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PROCESO DE CALIBRACIÓN SCI D-052
para
REGLAS PATRÓN DE TRAZOS SCI D-01.08
1- OBJETO
El objeto del presente PROCESO
DE CALIBRACIÓN es proporcionar a los Laboratorios acreditadoso a cualquier otro
centro de medición que lo utilice, una pauta para la calibración de las reglas patrones
de trazos que les permita obtener resultados trazables y homogéneos.
Sin embargo, el cumplimiento de
este proceso de calibración por parte de los Laboratorios SCI, debe entenderse en sentido
amplio, atendiendo al diseño fundamental de los procedimientos indicados más que a los
detalles concretos y particulares. Por consiguiente, y aunque es admisible la
introducción de modificaciones que no alteren sustancialmente el proceso de calibración,
siempre que el Laboratorio justifique adecuadamente la trazabilidad y calidad de sus
resultados.
Asimismo, este proceso de
calibración puede servir de guía básica para desarrollar procedimientos de calibración
específicos para reglas patrones de trazos situadas en salas de metrología industrial o
procedimientos de verificación para reglas patrones de trazos asignadas a medios de
producción, al objeto de asegurar la trazabilidad metrológica de los sistemas de calidad
industrial.
2- CAMPO DE APLICACIÓN
El presente PROCESO DE
CALIBRACIÓN es de aplicación a las REGLAS PATRONES DE TRAZOS, numeradas SCI D-01.08 en
la CLASIFICACIÓN DE INSTRUMENTOS DE METROLOGÍA DIMENSIONAL del SISTEMA DE CALIBRACIÓN
INDUSTRIAL (SCI) del Ministerio de Industria, Comercio y Turismo [1].
Se trata de reglas de metal, de
vidrio o de plástico, que llevan sobre una de sus caras una escala de trazos de alta
precisión. En general, cabe distinguir dos tipos de reglas patrones de trazos, con
características y aplicaciones metrológicas muy diferentes.
2.1.- REGLAS PATRONES DE TRAZOS PORTÁTILES
(O SUELTAS).
Sus trazos son realmente tales, es decir, segmentos rectilíneos
paralelos, grabados o fotograbados sobre una de las caras de la regla y sus dimensiones,
en las que materializan un cierto grupo de valores de la magnitud física longitud; son
relativamente pequeños, por ejemplo, entre 1 mm y 300 mm, aunque el hecho de que en
algún caso fuesen más largas no invalidaría para nada el presente PROCEDIMIENTO DE
CALIBRACIÓN.
Hay REGLAS PATRONES DE TRAZOS de este tipo, en las que la distancia
entre trazos, que puede permanecer constante o ser variable, puede llegar a valores muy
pequeños, del orden de 0,01 mm o menos en algún caso especial, con lo que no es fácil
apreciarlos a simple vista, por lo cual pueden venir situados en el interior de un
circuito u otra figura geométrica, para facilitar su localización. (figura 1).
Figura 1.- Regla patrón de trazos
pequeña.
Se trata de patrones adecuados a la calibración de microscopios (SCI
D-10.02 [2]), proyectores de perfiles SCI D-10.03 y SCI D-10.08[3]), etc.
también son corrientes las REGLAS PATRONES DE TRAZOS de este tipo, con
tamaños medianos, hasta unos 300 mm y distancias entre trazos mayores, por ejemplo 0,5 ó
1 mm, que suelen ser transparentes y permiten completar la calibración de los proyectores
de perfiles (SCI D-10.03 y SCI D-10.08) en recorridos mayores de sus ejes de medida
longitudinales.
Todas estas reglas pueden también utilizarse, como elementos
auxiliares, en los propios procedimientos de medición con microscopios y proyectores de
perfiles, para bajas precisiones.
A estas REGLAS PATRONES DE TRAZOS PORTÁTILES O SUELTAS es a las que
afecta el presente PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIÓN SCI D-052, sin limitación de su campo de
medida C ni de su división de escala E.
