y (9), más el aporte de la eaión (4) se llega a: 3 ( ) m m d D or s CRD A. (11) or Cállo de nertidmbres A ontinaión se presenta el modelo matemátio y el állo de inertidmbres de aerdo a lo estiplado en la C 198:011. Las inertidmbres apareen expresadas omo se detalla a ontinaión: X : nertidmbre en la magnitd X orrondiente a n fator de obertra k1, expresada en las mismas nidades qe X. U X : nertidmbre expandida en la magnitd X on ierto fator de obertra k ( U X k X ), expresada en las mismas nidades qe X. nertidmbre en la diferenia de tensión entre los bornes de la lámpara a ibrar La inertidmbre en la esta diferenia de tensión L entre los bornes de la lámpara a ibrar se la a partir de la eaión (1) de la sigiente manera: L L L L 0 Lm Lm Lm Lm 0 Lm Lm0. (1) La inertidmbre en el valor medio de la tensión Lm y en el valor medio de la tensión en off-set Lm0 se la a partir de la varianza de n y n' retivas tras: Lm Lm n ; Lm 0 Lm 0 n'. (13) on fator de obertra La inertidmbre expandida en el fator de ibraión k se la a partir de la inertidmbre relativa porental expandida dada por el ertifiado de ibraión del DMM. A ontinaión se mestra n ejemplo de balane de inertidmbre de la diferenia de tensión entre los bornes: 5 de 11
L08RFB Apéndie : lio 015 6 de 11 Copia No Controlada nertidmbre en la orriente qe irla por la lámpara a ibrar La inertidmbre en la orriente qe irla por el shnt se la a partir de la eaión () de la sigiente manera: 0 1 0 0 1 m R m0 m R m m m ; (14) y esto orronde a: ( ) 1 0 1 0 0 1 m R m0 m α α R m m m. (15) Las inertidmbres en los valores medios de la tensión m, de la tensión en off-set m0 y de la temperatra ambiente m se lan a partir de las varianzas de las retivas tras, repitiendo los állos de la eaión (3). La inertidmbre expandida en el fator de ibraión 1 on fator de obertra k se la a partir de la inertidmbre relativa porental expandida dada por el ertifiado de ibraión del DMM1. La inertidmbre expandida para la resistenia R on fator de obertra k se obtiene de s ertifiado de ibraión. La inertidmbre en la temperatra de ibraión 0 está determinada por el ertifiado de ibraión de la resistenia. A ontinaión se mestra n ejemplo del balane de inertidmbre de la orriente en la lámpara:
L08RFB Apéndie : lio 015 nertidmbre en el fator de orreión para la lámpara a ibrar La inertidmbre en el fator de orreión or se la a partir de la eaión (3) de la sigiente manera: or or ( Δd / d ) Δd / d or h h or k k / d Δd h k. (16) La inertidmbre en el error relativo debido a la alineaión de la lámpara Δd / d se estima dependiendo de las dimensiones del filamento de la lámpara, on fator de obertra k1, y se le asigna na distribión de probabilidad asoiada adrada. Las inertidmbres en los oefiientes h, k se extraen de los ejemplos típios dados por la C 198:011. nertidmbre en el fator de orreión del lxómetro o del dispositivo fotométrio de referenia La inertidmbre en el fator de orreión or se la a partir de la eaión (7) de la sigiente manera: or or ( Δd / d ) Δd / d or g g or β β or γ γ. (17) Δd / d g β Δt γ La inertidmbre en el error relativo debido a la alineaión del lxómetro o del dispositivo fotométrio Δd / d se estima dependiendo de las dimensiones de s abertra, on fator de obertra k 1, y se le asigna na distribión de probabilidad