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Timestamp: 2019-01-23 17:36:52+00:00

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Página 1. OBJETO .............................................................................................4 2. ALCANCE ..........................................................................................4 3. DEFINICIONES ..................................................................................6 4. GENERALIDADES .............................................................................9 5. DESCRIPCIÓN.................................................................................11 5.1. 5.2. 5.3. 5.4. Equipos y materiales ...............................................................11 Operaciones previas.................................................................12 Proceso de calibración .............................................................15 Toma y tratamiento de datos ....................................................27
6. RESULTADOS .................................................................................28 6.1. Cálculo de incertidumbres ........................................................28 6.2. Interpretación de resultados .....................................................44 7. REFERENCIAS ...............................................................................45 8. ANEXOS...........................................................................................46
Procedimiento EL-001. Edición DIGITAL 1
1. OBJETO El presente procedimiento tiene por objeto dar a conocer los métodos y la sistemática necesaria para realizar la calibración de multímetros digitales, cuya resolución no sea mejor de 5 ½ dígitos. Según la Clasificación de instrumentos de Metrología Eléctrica [1], este instrumento se denomina técnicamente multímetro numérico, y su código de identificación es el 13.03, no obstante se empleará la denominación de multímetro digital a lo largo de este procedimiento, por ser esta última mayoritariamente empleada tanto en empresas como en laboratorios.
2. ALCANCE El ámbito de aplicación del presente procedimiento se limita a la calibración de multímetros digitales mediante el uso de calibradores eléctricos multifunción, y por tanto no es aplicable a multímetros de elevada exactitud, que requieren el uso de instrumentos de mayor nivel metrológico como son patrones de tensión continua electrónicos, divisores de tensión, detectores de nulo, resistencias patrón, patrones de transferencia térmica cc/ca, etc. Como la resolución (ver apartado 3 de definiciones), y la exactitud de un multímetro digital, son características que evolucionan normalmente de una forma paralela (cuanto mejor es la resolución del multímetro, mejor son también la exactitud y especificaciones del multímetro),y teniendo en cuenta las características metrológicas de los calibradores multifunción actualmente disponibles en el mercado, se puede afirmar que en general los multímetros cuya resolución sea igual o menor de 5 ½ dígitos se pueden calibrar mediante un calibrador multifunción y están por tanto dentro del alcance de este procedimiento.
No obstante siempre que se satisfaga el principio básico de que la incertidumbre de calibración no sea mayor de un tercio, y preferiblemente de una décima, del error de utilización permitido para el instrumento a calibrar [2], será aconsejable utilizar el procedimiento de calibración aquí descrito. En función de las características del calibrador y del instrumento a calibrar este procedimiento puede ser aplicable también para multímetros de mejor resolución (por ejemplo de 6 ½ dígitos ), o por el contrario, no ser adecuada su utilización para la calibración de algún modelo de 5 ½ dígitos de resolución. Este procedimiento es aplicable a la calibración de multímetros digitales con capacidad para medir magnitudes de los siguientes rangos: Tensión continua: 1 mV a 1000 V Tensión alterna : 10 mV a 1000 V (frecuencia de 10 Hz a 1 MHz). Intensidad continua : 1 mA a 20 A Intensidad alterna: 1 mA a 20 A (10 Hz a 10 kHz) Resistencia: 1Ω a 100 MΩ
Los campos de medida descritos pueden variar según el tipo de calibrador, y su trazabilidad a patrones nacionales o internacionales. Este procedimiento no es aplicable a instrumentos que aún midiendo algunas de las magnitudes indicadas estén previstos principalmente para medidas de otras magnitudes como la potencia, energía, impedancia en corriente alterna, o para medidas a frecuencias superiores a 1 MHz. En estos casos no obstante, el procedimiento sería aplicable para la calibración parcial de estos instrumentos en tensión continua y alterna, intensidad continua y alterna y resistencia. Este procedimiento es aplicable también a instrumentos digitales que solamente midan algunas de las magnitudes antes indicadas, por ejemplo voltímetros digitales, pero no es aplicable a instrumentos desarrollados para aplicaciones especiales, ni a instrumentos analógicos.
etc. además de otras específicas para el presente procedimiento. Calibración [7]: Conjunto de operaciones que establecen. la potencia eléctrica. El uso y aplicación de estas posibilidades de calibración adicionales quedan fuera del alcance del presente procedimiento. Edición DIGITAL 1 Página 6 de 50 . el ángulo de fase. la relación entre los valores de una magnitud indicados por un instrumento de medida o un sistema de medida. la temperatura. en condiciones especificadas. semiautomático o manual. DEFINICIONES Son de aplicación las definiciones generales de la referencia [7] que se indican a continuación. Ajuste [7]: Operación destinada a llevar un instrumento de medida a un estado de funcionamiento conveniente para su utilización. El ajuste puede ser automático. y los valores correspondientes de esa magnitud realizados por patrones. o los valores representados por una medida materializada o por un material de referencia. Procedimiento EL-001.MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO NOTA: Modernamente algunos calibradores eléctricos multifunción disponen de la posibilidad de generar o simular magnitudes adicionales además de las clásicas de tensión. estas magnitudes suelen ser la capacidad eléctrica. Como consecuencia de existir diferencias funcionales entre los multímetros a los que se podría aplicar este procedimiento habrá que tener en cuenta estas diferencias en la redacción de las instrucciones de calibración que se elaboren tomando como guía este procedimiento. 3. intensidad y resistencia.
así como otros instrumentos eléctricos de aplicación más específicos. intensidad alterna. tensión alterna. y resistencia. Los resultados de una calibración pueden consignarse en un documento denominado. a veces certificado de calibración o informe de calibración. Calibrador multifunción: Instrumento que suministra en sus bornes de salida las magnitudes básicas eléctricas. Este instrumento constituye por sus características prácticamente un pequeño laboratorio de calibración. intensidad continua. tensión continua. la magnitud s que caracteriza la dispersión de los resultados. Edición DIGITAL 1 Página 7 de 50 .MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO NOTAS: El resultado de una calibración permite atribuir a las indicaciones los valores correspondientes del mensurando o bien determinar las correcciones a aplicar en las indicaciones. dada por la fórmula: s= ∑ ( x − x) n =1 n 2 n −1 siendo xi el resultado de la i-ésima medición y siendo la media aritmética de los n resultados considerados: x= ∑x i =1 n i n Procedimiento EL-001. que son necesarias para la calibración tanto de multímetros digitales como analógicos. Desviación estándar experimental [7]: Para una serie de n mediciones de un mismo mensurando. en distintos rangos.
NOTA: La incertidumbre de medida comprende. Procedimiento EL-001.MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO NOTA: La expresión s / n es una estimación de la desviación estándar de la distribución de la media de x . basadas en la experiencia adquirida o en otras informaciones. Este concepto se aplica principalmente cuando se compara el instrumento con un patrón de referencia. en general. y se denomina desviación estándar experimental de la media. varios componentes. Los otros componentes. Algunos pueden ser evaluados a partir de la distribución estadística de los resultados de series de mediciones y pueden caracterizarse por sus desviaciones estándar experimentales. se evalúan asumiendo distribuciones de probabilidad. que también pueden ser caracterizados por sus desviaciones estándar. Resolución [7]: La menor diferencia de indicación de un dispositivo visualizador que puede percibirse de forma significativa. diferencia de la indicación que corresponde al cambio de una unidad en la cifra menos significativa. Incertidumbre de medida [7]: Parámetro. que caracteriza la dispersión de los valores que podrían razonablemente ser atribuidos al mensurando. asociado al resultado de una medición. NOTA: Para un dispositivo visualizador digital. Error de un instrumento de medida [7]: Indicación de un instrumento de medida menos un valor verdadero de la magnitud de entrada correspondiente. Edición DIGITAL 1 Página 8 de 50 .
