Medición y Calibración de Presión
La presión es la magnitud escalar que relaciona la fuerza con la superficie sobre la cual actúa, es decir, equivale a la fuerza que actúa sobre la superficie. Es decir:
La unidad de presión del Sistema Internacional de Unidades es el Pa [kg/(m∗s2 )], aunque en la practica se usan también otras unidades como Bar, psi, kg/cm2, mmHg, etc
Existen 3 tipos de presión, presión absoluta, presión relativa y presión diferencial:
- Presión absoluta: es la presión real total que se ejerce sobre una superficie, se usa como referencia de cero el vacío absoluto.
- Presión relativa: es la presión relativa a atmósfera que se ejerce sobre una superficie, se usa como referencia de cero la presión atmosférica.
- Presión diferencial: es la presión relativa a otra presión que se ejerce sobre una superficie. Los medidores de presión diferencial son muy usados para medir caudal y en salas limpias.
Esto puede observarse mas claramente en el siguiente gráfico
De esto se puede deducir que un manómetro de diferencial puede ser calibrado como relativo y con un barómetro un manómetro absoluto puede ser calibrado con un patrón de relativa y viceversa.
Equipos para medición de presión:
El manómetro de columna de liquido es muy usado para medir presiones diferenciales muy pequeñas, como es el caso de los cuartos limpios donde se mantiene una presión diferente que la del exterior para evitar la entrada de partículas.
El manómetro de Bourdon consiste en un tubo aplanado que tiende volver a su forma previa (circular) cuando se aplica una presión. A medida que aumenta la presión y el tubo vuelve a su estado original tiende a desenrollarse con lo cual mueve la aguja. En general este tipo de manómetros presenta errores muy grandes cuando el fondo de escala del mismo es de 10 bar o menos los manómetros de Bourdon tienen a perder la exactitud por corrimiento de cero, especialmente si son sometidos a fluctuaciones de presión. Un manómetro de Bourdon con ajuste de cero y buena exactitud puede costar mas que un manómetro digital. Los manómetros de Bourdon no deberían ser usados como patrón para calibraciones.
Los manómetros digitales están cada vez más basados en pizoelectricos. El pizoelectrico es un cuarzo que cuando se le aplica una presión genera un potencial DC. Este potencial es lineal con la presión. Este tipo de sensores pueden ser usados en los equipos de baja o alta exactitud dependiendo la pureza del cuarzo, del corte y de como se caracterice el mismo. Estos manómetros pueden llegar a exactitudes tan buenas como 0.01% de lectura y son usados en general como patrones de presión. Debe tenerse cuidado de no usar un manómetro digital que este especificado para uso con gas en un sistema hidráulico, ya que esto puede arruinar el instrumento.
La balanza de pesos muerto consiste de masas apiladas sobre un pistón que aplican una fuerza debido a la gravedad, al tener el pistón un área conocida, entonces genera una presión P según la formula:
P=masa * gravedad / área
Este tipo de equipo son los patrones por excelencia en los laboratorios de calibración ya que la deriva de este tipo de equipos puede ser tan chica como 3ppm (0.0003% de lectura). Estos equipos son los mas complicados de usar , requieren personal altamente calificado para su correcto funcionamiento y un ambiente estable herméticamente y libre de vibraciones, con lo cual solo pueden ser usados en un laboratorio. El principio de funcionamiento de las balanzas de pesos muertos es el de balancear una fuerza conocida (definida por las masas puestas en el pistón y la gravedad local) con la fuerza producida por presión del fluido sobre el pistón. Cuando estas fuerzas se equilibran la presión en el sistema es igual a la presión generada por la balanza de pesos muertos.
Calibración de presión:
Los equipos medidores de presión pierden su exactitud por diversos motivos, en especial debido a sobrecargas o variaciones bruscas de la presión aplicada.
La calibración de los manómetros se realiza por comparación con un patrón de mejor exactitud (al menos 3 veces mejor) el cual puede ser un manómetro digital o una balanza de pesos muertos.
Se debe tener en cuenta cuando se solicita una calibración el medio de uso del manómetro. Si un manómetro es usado con un sistema neumático (gas o aire) este no debe ser calibrado con un sistema hidráulico. Se puede calibrar un manómetro hidráulico con un sistema neumático, pero existe la posibilidad de contaminar los patrones y que estos se dañen aun contando con trampas de contaminación.
AKRIMET cuenta con balanzas de pesos muertos con derivas menores a las 50ppm y calibradores de presión para la calibración de sus patrones de presión relativa, diferencial y absoluta en el rango de 5Pa a los 1200bar en nuestro laboratorio. Estos equipos patrones nos permiten realizar calibraciones en las instalaciones del cliente con un sistema de aseguramiento de la calidad que brinda una mayor confianza a nuestros servicios (ver Incertidumbre como Medida de la Calidad de un Laboratorio). Consulte por nuestros servicios de calibración en las instalaciones del cliente.