Como acelerar las mediciones de comparación

La trazabilidad metrológica es importante en nuestra vida cotidiana, aunque no seamos conscientes de ello. Por ejemplo, sería impensable construir coches sin unas dimensiones mecánicas bien definidas. La trazabilidad es lo que garantiza que el resultado de una medición pueda correlacionarse con un patrón. Un valor medido trazable se correlaciona con su patrón reconocido mediante una cadena continua de mediciones de comparación que tienen una incertidumbre de medida conocida. Sin embargo, para cada una de las mediciones de esa serie, el resultado de la comparación se convierte en un valor de “orden inferior”. Para reducir ese efecto se deben emplear equipos de medida cuidadosamente seleccionados. Por este motivo, las mediciones de comparación deben llevarse a cabo con el máximo cuidado, tanto si se trata de mediciones de comparación internacionales, como las comparaciones clave del CIPM (Comité Internacional de Pesas y Medidas) o de las RMO (organizaciones metrológicas regionales) o de mediciones de comparación multilaterales o bilaterales de laboratorios acreditados.

Cuando se prepara una medición de comparación, un laboratorio piloto con varios años de experiencia —normalmente, el mismo que solicita la comparación— desarrolla un “protocolo técnico” que define las especificaciones de los sistemas de medida que van a emplearse. A cada uno de los laboratorios participantes se les asigna un margen de incertidumbre de medida, que a su vez depende de los equipos de medida de los que disponen. Por supuesto, estas mediciones de comparación resultan muy laboriosas. Se tarda entre dos meses y un año en completarlas, dependiendo del tipo. Por tanto, es interesante tratar de acortar los plazos.

Se ha comprobado que los transductores que presentan una menor incertidumbre de medida a la hora de medir fuerza y par son los de galgas extensométricas, motivo por el cual se utilizan como transductores de referencia y patrones de transferencia en las mediciones de comparación.

Transductores de fuerza de transferencia TOP

Como fabricante de tecnología de medición, HBM ha adquirido a lo largo de varias décadas los conocimientos especializados necesarios para ofrecer cadenas de medida de referencia. Los transductores de fuerza de referencia de la serie TOP-Z30A están diseñados especialmente para funcionar como patrón de transferencia en mediciones de comparación internacionales. Los transductores TOP-Z30A ofrecen una precisión extremadamente alta con fuerzas de tracción y compresión. De hecho, exceden los requisitos de la clase de precisión más alta (00) definida por la norma ISO 376, hasta en un factor de 10. Al mismo tiempo, ofrecen una reproducibilidad extraordinaria. Los TOP-Z30A llevan integrada de serie una TEDS (hoja de datos electrónica de transductor) que puede ser leídas directamente por el amplificador de medida. Las TEDS reducen sensiblemente el tiempo necesario para configurar la cadena de medida, en especial cuando se transductor se envía de un laboratorio a otro en el contexto de una comparación entre laboratorios.

Transductor de transferencia de par TN

Los transductores de par de referencia de HBM también están optimizados para las mediciones de comparación internacionales. En este caso, existe el requisito especial de que el eje debe tener un diseño monolítico para poder ser utilizado en mediciones de comparación. Sin embargo, los sensores de eje solo pueden ser “abiertos”. No es posible que sean herméticamente estancos como la mayor parte de los sensores de galgas extensométricas. Esto plantea el desafío de hacer un sensor inmune a las fluctuaciones en la humedad relativa. Esto es necesario aunque los laboratorios estén climatizados, porque ese tipo de sensores deben trasladarse de un laboratorio a otro.

El transductor de par de referencia TN presenta una dependencia con la humedad tan baja que es posible efectuar un “ajuste climático” en un tiempo mínimo. De este modo, los resultados cumplen unas condiciones de medición determinadas pero puede reducirse el tiempo total necesario para que el sensor pase por todos los laboratorios.

Amplificadores de precisión

La señal que emite el puente de Wheatstone de un transductor de galgas extensométricas es extremadamente débil. Siempre se necesita un amplificador de puente para visualizar o procesar los resultados. La combinación de un transductor de referencia y un amplificador de medida de precisión forma una cadena de medida. Los requisitos que deben cumplir estos amplificadores de medida de precisión son todavía más exigentes que los de los transductores de referencia asociados.

El amplificador de precisión DMP41 de HBM es el amplificador más preciso del mundo para medidas con galgas extensométricas. Constituye la solución ideal para mediciones de comparación internacionales. Es el resultado del desarrollo continuo de la serie DMP, que lleva más de cuatro décadas en el mercado. Destaca por su sobresaliente estabilidad a largo plazo y por su facilidad de uso; por ejemplo, puede manejarse desde una pantalla táctil. La humedad también afecta a la sensibilidad de los amplificadores de precisión. Y, como los márgenes de incertidumbre de medida son cada vez más reducidos, es una influencia que no puede despreciarse. Esta circunstancia se ha tenido en cuenta durante el desarrollo de esta unidad. Así, la sensibilidad a la humedad del DMP41 se ha reducido en un factor de 10 en comparación con el modelo anterior DMP40.

HBM, expertos en medidas de precisión

Hasta 1992-93, la máquina de peso muerto de 20 kNm para calibración de par que se muestra en la imagen de cabecera de esta página era prácticamente un “patrón nacional” en Alemania.