donde el primer número (la cifra 3) representa el número de dígitos que pueden variar de 0 a 9. en el ejemplo anterior la resolución se podría expresar como 31/2 dígitos. un 0. pero no otros. tiene en el caso de los multímetros digitales una interpretación particular.MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO La definición de resolución del Vocabulario Internacional de términos básicos y generales de metrología [7]. La fracción representa que el primer dígito puede tomar uno o más valores distintos de cero. por medio de una cadena ininterrumpida de comparaciones teniendo todas las incertidumbres determinadas. 1. Trazabilidad [7]: Propiedad del resultado de una medición o de un patrón tal que pueda relacionarse con referencias determinadas. excluyendo el cero.05% del fondo de escala. 4. por ejemplo. generalmente a patrones nacionales o internacionales. Procedimiento EL-001. GENERALIDADES El multímetro digital es un instrumento con capacidad para medir tensión e intensidad tanto en continua como en alterna. La resolución de un multímetro digital se expresa muy frecuentemente como un número entero y una fracción. y las restantes capacidades de medida se obtienen mediante circuitos auxiliares que se adicionan a este circuito básico. igualmente tiene capacidad de medida de resistencia y cuenta con representación numérica de los resultados. siendo el denominador el número total de posibles valores incluido el cero. siendo ésta consecuencia del método de medida utilizado y del diseño. si el máximo valor que se puede visualizar en la pantalla es 1999. La fracción se determina indicando en el numerador el número de valores posibles del primer dígito. Edición DIGITAL 1 Página 9 de 50 . La diferencia entre los distintos modelos radica principalmente en la exactitud conseguida. El sistema básico de medida de un multímetro digital lo constituye un convertidor analógico digital. es decir puede tomar por ejemplo los valores 0. y si el menor cambio de indicación que puede apreciarse es del último dígito. o sea. entonces la resolución es de 1/1999.
midiendo la tensión resultante con los atenuadores y convertidor analógico/digital ya mencionados. Procedimiento EL-001. tanto alterna como continua pasan a través de atenuadores para adaptar el nivel de tensión a la entrada del convertidor. y exactitud). La salida digital se puede enviar a una o varias puertas. incluyendo la pantalla principal o salidas IEEE 488. Edición DIGITAL 1 Página 10 de 50 . rechazo en modo normal. etc. En él puede observarse que el sistema básico de medida lo constituye el bloque que realiza la medida de tensión continua (convertidor analógico/digital ). y RS232. Para la medida de resistencia el instrumento dispone de una fuente de intensidad de continua (convertidor de ohmios) que se hace circular por la resistencia. y es el responsable de muchas de las características del multímetro (velocidad de lectura. resolución. La Figura 1 muestra el diagrama de bloques de un multímetro digital. Las medidas de tensión alterna se realizan mediante una conversión alterna/continua y medida posterior de la tensión continua con el convertidor analógico/digital. Las medidas de tensión. Esta capacidad presenta una serie de ventajas importantes como la facilidad de manejo. Las medidas de intensidad se realizan mediante unas resistencias o shunts por las que circula la intensidad a medir provocando una caída de tensión. 5 1/2 dígitos. 41/2 .MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO Otro factor importante a considerar es la resolución o número de dígitos de su pantalla de representación y que normalmente se utiliza para definir el multímetro ( 31/2 . ). linealidad. y que las restantes medidas se fundamentan en ésta. y la posibilidad de aplicar técnicas estadísticas o de tratamiento posterior de las mediciones realizadas. El convertidor analógico/digital convierte la entrada analógica de tensión continua en una salida digital. Muchos multímetros actuales (normalmente con resolución mejor o igual de 51/2 dígitos ) se pueden controlar por software con un ordenador a través de un bus RS232 o de otro tipo.
Diagrama de bloques de un multímetro digital.1. (símbolo: A) Para la resistencia eléctrica: ohmio o ohm. SI). bien a través de potenciómetros y condensadores variables (para multímetros de mano de 31/2 dígitos). Por otra parte los multímetros digitales suelen tener posibilidad de ajuste. Edición DIGITAL 1 Página 11 de 50 .MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO AC ENTRADA HI Amperios Atenuador AC Atenuador DC Convertidor de Ohms Convertidor AC/DC Pantalla Digital Convertidor A/D SALIDA DC Referencia Shunts de precisión LO Ohms Figura 1. DESCRIPCIÓN 5. Unidades empleadas en este internacional de unidades. (símbolo: Ω) 5. a través del almacenamiento en memoria no volátil de nuevas constantes de calibración introducidas con el teclado o mediante bus de comunicación RS 232 o similar. (símbolo: V) Para la intensidad eléctrica: amperio o ampere. procedimiento (las del sistema Para la tensión eléctrica: voltio o volt. Equipos y materiales Para realizar la calibración descrita en este procedimiento es necesario disponer de un calibrador eléctrico multifunción con el Procedimiento EL-001. bien. en otros casos.
En otros casos los propios calibradores son capaces de generar intensidades de hasta 10A. modelo y número de serie correspondiente. sin tener que recurrir a amplificadores de transconductancia por encima de 2A. Como regla general se puede admitir que calibradores multifunción cuyas especificaciones absolutas a un año (o exactitud a un año incluyendo la incertidumbre de calibración del calibrador) facilitadas por el fabricante sean iguales o mejores del 0. ó 20A. 5. Si no fuera así se le asignará un código de identificación que se adherirá o fijará de forma segura sobre el multímetro. b) Se estudiará el manual de operación del multímetro a calibrar. o con un código interno del propietario del multímetro unívoco.2. Edición DIGITAL 1 Página 12 de 50 . son adecuados para realizar las calibraciones descritas en este procedimiento. de forma que la persona que realice la calibración esté familiarizada con su manejo. Operaciones previas Antes de iniciar la calibración se realizarán las siguientes operaciones previas: a) Se comprobará que el multímetro digital está identificado de forma permanente con su marca. Este calibrador debe tener capacidad de generar las magnitudes y campos de medida para los que se vaya a aplicar el procedimiento dentro de los indicados en el apartado 2. Se dispondrá también de las Procedimiento EL-001. NOTA: Para realizar la calibración de multímetros en intensidad continua o alterna por encima de 2A es necesario utilizar en ocasiones amplificadores de transconductancia que suministran una intensidad de salida proporcional a la tensión aplicada con el calibrador a su entrada.MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO que se pueda conseguir preferentemente una incertidumbre de calibración al menos tres veces más pequeña que la tolerancia permitida para el multímetro que se desea calibrar durante su uso habitual.01% de la lectura en tensión continua.
d) Se comprobará el estado de la batería (todos los multímetros de mano van equipados de una batería que les permite funcionar sin conexión a la red eléctrica). c) Se comprobará que el multímetro digital no tiene fundidos ninguno de los fusibles internos de protección. o estar calculada en función del uso concreto al que se destina el multímetro digital. g) Se comprobará el estado de calibración del calibrador multifunción.1 se determinará la necesidad o no de realizar ajustes en el multímetro. e) Se fijará cuál es la tolerancia de uso asignada al multímetro digital. y que los calibres y curvas de fusión son los indicados por el fabricante. Algunos multímetros digitales de 31/2 dígitos no tienen la posibilidad de ser ajustados.MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO instrucciones de ajuste del fabricante. h) Se comprobará que el valor nominal de la tensión de alimentación y las posibles variaciones son adecuadas para el funcionamiento del calibrador y del multímetro a calibrar. f) Se dispondrá del manual de usuario del calibrador multifunción. Edición DIGITAL 1 Página 13 de 50 . y en caso necesario se procederá a su sustitución. pudiendo coincidir con las especificaciones del fabricante. Procedimiento EL-001. En ocasiones en el manual del multímetro se indica un procedimiento para comprobar el estado de los fusibles sin desmontar la tapa del mismo. siguiendo las instrucciones del manual del multímetro. por si en el transcurso de la calibración se determinara la necesidad de realizar ajustes al multímetro. y si dicho certificado garantiza la trazabilidad e incertidumbre apropiadas a las medidas que se van a realizar en el transcurso de la calibración. y la persona que realice la calibración estará familiarizada con su manejo.3. Los errores obtenidos en la calibración se compararán con esta tolerancia permitida de forma que siguiendo los criterios del apartado 5. si dispone de un certificado de calibración en vigor.
