Mediciones eléctricas II Profesor: Gabriel Ordóñez Plata Mediciones Eléctricas E3T-UIS Prof: Gabriel Ordóñez Plata SABER HACER SER GENERALIDADES 1. 2. 3. 4. 5. 6. 1. Definir el concepto de metrología. Definir los tipos de metrología. Precisar que organismos e instituciones se encuentran relacionados con la metrología. Establecer la relación de la metrología con el sector industrial. Describir los requerimientos de los sistemas de calidad en la industria. Definir las especificaciones en metrología para productos industriales. Nombrar los elementos de estudio de la metrología. (1) Discernir entre los tipos de metrología presentados. (2) c. Relacionar los tipos de metrología con sus características. (2) d. Mencionar los organismos e instituciones relacionados con la metrología a nacional e internacionalmente. (3) e. Justificar la importancia de la metrología en el sector industrial.(4,5,6) f. Señalar los beneficios de la metrología en el sector industrial. (4,5,6) g. Nombrar los requerimientos de los sistemas de calidad para mediciones. (5) h. Citar las especificaciones en metrología para productos industriales. (5,6) SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES Definir el concepto de sistema de unidades. 2. Indicar los antecedentes históricos relevantes de los sistemas de unidades. 3. Definir el concepto de unidad de medición. 4. Diferenciar entre los conceptos de unidad fundamental y unidad derivada. 5. Precisar las definiciones de las unidades fundamentales del S.I. 6. Listar las unidades derivadas de mayor uso en el S.I. 7. Describir la clasificación de las unidades derivadas por nombre especial en el S.I. 8. Nombrar las unidades eléctricas y magnéticas más relevantes en metrología. 9. Distinguir los múltiplos y submúltiplos decimales de las unidades de medición. 10. Nombrar algunas unidades de medición que se encuentran fuera del S.I. 11. Citar las recomendaciones del S.I para la escritura y pronunciación de las unidades de medición. a. b. a. b. c. e. f. g. h. i. j. k. l. Enunciar la finalidad de normalización de los sistemas de unidades. (1,2) Referenciar algunos de los sistemas de unidades existentes. (1,2) Expresar los antecedentes históricos más importantes de los sistemas de unidades. (2) Nombrar las magnitudes físicas representadas por unidades fundamentales. (3,4) Nombrar las magnitudes físicas representadas por unidades derivadas. (3.4) Clasificar algunas magnitudes físicas de acuerdo a su representación en unidades fundamentales y derivadas. (4) Aplicar adecuadamente las unidades de medición del S.I. en la expresión y representación de medidas. (5,6,7,8,9) Aplicar las unidades eléctricas y magnéticas contempladas por el S.I. (5,7,8) Utilizar los múltiplos y submúltiplos de las unidades de medición del S.I en la expresión y representación de las medidas. (9) Obviar la utilización de unidades de medición no contempladas en el S.I. (10) Adoptar las recomendaciones del S.I en la pronunciación y escritura de las unidades de medición. (11) Desarrollo personal Í Tomar y ejecutar decisiones propias en el desarrollo de las actividades de la asignatura. lógica y críticamente sus ideas, aportes, propuestas y pensamientos incluyendo su posible modificación. Í Argumentar Í Demostrar interés, curiosidad, apertura y capacidad de indagación de las temáticas y contenidos de la asignatura. Í Plantear Í y resolver analítica y argumentativamente problemáticas alrededor de las temáticas de la asignatura. Presentar disposición y adaptación al trabajo en grupo y/o individual. Í Ser responsable en desarrollo y entrega actividades grupales individuales. el de y/o Í Mostrar orden y estética en la entrega de evidencias materiales de las actividades desarrolladas en la asignatura. Í Planificar Í y organizar la realización de las diferentes actividades de la asignatura. Disposición y adaptación a diferentes metodologías educativas. Í Reflexionar sobre su comportamiento en las diferentes situaciones presentes en el desarrollo de la asignatura. Í Interesarse por la mejora de sus actitudes y comportamientos. 1 Magnitudes y unidades Magnitud (medible): atributo de un fenómeno, cuerpo o sustancia que puede ser distinguido cualitativamente y determinado cuantitativamente Sistema de magnitudes: conjunto de magnitudes, en un sentido general, entre las cuales existen relaciones definidas Magnitud de base: una de las magnitudes que en un sistema de magnitudes, se aceptan por convención como funcionalmente independientes unas de otras Magnitud derivada: magnitud definida en un sistema de magnitudes, en función de las magnitudes de base de ese sistema. Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones Mediciones Eléctricas E3T-UIS Prof: Gabriel Ordóñez Plata Magnitudes y unidades Dimensión de una magnitud: expresión que representa una magnitud de un sistema de magnitudes como el producto de factores que representan una potencia de las magnitudes de base de ese sistema Magnitud de dimensión uno (magnitud adimensional): magnitud cuya expresión dimensional, en función de las dimensiones de base, tiene sus exponentes reducidos a cero Unidad (de medida): magnitud particular, definida y adoptada por convención, con la cual se comparan las otras magnitudes de la misma naturaleza para expresar cuantitativamente su relación con esta magnitud. Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones 2 Magnitudes y unidades Unidad (de medida) de base: unidad de medida de una magnitud de base en un sistema determinado de magnitudes Unidad (de medida) derivada: unidad de medida de una magnitud derivada en un determinado sistema de magnitudes Unidad (de medida) fuera de sistema: unidad de medida que no corresponde a un sistema dado de unidades Múltiplo de una unidad (de medida): unidad grande de medida que se forma a partir de una unidad determinada de acuerdo a un escalonamiento convencional Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones Mediciones Eléctricas E3T-UIS Prof: Gabriel Ordóñez Plata Mediciones Metrología: ciencia de la medición Medición: conjunto de operaciones que tiene por objeto determinar el valor de una magnitud Principio de medición: base científica de una medición Método de medición: secuencia lógica de operaciones, descrita de manera genérica, utilizada en la ejecución de las mediciones Procedimiento de medición: conjunto de operaciones, descrito específicamente, para realizar mediciones particulares de acuerdo a un método determinado Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones 3 Mediciones Mensurando: magnitud particular sujeta a medición Magnitud de influencia: magnitud que no es el mensurando, pero que afecta al resultado de la medición Señal de medición: mensurando y con relacionado magnitud que representa al el cual está funcionalmente Valor transformado (de un mensurando): valor de una señal de medición que representa un mensurando determinado. Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones Mediciones Eléctricas E3T-UIS Prof: Gabriel Ordóñez Plata Resultados de mediciones Resultado de una medición: valor atribuido a un mensurando, obtenido por medición Indicación (de un instrumento de medición): valor de una magnitud proporcionada por un instrumento de medición Resultado no corregido: resultado de una medición antes de la corrección por error sistemático Resultado corregido: resultado de una medición después de la corrección por error sistemático Exactitud de medición: proximidad de concordancia entre el resultado de una medición y un valor verdadero del mensurando Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones 4 Resultados de mediciones Repetibilidad: proximidad de concordancia entre los resultados de mediciones sucesivas del mismo mensurando realizadas bajo las mismas condiciones de medición Reproducibilidad: proximidad de concordancia entre los resultados de mediciones del mismo mensurando realizadas bajo condiciones variables de medición Desviación estándar experimental: para una serie de n mediciones del mismo mensurando, es la magnitud σ que caracteriza la dispersión de los resultados, dada por la fórmula: n 2 σ = ∑ (x i=1 i − x ) n − 1 Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones Mediciones Eléctricas E3T-UIS Prof: Gabriel Ordóñez Plata Resultados de mediciones Incertidumbre de medición: parámetro, asociado al resultado de una medición, que caracteriza la dispersión de los valores que podrían ser razonablemente atribuidos al mensurando Error (de medición): resultado de un mensurando menos un valor verdadero del mensurando Error aleatorio: resultado de una medición menos la media que resultaría de un número infinito de mediciones del mismo mensurando realizadas bajo condiciones de repetibilidad Error sistemático: media que resultaría de un número infinito de mediciones del mismo mensurando realizadas bajo condiciones de