Selección de Valores de Calibración
Una pregunta frecuente de los usuarios de instrumentos de medición es sobre la cantidad de puntos que se necesitan realizar durante la calibración para que los datos sirvan para asegurar las mediciones. Para eso lo primero es definir algunos conceptos:
Histéresis
La histéresis es la diferencia entre las mediciones en dos direcciones (subida y bajada). En el ejemplo del gráfico se puede ver que la diferencia de temperatura en las mediciones en subida y en bajada de una PT100 puede ser valores tan altos como 0.3°C. En algunos instrumentos como los de humedad o los manómetros puede andar en valores muy altos como 1-2%. Con lo cual es importante determinar la histéresis de muchos de estos instrumentos.
Linealidad
Capacidad de un instrumento de medición para proporcionar una indicación que tenga una relación lineal con una magnitud determinada distinta de una magnitud de influencia. O sea que si un instrumento presenta un valor de salida que se incrementa en forma proporcional al incremento de la señal de entrada.
Definición de puntos de calibración
Calibración en 1 punto
Calibrar en 1 punto solo sirve para dar trazabilidad y asegurar las mediciones en condiciones muy particulares.
Debido a la no posibilidad de asegurar la linealidad, calibrar en solo 1 punto no es posible en la mayoría de los instrumentos. En algunas variables serviría si todo lo que interesa es no pasar de un cierto valor. Por ejemplo si tengo una medición de presión y quiero asegurar que nunca estoy por encima de 100psi puedo calibrar el manómetro a 100psi subiendo desde presiones más bajas. Otro caso que podría funcionar es en multimetros digitales, ya que los mismos son sumamente lineales y con comprobar la linealidad en un rango uno podría calibrar muchos otros rangos en 1 punto.
La calibración en 1 punto no permite determinar linealidad ni la histéresis del equipos, con lo cual en muchas variables como temperatura, presión y humedad es desaconsejado.
Calibración en 2 puntos
La calibración en dos puntos puede ser útil para rangos chicos donde se quiere estar seguro de estar dentro del rango, pero no importa saber el valor exacto en el interior del rango. Por ejemplo un termómetro que se va a usar en una heladera puede ser calibrado en 2 y 8 °C ya que el interés real es saber que no salgo de ese rango y cualquier valor dentro de ese rango significa que estoy en tolerancia.
Como por dos puntos pasa una recta, no podemos asegurar la linealidad del equipo con lo cual no sirve para mediciones en grandes rangos (20°C o más), ni para saber el valor exacto de medición entre esos puntos calibrados. Además en equipos como termohigrómetros o balanzas que sufren histéresis y falta de linealidad solo permite el uso en el sentido que el equipo fue calibrado y en valores cercanos a esos puntos.
Calibración en 3 o mas puntos
Esta calibración permitiría determinar la linealidad de los instrumentos. A mayor cantidad de puntos mayor confianza se puede tener en la determinación de la linealidad.
Adicionalmente una calibración en mayor cantidad de puntos permite al usuario solicitar la determinación de histéresis. Esto es comúnmente realizado en la calibración de balanzas o manómetros pero muy rara vez en humedad o temperatura. Si bien en temperatura puede ser despreciable para la mayoría de las aplicaciones en la industria, en el caso de humedad puede ser un factor muy importante, con lo cual es recomendable que los usuarios soliciten este tipo de determinación.
Una calibración entre 3 y 5 puntos seria aceptable para la mayoría de los instrumentos de medición, siempre que el rango de uso sea razonablemente reducido. Por ejemplo para una RTD en un rango de 100°C lo recomendable sería calibrar en 5 puntos, ya que de esa forma se puede evaluar de forma apropiada la linealidad y la histéresis. Por ejemplo si se desea usar un datalogger en heladeras y temperaturas ambiente sería adecuado calibrar en 0, 10, 15 y 30°C.
A continuación daremos un breve listado de equipos y la cantidad de puntos recomendados en la calibración:
Multimetros: Se comprueba la linealidad en 1 rango de tensión continua y se calibran la mayoría de los rangos con 1 o dos valores (los procesadores de estos equipos son extremadamente lineales)
Balanzas: Es necesario calibrarlas entre 5 y 10 puntos y comprobar la histéresis realizando la calibración en subida y bajada.
Manómetros: Es conveniente calibrarlas entre 7 y 11 puntos y comprobar la histéresis realizando la calibración en subida y bajada.
Termómetros: Es conveniente calibrar entre 3 y 5 puntos para rangos chicos y en mayor cantidad de puntos si el rango es mayor.
Termohigrómetros: En humedad es recomendado un mínimo de 4 puntos y la determinación de la histeresis al menos en un punto. En temperatura es conveniente calibrar en un mínimo de 4 puntos para tener confianza en la linealidad del instrumento. Ademas hay que tener en cuenta que si se calibra humedad a 25°C, el instrumento no debe ser usado para medir humedad a temperaturas muy distintas, ya que los equipos de humedad relativa son muy dependientes de la temperatura.
AKRIMET | División Metrológica de AKRIBIS