En cualquier caso consultar el manual de instrucciones del calibrador multifunción. Es posible realizar la calibración a temperaturas distintas de las anteriormente indicadas. j) La calibración se realizará manteniendo una temperatura ambiente comprendida entre 18 °C. k) La humedad relativa no sobrepasará el 70%. y del multímetro si éste tiene conexión a red. durante un tiempo previo al inicio de la calibración para conseguir la estabilización térmica. i) Se conectarán a la red de alimentación eléctrica el calibrador multifunción y el multímetro a calibrar en los casos en que éste último disponga de conexión a red. y 28 °C que es el margen normal en el que los calibradores multifunción mantienen sus especificaciones.MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO Normalmente una tensión de 230 voltios ± 10 % es adecuada para el funcionamiento de la mayoría de los calibradores. pero en este caso será necesario tener en cuenta este hecho en la asignación de incertidumbres de calibración. m) Se comprobará mediante medida o mediante consulta de las especificaciones del calibrador que la distorsión armónica total de las señales de tensión e intensidad alterna aplicadas con el calibrador sea inferior al 1%. pero como regla general es un mínimo de 30 minutos. El tiempo de estabilización térmica cambia de un instrumento a otro. l) Se comprobará que el calibrador multifunción y el multímetro a calibrar (cuando disponga de conexión a red) están conectados a una base de enchufe que incluya un conductor de protección o toma de tierra como medida elemental de protección frente a contactos indirectos. Edición DIGITAL 1 Página 14 de 50 . encaminadas a comprobar el estado general de funcionamiento del multímetro (por ejemplo Procedimiento EL-001. aunque en algunos casos es posible admitir valores de hasta el 80% (consultar para ello los manuales del calibrador y del multímetro a calibrar). n) Se realizarán las pruebas iniciales descritas en el manual técnico del multímetro a calibrar. y en caso contrario se tendrá en cuenta su influencia.
comprobación de la pantalla de visualización. están presentes. Secuencias posibles de calibración Procedimiento EL-001. Edición DIGITAL 1 Página 15 de 50 . presionar la tecla de borrado del calibrador (RESET o similar). deben ser observadas todas las precauciones de trabajos con riesgo eléctrico.3. bien en los terminales externos o internamente.3. • • 5. Utilizar cables con terminales o bananas que una vez introducidas en las bornas correspondientes del calibrador o multímetro a calibrar no presenten partes activas accesibles. Por lo tanto antes de realizar cualquier conexión eléctrica a las bornas del calibrador. siguiendo de forma ordenada la secuencia de operaciones indicadas en el procedimiento. tensiones peligrosas para las personas.MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO “autotest de encendido”.1. etc). para evitar riesgos al personal que realiza la calibración. Proceso de calibración 5. y comprobar que la señalización que indica que no hay señal en bornas del calibrador está activa (señalización STANDBY o similar). durante la realización de la calibración o de los ajustes y comprobaciones que fuera necesario realizar. Utilizar cables con el nivel de aislamiento adecuado para evitar la perforación de su aislamiento (usar cables que soporten como mínimo 2000 voltios a 50Hz). En cualquier caso tomar como referencia las instrucciones facilitadas por el fabricante en el manual técnico. Como medidas elementales de seguridad se señalan las siguientes: • No realizar ninguna conexión a las bornas de salida del calibrador si hay tensión presente en esas bornas. Para evitar daños irreparables. ADVERTENCIA: Tanto en el instrumento a calibrar como en la instrumentación utilizada para la calibración.
La secuencia 3) solamente se debe aplicar cuando el estado del multímetro antes de la calibración no sea importante. La calibración final comprueba que los ajustes realizados son correctos y nos asegura la trazabilidad. 2) Calibración sin ajustes. De esta forma la primera calibración nos proporciona información del estado del instrumento durante el período de tiempo transcurrido desde la última calibración. Ajustes. Se deberán establecer en función del uso previsto para el multímetro. porque es nuevo. Algunas guías Procedimiento EL-001. y si como consecuencia de esta primera calibración el equipo requiere ajuste.MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO El proceso de calibración seguirá una de las tres secuencias descritas a continuación: 1) Calibración inicial. por ejemplo porque se acaba de reparar. porque estaba previamente fuera de uso. La secuencia 1). En este caso se conservarán registros tanto de la calibración inicial como final. Se procederá al ajuste cuando la desviación obtenida sea mayor que el límite de tolerancia establecido disminuido en la incertidumbre de calibración. etc. Calibración final. unos límites de tolerancia a partir de los cuales se realizará el ajuste del instrumento o se limitará el uso del multímetro. La secuencia 2) se puede considerar como una variante de la secuencia 1) aplicable cuando los errores encontrados en la calibración sean inferiores a unos límites establecidos. se realiza dicho ajuste seguido de una calibración final. es la secuencia normal: primero se realiza una calibración inicial. 3) Ajuste. Calibración final. Edición DIGITAL 1 Página 16 de 50 .
Si el multímetro se va a usar para una aplicación con un campo de medida específico es posible y recomendable definir otros puntos de medida. Los ajustes se deben realizar siempre siguiendo el manual del fabricante del multímetro. y otra segunda para multímetros de 51/2 dígitos.2.3. ó 41/2 dígitos. El valor del 90% indica un punto arbitrario situado próximo del fondo de escala. Las siguientes observaciones sirven para interpretar las dos tablas: Los puntos de calibración están indicados en tanto por ciento del fondo de escala. unos límites del 70% de la tolerancia de uso (que habitualmente coincide con la especificación del fabricante a un año).MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO establecen como criterio de ajuste. Edición DIGITAL 1 Página 17 de 50 . En el caso de resistencias. y desde el 0. distinguiendo dos tablas.5% al 10% en alterna. 5. El valor del 10% indica un punto arbitrario situado al principio de la escala. para multímetros de 31/2 . para una relación entre tolerancia e incertidumbre comprendida entre 3 y 10. En las tablas siguientes se indican los puntos de medida recomendados para realizar una calibración completa de un multímetro digital. en el orden y en los puntos indicados. el valor real puede variar del 50% al 99 % del fondo de escala. ó 41/2 dígitos.[ 3 ]. el valor real puede variar desde el 0% hasta el 10% en continua. una para multímetros de 31/2. y del 50% de la tolerancia para multímetros de mejor resolución. el valor mínimo se puede reducir hasta el 30%. No obstante cuando se trata de un rango en el que se está comprobando la Procedimiento EL-001.Definición de los puntos de medida.
Para confeccionar la tabla se ha tomado como guía la referencia [3]. el valor de prueba real puede variar entre 200 Hz y 1kHz en función del modelo de multímetro a calibrar. .90 % 10 %. El valor de frecuencia de 1kHz está pensado como una frecuencia de prueba central. aunque el valor de la frecuencia de prueba puede variar entre 40 y 60 Hz. Edición DIGITAL 1 Página 18 de 50 . Tabla 1: Puntos de calibración para multímetros de 31/2 . ó 41/2 dígitos RANGOS TENSIÓN CONTINUA TODOS UN RANGO INTERMEDIO 3 5 10 %. 90 %.MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO linealidad (midiendo cinco puntos en el mismo rango). y 2. . ya que el número de frecuencias reales de prueba dependerá del margen de frecuencias de medida del multímetro a calibrar. Los valores de las frecuencias de prueba superiores a 1kHz están indicados entre paréntesis. se ha supuesto que el multímetro a calibrar tiene una gama de frecuencias en tensión e intensidad alterna como mínimo mayor o igual de 1kHz. 90 %. Para multímetros de 51/2 dígitos y mejores es recomendable evitar una frecuencia de prueba de 50 Hz. . El valor de frecuencia de 50 Hz está pensado para comprobar el funcionamiento del multímetro a frecuencia industrial. el valor del 90% se debe entender en sentido estricto. NOTA Para la determinación del número de puntos de medida indicados en la columna central de las Tablas 1. 50 %.50 %.90 % Nº DE PUNTOS VALORES DE PRUEBA (% FONDO DE ESCALA) Procedimiento EL-001. para eliminar un posible acoplamiento con la frecuencia de la red de alimentación.
(20-100) kHz INTENSIDAD ALTERNA TODOS 2 90 % a 50 Hz.90 % 50 %. 50 % a 50 Hz ó 1 kHz 90 % a 50 Hz.5 V UN RANGO INTERMEDIO Nº DE PUNTOS VALORES DE PRUEBA (% FONDO DE ESCALA) 1 2 90 % 0 %. Edición DIGITAL 1 Página 19 de 50 . (20 kHz) 4¸6 10 %. 50 Hz. 1 kHz. Procedimiento EL-001. 90 % a 50 Hz.5 V RANGOS MAYORES O IGUALES DE 0. 1 kHz 90 %. 1 kHz Tabla 2: Puntos de calibración para multímetros de 51/2 dígitos. 90 % RANGOS RESISTENCIA TODOS EL RANGO MENOR TENSIÓN ALTERNA RANGOS MENORES DE 0. 90 % 4 2¸3 10 %.MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO RANGOS INTENSIDAD CONTINUA TODOS UN RANGO INTERMEDIO RANGO IGUAL O MAYOR DE 1A Nº DE PUNTOS VALORES DE PRUEBA (% FONDO DE ESCALA) 1 2 2 90 % 90 %. 1kHz. .