repetibilidad menos un valor verdadero del mensurando Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones 5 Instrumentos de medición Instrumento de medición: dispositivo destinado a ser utilizado para hacer mediciones sólo o en conjunto con dispositivos complementarios Medida materializada: medida destinada a reproducir de una manera permanente durante su utilización, uno o más valores conocidos de una magnitud dada Transductor de medición: dispositivo que proporciona una magnitud de salida con una determinada relación a la magnitud de entrada Cadena de medición: serie de elementos de un instrumento de medición o sistema que constituye la trayectoria desde la entrada hasta la salida de la señal de medición Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones Mediciones Eléctricas E3T-UIS Prof: Gabriel Ordóñez Plata Instrumentos de medición Sistema de medición: juego completo de instrumentos de medición y otros equipos acoplados para realizar mediciones específicas Instrumento (de medición) indicador: instrumento de medición que muestra una indicación Instrumento de medición analógico o instrumento de indicación analógica: instrumento de medición en el cual la señal de salida o la indicación es una función continua del mensurando o de la señal de entrada Instrumento de medición digital o instrumento de indicación digital: instrumento de medición que proporciona una señal de salida o indicación de forma numérica Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones 6 Instrumentos de medición Escala (de un instrumento de medición): conjunto ordenado de marcas, con una numeración asociada, que forma parte de un dispositivo indicador de un instrumento de medición Longitud de la escala: para una escala determinada, es la longitud de la línea leída entre la primera y la última marca de la escala que pasa por medio de todas las marcas más pequeñas de la escala Alcance de indicación: conjunto de valores limitados por las indicaciones extremas División de la escala: parte de una escala comprendida entre dos marcas sucesivas Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones Mediciones Eléctricas E3T-UIS Prof: Gabriel Ordóñez Plata Instrumentos de medición Escala lineal: escala en la cual la longitud y el valor de cada división son relacionadas por un coeficiente de proporcionalidad que es constante a lo largo de la escala Escala no lineal: escala en la cual la longitud y el valor de cada división son relacionadas por un coeficiente de proporcionalidad que no es constante a lo largo de la escala Escala de cero suprimido: escala cuyo alcance no incluye el valor cero Escala expandida: escala en la cual una parte de la escala ocupa una longitud que es proporcionalmente más grande que las otras partes Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones 7 Instrumentos de medición Calibrado (de un instrumento de medición): operación de fijar las posiciones de las marcas de la escala de un instrumento de medición (en algunos casos de ciertas marcas principales solamente), en función de los valores correspondientes del mensurando Ajuste (de un instrumento de medición): operación de llevar un instrumento de medición a un estado de funcionamiento adecuado para su utilización Ajuste usual (de un instrumento de medición): ajuste que se realiza utilizando únicamente los medios a disposición del usuario Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones Mediciones Eléctricas E3T-UIS Prof: Gabriel Ordóñez Plata Caracterí Características de los instrumentos de medició medición Condiciones asignadas de funcionamiento: condiciones de utilización de un instrumento para las cuales las características metrológicas de un instrumento de medición están supuestamente comprendidas dentro de ciertos límites Condiciones límites: condiciones extremas que un instrumento de medición puede soportar sin daño, y sin degradación de sus características metrológicas cuando es subsecuentemente operado bajo las condicones asignadas de funcionamiento Condiciones de referencia: condiciones de uso prescrito para los ensayos de funcionamiento de un instrumento de medición o para la ínter comparación de resultados de mediciones Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones 8 Caracterí Características de los instrumentos de medició medición Constante de un instrumento: coeficiente por el cual se debe multiplicar la indicación directa de un instrumento de medición para