ELECTRÓNICA Y AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

Instrumentación digital
IV CICLO
Laboratorio N° 1
PATRONES DE CALIBRACIÓN
(CARACTERÍSTICAS Y NORMAS)

INTEGRANTES
CHILÓN CABANILLAS, Antoni Alfonso
HERRERA ALVINO, Rodrigo Carlos
VELIZ CUYUTUPA, Ahirton Cesar

Fecha de realización: 12 de febrero

Fecha de entrega: 14 de febrero
2018-I
 ÍNDICE
INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 2
OBJETIVOS ................................................................................................................................. 3
MARCO TEÓRICO ...................................................................................................................... 4
PROCEDIMIENTO ...................................................................................................................... 8
APLICACIONES EN LA INDUSTRIA ..................................................................................... 13
OBSERVACIONES .................................................................................................................... 16
CONCLUSIONES ...................................................................................................................... 17
RECOMENDACIONES ............................................................................................................. 18
REFERENCIAS .......................................................................................................................... 19

ÍNDICE DE FIGURAS
FIGURA 1: BALANZA DE PESO MUERTO TIPO T ................................................................... 4
FIGURA 2: HORNO DE POZO SECO ...................................................................................... 5
FIGURA 3: CALIBRADOR DE CUERPO NEGRO ...................................................................... 6
FIGURA 4: CALIBRADOR DE PRESIÓN MANOMÉTRICA ........................................................ 6
FIGURA 5: CALIBRADOR DE PRESIÓN MANOMÉTRICA JOFRA HPC500 ............................ 7
FIGURA 6: APLICACIÓN DEL CALIBRADOR MANOMÉTRICO .............................................. 13
FIGURA 7: APLICACIÓN DEL HORNO DE POZO SECO EN LA INDUSTRIA .............................. 14
FIGURA 8: CALIBRACIÓN DE PIRÓMETROS ....................................................................... 14
FIGURA 9: BALANZA DE PESO MUERTO TIPO T……………………………………….. 15

ÍNDICE DE TABLAS
TABLA 1: CARACTERÍSTICAS DEL CALIBRADOR DE PESO MUERTO ..................................... 4
TABLA 2: CARACTERÍSTICAS DEL CALIBRADOR DE CUERPO NEGRO ................................... 5
TABLA 3: CARACTERÍSTICAS DEL CALIBRADOR PATRÓN DE POZO SECO ............................ 6
TABLA 4: CARACTERÍSTICAS DEL CALIBRADOR PATRÓN DE PRESIÓN MANOMÉTRICA ....... 6
TABLA 5: CARACTERÍSTICAS DEL CALIBRADOR PATRÓN JOFRA HPC500……………… 7

PATRONES DE CALIBRACIÓN 1
 Introducción
Un patrón es un Instrumento que nosotros podemos utilizar para comparar las medidas en
un instrumento calibrado , los calibradores deben cumplir con ciertas características y
normas que permitan determinar si estos cumplen con las exigencias de medición en el
proceso. Generalmente en una planta Industrial es necesario medir variables como:
Densidad, temperatura, nivel de flujo, presión , proximidad, desplazamiento , etc. Para
medir cualquiera de estas variables existen diferentes instrumentos; en muchos casos es
necesario registrar, indicar y controlar estas variables por lo que se hace de vital
importancia reconocer estos instrumentos para realizar una buena selección y aplicación
de estos .
En el siguiente laboratorio se informara de sus características de ciertos instrumentos que
sirven como patrones de calibración.

PATRONES DE CALIBRACIÓN 2
 Objetivos
• Determinar las características y el fundamento en que se basan los principales
patrones de calibración usados durante el presente laboratorio.
• Conocer el uso y aplicación que se puede dar a los patrones de calibración en los
diferentes procesos industriales.