(20) kHz 90 % a 50 Hz. (20-50-100) kHz 10 % a 50 Hz.5 V 4 2 3 3 10 %.50 %. 90 % 4¸6 10 %. .MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO RANGOS Nº DE PUNTOS VALORES DE PRUEBA (% FONDO DE ESCALA) TENSIÓN CONTINUA TODOS UN RANGO INTERMEDIO 3 5 10 %. 90 %. 90 %. 1kHz. 90 % a 50 Hz. 90 % 2 10 %. 90 %. 90 %. . .1kHz.90 % RANGO MAYOR DE 200 V INTENSIDAD CONTINUA TODOS UN RANGO INTERMEDIO RANGO MAYOR O IGUAL DE 1 A RESISTENCIA TODOS TENSIÓN ALTERNA RANGOS MENORES DE 0. (20) kHz 10 % a 50 Hz. 1kHz. . 90 % 10 %.90 % RANGOS Nº DE PUNTOS VALORES DE PRUEBA (% FONDO DE ESCALA) 10 %.90 % 10 %.5 V 4¸8 UN RANGO INTERMEDIO 5 ¸ 10 Procedimiento EL-001. (20) kHz 50 % a 1 kHz RANGOS MAYORES O IGUALES DE 0. 50 %. . Edición DIGITAL 1 Página 20 de 50 . 1kHz.90 % 10 %. 50 %. 50 %.
mejores especificaciones (que es usualmente la más lenta y con mejor resolución). medidas a dos o cuatro terminales. (50) kHz 90 % a 50 Hz. 50 Hz. A continuación se indican la forma de conexión. Si se va a utilizar el multímetro en otras configuraciones se comprobará el correcto funcionamiento de las mismas. Edición DIGITAL 1 Página 21 de 50 . (20-50-100300) kHz RANGO MAYOR DE 200 V 5¸8 10 % a 50 Hz. elegir para la calibración la que presente. etc. así como algunas precauciones a tener en cuenta al realizar la calibración en las distintas magnitudes.(30) kHz INTENSIDAD ALTERNA TODOS 3 10 %. según el manual del fabricante. Procedimiento EL-001. e indicarlas igualmente en el informe de calibración.MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO 90 % a 50 Hz. Si es posible configurar el multímetro en varias formas de medida (cambiando la resolución o la velocidad de medida. 1 kHz 90 %. 1kHz. En el caso de que una vez aplicado el nivel de señal con el calibrador no existan variaciones en la indicación del multímetro será suficiente con anotar una sola medida.). 1kHz.3 Conexiones y realización de las medidas.3. 1 kHz 5. Salvo en algunos casos para tensión e intensidad alterna es muy habitual que durante la calibración de este tipo de multímetros no existan variaciones en la indicación de salida con lo cual se simplifica notablemente el proceso de calibración. 1kHz. En cada uno de los puntos de calibración definidos se realizarán cinco medidas superado el posible régimen transitorio. (20) kHz 50 % a 1kHz. Anotar siempre en la hoja de toma de datos las configuraciones seleccionadas en el multímetro a calibrar.
es necesario usar conductores y conectores de cobre u otros materiales que generen bajas fuerzas termo electromotrices en su unión con el cobre.MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO NOTA: Para evitar lazos de tierra y ruido que distorsionen los resultados de la calibración. por ejemplo. Edición DIGITAL 1 Página 22 de 50 . Procedimiento EL-001. y anotar la lectura obtenida. Para evitar errores inducidos por fuerzas electromotrices de origen térmico. Para realizar la calibración. etc. LO). a los bornes de medida de tensión del multímetro. Para el resto de multímetros que no dispongan de este tipo de funciones conectar antes de iniciar la calibración. (los multímetros de 51/2 dígitos suelen disponer de funciones automáticas de ajuste de cero. En cualquier caso seguir siempre el manual de instrucciones donde se describe la forma de realizar estos ajustes. Cuando el multímetro a calibrar funciona con batería o está completamente aislado de tierra en sus bornes de medida. “ZERO”. No usar. asegurándose entonces de que el terminal bajo (LO) del calibrador está aislado de tierra. el valor que se obtuvo al aplicar el cortocircuito. Tensión continua. y alterna Antes de iniciar la calibración en tensión continua. especialmente importantes en las medidas de pequeñas tensiones en continua.). Esta conexión a tierra se puede realizar en el terminal bajo (LO) del multímetro a calibrar. El ajuste de cero descrito no se realiza en tensión alterna. “MATHNULL”. un cortocircuito de cobre limpio entre los terminales de medida de tensión del multímetro. se conectará la salida de tensión del calibrador (HI. cualquier otra medida de tensión continua se realizará restando al valor leído en el multímetro en cada caso. conectores niquelados. se debe realizar un ajuste de cero en el multímetro. solamente debe existir un único punto de conexión a tierra. también es posible realizar esta conexión a tierra en el terminal bajo del calibrador.
Existen tres formas de conexión que se analizan a continuación. Para realizar este ajuste previo consultar el manual del multímetro a calibrar. etc. y del valor de la resistencia a medir. Procedimiento EL-001.MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO Para calibración de multímetros digitales en tensión no es necesario utilizar conexiones a cuatro hilos que eviten caídas de tensión. tienen la posibilidad de realizar un ajuste de cero. Intensidad continua. Las conexiones a realizar para la calibración del multímetro en su función de medida de resistencia dependen del tipo de multímetro (en concreto de si es posible realizar medidas a cuatro hilos. “rel”. LO). Medida de resistencia. a los bornes de medida de intensidad del multímetro. y la pantalla a los terminales LO. y por tanto las caídas de tensión en los cables de conexión son insignificantes para los niveles de incertidumbre asociados a este tipo de equipos. y activando a continuación la función de compensación correspondiente (“zero”. conectando el cable interno a los terminales HIGH. Para calibraciones de tensión alterna a frecuencias superiores a 10 kHz. Se conectará la salida de intensidad del calibrador (HI. Nota importante: algunos multímetros de 51/2 dígitos .) . o solamente a dos hilos). e incluso algunos de 41/2 con capacidad de medida de resistencia a cuatro hilos. Edición DIGITAL 1 Página 23 de 50 . es conveniente usar conductores de conexión coaxiales. Para intensidades superiores a 2A. puede ser necesario el uso de un amplificador de transconductancia. ya que la impedancia de entrada de los multímetros digitales a calibrar es normalmente mayor o igual de 1 MΩ. y alterna. conectando un cortocircuito adecuado a los bornes de medida de resistencia a cuatro hilos.
Activar la salida del calibrador y anotar la lectura del multímetro a calibrar. no se requiere el uso de otros métodos de medida. Es la forma de conexión habitual para la calibración de multímetros en los que. Edición DIGITAL 1 Página 24 de 50 . También es posible activar al realizar la primera fase una función específica en el multímetro a calibrar (“zero”. sin conectar la compensación a dos hilos del calibrador. El método c) se empleará si se trata de calibración de multímetros con capacidad de medida a cuatro terminales. 2) Realizar la calibración restando de las lecturas obtenidas la resistencia medida en el paso anterior. como los que se exponen a continuación. Se conectan mediante dos cables las salidas (HI. debido a su tolerancia asignada. En este caso el valor de la resistencia medida por el multímetro digital corresponde al valor de la resistencia que presenta el calibrador. más las resistencias de contacto. para valores de resistencia inferiores es preferible utilizar el método b). para que se calcule la diferencia de forma automática. Para evitar los errores debidos a los cables y a las resistencias de contacto se realizarán las medidas en dos fases: 1) Seleccionar con el calibrador una resistencia de valor 0Ω. más la resistencia de los dos cables de conexión. Procedimiento EL-001. “rel”). Este método es aplicable siempre que la resistencia a medir sea mayor o igual de 10 kΩ. LO ) del calibrador con los dos bornes de medida de resistencia del multímetro.MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO a) Medidas a dos hilos sin compensación.
en que puede usarse el método a). Activar la salida del calibrador y anotar la lectura del multímetro a calibrar. LO. Se conectan mediante cuatro cables las salidas (HI. más una pequeña resistencia de contacto. Procedimiento EL-001. Es la forma de conexión recomendada para la calibración de multímetros que miden resistencia a dos hilos. Edición DIGITAL 1 Página 25 de 50 . Para evitar los errores debidos a las resistencias de contacto se realizarán las medidas en dos fases: 1) Seleccionar con el calibrador una resistencia de valor 0Ω. uniendo en estos dos bornes las parejas de cables HI. y LO.MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO Figura 2. Medidas de resistencia a dos hilos sin compensación b) Medidas a dos hilos con compensación. y conectando la compensación a dos hilos del calibrador. y HI sense. En este caso el valor de la resistencia medida por el multímetro digital corresponde al valor de la resistencia que presenta el calibrador. LO sense) del calibrador con los dos bornes de medida de resistencia del multímetro. salvo para valores de resistencia superiores a 10 kΩ.