asoiada adrada. Las inertidmbres en las ontribiones g y γ se extraen de la C 198:011. ara el állo de la inertidmbre en la ontribión β para el lxómetro se deben lar primero las inertidmbres en la tra del lxómetro y la tra on lz ria. Éstas se determinan on fator de obertra k 1 on las desviaiones estándares de los valores medios y on la mitad de la mínima resolión Δ del dispositivo, onsiderando distribión de probabilidad adrada: res res Δ 3 ; res n n' Δ 3. (18) Lego la inertidmbre en la ontribión β es: 7 de 11
L08RFB Apéndie : lio 015 β β β 1 ( ). (19) ara el állo de la inertidmbre en la ontribión de la lz ria β para el dispositivo fotométrio se deben lar primero las inertidmbres en la tra del amperímetro y la tra on lz ria. Éstas se determinan on fator de obertra k 1 on las desviaiones estándares de los valores medios y on la mitad de la máxima resolión Δ res del amperímetro, onsiderando distribión de probabilidad adrada: n Δ res 3 ; n' Δ res 3. (0) Lego la inertidmbre en la ontribión β es: β β β 1. (1) nertidmbre en la intensidad lminosa de la lámpara a ibrar a partir del lxómetro de referenia se la a partir de la eaión (10) de la sigiente mane- La inertidmbre en la intensidad lminosa ra: d D m m d D m m or or s CRL or scrl or. () Y esto orronde on: 8 de 11
L08RFB Apéndie : lio 015 d ( ) ( m m ) ( m m ) d log m log. (3) s m CRL scrl log D A or D m log or D or or e onsidera la mitad de la mínima resolión del bano fotométrio omo inertidmbre en la distania d on fator de obertra k 1 y distribión de probabilidad adrada. Al determinar los valores para la orriente de ibraión y la temperatra de distribión de ibraión D se sa el algoritmo provisto por la C 198:011 (parte 4). Diho algoritmo estabe la inertidmbre para la temperatra D. Generalmente no se onsidera inertidmbre para la orriente. Las inertidmbres en los exponentes y m se extraen de la C 198:011. A ontinaión se mestra na tabla on el balane de inertidmbres para la ibraión de na lámpara ya inertidmbre relativa porental expandida reslta ser de 0.7%. No. Cantidad X i ímbolo alor x i Unidad nertidmbre estándar absolta (x i) ensibilidad absolta i Contribión absolta i(y) 1 Relative stray light β 3,85936-05 1 1,1141-06 A 1 19-1 -1,1141-06 Anglar alignment g p 0 1 0,00015 B inf 1 0,00015 3 Coefiiente de añejamiento γ p 0,001 1/año 0,000 B inf 0 0 4 iempo desde última ib. 1000 Δ 0 año 5 ariaión relativa de distania Δd p/d 0 1/año 0,0001 B inf 0,000 6 Fator de orreión del Fotómetro or 0,999961406 1 4817575404 0,0005000 7 Anglar tilt h 0 1 0,000 B inf 1 0,000 8 Anglar trn k 0 1 0,000054 B inf 1 0,000054 9 ariaión relativa de distania Δd s/d 0 1 0,000 B inf 0,0004 10 Fator de orreión de la Lámpara or 1 1 inf 0,00045046 11 Fator de orreión de la Lámpara or 1 1 0,00045046 A 1 inf -38,5819793-0,1074711 1 Fator de orreión del Fotómetro or 0,999961406 1 0,0005000 B 4817575404 38,5911874 0,059648389 13 alor medio de tra 1000 5,911 lx 0,001000417 A 1 19 9,0810418 0,0091194 14 alor medio de tra 1000 lz ria 0,001 lx,88675-05 19-9,0810418-0,00065815 15 Ronsividad en ilminania s CRL 0,9779456 1 0,0034575 B 13000000000 43,9644 0,84350008 16 xponente de intensidad de orriente m 6,96 1 0,38 B inf -0,00790493-0,003003874 17 emp. de Dist. de ibraión de la fente D 848 K 7,5 B inf -0,00196751-0,01445069 