La calibración de un termómetro de contacto consiste básicamente en poder comparar la medición del termómetro a calibrar (mesurando) con un termómetro patrón en un ambiente estable y bajo determinadas condiciones.
Para poder realizar esta comparación se deben tener en cuenta todos los aspectos que influyen en la misma:
- Mesurando (Instrumento a ensayar)
- Patrón (Instrumento de referencia)
- Método
- Medio térmico (es el medio en el cual se llevará a cabo la medición)
- Condiciones ambientales
Medio térmico
Es el medio que permitirá generar el ambiente en el cual se realizarán las mediciones.
Es decir que deberá proporcionar estabilidad temporal y homogeneidad espacial para poder realizar de manera correcta la comparación entre ambos sensores a la temperatura generada en dicho medio.
Existen diferentes tipos de medios:
- Bloques secos
- Baños líquidos
- Baños de hielo y agua
- Otros.
Características, ventajas y desventajas vinculadas a la utilización de bloques secos y baños líquidos.
Bloques Secos
Características
- Estabilizan rápidamente
- Son prácticos y versátiles
- Mayormente portátiles
- Debido a esto son el tipo de equipo más comúnmente utilizado
Ejemplos:
Equipo:
El bloque seco contiene una fuente controlada que extrae/agrega energía térmica a un bloque de metal que posee un orificio en el cual se deposita un cilindro denominado inserto.
Dicho inserto a su vez posee orificios de diámetro normalizado para los diferentes tipos de vainas disponibles.
Dentro de dichos orificios se introduce el sensor del termómetro a medir, es importante tener en cuenta:
- La relación del diámetro del orificio con respecto a la vaina del sensor que se va a introducir: Los orificios del inserto no deben ser tan ajustados como para trabar el sensor ni tan holgados como para entorpecer el contacto.
- La profundidad a la cual se introducirá el sensor: Se debe tener en cuenta que la recomendación es que sea de al menos quince veces el diámetro de la vaina. Esto es debido a que existe una diferencia de temperatura entre la cima del inserto y el interior del orificio y se debe evitar que esta diferencia impacte en un error de medición.
Diagrama:
Patrón de referencia:
Existen principalmente dos alternativas:
a) Se utiliza como patrón la medición propia del bloque.
En estos casos el bloque se utiliza como medio y como patrón de referencia.
Ventajas:
- El valor de referencia será igual al del control del bloque
- Se evita la manipulación y el transporte de otro patrón ( sonda más indicador).
Desventajas:
- La posición del sensor dentro del bloque se encuentra por fuera del orificio del inserto por lo tanto se encuentra más alejado del punto en el cual el mesurando se encuentra midiendo, generando así una posible fuente de desvío entre una medición y la otra.
- Se deberá tener calibrado el indicador del bloque.
b) Se utiliza como patrón un sensor externo.
-En este caso la indicación se encuentra fuera del bloque
-Se coloca el sensor dentro de un orificio aledaño al cual se encuentra el mesurando
-En estos casos el bloque sólo se utiliza como medio.
Ventajas:
- Se disminuye el factor de desvío entre la medición de la sonda a calibrar y la sonda patrón causadas por encontrarse en diferentes partes del equipo (ver diagrama). En este caso se encuentran ambas dentro del inserto, en orificios aledaños.
- Se calibra el patrón de manera independiente al bloque.
- Se pueden elegir como patrón equipos con mejor exactitud que la que ofrece el bloque.
Desventajas:
- Incomodidad por necesitar utilizar un instrumento aparte.
- El valor que arroje el patrón no coincidirá con el valor del indicador del controlador del bloque.
c) Se utiliza una sonda externa con indicador incluido en el bloque
Esta solución la ofrecen algunos modelos de bloques secos.
Ventaja:
- Facilidad para el transporte (Sólo se debe transportar la sonda).
Desventaja:
- La prestación depende del modelo de equipo.
Baños Líquidos
Características
- Tiempos de estabilización más largos que los bloques
- Homogeneidad superior a la de los bloques
- Estabilidad superior a la de los bloques
- Suelen ser más costosos que los bloques
- Mayormente son de uso en laboratorio pero existen algunos modelos portátiles
- Se debe tener en cuenta qué líquido se va a utilizar (en cuanto a viscosidad, punto de congelación y ebullición, entre otras características) de acuerdo a la temperatura de uso del baño
Ejemplos:
Modelo portátil
Equipo:
- El baño líquido contiene una fuente que extrae/agrega energía térmica al líquido que se encuentra en su interior.
- El equipo tiene un mecanismo de agitación para favorecer la homogeneidad de temperatura en toda la masa líquida.
- El sensor del equipo a medir y del patrón se introducen en el líquido y el mismo transmite la temperatura por convección a los sensores.
Patron de referencia:
- Ofrece las mismas posibilidades que los bloques secos: Cuando consideramos qué patrón utilizar podremos tomar las mismas consideraciones que en los bloques secos: usar el medio como referencia o incorporar una referencia externa, cuyo indicador puede o no venir incorporada al equipo.
Diagrama:
En AKRIMET, la división de Metrología de AKRIBIS, contamos con bloques secos y baños líquidos cubriendo un amplio rango de mediciones y logrando excelentes niveles de incertidumbre para calibrar sus termómetros de contacto.
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