PATRONES DE CALIBRACIÓN 3
 Marco teórico
Se conoce como calibración al conjunto de operaciones que establecen, en unas
condiciones específicas, la relación que existe entre los valores indicados por un
instrumento de medida y los correspondientes valores conocidos de una magnitud física
medida a través de patrones.
La calibración es fundamental en las industrias, ya que se realizan procesos que tiene
que ser controlados al milímetro para evitar pérdidas innecesarias.
Dentro de los patrones de calibración vistos durante el desarrollo del presente
laboratorio tenemos:
Balanza de pesos muertos Tipo T – AMETEK
Esta balanza de pesos muertos hidráulica Tipo T está diseñada para brindar una exactitud
de laboratorio y usarse como patrón primario (calibrador de peso muerto).
Es importante mencionar que este instrumento cumple con la certificación de NIST
(National Institute of Standards and Technology) y la Norma ISO 9001, la cual
estandariza y especifica los requisitos para un buen sistema de gestión de la calidad.

Figura 1: Balanza de peso muerto tipo T

Imagen recuperada de: https://www.midebien.com/PDF/Ametek/Balanzas/Especificaciones-

balanza-pesos-muertos-TipoT-Ametek.pdf

Funcionamiento.
Al ingresar presión mediante la palanca manual esta viaja y llega hasta 3 diferentes
puntos (instrumento bajo prueba, instrumento patrón y la pesa patrón) con un mismo
valor, al llegar con un mismo valor esto nos permite comparar y calibrar el
instrumento bajo prueba.

PATRONES DE CALIBRACIÓN 4
Calibrador de pozo seco
Genera altas temperaturas utilizando resistencias calefactoras controladas mediante
sensores tipo termopar. La transmisión del calor depende del material de los bloques
utilizados:
Por conducción.
Cuando se utilizan metales (buenos conductores del calor) como el acero, bronce o
aluminio.
Por Radiación.
Cuando se utilizan cerámicas (altas temperaturas)

Figura 2: Horno de pozo seco

Imagen recuperada de:

http://www.testequipmentdepot.com/ametek/temperaturecalibrator/atc650b.htm

Calibrador de cuerpo negro

Este instrumento está diseñado para la calibración de la instalación fija de cualquier
pirómetro (Dispositivo capaz de medir la temperatura de una sustancia sin necesidad de
estar en contacto con ella también se suele llamar así a aquellos instrumentos capaces
de medir temperaturas superiores a los 600 grados Celsius), cámara termográfica y
termómetros portátiles.
Este equipo esta suministrado con un certificado de calibración rastreable, la salida del
termómetro bajo prueba se compara con la temperatura de la fuente medida por un
termómetro de resistencia de platino en los momentos en que se requieren estándares
nacionales.

PATRONES DE CALIBRACIÓN 5
Este producto cumple con la corriente de directiva europea relacionado a la
compatibilidad electromagnética y seguridad industrial (EMC directiva 89/336/ECC)

Figura 3: Calibrador de cuerpo negro

Imagen recuperada de:

http://www.testequipmentdepot.com/ametek/temperaturecalibrator/atc650b.htm

La EMC Es la capacidad de los equipos y sistemas para funcionar correctamente sin

degradación o mal funcionamiento en el ambiente electromagnético, para el cual están
diseñados. Además, el equipo o sistema no debería afectar la operación de cualquier otro
equipo o sistema, ni a su vez ser negativamente afectado por estos.
Calibrador patrón de presión manométrica
Este calibrador neumático portátil es un banco de pruebas de vacío de presión que se
encuentra en su totalidad en un maletín de transporte. El panel frontal tiene capacidad
para el manómetro de precisión, todas las conexiones de presión, dos controles del
regulador de aire y una válvula selectora. Con la válvula selectora, se pueden aplicar tres
presiones de prueba diferentes individualmente al medidor. Tiene una alta sensibilidad y
precisión, el mecanismo está construido para resistir el manejo normalmente asociado
con la calibración in situ de la instrumentación neumática.

Figura 4: Calibrador de presión manométrica

Imagen recuperada de: http://www.transcat.com/media/pdf/DS_HP_65_2000.pdf

PATRONES DE CALIBRACIÓN 6
Calibrador de presión manométrica JOFRA HPC500
El HPC500 se puede usar en una amplia gama de aplicaciones de
trabajos simples de tipo herramienta para trabajos complejos de calibración en sistemas
de transferencia de custodia. Su importancia radica en que este dispositivo ha sido
diseñado para llevar la precisión del laboratorio al campo.
Este diseño cuenta con un software de ajuste, el cual permite que la calibración del
instrumento se puede realizar localmente sin regresar la unidad.