18 Distania lámpara-abezal d 3 m 0,0008 B inf 159,054659 0,044535303 19 Mismath index -0,03 1 0,0035 B inf -0,96336446-0,001037178 0 Crrent distrib. temp.exponent m 0,7 1 0,087 B inf 0,000181813 1,58178-05 1 Corriente de ibraión de lámpara 5,754 A 0 B inf -89,738084 0 Corriente apliada 5,753561035 A 5,15344-05 A 1 5,564594-89,958784-0,014908698 3 emperatra ilminante A C A 856 K 0 4 nt. Lm. para orriente de ibraión 38,58 d 17193780 0,854 ipo Fator de expansión G.D.L. ν i Número de lámpara ntensidad lminosa para la orriente de ibraión nertidmbre expandida (k) en la intensidad nertidmbre relativa porental expandida (k) en la intensidad 3860 38,6 d 1,7 d 0,7 % 9 de 11
L08RFB Apéndie : lio 015 10 de 11 Copia No Controlada nertidmbre en la intensidad lminosa de la lámpara a ibrar a partir del dispositivo fotométrio de referenia La inertidmbre en la intensidad lminosa se la a partir de la eaión (11) de la sigiente manera: 3 3 or or m m D s CRD d or or m m s d D CRD. (4) Y esto orronde on: ( ) ( ) ( ) 3 log log log log 3 or or m m A D D s CRD d or or m m m m m s d D CRD. (5) e onsidera la mitad de la mínima resolión del bano fotométrio omo inertidmbre en la distania d on fator de obertra 1 k y distribión de probabilidad adrada. La inertidmbre expandida en el fator de ibraión 3 on fator de obertra k se la a partir de la inertidmbre relativa porental expandida dada por el ertifiado de ibraión del amperímetro. Al determinar los valores para la orriente de ibraión y la temperatra de distribión de ibraión D se sa el algoritmo provisto por la C 198:011 (parte 4). Diho algoritmo estabe la inertidmbre para la temperatra D. Generalmente no se onsidera inertidmbre para la orriente. Las inertidmbres en los exponentes y m se extraen de la C 198:011. A ontinaión se mestra na tabla on el balane de inertidmbres para la ibraión de na lámpara ya inertidmbre relativa porental expandida reslta ser de 0.76%.
L08RFB Apéndie : lio 015 No. Cantidad X i ímbolo alor x i Unidad nertidmbre estándar absolta (x i) ensibilidad absolta i Contribión absolta i(y) 1 Relative stray light β 1,83357-05 1 0,00010714 A 1 110986840-1 -0,00010714 Anglar alignment g p 0 1 0,00015 B inf 1 0,00015 3 Coefiiente de añejamiento γ p 0,001 1/año 0,000 B inf 0 0 4 iempo desde última ib. 1000 Δ 0 año 5 ariaión relativa de distania Δd p/d 0 1/año 0,0001 B inf 0,000 6 Fator de orreión del Fotómetro or 0,999981664 1 910,903749 0,0007078 7 Anglar tilt h 0 1 0,000 B inf 1 0,000 8 Anglar trn k 0 1 0,000054 B inf 1 0,000054 9 ariaión relativa de distania Δd s/d 0 1 0,000 B inf 0,0004 10 Fator de orreión de la Lámpara or 1 1 inf 0,00045046 11 Fator de orreión de la Lámpara or 1 1 0,00045046 A 1 inf -69,493438-0,1139646 1 Fator de orreión del Fotómetro or 0,999981664 1 0,0007078 B 910,903749 69,4981853 0,07839455 13 alor medio de tra del amperímetro 6,63845 na 0,06591375 na 1 19 4,30344-09,83656-10 14 alor medio de tra de lz ria 0,0011485 na 4,13754-05 na 1 19-4,30344-09 -1,78057-13 15 Ronsividad en ilminania s CRD,091903664 na/lx 0,007851575 B 13000000000 18,867947 1,01149388 16 Fator de ibraión del amperímetro 3 1 1 0,00005 B inf 69,493438 0,01347466 17 xponente de intensidad de orriente m 6,96 1 0,38 B inf -0,003678635-0,001397881 18 emp. de Dist. de ibraión de