LO sense ) del calibrador con los cuatro bornes de medida de resistencia del multímetro. Medidas de resistencia a dos hilos con compensación c) Medidas a cuatro hilos. 3) Es recomendable conectar en el multímetro los cables de medida tensión (“sense”) por debajo de los que inyectan la corriente (“source”). Es la forma de conexión recomendada para la calibración de multímetros que miden resistencia a cuatro hilos. En este caso el valor de la resistencia medida por el multímetro digital corresponde al valor de la resistencia que presenta el calibrador. LO. sin incluir ninguna resistencia de contacto.MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO 2) Realizar la calibración restando de las lecturas obtenidas la resistencia medida en el paso anterior. Figura 3. Cuando un multímetro Procedimiento EL-001. conectando la compensación a cuatro hilos del calibrador. “rel”). y HI sense. También es posible activar al realizar la primera fase una función específica en el multímetro a calibrar (“zero”. Edición DIGITAL 1 Página 26 de 50 . Se conectan mediante cuatro cables las salidas (HI. que calcule la diferencia de forma automática.
3. Si existe variación en la indicación del multímetro se realizarán cinco medidas y se hallará la media y la desviación típica. es decir.4. Lecturas obtenidas en el multímetro a calibrar.MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO tiene capacidad de medir resistencia a cuatro hilos. Figura 4. Error asociado a la calibración en cada punto (diferencia entre la lectura del multímetro y el valor aplicado por el calibrador). Edición DIGITAL 1 Página 27 de 50 . A continuación se compararán los errores obtenidos con las tolerancias asignadas al multímetro digital para determinar o no la necesidad de realizar ajustes. a cuatro hilos. según los criterios del apartado 5. es suficiente realizar la calibración en su funcionalidad mejor. Toma y tratamiento de datos Para cada punto de calibración se anotarán los siguientes datos: Estímulo aplicado con el calibrador. y a dos hilos. Medidas de resistencia a cuatro hilos con compensación 5.1. Procedimiento EL-001.
de la indicación obtenida con el multímetro a calibrar para tensión continua y medidas de resistencia a dos hilos requiere que se realicen dos medidas. que controle al multímetro a calibrar. se repetirá la calibración en esos puntos para confirmar la bondad de los resultados obtenidos. indicación del multímetro cuando se aplica un cortocircuito en su entrada. Edición DIGITAL 1 Página 28 de 50 .( ViX0 + δViX0) . eX = ViX + δViX . Cálculo de incertidumbres La asignación y expresión de incertidumbres se realizará siguiendo los criterios del documento EA4-02 [4]. En primer lugar se determinará la expresión de la magnitud de salida (que es el error del multímetro a calibrar en cada punto de calibración). La toma de datos se podrá realizar de forma manual o mediante ordenador y un bus de comunicación IEEE. 6. eX. en función de las distintas magnitudes de entrada.(VS+ δVS ) donde: ViX ViX0 : : indicación del multímetro cuando se aplica la señal (tensión. Procedimiento EL-001. La determinación del error. por tratarse por ejemplo.1. existiera duda sobre alguno de los valores obtenidos.MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO En el caso de que una vez determinados los errores. y se conservarán los ficheros de datos primarios que permitan reconstruir la calibración automática realizada. En el último caso se deberá validar el programa informático utilizado antes de realizar la calibración. una primera con la señal aplicada y una segunda con un cortocircuito en bornes del multímetro. de errores muy superiores a las tolerancias asignadas al multímetro en calibración. RESULTADOS 6. resistencia) con el calibrador.
corrección debida a la resolución finita del multímetro cuando se aplica el cortocircuito. δVS = δVSD + δVSC + δVST + δVSP + δVSL + δVST + δVSE donde: δVSD : δVSC : δVST : δVSP : δVSL : δVST : δVSE : NOTA: El error. valor de la señal (tensión o resistencia) aplicada con el calibrador. corrección de la señal del calibrador debida a los efectos de carga del multímetro. eX. corrección de la señal del calibrador debida a su deriva desde su última calibración. de la indicación obtenida en el multímetro a calibrar para el resto de magnitudes (tensión alterna. corrección de la señal del calibrador debida a su falta de linealidad.(VS+ δVS ) Procedimiento EL-001.MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO δViX : δViX0 : VS δVS: : corrección debida a la resolución finita del multímetro cuando se aplica la señal. corrección de la señal aplicada por el calibrador debida a su error de calibración. corrección debida a la estabilidad del calibrador . Edición DIGITAL 1 Página 29 de 50 . eX = ViX + δViX . se obtiene mediante una simplificación de la expresión anterior ya que no se realiza lectura en cortocircuito. corrección de la señal del calibrador debida a la temperatura de funcionamiento. corrección del valor de la señal aplicada por el calibrador debida a múltiples efectos. intensidad. y resistencia a cuatro hilos). corrección de la señal del calibrador debida a variaciones en la tensión de alimentación.
tal y como sucede normalmente en la práctica. En el caso de que el punto en el que se va a realizar la calibración del multímetro no coincida con un valor certificado del calibrador. Se calcularán los estimadores estadísticos que caracterizan la dispersión de los resultados obtenidos. En caso contrario esta contribución no se considerará. para el punto considerado. a. (ViX ).En particular se calcularán la media aritmética de los valores de ViX. por tener un valor nulo. Desviación estándar experimental de la media = u(ViX ) = s(ViX ) /√5 NOTA: Las indicaciones obtenidas al realizar el cortocircuito en bornes del multímetro a calibrar para tensión continua y resistencia a dos hilos. a. con k=2). Incertidumbre debido a la falta de repetibilidad del multímetro. Puesto que en los certificados se indican incertidumbres expandidas (Ucerti.1. siempre que existan variaciones en la indicación del multímetro.2. Edición DIGITAL 1 Página 30 de 50 . se considera que no presentan variación alguna.MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO a) Asignación de las componentes de la incertidumbre. la desviación estándar experimental. La incertidumbre de calibración del calibrador será la reflejada en el correspondiente certificado de calibración. Incertidumbre de calibración del patrón. se incluirá como componente de incertidumbre la mayor incertidumbre de calibración del calibrador de Procedimiento EL-001. Se tomarán cinco lecturas en las mismas condiciones de medida. (VS). (ver capítulo 3 de definiciones). s(ViX). y la desviación estándar experimental de la media que coincide con la incertidumbre típica de ViX. para hallar la incertidumbre típica será necesario dividir el valor indicado por el valor de kcerti (normalmente 2).
y 28°C). se considera el máximo error posible que se puede cometer debido a la resolución del multímetro como ± 0. las componentes de incertidumbre asociadas a estos factores se pueden derivar de las especificaciones facilitadas por el fabricante para el calibrador multifunción.=0. Resolución del multímetro a calibrar. y habiendo transcurrido un período de tiempo determinado. con una tensión de alimentación determinada.5 veces el último dígito (Res. y considerar esta contribución de forma independiente. que denominaremos especificaciones (espec. δVSP .). Edición DIGITAL 1 Página 31 de 50 . (por ejemplo.MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO entre todos los puntos calibrados del rango en el que se usa. δVSL). (por ejemplo: 230 V ± 10 %). Debido a que no es posible conocer normalmente cada una de las correcciones anteriores.) por √3.5 dígitos). (δVSD. Para hallar la incertidumbre típica se supondrá una distribución rectangular dividiendo por tanto (espec. a. entre 18°C.4. En ambos casos. δVSC. δViX0). El valor de esta contribución se expresará en unidades homogéneas con el resto de contribuciones. (δViX. (por ejemplo un año) desde la última calibración. Correcciones en la salida del calibrador. a. δVST. Procedimiento EL-001.3. las señales generadas coincidirán con las indicadas en la pantalla del calibrador dentro de un margen máximo de diferencias. Normalmente estas especificaciones garantizan que si el calibrador funciona en un margen de temperatura determinado. la incertidumbre típica se hallará suponiendo una distribución rectangular y dividiendo por tanto por √3. Es posible realizar un estudio detallado de alguna de las contribuciones anteriores (por ejemplo la deriva).