Figura 5: Calibrador de presión Manométrica JOFRA HPC500

Imagen recuperada de: http://www.rawsonlp.com/media/downloads/JOFRA/HPC500.pdf

PATRONES DE CALIBRACIÓN 7
 Procedimiento
Tablas
Tabla 1: Características del calibrador de peso muerto

Características del calibrador

Marca Modelo Nro. de serie
AMETEK T-50 14817
Características Valor/Unidades
Intervalo de presión De 10 a 15 000 psi
Exactitud de ±0.100 %, ±0.025 %, y ±0.015 % de la lectura
Precisión ± 0.015% rdg
Incrementos (bajo-mínimo) 5 psi, 0.5 kg / cm^2, 0.5 bar, 50 kPa
Incrementos (alto - min) 50 psi, 5 kg / cm^2, 5 bar, 500 kPa
Acción de palanca, accionada a mano y doble bomba
Fuente de presión hidráulica de volumen
Medio Mezcla de agua destilada / alcohol (estándar) o aceite AAA
Capacidad del depósito 1.23 l / 75 in^3
Desplazamiento (rango alto) 2.8 a 3.2 cm^2 / 0.17 a 0.20 in^3 por golpe
Desplazamiento (rango bajo) 0.30 a 0.40 cm^2 / 0.018 a 0.024 in^3 por golpe
Conexiones de prueba 1/4 "NPT, 1/2" NPT, 7/16 UNF, 1/4 "BSP y 1/2" BSP
aleación dura, no magnética (unidades imperiales), acero
inoxidable (± 0.015% modelos imperiales y métricos),
Material de peso aluminio (conjuntos pequeños de peso incremental)
Unidades de ingeniería psi, kg / cm2, bar, kPa
Juegos de pesas De 25 kg a 95.3 kg / 55 a 210 lb
Error permisible De 0.1 psi a 10 psi, ± 0.1 psi a 100 psi y ± 1.0 psi a 1,000 psi
Peso (probador y caja) 22.7kg
Peso estable 25 a 95,3 Kg

Información recuperada de:

https://www.midebien.com/PDF/Ametek/Balanzas/Especificaciones-balanza-pesos-muertos-
TipoT-Ametek.pdf

PATRONES DE CALIBRACIÓN 8
Tabla 2: Características del calibrador de cuerpo negro

Marca Modelo Nro. de serie

LAND P550P 29297-5
Característica Valor/Unidades
Temperatura 50°C – 550°C
120°F – 999.9°F
Velocidad de calentamiento 60 minutos a 500°C
930°F
Emisividad Mayor de 0.995
Controlador EUROTHERM con interfaz serial RS232C
Requisitos de energía 120 VAC – 240 vAC
Consumo de energía 0.8 – 1.0kVA
Peso neto 11Kg
Peso bruto 13Kg
Dimensiones(L*W*H) 315*260*185mm
Temperatura recomendada 100 a 500 ° C / 210 a 930 ° F
Dimensiones 65 mm / 2,6 pulgadas de diámetro x 160 mm / 6.3
pulgadas
Potencia 1000 W
Amperaje máximo 5A
Frecuencia 50 Hz
Longitud Interna 160 mm

Información recuperada de:

http://www.directindustry.es/prod/ametek-land/product-6117-790159.html#product-
item_1245587

PATRONES DE CALIBRACIÓN 9
Tabla 3: Características del calibrador patrón de pozo seco