la fente D 848 K 7,5 B inf -0,00176385-0,0163888 19 Distania lámpara-abezal d 3 m 0,0008 B inf 179,66166 0,050305406 0 Mismath index -0,03 1 0,0035 B inf -0,330950175-0,00115836 1 Crrent distrib. temp.exponent m 0,7 1 0,087 B inf 8,46086-05 7,36095-06 Corriente ibraión de lámpara 5,754 A 0 B inf -36,758303 0 3 Corriente apliada 5,75381915 A 6,1575-05 A 1 195341407,4-36,7631005-0,001049 4 emperatra ilminante A C A 856 K 0 5 nt. Lm. para orriente de ibraión 69,49 d 3535030 1,03009347 Número de lámpara ntensidad para la orriente nominal nertidmbre expandida (k) en la intensidad nertidmbre relativa porental expandida (k) en la intensidad ipo Fator de expansión G.D.L. ν i 4159 69,5 d,05 d 0,76 % Mejor apaidad de mediión en intensidad lminosa La mejor apaidad de mediión en intensidad lminosa delarada por N en el apéndie C del BM, onsiste en na inertidmbre expandida del 0.8% onsiderando k, en el rango de 00 d a 500 d. 11 de 11
L08RFB Apéndie 3 : lio 015 Conexiones elétrias: La onexión elétria de los mltímetros, fente reglable, lámpara patrón y resistenia shnt, debe realizarse según el esqema de la figra 1. Fig. 1. Conexión elétria Los mltímetros DMM 1 y DMM están eifiados en el apéndie 1. erifiar la polaridad de la alimentaión de ada lámpara según s ertifiado. 1. Alineaión y ajste de la distania de las lámparas Wi41 y Wi41G niialmente se debe verifiar qe el nivel óptio se enentre perpendilar al eje longitdinal del bano fotométrio, enontrándose la mira verti en oinidenia on la mara en la pared (ver figras y 3). sta operaión debe realizarse ada vez qe se reemplae la lámpara patrón para orroborar la inexistenia de dlazamientos aidentales del nivel óptio reto del bano fotométrio. Fig. : sqema en planta del bano fotométrio. a) Bano fotométrio, b) detetor del lxómetro, ) lámpara patrón, d) nivel óptio, e) mara de referenia en la pared del laboratorio. Fig. 3: Detalle de la visión del olar del nivel óptio. A la izqierda se observa el sistema desalineado. A la dereha se pede apreiar la alineaión, haiendo oinidir el filamento de la lámpara, la mara de referenia y la grilla del olar. n ada ambio de lámpara se alinea el plano del filamento de la misma tilizando el nivel óptio y el sistema de ajste del soporte de lámparas del bano fotométrio. n prinipio se debe enfrentar la ventana de la lámpara al nivel óptio, para posiionarla en altra. sto se logra haiendo oinidir los extremos speriores e inferiores de los filamentos on las maras en el olar del nivel óptio. (er figra 4). Dado qe la altra de los filamentos no es exatamente igal en todas las lámparas se debe entrar la misma en forma simétria reto a dihas maras en el olar. 1 de 3
L08RFB Apéndie 3 : lio 015 Fig. 4: ista del filamento a través del olar del nivel óptio, on la ventana de la lámpara paralela al eje del bano l soporte del nivel óptio es n trípode qe se bia tilizando na plomada y na mara de referenia en el piso. Lego se debe rotar la lámpara 90 grados, de forma qe la ventana de la lámpara qede orientada en direión al detetor. A ontinaión se ajsta la posiión del filamento sobre el ero del bano fotométrio. e debe lograr qe la mara en la pared del laboratorio, la verti del nivel y el filamento de la lámpara se enentren sobre n mismo plano (er figras 3 y 5).. Alineaión y ajste de la distania de la lámpara FL Fig. 5: ista del filamento a través del olar del nivel óptio, on la ventana de la lámpara en direión al detetor. ara la alineaión de la lámpara en el bano fotométrio se tilizó el dispositivo de la (Fig. 6), oloándolo en el adaptador de zóo 7 - G 9.5 del bano fotométrio. Fig. 6: ista del dispositivo de alineaión de las lámparas FL de 3