obtener el valor indicado del mensurando o de una magnitud que se utilice para calcular el valor del mensurando Característica de respuesta: relación entre una señal de entrada y la respuesta correspondiente, dentro de condiciones definidas Sensibilidad: cambio en la respuesta de un instrumento de medición dividido por el correspondiente cambio del estímulo Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones Mediciones Eléctricas E3T-UIS Prof: Gabriel Ordóñez Plata Caracterí Características de los instrumentos de medició medición Umbral de movilidad: la variación mas grande en la señal de entrada que no provoca una variación detectable de la respuesta de un instrumento de medición, siendo la variación de la señal de entrada lenta y monótona Resolución (de un dispositivo indicador): la diferencia más pequeña entre las indicaciones de un dispositivo indicador que puede ser distinguido significativamente Zona muerta: intervalo máximo dentro del cual se puede cambiar una señal de entrada en ambas direcciones sin producir un cambio en la respuesta de un instrumento de medición Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones 9 Caracterí Características de los instrumentos de medició medición Estabilidad: aptitud de un instrumento de medición para mantener constante en el tiempo, sus características metrológicas Discreción: aptitud de un instrumento de medición para no alterar el valor del mensurando Deriva: variación lenta de una característica metrológica de un instrumento de medición Tiempo de respuesta: intervalo de tiempo que comprende el instante en el cual una señal de entrada es sometida a un cambio brusco especificado y el instante en el cual la señal de salida alcanza dentro de límites especificados un valor en régimen estable y sostenido Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones Mediciones Eléctricas E3T-UIS Prof: Gabriel Ordóñez Plata Caracterí Características de los instrumentos de medició medición Exactitud (de un instrumento de medición): aptitud de un instrumento de medición para dar respuestas próximas al valor verdadero Clase de exactitud: clase de instrumentos que satisfacen ciertos requisitos metrológicos destinados a mantener los errores dentro de límites especificados Error (de indicación) de un instrumento de medición: indicación de un instrumento de medición menos un valor verdadero de la magnitud de entrada correspondiente Errores máximos tolerados (de un instrumento de medición), límites de los errores tolerados (de un instrumento de medición): valores extremos de un error permitido (tolerado) por las especificaciones, regulaciones, etc. para un instrumento de medición dado Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones 10 Caracterí Características de los instrumentos de medició medición Error en el punto de control (de un instrumento de medición): error de un instrumento de medición para una indicación especificada o para un valor especificado del mensurando, elegido para la verificación del instrumento Error de cero (de un instrumento de medición): error en el punto de control para valor cero del mensurando Error intrínseco (de un instrumento de medición): error de un instrumento de medición, determinado bajo condiciones de referencia Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones Mediciones Eléctricas E3T-UIS Prof: Gabriel Ordóñez Plata Caracterí Características de los instrumentos de medició medición Error de ajuste (de un instrumento de medición): error sistemático de la indicación de un instrumento de medición Repetibilidad (de un instrumento de medición): aptitud de un instrumento de medición para proporcionar indicaciones próximas entre si por aplicaciones repetidas del mismo mensurando bajo las mismas condiciones de medición Error fiducial (de un instrumento de medición), error reducido convencional (de un instrumento de medición): error de un instrumento de medición dividido por un valor especificado para el instrumento Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones 11 Patrones de medición Patrón Patrón Internacional Patrón Nacional Patrón Primario Patrón Secundario Patrón de Referencia Patrón de Trabajo Patrón de Transferencia Patrón Viajero Patrón Básico Material de Referencia Certificado (MRC) Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones Mediciones Eléctricas E3T-UIS Prof: Gabriel Ordóñez Plata Patrones de medición Patrón (de medición): medida