2.2.- REGLAS PATRONES DE TRAZOS FIJAS (ESCALAS
DE INSTRUMENTOS DE MEDIDA O FABRICACIÓN).
Existe otro tipo de reglas patrón de trazos,
de alta precisión también, que van situadas en ciertos instrumentos de medida o en
máquinas-herramientas, ligadas a un captador o lector y que actúan de escalas para los
desplazamientos longitudinales a lo largo de los ejes de los mismos. En este caso, aunque
se sigue empleando la denominación de trazos, dichos trazos pueden ser de distinta
naturaleza, resultando así un sistema transductor como los que a continuación se
indican:
Mecánico-ópticos: Reglas metálicas o de vidrio con trazos
longitudinales u sistema captador de lupa o cuña, redes de trazos, etc.
Electrónicos: Reglas de trazos formados por elementos
inductivos o capacitivos de un cierto circuito eléctrico relacionado con el captador.
Ópticos: Reglas con trazos formados mediante el tratamiento de
una cierta característica óptica que el captador puede discernir, como por ejemplo,
opaco-transparente, reflectante-no reflectante, etc.
Casi todas estas REGLAS PATRONES DE TRAZOS FIJAS, trabajan con un
captador que proporciona indicaciones digitales. Cuando estas reglas son circulares en
lugar de rectas, se clasifican como SCI D-04.04. Como aplicaciones típicas de las mismas,
en metrología dimensional, caben citar las medidoras por coordenadas SCI D-02.04 [4], SCI
D-02.05[5], SCI D-02.06 Y SCI D-02.07 [6].
Las REGLAS PATRONES DE TRAZOS FIJAS, quedan excluidas del presente
PROCESO DE CALIBRACIÓN. Su calibración se efectúa conjuntamente con la del instrumento
de medida al que van ligadas como escalas.
3- IDENTIFICACIÓN
Para poder ser objeto de
certificación oficial , las reglas patrones de trazos consideradas han de encontrarse
marcados de forma permanente, con los siguientes datos como mínimo:
MARCA DEL FABRICANTE.
NÚMERO DE SERIE.
Es recomendable que, además, incluyan:
CAMPO DE MEDIDA (*).
DIVISIÓN O DIVISIONES DE ESCALA (*).
Si no existe identificación suficiente a juicio del Laboratorio de
Calibración, este podrá exigir el grabado de la misma, como requisito para la emisión
del Certificado Oficial de Calibración .
(*) NOTA:
Aunque al tratarse de un patrón no tiene sentido estricto los
conceptos de CAMPO DE MEDIDA y de DIVISIÓN DE ESCALA, el hecho de materializar un número
generalmente elevado de distancias patrón, repartidas con uniformidad, permite aceptar
esta licencia que ha de entenderse de acuerdo con los criterios siguientes:
CAMPO DE MEDIDA= Máxima distancia
patrón materializada.
DIVISIÓN O DIVISIONES DE ESCALA=
Valores mínimos a los que se materializan distancias uniformes.
Para algunas aplicaciones muy específicas (calibración de las
amplificaciones horizontales en perfilómetros, rugosímetros, etc.), existen reglas
patrón de dos trazos.
Es muy recomendable e incluso exigible a juicio del Laboratorio de
Calibración SCI, que las REGLAS PATRÓN DE TRAZOS, dispongan de estuches apropiados.
4- PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIÓN.
4.1.- Para la calibración de
las REGLAS PATRÓN DE TRAZOS. Es necesario emplear un sistema de medición lineal con
división de escala E £ 0,000 1 mm que disponga de un visor o
microscopio, óptico o fotoeléctrico.
Microscopio y láser de medida por desplazamiento (SCI D-01.15).
Medidora de una coordenada horizontal (SCI D-02.04) y microscopio.
Medidora de tres coordenadas (SCI D-02.07) y microscopio.