Corrección de la señal aplicada por el calibrador debida al error durante la calibración del mismo. Si se aplica esta posibilidad. Xi Mejor valor estimado de la magnitud . Una tercera posibilidad se da cuando los errores certificados del calibrador patrón son pequeños en comparación con sus especificaciones.6. a. con lo cual no se incrementa la incertidumbre.ViX0 s(ViX ) /Ω 5 Procedimiento EL-001. aconsejado por la referencia [6]. este planteamiento es el seguido en la tabla adjunta que expresa el balance de las componentes de la incertidumbre en a. (k=1) u(xi) ViX . para lo cual será necesario en ocasiones el ajuste del calibrador. el laboratorio debe garantizar mediante un estudio de la evolución de las derivas en calibraciones sucesivas que los errores certificados previstos para la próxima calibración seguirán siendo menores que las especificaciones. 4.0 u1 (y) = Magnitud. consiste en aplicar en cada punto las correcciones correspondientes. xi media de los valores de (ViX - Incertidumbre típica. en cuyo caso se puede considerar que la incertidumbre debida a las correcciones no realizadas está englobada en la que considera las especificaciones que es la componente descrita en a.6. Edición DIGITAL 1 Página 32 de 50 . ui (y) ci c1 = 1. (δVSE). Balance de las componentes: Distribución de probabilidad considerada normal Coeficiente Contribución a de la incertidumbre sensibilidad. El primero.5. Un segundo planteamiento consiste en realizar el cálculo y asignación de incertidumbres sin considerar esta corrección. utilizando la información del certificado de calibración. Existen varios planteamientos a la hora de considerar las correcciones de las tensiones generadas por el calibrador indicadas en el certificado de calibración del mismo.MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO a. y sumar aritméticamente el valor absoluto de esta corrección para obtener un límite superior de la incertidumbre.
Edición DIGITAL 1 Página 33 de 50 .0 u5(y) =espec./Ω3 Res. (k=1) u(xi) Distribución de probabilidad considerada Coeficiente Contribución a de la incertidumbre sensibilidad. intensidad y resistencia a cuatro hilos δViX0 no interviene en el cálculo de incertidumbres. u3(y) =Res. / kcerti./Ω3 normal rectangular rectangular c2 = -1. ya que no está incluida en la expresión del error eX. y -1. Siempre que se utilice el procedimiento de calibración descrito estos coeficientes tomarán los valores indicados en el cuadro y no intervienen en la estimación de incertidumbres. Res.0 c4 = -1./ √3 u(eX) eX -- -- -- NOTA: Los coeficientes de sensibilidad se calculan como las derivadas parciales de eX.0 u2 (y) = Ucerti.MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO Magnitud. Procedimiento EL-001./ √ 3 u4(y) =Res. / k certi. xi ViX0) Incertidumbre típica. respecto de cada una de las magnitudes evaluadas en el punto de calibración considerado. al tomar valores de +1. NOTA: ui(y) =⏐ ci ⏐ u(xi) NOTA: Para las medidas en tensión alterna./Ω3 V rectangular c5 = -1.0 c3 = 1. ui (y) ci s(ViX ) /√ 5 VS δViX δViX0 VS 0 0 corrección certificada según certificado del calibrador -- Ucerti./ √3 δVS espec. Xi Mejor valor estimado de la magnitud .
la incertidumbre expandida tiene la siguiente expresión: 2 2 2 2 U = k ⋅ u (e x ) = k u12 ( y ) + u 2 ( y) + u3 ( y) + u 4 ( y) + u5 ( y) NOTA: Si no se realiza la corrección debida al certificado de calibración un límite superior de la incertidumbre de calibración se hallaría sumando aritméticamente el valor absoluto del error no corregido debido al certificado con la incertidumbre indicada anteriormente: U ‘ = U + ⏐ δVS ⏐ En este caso para calcular el error de indicación del multímetro a calibrar se consideraría como cero el valor de la corrección δVS Para explicar el cálculo a realizar se tomarán dos ejemplos. En la práctica la variación de las lecturas no se presenta en la calibración de multímetros digitales de 31/2 dígitos de un cierto nivel de calidad. Considerando que todas las variables de entrada son independientes. que por tanto no es necesario tener en cuenta los coeficientes de correlación. Procedimiento EL-001. y teniendo en cuenta que se han realizado las correcciones debidas a efectos sistemáticos conocidos (en este caso corrección del error del calibrador indicado en su certificado de calibración). y aplicando la expresión de propagación de varianzas de la referencia [4]. un primer ejemplo en el que no existe variación en la indicación del multímetro a calibrar. Sin embargo sí que es habitual esta variación en multímetros de 51/2 dígitos cuando se realiza la calibración en tensión alterna.MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO Cálculo de la incertidumbre expandida final (con factor de cobertura. y un segundo en el que sí existe una variación. k=2). Edición DIGITAL 1 Página 34 de 50 .
1 V sin existir ninguna variación en el valor de la lectura una vez transcurrido el breve transitorio de conexión del calibrador.002 V (con un factor de cobertura. Se está realizando la calibración en tensión continua de un multímetro digital de 31/2 dígitos. usando cables de conexión adecuados. Edición DIGITAL 1 Página 35 de 50 . La tensión de alimentación de red se mantiene dentro de los límites de 230 V ± 10 %.1.MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO 6. La calibración se realiza a una temperatura de 23 ± 5 °C en la sala de metrología de una empresa de fabricación de componentes electrónicos. con una desviación o error de +0. a) Datos de partida. El certificado de calibración del calibrador indica que la tensión generada coincide con el valor seleccionado en pantalla. durante toda la calibración.0 V. Se aplicó a continuación una tensión de 100 V con el calibrador multifunción. k=2).003 V siendo la incertidumbre de calibración del certificado para el punto de 100 V de 0.1 Cálculo de incertidumbres cuando no existe variación en la indicación del multímetro. La indicación en la pantalla del multímetro fue de 100. Inicialmente se realizó el ajuste del cero del multímetro aplicando un cortocircuito en los bornes de entrada del multímetro y se obtuvo una lectura de 0. Procedimiento EL-001.
eX.( ViX0 + δViX0) .(VS100 + δVS ) donde: ViX100 ViX0 : : indicación del multímetro cuando se aplican 100 V con el calibrador. indicación del multímetro cuando se aplica un cortocircuito en su entrada. tensión aplicada por el calibrador cuando se seleccionan 100 V corrección de la tensión aplicada por el calibrador debida a múltiples efectos. corrección en la tensión del calibrador debida a su falta de linealidad.MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO b) Determinación del error asociado a la calibración. corrección debida a la resolución finita del multímetro en 100 V. corrección debida a la resolución finita del multímetro en 0 V. corrección en la tensión del calibrador debida a la temperatura de funcionamiento. δViX100 : δViX0 VS100 δVS : : : δVS = δVSD + δVSC + δVST + δVSP + δVSL + δVST + δVS100 donde: δVSD δVSC δVST δVSP δVSL : : : : : corrección en la tensión del calibrador debida a su deriva desde su última calibración. Procedimiento EL-001. de la indicación obtenida en el multímetro a calibrar se obtiene como: eX = ViX100 + δViX100 . corrección en la tensión del calibrador por variaciones en la tensión de alimentación. Edición DIGITAL 1 Página 36 de 50 . El error. corrección en la tensión del calibrador debida a los efectos de carga del multímetro.
001 V. δVST . (con k=2). (por ejemplo: 230 V ± 10 %).01%). (δVSD. Es posible realizar un estudio detallado de alguna de las c. En ambos casos. c. Procedimiento EL-001. se tendrá un valor de ±0. Debido a que no es posible conocer normalmente cada una de las correcciones anteriores. corrección de la tensión aplicada por el calibrador debida a su error de calibración. δVSP . δViX0).002V.5 veces el último dígito. (con k=1) Resolución del multímetro a calibrar en 100V. Edición DIGITAL 1 Página 37 de 50 .2. (por ejemplo.3. c. δVSL).1. y 28°C). las componentes de incertidumbre asociadas a estos factores se pueden derivar de las especificaciones facilitadas por el fabricante para el calibrador multifunción. y habiendo transcurrido un período de tiempo determinado. (VS100). las tensiones generadas coincidirán con las indicadas en la pantalla del calibrador dentro de un margen máximo de diferencias. c) Asignación de las componentes de la incertidumbre.MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO δVST : δVS100 : corrección debida a la estabilidad del calibrador. entre 18°C. Correcciones en la salida del calibrador.05 V. La incertidumbre de calibración del calibrador es de 0. Incertidumbre de calibración del patrón en el punto de 100V. considerando el máximo error posible que se puede cometer debido a la resolución del multímetro como ± 0. con una tensión de alimentación determinada. (por ejemplo el: ±0. Normalmente estas especificaciones garantizan que si el calibrador funciona en un margen de temperatura determinado. Por lo tanto la incertidumbre típica será de 0. y en 0V (δViX100. (por ejemplo un año) desde la última calibración. δVSC .
