Fundamentos de Metrología y Calibración: Asegurando la Precisión en Mediciones

Metrología

Ciencia que estudia las partes prácticas y teóricas relacionadas con una medida y su incertidumbre.

Medida

Son aquellas operaciones con el objetivo de determinar el valor de una cantidad.

Mensurado

Cantidad sujeta a la medida.

Método de medida

Operaciones necesarias para realizar una medida y pueden ser: método de sustitución, diferencial y de anulación.

Principio de medida

Base científica en la que se apoya una medida, como el efecto Doppler y el termoelectrico.

Calibración

Es un procedimiento en el que se compara un sistema de medida a analizar con otro sistema de medida exacta ya existente (patrón) y que es superior a la ofrecida por el sistema bajo test. Tiene como objetivo eliminar errores sistemáticos por calibración de equipo, asegurar que el equipo funcione dentro de unas especificaciones y determinar las especificaciones y prestaciones del equipo con exactitud. Todo esto se lleva a cabo en un laboratorio controlado por personal cualificado y destinado a la calibración de instrumentos siguiendo unos procedimientos establecidos.

Estándar de medida o unidad

Sirve para comprender la asociación de un objeto físico con su medida. Se utiliza para calibrar otros equipos y debe seguir unas características de referencia aceptadas. Se clasifican dependiendo de la suficiente exactitud para asegurar los resultados de calibración óptimos: patrón primario, patrón secundario, patrón internacional.

Calibración directa

Con el patrón. Calibración de una balanza, se comparan valores proporcionados por la balanza al medir uno o varios patrones de los que se conocen los valores deseados.

Calibración indirecta

El instrumento de medida mide una magnitud que no coincide con la del patrón. Ejemplo: medir la constante de gravitación G.

Trazabilidad metrológica

Es la capacidad de relacionar los resultados de una medida que han pasado por procesos de calibración con una fuente de referencia (patrón nacional o internacional). Para confirmar la trazabilidad metrológica, los elementos necesarios son:

• Cadena de trazabilidad metrológica interrumpida a un patrón nacional o internacional.
• Una incertidumbre y procedimiento de medida documentado.
• Una competencia técnica reconocida.
• Trazabilidad metrológica al SI.
• Especificar los intervalos entre calibraciones.

Especificaciones de un instrumento

Determinan las características operacionales de un instrumento. Se distinguen grupos de especificaciones:

• Calificadores: rangos, escalas de medida, margen de temperatura.
• Incertidumbre base: se calcula si en su uso se cumplen unas condiciones de funcionamiento y se desglosan en diferentes términos: exactitud, linealidad, precisión...
• Modificadores: son las aportaciones adicionales de incertidumbre como consecuencia de derivadas térmicas u otro efecto no incluido en la incertidumbre base.

Tipos de calibración atendiendo al resultado del proceso

Reporte de calibración: proporciona los resultados de las medidas realizadas con el instrumento y la incertidumbre asociada. Para conocer cómo cambian las características del instrumento, los fabricantes del equipo deben evaluar los resultados obtenidos en diferentes calibraciones.

Limit tolerance calibration: este método comprueba que el error en la medida cumple las especificaciones nominales del instrumento y, si no las cumple, se dice que está fuera de tolerancia y debe ser ajustado o reparado.

Necesidad de calibración

Permite asegurar el nivel de confianza de los resultados medidos. Los fabricantes proporcionan intervalos máximos entre calibraciones para asegurar la exactitud en el instrumento. Esta exactitud empeora por el desgaste mecánico o envejecimiento de los componentes eléctricos, mal uso por el operario y ajustes no autorizados.