Sistema de medida óptica en dos coordenadas, mediante cálculo
numérico de imagen.
4.2.-La sala de medición se encontrará acondicionada, al menos
en 20 ± 0,5º C y la incertidumbre del sistema de medida para
factor k=2, no superará el valor I = 0,3 + 0,7 L m m ( L en m
). Siempre, antes de iniciar la calibración de una REGLA PATRÓN DE TRAZOS, se limpiarán
sus superficies con éter y un paño suave, comprobando visualmente o con ayuda de una
lupa que, sobre la cara en la que van grabados los trazos, no se aprecian deformaciones,
rayas o defectos de cualquier tipo que impidan un uso correcto del patrón.
4.3.- Con independencia del sistema de medida que se utilice, el
PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIÓN, es análogo. Se comienza por situar la regla sobre la zona
de medida del sistema, alineando sus dos trazos extremos perpendicularmente a la
dirección de desplazamiento, mediante el visor o microscopio; esta alineación se
facilita si la regla se ha colocado sobre una mesa auxiliar giratoria respecto del eje
vertical, la cual se sitúa a su vez sobre la zona de medida.
Tras ello, se hace cero en el trazo origen y se miden las distancias de
un cierto número de trazos, aproximadamente equidistantes, a dicho origen. Es práctica
recomendable realizar la misma calibración en sentido inverso, tomando ahora como origen
el trazo final, pero a continuación y a partir de las indicaciones así obtenidas, se
calculan de nuevo las distancias de los trazos medidos al origen. Como se deduce
inmediatamente, se trata simplemente de una repetición de la calibración, pero
introduciendo como variable el sentido de desplazamiento.
4.4.-Se someten los resultados anteriores (2 valores para cada
trazo calibrado), a un criterio sencillo de aceptación o rechazo, basado en la
incertidumbre propia del sistema de medida, que será el valor para n=1 medida, aunque se
hayan efectuado 2.
en donde:
 ,  = Indicaciones de
las dos medidas de calibración para el trazo i (distancias al trazo origen, el cual se
numera i = 10 ).
 Incertidumbre del sistema de medida empleado
para la calibración, correspondiente a factor k=2 y n=1 medida (no se disminuye el valor
de  , aunque se hayan hecho 2 medidas).
Si el criterio no se supera tras reiterar la medición, es necesario
interrumpir la calibración para revisar el sistema de medida, especialmente en lo que se
refiere a la estimación de su valor .
4.5.- El número mínimo N de trazos a medir sobre una regla, es
el que se indica en la tabla 1, en función del tipo de calibración y del campo de medida
C de la misma.
CALIBRACIÓN |
C (mm) |
N |
INICIAL |
------- |
TODOS |
| |
0 - 5 |
20 |
RECALIBRACIONES |
5,1 - 100 |
15 |
POSTERIORES |
100,1 - 300 |
10 |
TABLA 1.-Número mínimo N de
trazos a calibrar en una regla patrón.
Se recomienda, que en las recalibraciones se varíen los trazos
calibrados, a fin de que con el tiempo se hayan vuelto a calibrar todos.
5- RESULTADOS DE LA CALIBRACIÓN
5.1.- Se calcula el valor medio de las dos indicaciones de cada
trazo, como distancia de dicho trazo al origen,  :
5.2.- Se calculan, para todos los trazos i calibrados, sus
desviaciones al nominal,  :
en donde  , es la distancia nominal al origen
del trazo i ( el trazo origen se enumera i = 0 ).
En el informe de calibración, deberán figurar todos los valores obtenidos, con independencia de que además, se efectúe una
asignación de clase de acuerdo con las calidades que se definen en el apartado 8.
5.3.- La incertidumbre correspondiente a los valores será la del sistema de medida,
particularizada para cada longitud nominal ( en el apartado 5.1 y
L en el apartado 4.2) e incrementada en lo que el Laboratorio de Calibración juzgue
necesario, por cualquier desviación a los requisitos expuestos o por otras razones.