consiste en aplicar en cada punto las correcciones correspondientes iguales a los errores indicados en el certificado de calibración. (k=1) magnitud .029V u4(y) = 0.05/Ω3 V 0.0 V -0. Un segundo planteamiento consiste en realizar el cálculo y asignación de incertidumbres sin considerar esta corrección.ViX0 VS100 δViX100 δVX0 δVS eX 100. con lo cual no se incrementa la incertidumbre.0 c2 = 1.MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO contribuciones anteriores (por ejemplo la deriva).001V u2(y) = 0. Mejor valor Incertidumbre Magnitud.5.041V Procedimiento EL-001.5. Existen dos posibles planteamientos a la hora de considerar las correcciones de las tensiones generadas por el calibrador indicadas en el certificado de calibración del mismo. aconsejado por la referencia [6].05/Ω3 V 0. Edición DIGITAL 1 Página 38 de 50 .4. Xi estimado de la típica.002 /2 V 0.029V u3(y) = 0.0 V 0. Balance de las componentes: Distribución de probabilidad considerada -normal rectangular rectangular rectangular -- c.0 -- Contribución a la incertidumbre ui (y) u1 (y) = 0.01/Ω3 V -- Coeficiente de sensibilidad .0 V 0. este planteamiento es el seguido en la tabla adjunta del subapartado c. c. ci -c1 = -1.097 V -0. pero cambiando el signo.0 c3 = -1.003 V + 0. y sumar aritméticamente el valor absoluto de esta corrección para obtener un límite superior de la incertidumbre.0058V u(eX) = 0.1 V 100. xi u(xi) ViX100 . El primero. (δVS100).0 c4 = -1. Corrección de la tensión aplicada por el calibrador debida al error durante la calibración. y considerar esta contribución de forma independiente.
que por tanto no es necesario tener en cuenta los coeficientes de correlación. NOTA: Si no se realiza la corrección debida al certificado de calibración un límite superior de la incertidumbre de calibración se hallaría sumando aritméticamente el valor absoluto del error no corregido debido al certificado con la incertidumbre indicada anteriormente: Procedimiento EL-001. Edición DIGITAL 1 Página 39 de 50 . NOTA:. Siempre que se utilice el procedimiento de calibración descrito estos coeficientes tomarán los valores indicados en el cuadro y no intervienen en la estimación de incertidumbres. 0.041V = 0. y -1. y teniendo en cuenta que se han realizado las correcciones debidas a efectos sistemáticos conocidos (error del calibrador indicado en su certificado de calibración). respecto de cada una de las magnitudes evaluadas en el punto de calibración considerado. ui(y) =½ ci ½ u(xi) Cálculo de la incertidumbre expandida final (con factor de cobertura . Considerando que todas las variables de entrada son independientes. k=2). la incertidumbre expandida sigue la siguiente expresión: 2 2 2 U = ku (e x ) = k u12 ( y ) + u 2 ( y) + u3 ( y) + u 4 ( y) U = k u(eX) = 2 . y aplicando la expresión de propagación de varianzas de la referencia [4]. al tomar valores de +1.MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO NOTA: Los coeficientes de sensibilidad se calculan como las derivadas parciales de eX.082 V.
082 V + ½ dVS ½ = 0.1 V.1 ± 0.085 ) V NOTA: (k =2) En función del análisis realizado un límite superior de la incertidumbre. eX = 0. y sumando aritméticamente el valor absoluto de δVS.003 V = 0. 0. y por lo tanto eX = +0.006 V + 1 dígito + 0. NOTA: Aplicando el segundo planteamiento considerado en cuanto a la corrección δVS. d) Expresión del resultado de la calibración: El error de indicación del multímetro calibrado para un valor de prueba de 100 V en corriente continua es el siguiente: eX = (0. que para una distribución normal corresponde a un nivel de confianza del 95 % aproximadamente.MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO U = 0. 2 U = k u12 ( y ) + u 4 ( y ) + 1digito + δVS U = 2 . se tendría: eX = (0.1 V ± ( 0. sin aplicar correcciones por calibración del calibrador podría calcularse considerando la resolución del multímetro a calibrar (±1 dígito de la última cifra significativa de la indicación del multímetro) como una contribución que se suma aritméticamente al resultado final del cálculo de incertidumbres.097 ± 0. Edición DIGITAL 1 Página 40 de 50 . 015 V + 1 dígito ) Procedimiento EL-001.015 V + 1 dígito.082 ) V (k =2) La incertidumbre de calibración indicada corresponde a una incertidumbre típica multiplicada por un factor de cobertura de k=2.085 V Con este segundo enfoque para calcular el error de indicación del multímetro a calibrar se consideraría como cero el valor de la corrección δVS.
con el calibrador multifunción. La tensión de alimentación de red se mantiene dentro de los límites de 230 V ± 10 %. siendo la incertidumbre de calibración del certificado para el punto de 100 V a 10 kHz. usando cables de conexión adecuados. (por lo tanto la corrección debida al certificado de calibración del calibrador sería nula). Procedimiento EL-001.2 Cálculo de incertidumbres cuando sí existe variación en la indicación del multímetro.080 V El certificado de calibración del calibrador indica que las tensiones generadas coinciden con el valor seleccionado en pantalla. k=2). de un multímetro digital de 51/2 dígitos. Para la calibración se aplicó una tensión de 100 V. 10 kHz. La calibración se realiza a una temperatura de 23 ± 5 °C en la sala de metrología de una empresa de fabricación de componentes electrónicos. al contrario que en continua. Las indicaciones obtenidas en la pantalla del multímetro fueron las siguientes: 100. de 0. Edición DIGITAL 1 Página 41 de 50 .1.077 V 100.079 V 100.082 V 100.012 V (con un factor de cobertura .083 V 100. En tensión alterna no existe ajuste de cero del multímetro. a) Datos de partida Se está realizando la calibración en tensión alterna a 10 kHz. durante toda la calibración.MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO 6.
(ViX100 ). Las lecturas están tomadas en las mismas condiciones de medida. El error. : tensión aplicada por el calibrador cuando se seleccionan 100 V a 10kHz. (ver capítulo 3 de definiciones).(VS100 + δVS) donde: ViX100 δViX100 VS100 δVS : indicación del multímetro cuando se aplican 100 V a 10 kHz con el calibrador. de la indicación obtenida en el multímetro a calibrar se obtiene como: eX = ViX100 + δViX100 . Edición DIGITAL 1 Página 42 de 50 . : corrección de la tensión aplicada por el calibrador debida a los mismos efectos indicados en el ejemplo anterior c) Asignación de las componentes de la incertidumbre. Se calcularán los estimadores estadísticos que caracterizan la dispersión de los resultados obtenidos.1.080 V Desviación estándar experimental: s(ViX100 ) = 0. Media aritmética de los valores de ViX100 = 100.001 V Procedimiento EL-001. : corrección debida a la resolución finita del multímetro en 100 V. Incertidumbre por no repetibilidad del multímetro.0024 V Desviación estándar experimental de la media = u(ViX100 ) = s(ViX100 ) / √5 = 0. c.MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO b) Determinación del error asociado a la calibración. eX.
