Calibración de termómetros

La calibración de termómetros, como el resto de equipos de medida, consiste en la comparación con otro equipo más preciso denominado patrón, para estimar su exactitud (corrección) y precisión (incertidumbre), o lo que es lo mismo, determinar su comportamiento en la medición.

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En el artículo de hoy vamos a hablar de la calibración de termómetros de columna de líquido utilizando el método de comparación con termómetros de resistencia de platino, mediante inmersión total en baños de temperatura controlada u otros medios isotermos de comparación.

Las calibraciones de este tipo de instrumentos, al requerirse unas condiciones específicas de uso, tanto para los patrones como para el resto de equipamiento empleado en la calibración, únicamente se realizan en los laboratorios del instituto.

Equipos empleados para la calibración de termómetros

Para la calibración de termómetros se requiere, además de un termo-higrómetro necesario para el control de las condiciones ambientales de la sala, un baño de temperatura controlada y un mínimo de dos termómetros de resistencia de platino (TRP) que se emplean como patrones. Es conveniente disponer también de una lupa para tomar las lecturas de los termómetros.

Condiciones preliminares para la calibración de termómetros

Antes de realizar la calibración del equipo, se deben considerar las siguientes operaciones preliminares:

Se realiza una inspección del termómetro a calibrar, comprobando que no existen los siguientes defectos en el termómetro:

• Las marcas y graduación no son nítidas y regulares.
• Existen irregularidades en el interior del capilar o pequeñas fisuras en el vidrio que podrían causar    problemas en la lectura y la rotura del mismo durante la calibración.
• La columna de líquido está partida.
• Hay presencia de burbujas en la columna de líquido.
• Existe líquido en la cámara de expansión.

Tras la inspección, se almacena el termómetro en posición vertical.

Descripción del proceso de calibración del termómetro

Se deben cumplir los periodos de calentamiento y estabilización térmica de los patrones, así como el acondicionamiento del equipo a los valores de temperatura ambiente del laboratorio, durante un tiempo mínimo de 1 hora.

Se coloca el termómetro a calibrar en el baño de temperatura controlada, debidamente sujeto y en posición vertical, manteniendo una separación equidistante, dentro de lo posible, de los TRP’s patrones y asegurándose de que ninguno de los instrumentos se encuentre demasiado próximo a las paredes o al fondo de la zona de calibración donde pueden existir mayores gradientes de temperatura.

Se realiza la inmersión del bulbo y la práctica totalidad de la columna de líquido, de modo que, al realizar la lectura, tan solo sobresalga del nivel superficial del baño, aproximadamente 1 mm. de la columna. En el caso del mercurio, existe el riesgo de destilación del mercurio para temperaturas superiores a 150 ºC, por lo que es recomendable mantener el menisco del mercurio unos 30 mm. por encima de la superficie del baño hasta instantes antes de realizar la lectura.

Se comienza la calibración del termómetro con la medida de temperatura más baja de la escala. La calibración se realiza en sentido creciente de las temperaturas en al menos cinco puntos distribuidos uniformemente en el rango de uso del instrumento.

Una vez realizada la medida a la temperatura más alta de calibración, se vuelve a medir a la temperatura inicial para calcular la estabilidad del termómetro durante la calibración. La estabilidad se define como la diferencia de correcciones obtenidas entre el punto más bajo y más alto de la escala.

Transcurrido un tiempo prudencial para la estabilización, que se comprueba con la lectura del patrón, se realiza la secuencia de medición que se describe a continuación:

• Lectura máxima del patrón 1.
• Lectura mínima del patrón 1.
• Lectura máxima de los termómetros a calibrar.
• Lectura mínima de los termómetros a calibrar.
• Lectura máxima del patrón 2.
• Lectura mínima del patrón 2.

Cálculos

Una vez efectuadas las distintas medidas, para cada punto de calibración se calcula la media de las lecturas máxima y mínima de cada lectura del patrón (P₁ y P₂).

P₁=( P₁max+ P₁min)/2

P₂=( P₂max+ P₂min)/2

Se halla la media de las lecturas del patrón obtenidas, este valor se toma como temperatura de referencia (Tref).

Tref=( P₁+P₂)/2

Se halla la media de las lecturas del instrumento obtenidas, este valor se toma como temperatura del instrumento (Ti).

Ti=(Tmax+Tmin)/2

Se halla la diferencia entre la temperatura de referencia y la temperatura del instrumento, este valor se toma como corrección (Ci).

Ci=Tref-Ti

Expresión de los resultados

Los resultados de la calibración del termómetro se expresan normalmente en forma de tabla y deben indicar temperatura de referencia, lectura y estabilidad del instrumento, corrección e incertidumbre (la estimación de la incertidumbre de calibración se realiza siguiendo un procedimiento específico determinado).

Emisión del certificado de calibración

Por último, se emite el certificado correspondiente a la calibración del termómetro, en el cual se recogen los resultados de la calibración y donde la trazabilidad ha de quedar garantizada. En este caso, la mejor evidencia de asegurar dicha trazabilidad es que el certificado emitido lleve el sello ENAC, ya que supone el reconocimiento formal de la competencia técnica del laboratorio para realizar la calibración según la Norma UNE-EN ISO/IEC 17025. De esta forma el certificado tendrá validez oficial, tanto a nivel nacional como en la mayoría de los países de la Unión Europea.