Clasificación de los métodos de medición y los métodos de calibración
En el fascinante mundo de la metrología, donde la precisión y la exactitud son cruciales, los métodos de medición y calibración desempeñan un papel fundamental. Estos métodos son utilizados por profesionales en diversas industrias para garantizar mediciones confiables y trazables. En este artículo de Suministros en Metrología, exploraremos en profundidad los conceptos esenciales relacionados con estos métodos.
Los Pilares de la Metrología
Cada vez que nos involucramos en actividades relacionadas con la metrología, estamos aplicando métodos de medición. Estos métodos se basan en principios científicos y fundamentos teóricos que respaldan su validez. Para garantizar la calidad de las mediciones, es vital que estos métodos se documenten adecuadamente en sistemas de gestión. La norma ISO/IEC 17025, por ejemplo, establece como requisito que los informes de calibración y los informes de prueba incluyan la identificación del método utilizado. Sin embargo, es importante comprender que esta identificación no se limita a un simple número de procedimiento o una descripción breve; abarca los principios científicos que sustentan el método.
Clasificación de los Métodos de Medición
Los métodos de medición se pueden clasificar en función de su origen y de los fenómenos involucrados en el proceso de medición. Comencemos explorando su origen:
- Métodos Normalizados: Estos métodos son aquellos que están documentados en normas internacionales, regionales o nacionales, así como en organizaciones técnicas reconocidas. También pueden encontrarse en revistas científicas y textos relevantes, y a menudo siguen las instrucciones del fabricante.
- Métodos Desarrollados por el Laboratorio: Cuando no existen métodos normalizados que cubran los servicios de medición, prueba o calibración requeridos, los laboratorios pueden desarrollar sus propios métodos internos.
- Métodos No Normalizados: En ocasiones, es necesario utilizar métodos que no están cubiertos por normas o métodos normalizados. Estos métodos están sujetos a acuerdos con el usuario y pueden ser específicos para una tarea particular.
Clasificación de los Métodos de Medición por Fenómenos
Ahora, exploremos cómo se pueden clasificar los métodos de medición según los fenómenos involucrados:
- Medición Directa: En este método, se obtiene un valor del mensurando directamente a través de un instrumento o sistema de medición. El sensor del instrumento se coloca en contacto directo con el fenómeno que se mide. Ejemplos incluyen la medición de volumen y densidad mediante el principio de Arquímedes o la medición de presión con un manómetro digital o analógico.
- Medición Indirecta: Aquí, se obtiene el valor del mensurando mediante la transformación, conversión o cálculo de indicaciones, señales de medición, magnitudes de influencia o mediciones de variables de entrada independientes. Ejemplos incluyen la medición de volumen basada en principios geométricos de Euclides o la medición de flujo utilizando diferencias de presión y otras variables.
- Medición por Sustitución (Transferencia): Este método implica la comparación inicial entre un valor de referencia y el mensurando utilizando un equipo auxiliar, como un comparador o dispositivo de transferencia. Un ejemplo es la calibración de la masa de una muestra mediante pesas y una balanza analítica.
- Medición Diferencial: Aquí, la medición es la diferencia entre un valor conocido (referencia) y un valor desconocido. Este método proporciona una resolución superior a la medición directa. Ejemplos incluyen la medición de voltaje mediante una referencia y un voltímetro o la calibración de bloques patrón utilizando un comparador.
- Medición por Nulo o Cero: Utiliza un detector de nulos o equilibrio para verificar la igualdad (diferencia cero) entre el mensurando y un valor de referencia. Ejemplos incluyen la medición de masa en una balanza de dos platillos o la calibración de sensores de fuerza por equilibrio de fuerzas.
Métodos de Calibración
La calibración establece la relación entre un equipo (instrumento de medición o medida materializada) y un patrón. Esto se logra comparando las indicaciones del equipo y del patrón y relacionándolas en términos de error, corrección o linealidad, junto con su incertidumbre asociada. Los métodos de calibración se derivan de los métodos de medición y pueden ser clasificados en los siguientes tipos:
- Calibración por Comparación Directa: En este método, se comparan directamente las indicaciones proporcionadas por el equipo bajo calibración y un patrón. Por ejemplo, se calibra un manómetro ordinario secundario comparándolo con un manómetro patrón digital.
- Calibración por Transferencia: Aquí, se comparan las indicaciones del equipo bajo calibración con un patrón a través de un patrón de transferencia, incluso en diferentes momentos y lugares. Por ejemplo, se comparan puntos fijos con otros patrones primarios mediante patrones de transferencia de alta exactitud.
- Calibración por Sustitución: Utiliza un equipo auxiliar (comparador) para medir inicialmente un patrón y luego el equipo bajo calibración. Ejemplos incluyen la calibración de masas utilizando sustitución simple o doble.
- Calibración por Equilibrio: Se verifica la igualdad entre el patrón y el equipo bajo calibración mediante un detector de nulos. Esto se utiliza en la calibración de pesas, resistores eléctricos, balanzas de presión, entre otros.
- Calibración por Simulación: En este método, se simula el mensurando o la magnitud del equipo bajo calibración utilizando modelos de respuesta frente a estímulos. Por ejemplo, se utiliza la simulación eléctrica en la calibración de indicadores de temperatura o potenciómetros para pH.
- Calibración por Reproducción: El patrón utilizado en la calibración reproduce la magnitud. Esto se aplica en la calibración de pesas, volumen, resistores eléctricos y otros equipos.
- Calibración por Puntos Fijos: Aquí, el patrón utilizado realiza constantes fundamentales o derivadas mediante la reproducción de fenómenos físicos o químicos. Ejemplos incluyen puntos fijos de sales saturadas para humedad relativa y puntos fijos para la temperatura.
En resumen…
La metrología es una disciplina fundamental en la que los métodos de medición y calibración son pilares esenciales. Comprender la clasificación y los principios detrás de estos métodos es crucial para garantizar mediciones precisas y trazables en diversas aplicaciones industriales y científicas. Ya sea que se trate de medir la temperatura, la presión, la masa o cualquier otra magnitud, la metrología y sus métodos desempeñan un papel vital en la búsqueda de mediciones confiables y precisas.