Marca Modelo N° de Serie

AMETEK ATC-650B(JOFRA) 582758-01220
Característica Valor/Unidades
Precisión ±0.11°C
Estabilidad 0.008°C
Rango de temperatura 33°C-700°C
Software de calibración RS232 y JOFRACAL
Voltaje de alimentación 115 VAC (100-127) y 230 VAC (200-254)
Frecuencia 45 – 65 Hz
Consumo (Máximo) 1150 VA
Tiempo de estabilidad 15 minutos
Peso del instrumento 10.8Kg
Dimensiones del instrumento 352*156*360mm
(L*W*H)
Exactitud 0.007°C
Tiempo de enfriamiento 250 a 100 °C 27min
100 a 50°C 27min
Tiempo de calentamiento 50 a 250°C 11min
Rango = 0 – 24 mA
Entrada de transmisor Precisión = +/- 0.005%
Salida del Transmisor Voltaje 24VDC +/-10%
Corriente 25 mA (máximo)
Resolución 1º ó 0, 1º ó 0,01º
Homogeneidad Radial 0,05 ºC / 0,09 ºF
Inmersión de Profundidad 150 mm / 5,9 in
Diámetro 30 mm / 1,18 in
Peso 12.1 kg /26.7 lb

Información recuperada de:

http://www.bbinstruments.com/downloads/ATC_156_157_320_650_SS-CP-2285-US.pdf

PATRONES DE CALIBRACIÓN 10
Tabla 4: Características del calibrador patrón de presión manométrica

Marca Modelo N° de Serie

WIKA Wally-Box 65-2000 0711013
Característica Valor/Unidades
Exactitud ±0.02% del valor medido
± 3 digitos
Compensación de 50°F-104°F
temperatura
Resolución Máximo 44000 dígitos
Tiempo de respuesta Menos de 1 segundo para el 90% del rango de medición
Unidades de presión mBar, bar, KPa, mmHg,PSI
seleccionables
Compatibilidad de medios Gases limpios y no corrosivos

Modos de operación Calibre, diferencial y vacío

Rango de medición -10 a +100 PSI (aproximadamente de 0.7 a 7 bar)
Fuente de alimentación Salida 24VDV Loop power
Temperatura de +50°F a 104°F
funcionamiento
Precisión 0.066% FS
Longitud de escala 45 pulgadas (1140 mm)
Escala dual calibrada de -100 a 850 "de agua y -3.6 a 30.6
Distancia psi
En el dial, la escala externa dice "100 a 0 a 850" de agua con
graduaciones cada 1.0 ": la escala interna indica -3.6 a 030.6
Rango y calibración psi con graduaciones cada 0.05 psi.
Repetibilidad 0.03% de escala completa
Sensibilidad 0.01 de escala completa
Histéresis 0.1% de escala completa
El máximo es 0.1% de la escala completa por 10 ° C / 50
Efecto de temperatura ° F cambia de 23 ° C / 73.4 ° F
Diámetro de marcado 8 1/2 "(215 mm)
Aluminio anodizado con cubierta de esfera de vidrio
Caja de indicadores templado
Presión de la caja 35 psi (2.5 bar) como máximo
Tasa máxima de fuga de No excederá 1.03 X 10-7 std cc / sec o 0.018 psi / hr
casos
Calibración doble escala para rango estándar

Información recuperada de:

http://www.transcat.com/media/pdf/65-2000II.pdf

PATRONES DE CALIBRACIÓN 11
 Preguntas

1. ¿Con que normas cumplen cada uno de los instrumentos?

Patrón de calibración de peso muerto

Cumple con la certificación de NIST (National Institute of Standards and

Technology) y la Norma ISO 9001, la cual estandariza y especifica los requisitos
para un buen sistema de gestión de la calidad.

Patrón de calibración de pozo seco

Cumple con la certificación de NIST (National Institute of Standards and
Technology) y la Norma ISO 9001, la cual estandariza y especifica los requisitos
para un buen sistema de gestión de la calidad.

Patrón de calibración de temperatura de cuerpo negro

Cumple con la certificación de NIST (National Institute of Standards and
Technology) y la Norma ISO 9001, la cual estandariza y especifica los requisitos
para un buen sistema de gestión de la calidad.

Patrón de calibración de presión manométrica

Cumple con la certificación de NIST (National Institute of Standards and
Technology) y la Norma ISO 9001, la cual estandariza y especifica los requisitos
para un buen sistema de gestión de la calidad.