NOTA:
De acuerdo con lo indicado en la nota del apartado 3, en este caso no
tiene ningún sentido redondear la incertidumbre a un múltiplo de la división o de la
semidivisión de la escala (concepto que no es de aplicación rigurosa en este caso).
De hecho, para estos patrones, como es lógico, se obtienen
incertidumbres muy inferiores a su valor "E".
6.- CALIDADES.
Se establecen dos calidades, con carácter experimental, para las
REGLAS PATRONES DE TRAZOS, en función de sus campos de medida nominales C y de las
desviaciones máximas admisibles  de
cualquiera de sus trazos, según se detalla en la tabla 2 siguiente:
C (mm) |
CALIDAD |
(m m) |
0 a 5 |
1 |
0,5 |
| |
2 |
2 |
5,1 a 100 |
1 |
1 |
| |
2 |
5 |
100,1 a 300 |
1 |
2 |
| |
2 |
10 |
TABLA 2.- Calidades de reglas
patrón de trazos.
7- PERIODOS DE CALIBRACIÓN.
El intervalo máximo entre dos calibraciones sucesivas de las reglas
patrones de trazos se establece en 36 meses.
El periodo de calibración indicado se refiere a Laboratorios de
Calibración , sometidos a inspecciones periódicas del sobre la forma en que
aseguran su trazabilidad, los métodos de trabajo empleados y los certificados que emiten.
En otros laboratorios o salas de metrologia, con menores exigencias, se recomienda que
dicho periodo sea de 18 meses.
En todo caso, estos periodos son una mera recomendación para el
usuario de las reglas patrones de trazos, que será quien fijará el valor que considere
oportuno y que realmente se cumplirá, de acuerdo con los criterios que estime
convenientes.
Se advierte que los intervalos de recalibración recomendados debieran
también reducirse cuando se presente alguna de las circunstancias siguientes:
elevada frecuencia de utilización.
condiciones de empleo desfavorables (personal no cualificado, ambientes
sucios, empleo al aire libre, etc.), o
requisitos especiales de seguridad ( Defensa, Sanidad, Justicia, etc.).
En todo caso, ha de procederse a una recalibración de las reglas
patrones de trazos, anulando si intervalo vigente, cuando los resultados que se estén
obteniendo hagan dudar al usuario del correcto estado de las mismas.
8- BIBLIOGRAFIA.
[1] "Clasificación de Instrumentos de Metrología
Dimensional" . Ministerio de Industria, Comercio y Turismo, Dirección General de
Política Tecnológica. Sistema de Calibración Industrial, 2ª Edición, Madrid,1992, 305
pag.
[2] Proceso de calibración SCI D-033 "Microscopios".
Ministerio de Industria y Energía. Dirección General de Política Tecnológica. Sistema
de Calibración Industrial. 1ª Edición, 1989, Madrid.
[3] Proceso de calibración SCI D-025 "Proyectores de
perfiles" .Ministerio de Industria y Energía. Dirección General de Política
Tecnológica. Sistema de Calibración Industrial. 1ª Edición, 1988, Madrid.
[4] Proceso de calibración SCI D-010 "Medidoras de una coordenada
horizontal". Ministerio de Industria y Energía. Dirección General de Política
Tecnológica. Sistema de Calibración Industrial. 1ª Edición, 1987, Madrid.
[5] Proceso de calibración SCI D-011 "Medidoras de una coordenada
vertical". Ministerio de Industria y Energía. Dirección General de Política
Tecnológica. Sistema de Calibración Industrial. 1ª Edición, 1987, Madrid.
[6] Proceso de calibración SCI D-027 "Medidoras de tres
coordenadas". Ministerio de Industria y Energía. Dirección General de Política
Tecnológica. Sistema de Calibración Industrial. 1ª Edición, 1989, Madrid.
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