Calibración eléctrica

Fluke Calibration fabrica una línea completa de calibradores multiproducto, multifunción y otros calibradores eléctricos junto con patrones eléctricos que se usan en los principales laboratorios eléctricos en todo el mundo.

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Fundamentos de la calibración eléctrica

La calibración eléctrica se refiere al proceso de verificar el rendimiento de cualquier instrumento que mida o pruebe parámetros eléctricos, o su ajuste. Esta disciplina normalmente se conoce como metrología de CC y baja frecuencia. Los principales parámetros incluyen tensión, corriente, resistencia, inductancia, capacitancia, tiempo y frecuencia. Otros parámetros, incluida fase y energía eléctrica, también se encuentran en este segmento de la metrología. A menudo se realizan comparaciones de relación métrica de parámetros similares para comparar un parámetro conocido con un parámetro similar desconocido.

La calibración eléctrica implica el uso de dispositivos precisos que evalúan el rendimiento de propiedades clave de otros dispositivos llamados "unidades bajo prueba" (UUT). Como estos dispositivos de precisión tienen características de rendimiento perfectamente conocidas en comparación con la UUT, es posible realizar una evaluación del rendimiento y/o un ajuste de la calibración de la unidad bajo prueba para identificar o minimizar los errores. Normalmente, el rendimiento de dichos dispositivos de precisión debe ser cuatro o más veces mejor que la unidad bajo prueba.

Estos dispositivos de precisión se clasifican en dos amplias categorías. Las fuentes de señales eléctricas normalmente se denominan calibradores o patrones. Los dispositivos de medición de precisión a menudo se clasifican como multímetros digitales de precisión, patrones de medición o puentes de relación.

Calibradores y patrones

Un calibrador normalmente puede ofrecer un amplio intervalo de señales de salida de precisión, como valores de tensión desde unos pocos microvoltios hasta varias decenas de milivoltios, y voltios, hasta un máximo común de alrededor de un kilovoltio.

Además, los calibradores modernos normalmente brindan salidas para distintas funciones eléctricas (como tensión, resistencia y corriente).

Un patrón se considera incluso más preciso que un calibrador. Es capaz de obtener un rendimiento alrededor de cuatro o más veces mejor que un calibrador. Pero su mejor rendimiento normalmente es limitado en comparación con un calibrador. A menudo, un patrón puede ofrecer solo una función eléctrica y con solo un valor de salida, o unos pocos valores de salida.

Multímetros digitales de precisión, patrones de medición y puentes de relación

Los multímetros digitales de precisión ofrecen un excelente rendimiento de medición de varios parámetros eléctricos, a través de diversas decenas de valores. Las funciones de medición normalmente incluyen tensión, corriente y resistencia. Con menos regularidad, también se puede incluir la frecuencia, capacitancia y otros. La categoría de rendimiento superior de un dispositivo de medición es calificada como un patrón de medición o, posiblemente, un puente de medición. Por lo general, estos dispositivos tienen menos funciones pero mejor rendimiento que los multímetros digitales de precisión.

Para realizar una calibración adecuada, hay requisitos adicionales que van más allá de solo usar dispositivos de precisión para evaluar la unidad bajo prueba. Estos dispositivos de precisión deben seguir una rutina de calibración que esté en conformidad con (o que se pueda atribuir a) una norma internacional respecto del parámetro que se está evaluando. Esto se hace evidente a través de una cadena ininterrumpida de comparaciones documentadas con estándares cada vez mejores. Al final, esta cadena de patrones comparados incluye un patrón nacional, internacional o intrínseco reconocido.

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Selección de una solución

Las cargas de trabajo para metrología eléctrica de CC y CA de baja frecuencia pueden incluir una amplia variedad de instrumentos de prueba y medición: multímetros digitales (análogos o digitales, de banco o de mano), osciloscopios, herramientas de prueba ScopeMeter®, medidores de calidad eléctrica y medidores de energía, termómetros termopar y detectores de temperatura resistivos, instrumentos de procesos, registradores de datos, registradores gráficos y de banda, entre otros. Las funciones del calibrador deben cumplir con todas, o esencialmente todas, las funciones del equipo de prueba que se está calibrando. Más importante aún, el calibrador debe tener un mejor rendimiento que las especificaciones de prueba requeridas de la carga de trabajo.

La regla práctica normal es que un calibrador o patrón debe ser cuatro o más veces superior a la especificación cuyo rendimiento se está evaluando, o que la especificación a la que se hace referencia para un proceso de ajuste.

La selección exitosa de un calibrador implica un análisis exhaustivo de las especificaciones del equipo que se está probando y de los estándares de calibración. Este análisis usualmente se basa en las especificaciones recomendadas del fabricante para el equipo que se prueba en contraposición con las especificaciones estándar de los instrumentos de calibración.

El término "cumplimiento" describe la cantidad de accionamiento eléctrico que una fuente de calibración puede brindar a la carga eléctrica creada por el instrumento de medición que se está probando. Un calibrador tiene un accionamiento específicamente limitado mientras que no se comprometa la precisión de su señal. Ciertos instrumentos de prueba (por ejemplo, ciertos medidores análogos y medidores de panel) son cargas relativamente grandes y requieren un accionamiento eléctrico importante de parte del calibrador. Por lo tanto, el cumplimiento es una consideración importante dentro del rendimiento de la especificación.

Medición y fuentes

La calibración implica ambos tipos de aplicaciones en que se requieren medición de precisión y fuentes de precisión. Una fuente de precisión se usa para probar un instrumento de medición, y un dispositivo de medición de precisión prueba un instrumento de fuentes de precisión. Contar con un programa de aseguramiento de calidad que incorpore un control rutinario de los instrumentos de calibración del laboratorio se considera un requisito para una buena metrología. Debido a esto, un laboratorio debe estar equipado con instrumentos de medición de precisión que tengan especificaciones de rendimiento similares a los instrumentos de fuentes de precisión del laboratorio (tanto en funcionalidad como en especificaciones). La comparación entre rutina asegurará entonces confianza en la regularidad de los instrumentos del laboratorio y detectará problemas en una etapa temprana para que así sea posible tomar las medidas correctivas que sean adecuadas. Por lo tanto, es una buena práctica tener y usar ambas categorías de instrumentos en una instalación de calibración.