2. Indique a que se refiere cada una de las normas de la pregunta 1.

La mayoría de los instrumentos en el laboratorio tiene la certificación ISO 9001. Esta

certificación es el estándar internacional para Sistemas de Gestión de Calidad (SGC)
publicada por ISO (la Organización Internacional de Normalización).
Es una norma genérica que se aplica en cualquier sector productivo o industria afectando
a todas las empresas independientemente de su tamaño. Éstas deben tener un sistema
efectivo mediante el cual se administre y se mejore la calidad de sus outputs y se asegure
el mantenimiento de la norma ISO 9001.

PATRONES DE CALIBRACIÓN 12
 Aplicaciones en la industria

Aplicación del calibrador de presión manométrica Wally-Box 65-2000

Este instrumento se puede utilizar en diversas pruebas de precisión, no solo es capaz de
hacer pruebas con el manómetro de precisión, también se puede utilizar para mediciones
exactas de corriente, voltaje. Presión, lecturas y medidas eléctricas se muestran
simultáneamente. La unidad se suministra en un estuche robusto que es polvo y agua
apretada, lo cual hace que este instrumento sea el adecuado para aplicaciones de campo
industrial difíciles uno de los casos es en el sector de la minería ya que se realizan trabajos
forzados con máquinas industriales. El sensor incorporado está diseñado para permitir el
calibre y lecturas diferenciales sin configuración adicional o equipo. La salida de presión
se puede mostrar en ocho diferentes unidades con tan solo tocar un botón.

Figura 6: Aplicación del calibrador manométrico

Imagen recuperada de: https://www.gometrics.net/wp-content/uploads/Calibracion-liquidos.jpg

Aplicación del horno de poso seco ATC -650 B

El siguiente patrón de calibración ofrece una excelente solución de uso en las industrias
ya que ahorra tiempo al momento de calibrar múltiples sensores de temperatura al mismo
tiempo. La serie ASM es un escáner de ocho canales controlado por JOFRACAL el cual
es un software que se encuentra instalado en una PC. Se pueden apilar hasta 3 unidades
de ASM para de ese modo poder calibrar hasta 24 sensores al mismo tiempo, adicional a
ello también puede, manejar señales de RTD de 2, 3 y 4 hilos, TC, transmisores ,
termómetros , interruptores de temperatura y voltaje .

PATRONES DE CALIBRACIÓN 13
 Figura 7: Aplicación del horno de pozo seco en la industria

Imagen recuperada de: https://img.interempresas.net/fotos/1595241.jpeg

Aplicación del calibrador de temperatura de cuerpo negro LAND P550P

El LANDCAL P550P es una fuente primaria portátil, de cuerpo negro. Es un estándar
primario diseñado para la calibración de alta precisión de termómetros de radiación de
baja temperatura en el rango de 50 a 550 ° C / 120 a 999.9 ° F. Cuando se requiera la
trazabilidad a los estándares nacionales, la salida del termómetro bajo prueba se compara
con la temperatura de la fuente medida con un termómetro de resistencia Platinum, que
se suministra con un certificado de calibración trazable. La fuente de calibración también
se puede usar sin un termómetro de resistencia Platinum si la trazabilidad no es necesaria.
El P550P proporciona un objetivo de gran angular que lo hace ideal para la calibración
tanto de la instalación fija como de los termómetros infrarrojos portátiles de mano. Un
estuche de transporte robusto también está disponible como una extensión opcional