materializada, instrumento de medición, material de referencia o sistema de medición destinado a definir, realizar, conservar o reproducir una unidad o uno o más valores de una magnitud para utilizarse como referencia Patrón internacional (de medición): patrón reconocido por un acuerdo internacional para utilizarse internacionalmente como base para asignar valores a otros patrones de la magnitud concerniente Patrón nacional (de medición): patrón reconocido por una decisión nacional en un país, que sirve de base para asignar valores a otros patrones de la magnitud concerniente Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones 12 Patrones de medición Patrón primario: patrón que es designado o reconocido ampliamente como un patrón que tiene las más altas cualidades metrológicas y cuyo valor es aceptado sin referencia a otros patrones de la misma magnitud Patrón secundario: patrón cuyo valor es establecido por comparación con un patrón primario de la misma magnitud Patrón de referencia: patrón, en general de la más alta calidad metrológica disponible en un lugar dado, o en una organización determinada del cual se derivan las mediciones realizadas en dicho lugar Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones Mediciones Eléctricas E3T-UIS Prof: Gabriel Ordóñez Plata Patrones de medición Patrón de trabajo: patrón que es utilizado rutinariamente para calibrar o controlar las medidas materializadas, instrumentos de medición o los materiales de referencia Patrón de transferencia: patrón intermediario para comparar patrones utilizado como Patrón viajero: patrón, algunas veces de construcción especial, destinado a ser transportado a distintos lugares Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones 13 Patrones de medición Trazabilidad: propiedad del resultado de una medición o del valor de un patrón por la cual pueda ser relacionado a referencias determinadas, generalmente patrones nacionales o internacionales, por medio de una cadena ininterrumpida de comparaciones teniendo todas, incertidumbres determinadas Calibración: conjunto de operaciones que establecen, bajo condiciones especificas, la relación entre los valores de una magnitud indicados por un instrumento o sistema de medición, o los valores representados por una medida materializada y los valores correspondientes de la magnitud, realizados por los patrones Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones Mediciones Eléctricas E3T-UIS Prof: Gabriel Ordóñez Plata Patrones de medición Conservación de un patrón (de medición): conjunto de operaciones necesarias para preservar las características metrológicas de un patrón de medición dentro de límites apropiados Material de referencia (MR): material o substancia en el cual uno o más valores de sus propiedades son suficientemente homogéneos y bien definidos, para ser utilizados para la calibración de aparatos, la evaluación de un método de medición, o para asignar valores a los materiales Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones 14 Patrones de medición Trazabilidad: BIPM SYC PATRÓN NACIONAL incertidumbre PATRÓN DE TRANSFERENCIA PATRONES NACIONALES DE OTROS PAÍSES PATRÓN DE TRABAJO LABORATORIO SECUNDARIO PATRÓN DE REFERENCIA PATRÓN DE TRABAJO PATRÓN DE REFERENCIA EMPRESA PATRÓN DE TRABAJO INSTRUMENTO DE MEDICIÓN Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones Mediciones Eléctricas E3T-UIS Prof: Gabriel Ordóñez Plata Error e incertidumbre Error: Desviación a partir del valor real de la variable medida. Una medida del error es la incertidumbre, diferencia entre los valores máximo y mínimo obtenidos en una serie de lecturas sobre una misma dimensión constante. Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones 15 Errores de una medición ¾ Tipos de errores Error grave Error aleatorio Error sistemático ¾ Instrumental ¾ Ambiental ¾Errores estáticos ¾Errores dinámicos ¾ Error grave: se debe principalmente a fallas humanas en la lectura o utilización de los instrumentos, así como en el registro y cálculo de los resultados de las mediciones. Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones Mediciones Eléctricas E3T-UIS Prof: Gabriel Ordóñez Plata Errores de una medición ¾ Error sistemático: se puede presentar como consecuencia de un efecto reconocido de una magnitud de influencia en el resultado de una medición o por defectos en el instrumento de medida. ¾ Error instrumental: son inherentes a los instrumentos de medición a causa de su estructura mecánica. Se pueden presentar por no ajustar el cero antes de realizar mediciones, por una calibración inadecuada del instrumento, etc. Este error se puede evitar: 9 Seleccionado el instrumento adecuado para la medición 9 Aplicando los factores de corrección después de definir la cantidad del error 9 Al calibrar el instrumento con un patrón. Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones 16 Errores de una medición ¾ Error ambiental: se deben a las condiciones externas que afectan la operación del dispositivo de medición como los efectos por cambios de: temperatura, humedad, presión barométrica o de campos magnéticos y electrostáticos. ¾ Error estático: se originan por las limitaciones de los dispositivos de medición o las leyes físicas que dominan su comportamiento. ¾ Error dinámico: se ocasiona cuando el instrumento no responde con la suficiente rapidez a los cambios de la variable de medida ¾ Error aleatorio: se presenta por variaciones impredecibles o estocásticas, temporales y espaciales de las magnitudes de influencia. Se puede reducir aumentando el número de observaciones Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones Mediciones Eléctricas E3T-UIS Prof: Gabriel Ordóñez Plata Errores de una medición ERROR ALEATORIO: se presenta por variaciones impredecibles, temporales y espaciales, de las magnitudes de influencia. ERROR SISTEMÁTICO: se presenta por un efecto reconocido, puede ser cuantificado y reducido mediante una corrección o factor de corrección para compensar dicho efecto. Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones 17 Como estimar, reducir y eliminar errores ERRORES GRAVES ERRORES SISTEMÁTICOS Mala lectura de los instrumentos Cálculos errados Instrumento no apropiado Ajuste incorrecto u olvido del cero Efectos de carga despreciados ERRORES DE EQUIPO ERRORES AMBIENTALES Fricción en los rodamientos Componentes no lineales Error de calibración Equipo dañado Pérdidas durante la transmisión Cambios de temperatura, humedad, campos eléctricos y magnéticos errantes ERRORES ALEATORIOS Eventos desconocidos que causan variaciones pequeñas en las mediciones. A menudo bastante inexplicables y al azar. COMO ESTIMARLOS No es posible estimar su valor matemáticamente 1. 2. Compare con patrones más aproximados Determine si el error es constante o proporcional Cuidadoso registro de los cambios de las variables. Cálculo de los cambios esperados Tomar lecturas y aplicar análisis estadístico para variaciones inexplicables MÉTODOS DE ELIMINACIÓN O REDUCCIÓN 1. Cuidadosa atención a los detalles cuando se realizan las mediciones y los cálculos 2. Advertir las limitaciones de los instrumentos 3. Utilizar dos o más observadores para tomar datos críticos 4. Tomar al menos tres lecturas para evitar errores de apreciación 5. Estar motivado en la obtención de resultados correctos importantes 1. Cuidadosa calibración de los instrumentos 2. Revisión del equipo para lograr y asegurar una operación apropiada 3. Aplicar correctamente los factores una vez hallados los errores del instrumento 4. Utilice uno o más métodos para medir un parámetro 1. Selle herméticamente los equipos 1. Diseño cuidadoso de los y componentes bajo prueba instrumentos de medición para 2. Mantenga constante la evitar interferencias indeseadas temperatura y la humedad por 2. Uso de la evaluación estadística medio de acondicionamiento de para la mejor estimación de los aire verdaderos valores de las 3. Blinde los componentes y equipos lecturas logradas en las contra campos magnéticos mediciones externos 4. Utilice equipo que no sea afectado apreciablemente por cambios en el medio ambiente Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones Mediciones Eléctricas E3T-UIS Prof: Gabriel Ordóñez Plata Clase de precisión • 0,1 - 0,2 - 0,5: para aparatos de mediciones en laboratorios. • 1 - 1,5: para aparatos de mediciones en la industria. • 2,5 – 4: para aparatos de mediciones aproximadas de control. Mediciones Eléctricas Escuela de Ingenierí ías Elé Ingenier Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones 18 Decisión metrológica Calibro? Relación de lecturas medidor-patrón. Ajusto? Logro funcionamiento adecuado. Verifico? Confirmo objetivamente el cumplimiento de requisitos. Valido? Confirmo objetivamente el cumplimiento de requisitos particulares para un uso específico propuesto. Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones Mediciones Eléctricas E3T-UIS Prof: Gabriel Ordóñez Plata Calibración ¿Por qué calibrar? 9 9 9 9 9 9 9 ? Repetibilidad del proceso Transferencia de procesos Intercambio de instrumentos Control estadístico de procesos Determinar límites de especificaciones Incremento del tiempo efectivo de producción Cumplimiento del sistema de calidad Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones 19 Calibración Conjunto de operaciones que establecen, bajo condiciones especificas, la relación entre los valores de una magnitud indicados por: un instrumento, un sistema de medición o los valores representados por una medida materializada y los valores correspondientes de la magnitud, realizados por los patrones. Nota: no confundir <calibración> con <ajuste>, con <verificación>, con <validación>, con <reparación> Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones Mediciones Eléctricas E3T-UIS Prof: Gabriel Ordóñez Plata Calibración Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones 20 Calibración ¿Quién debe calibrar? Laboratorio de metrología externo Laboratorio de metrología propio ¿Dónde se deben calibrar los instrumentos? En el laboratorio de metrología Calibración “in situ” Mediciones Eléctricas Escuela de Ingenierí ías Elé Ingenier Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones Mediciones Eléctricas E3T-UIS Prof: Gabriel Ordóñez Plata Ajuste (de un instrumento de medició medición) Operación de llevar un instrumento de medición a un estado de funcionamiento adecuado para su uso. Este ajuste puede ser automático, semiautomático o manual. Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones 21 Requisitos de un laboratorio de metrologí metrología Sistema de calidad basado en NTC 17025 (ISO/IEC Guide 25) Patrones de referencia de alta exactitud Patrones calibrados con trazabilidad a patrones nacionales Procedimientos de calibración basados en normas y recomendaciones nacionales e internacionales Instalaciones con condiciones ambientales controladas que aseguren la reproducibilidad de los servicios Personal altamente especializado en metrología e instrumentación Metrólogos dispuestos a resolver los problemas referentes a calibración Tiempo de respuesta adecuado a sus necesidades Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones Mediciones Eléctricas E3T-UIS Prof: Gabriel Ordóñez Plata Informe de calibración (certificado) Fecha de calibración Patrones utilizados Trazabilidad a patrones nacionales Condiciones de la calibración Incertidumbre de calibración Resultados de la calibración Errores Incertidumbre expandida Tablas Gráficas Curvas de ajuste Mediciones Eléctricas Escuela de Ingenierí ías Elé Ingenier Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones 22 Objetivos de la calibración Atender Auditoras Función de Calidad Exigencias: Reducción de límites de especificaciones ⇒ Ventaja competitiva Prevención de defectos ⇒ Reducción de pérdidas -sello (etiqueta) -certificado Reflexión: - La calibración se ve solamente como un elevado costo Compatibilidad de mediciones Atención de requisitos ⇒ de desempeño verificados por terceros Reflexión: La calibración es vista como una oportunidad de mejoramiento de la calidad Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones Mediciones Eléctricas E3T-UIS Prof: Gabriel Ordóñez Plata Calidad de un producto o proceso Calidad Decisiones válidas Datos numéricos válidos Exactitud en las medidas Instrumentos calibrados Patrones (trazabilidad) Mediciones Eléctricas Escuela de Ingenierí ías Elé Ingenier Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones 23 Instituciones de normalización Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones Mediciones Eléctricas E3T-UIS Prof: Gabriel Ordóñez Plata ¿Porqué se debe medir? Lord Kelvin’s en 1886 dijo: “I often say that when you can measure what you are speaking about, and can express it in numbers, you know something about it; but when you cannot measure it, cannot express it in numbers, your knowledge is of a meager and unsatisfactory kind; it may be the beginnings of knowledge, but you have scarcely, in your thoughts, advanced to the stage of science, whatever the matter may be. So therefore, if science is measurement, then without metrology there can be no science”. William Thomson (Lord Kelvin), May 6, 1886 Escuela de Ingenierí Ingenierías Elé Eléctrica, Electró Electrónica y de Telecomunicaciones 24