(por ejemplo un año) desde la última calibración. Edición DIGITAL 1 Página 43 de 50 . (por ejemplo el: ±0. se tendrá que en valor absoluto es ±0.012V (con k=2).4. y habiendo transcurrido un período de tiempo determinado.04% = ± 0. Correcciones en la salida del calibrador. Debido a que no es posible conocer normalmente cada una de las correcciones anteriores. c. las tensiones generadas coincidirán con las indicadas en la pantalla del calibrador dentro de un margen máximo de diferencias.006 V (con k=1) Resolución del multímetro a calibrar en 100V a 10 kHz. (por ejemplo: 230 V ± 10%). con una tensión de alimentación determinada. (por ejemplo. Considerando el máximo error posible que se puede cometer debido a la resolución del multímetro como ± 0. Incertidumbre de calibración del patrón en el punto de 100V a 10 kHz (VS100). Por lo tanto la incertidumbre típica será de 0. (δVS ).04 V. y considerar esta contribución de forma independiente. La incertidumbre de calibración del calibrador es de 0. c.0005 V. y 28°C). Procedimiento EL-001. (δViX100).2. Es posible realizar un estudio detallado de alguna de las contribuciones anteriores (por ejemplo la deriva). Normalmente estas especificaciones garantizan que si el calibrador funciona en un margen de temperatura determinado.3.MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO c. las componentes de incertidumbre asociadas a estos factores se pueden derivar de las especificaciones facilitadas por el fabricante para el calibrador multifunción. entre 18°C.5 veces el último dígitos. para una frecuencia de 10 kHz).
ci c1 = 1. Además en caso de que la contribución u1(y) debida a la no repetibilidad de las medidas fuera mayor que el resto de contribuciones señaladas habría que tener en cuenta en el cálculo el Apéndice E.080 V Balance de las componentes: Distribución de probabilidad considerada normal normal rectangular rectangular -- Magnitud.0 c4 = -1.012 /2 V 0. Mejor valor estimado de la magnitud . sobre grados efectivos de libertad.006V u3(y) = 0. de la guía EAL-R2.001V 0. que por tanto no es necesario tener en cuenta los coeficientes de correlación. Afortunadamente este hecho no se suele presentar en la práctica y no es necesario por tanto aplicar el mencionado Apéndice E.040/Ω3 V -- Coeficiente de sensibilidad.080 V 100. Cálculo de la incertidumbre expandida final (con factor de cobertura .0 -- Contribución a la incertidumbre ui (y) u1 (y) = 0.MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO NOTA: En este caso al no existir correcciones debidas al certificado de calibración δVS toma un valor de cero. Edición DIGITAL 1 Página 44 de 50 .0 V +0.024V ViX100 VS100 δViX100 δVS eX NOTA: Son aplicables las mismas observaciones que en el ejemplo anterior.0 V 0.0 c2 = -1.000V 0. y aplicando la Procedimiento EL-001.0005/Ω3 V 0. (k=1) u(xi) 0.5. xi 100.00029V u4(y) = 0.001V u2 (y) = 0.023V u(eX) = 0.0 c3 = 1. c. k =2) Considerando que todas las variables de entrada son independientes. Xi Incertidumbre típica.
6.024V = 0.048 V. Interpretación de resultados Se deberán establecer en función del uso previsto para el multímetro. se tiene para la incertidumbre expandida: 2 2 2 U = ku (e x ) = k u 12 ( y ) + u 2 ( y) + u 3 ( y) + u 4 ( y) U = k u(eX) = 2 . Edición DIGITAL 1 Página 45 de 50 . 0.048 ) V (k =2) La incertidumbre de calibración indicada corresponde a una incertidumbre típica multiplicada por un factor de cobertura de k=2. NOTA : En este ejemplo las componentes debidas a la no repetibilidad de las indicaciones del multímetro a calibrar y a la resolución del multímetro a calibrar son despreciables frente al resto de contribuciones. Se procederá al ajuste cuando la desviación obtenida Procedimiento EL-001. (k =2) d) Expresión del resultado de la calibración: El error de indicación del multímetro calibrado para un valor de prueba de 100 V a 10 kHz es el siguiente: eX = (0.2.080 ± 0. que para una distribución normal corresponde a un nivel de confianza del 95% aproximadamente. y se obtendría el mismo resultado si no se consideraran. unos límites de tolerancia a partir de los cuales se realizará el ajuste del instrumento o se limitará el uso del multímetro.MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO expresión de propagación de varianzas de la referencia [4].
REFERENCIAS 7. por ejemplo. En caso contrario se reparará o se estudiará la posibilidad de su empleo en una nueva aplicación que admita una tolerancia de uso mayor. aunque el intervalo de tiempo a asignar dependerá fundamentalmente de las características técnicas comprobadas del multímetro (por ejemplo su estabilidad). incluyendo en su caso los ajustes necesarios. considerando. Edición DIGITAL 1 Página 46 de 50 . Manual de funcionamiento del multímetro a calibrar. los resultados obtenidos con respecto a las calibraciones anteriores y a las tolerancias consideradas. Una vez terminada la calibración.1. y de su tolerancia asignada. Un período de tiempo razonable para la recalibración de estos instrumentos puede oscilar entre 3 y 12 meses. del uso que se realice del mismo. Documentos necesarios para realizar la calibración.MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO sea mayor que el límite de tolerancia establecido disminuido en la incertidumbre de calibración. se determinará si dichos errores son inferiores al límite de tolerancia disminuido en la incertidumbre de calibración. 7.2. 7. y si es así el multímetro se destinará de nuevo a su uso planificado. 2ª Edición. se determinarán los errores asociados a la calibración final en cada uno de los puntos. Procedimiento EL-001. Diciembre 1994. y de revisarlo cuando sea preciso. Otras referencias para consulta. [1] Clasificación de instrumentos de Metrología Eléctrica. Manual de funcionamiento del calibrador multifunción. SCI-Ministerio de Industria y Energía. El usuario del equipo será siempre el responsable de asignar el período de recalibración.
Sistemas de gestión de las mediciones.01 V 0. EA Guidelines for the Calibration and Certification of digital multimeters.2.3. Guide to the expression of uncertainty in measurement. Expression of the Uncertainty of Measurement in Calibration.000 V 30. January 2001.000 V VALORES DE PRUEBA 3. EA-4/02 (antigua EAL-R2). ISO 1993.3. Requisitos para los procesos de medición y los equipos de medición. [3] [4] [5] [6] [7] 8. ANEXOS EJEMPLO DE TABLAS CON LOS PUNTOS DE CALIBRACIÓN En este anexo se indican los puntos en los que es necesario realizar la calibración de un multímetro digital de 31/2 dígitos comercial. tomando como información de partida los rangos de medida indicados en el manual de funcionamiento.000 V 15. Procedimiento para la realización de procedimientos de calibración.300 0 V 3. (ISBN92-67-10188-9).00 V Procedimiento EL-001. MINER-CEM. Tabla 3: Calibración en tensión continua RANGO 3. December 1999. Los puntos de medida se han seleccionado con el objeto de ilustrar los criterios indicados en el apartado 5. (ISO 10012:2003) EA-10/15. Vocabulario Internacional de términos básicos y generales de metrología (VIM)-CEM.1994.2 V 32 V RESOLUCIÓN 0. Edición DIGITAL 1 Página 47 de 50 . 1997. Edición 0.MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO [2] Norma UNE-EN ISO 10012:2003.00 V .00 V .00 V .15.001 V 0.30.
00 V-1 kHz Procedimiento EL-001.0 V 300.00 k Ω 100.000 V-50 Hz 3.0 mA 5.00 V 100.1 k Ω 0.01 k Ω 0.1 V 1V 30.0 Ω Tabla 6: Calibración en tensión alterna RANGO RESOLUCIÓN (45 Hz-1 kHz) 3.0 V .950.00 M Ω VALORES DE PRUEBA 100. Edición DIGITAL 1 Página 48 de 50 .000 M Ω 10.01 V VALORES DE PRUEBA 3.01 A 30.1 mA 0.MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO 320 V 1 000 V 0.0 V .000 V-50 Hz 15.2 M Ω 32 M Ω 0.01 mA 0.2 V 32 V 0.300.00 V-50 Hz 30.01 M Ω 0Ω 1 000 Ω 10.00 mA 300.0 V Tabla 4: Calibración en intensidad continua RANGO RESOLUCIÓN 32 mA 320 mA 10 A 0.0 mA 9.001V 0.300.1 Ω 1Ω 0.000 V-1 kHz 3.0 k Ω 1.00 V-50 Hz 30.000 A .0 V 950.001 M Ω 0.900 A VALORES DE PRUEBA Tabla 5: Calibración en resistencia RANGO RESOLUCIÓN 320 Ω 3 200 Ω 32 k Ω 320 k Ω 3.
1 mA 0.0 V-1 kHz 700 V-50 Hz 700 V-1 kHz Tabla 7: Calibración en intensidad alterna RANGO (45 Hz-1 kHz) 32 mA 320 mA 10 A RESOLUCIÓN VALORES DE PRUEBA 0.00 mA-50 Hz 300.500 A-1 kHz Procedimiento EL-001.01 A 30.500 A-50 Hz 30.0 mA-50 Hz 9.01 mA 0.0 V-50 Hz 300.0 mA-1 kHz 9.1 V 1V 300.00 mA-1 kHz 300. Edición DIGITAL 1 Página 49 de 50 .MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO 320 V 750 V 0.
MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO NIPO: 706-08-007-9 Procedimiento EL-001. Edición DIGITAL 1 Página 50 de 50 .
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