Figura 8: Calibración de pirómetros

Imagen recuperada de: http://www.amclabs.com.mx/wp-content/ga

PATRONES DE CALIBRACIÓN 14
Aplicación en a industria de la balanza de peso muerto T-50:
La balanza de peso muerto trabaja de con presión hidráulica en el cual consiste de
una bomba de aceite o de fluido hidráulico con dos conexiones de salida, una
conectada al manómetro patrón que se está comprobando, y la otra a un cuerpo de
cilindro dentro del cual desliza un pistón de sección calibrada que incorpora un juego
de pesas . La calibración se lleva a cabo accionando la bomba hasta levantar el pistón
con las pesas y haciendo girar éstas con la mano; su giro libre indica que la presión es
la adecuada, ya que el conjunto pistón-pesas está flotando sin roces. Una pequeña
válvula de alivio de paso fino y una válvula de desplazamiento, permiten fijar
exactamente la presión deseada cuando se cambian las pesas en la misma prueba para
obtener distintas presiones, o cuando se da inadvertidamente una presión excesiva.
Se puede llevar a cualquier lugar (también se puede usar en zonas explosivas ) ya que
es un instrumento portátil , sirve para calibrar manómetros .Este instrumento sirve para
medir presiones superiores a 1 kgf/cm2 .

Figura 9: Balanza de peso muerto T-50

Imagen recuperada de:

https://static.grainger.com/rp/s/is/image/Grainger/5WG88_AS01?$mdmain$

PATRONES DE CALIBRACIÓN 15
 Observaciones

• Siempre que realizamos una medición cometeremos un error en la determinación

de la magnitud medida, al hacer mediciones, las lecturas que se obtiene nunca son
exactamente iguales, aun cuando las efectué la misma persona sobre una misma
pieza ya sea con el mismo instrumento hasta incluso en el mismo ambiente
siempre los resultados variaran ya sea en lo mínimo.
• El instrumento que se adquiera o se use en la industria como patrón de calibración
debe cumplir con todas las normas y estándares internacionales por ello la
exactitud en una medición es lo cerca que esta el resultado del valor verdadero
aquí depende mucho de la precisión ya que el valor tiene que tener un cierto
número de cifras decimales para expresar lo medido.
• Los instrumentos patrón usados para calibración en los talleres de
instrumentación, deben ser enviados periódicamente a los laboratorios de
metrología para su recalibración o re-estandarización, donde su exactitud es
revisada comparándola con otro patrón (de mejor precisión) los cuales son
comparados con otros estándares de calibración de nivel mucho más alto y en
última instancia se contrastan con las normas intrínsecas.

PATRONES DE CALIBRACIÓN 16
 Conclusiones
➢ Se determinó que una de las características de la Balanza de peso muerto es que
su intervalo de presión es de 10 a 15000 psi.
➢ La calibración de los instrumentos es una etapa fundamental para asegurar la
veracidad de los resultados proporcionados por los instrumentos.
➢ La calibración es necesaria pero no suficiente para asegurar una medida real, ya
que la incertidumbre de las medidas no solo proviene de la incertidumbre de
calibración, sino también del uso diario que hagamos con el instrumento.

PATRONES DE CALIBRACIÓN 17
 Recomendaciones

➢ Los equipos patrones deberán sufrir una limpieza y revisión profunda en el

momento que se realice su calibración periódica.
➢ Para los equipos de medida sometidos a presiones se tendrá en cuenta que no
existan fugas de fluido.
➢ Para los equipos de medida sometidos a variaciones de temperatura observar que
no se sobrepasen los límites permitidos y que no hay sobrecalentamientos
excesivos en algún lugar de los mismos.

PATRONES DE CALIBRACIÓN 18
 Referencias

• Balanzas de peso muerto Ametek Tipo T & Tipo R. Recuperado de

http://www.nuevaferia.com.ar/p.asp?i=1943&n=Balanza-De-Peso-Muerto-Tipo-
T-&-Tipo-R-Ametek
• JM Test systems. Recuperado de https://jmtest.com/i/ametek-type-t-dead-
weight-tester/
• Specification Sheet, Model Type T. Recuperado de
https://www.midebien.com/PDF/Ametek/Balanzas/Especificaciones-balanza-
pesos-muertos-TipoT-Ametek.pdf
• TRANSCAT. Handheld Pressure Calibrator Model HPC500 Family.
Recuperado de
http://www.rawsonlp.com/media/downloads/JOFRA/HPC500.pdf
• AMETEK Calibration Instruments. Reference Manual. Recuperado de
https://www.calright.com/Products/prod_id/3209/doc/1/
• Test Equipment Depot. Ametek ATC650B. Recuperado de
https://www.calright.com/Products/prod_id/3209/doc/1/

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