L08RFB Apéndie 3 : lio 015 nfrentando la mara en forma de rz del dispositivo al haz del láser de alineaión del bano (eje fotométrio - Fig. 9), se ajstó la posiión del zóo hasta qe diho haz oinida on el entro de la rz, obteniendo la posiión de la lámpara en el plano transversal al eje fotométrio. Utilizando n nivel óptio, normal al eje fotométrio del bano (Fig. 10), se ajstó la posiión del zóo hasta qe el plano del dispositivo qe ontiene las retas (rz de alineaión) sea perpendilar al eje fotométrio. stas operaiones se realizaron en forma iterativa hasta mplir on ambas ondiiones. e extrajo el dispositivo del zóo y se oloó la lámpara en este último, retando la polaridad y la posiión frontal indiadas en la misma. Con el mismo nivel óptio, se ajstó la posiión del zóo hasta enrasar la ara posterior del filamento on el ero de referenia del bano (Fig. 7 y 8), logrando la posiión de la lámpara sobre el eje longitdinal del bano (d 0). Fig. 7. Detalle de distania lámpara-detetor Fig. 8. Detalle de enrase del filamento Fig. 9 Láser de alineaión Fig. 10 rípode y nivel óptio 3 de 3
L04RFB Apéndie 4: lio 015 Determinaión de la orriente elétria de operaión de lámparas de intensidad lminosa para ilminante C A. ara la determinaión de la orriente elétria de operaión de las lámparas patrones de intensidad lminosa se tiliza n método desarrollado en nestro laboratorio basado en la reomendaión C 198:011. ste método tiliza n set de 0 filtros interfereniales en el rango visible, n detetor de siliio sin filtrar de ronsividad etral relativa onoida, n nanoamperímetro y n programa de adqisiión y állo desarrollado en Matlab, además del programa de adqisiión y ontrol de parámetros elétrios. Una lista ompleta de estos programas se bia en el arhivo Listado programas y planillas.xlsx qe se enentra en la Red Calidad de Físia y Metrología, en la arpeta lanillas-oftware Radiometría y Fotometría. Lámpara a ibrar Control parámetros elétrios Detetor de i sin filtrar Filtros interfereniales Nanoamperímet La informaión referente a estos eqipos, tales omo: designaión, identifiaión, magnitd, ampo de medida, feha de última ibraión, entre otra informaión, se enentra detallada en la Red de Calidad de Físia y Metrología, en la arpeta fihas de eqipo. Los eqipos tilizados en esta determinaión son los mismos qe están enmerados en el apéndie 1 de este proedimiento on el agregado de los sigientes instrmentos: Dos redas porta filtros interfereniales de 11 nidades ada na. et de 0 filtros interfereniales en el etro visible. Detetor de siliio sin filtrar G&G modelo 550-18 Nº 3 tbo baffle modelo 550 15. Nanoamperímetro mara: LM modelo: 1000 Nº serie: 03B059. Conjnto Amplifiador mara: Keithley modelo: 48 Nºserie: 057745 Mltímetro 6 ½ dígitos mara: Flke modelo: 8845A Nº serie: 113408. La validaión de este método se realizó tilizando lámparas patrones de intensidad e irradiania etral ibradas en B. 1 de 1