Cómo calibrar sondas Pt100

1. Cómo calibrar una Sonda Pt100. Descripción

El Procedimiento para calibrar Sondas Pt100 consiste en comparar un Patrón con la Sonda Pt100 realizando varios puntos de medición en su rango de uso y repitiendo el primero de nuevo al final para determinar el error por repetibilidad de la Sonda Pt100.

Para Sondas Pt100 con resoluciones de 1 mK o menores esta forma de determinar el error de repetibilidad se sustituye por la repetición del mismo punto de medida 10 veces.

2. Cómo verificar una Sonda Pt100

Para verificar los Termómetros es posible utilizar de manera general las reglas de decisión que ha publicado ILAC (Cooperación Internacional de laboratorios Acreditados), donde se establece criterios para declarar la conformidad de un Instrumento independientemente de la especificación que se esté verificando. ENAC lo tiene traducido al Español en el siguiente enlace Reglas de decisión en Español ILAC-G8. Si se prefiere en Inglés, se puede acudir directamente al documento publicado por ILAC (ILAC-G8).

Como criterios de verificación de los resultados de la calibración específicos para los Termómetros se pueden considerar los errores máximos encontrados en la norma Internacional UNE EN 60751 para termómetros con sensores de Termorresistencia y la UNE EN 60584 para termómetros con sensores de termopar.

3. Procedimiento de Calibración de Sondas Pt100

Como Procedimiento para calibrar los Sondas Pt100, está disponible el publicado por el Centro Español de Metrología TH-003 basado en estándares internacionales y que es documento de referencia para los Laboratorios de Calibración. En este procedimiento está descrito tanto la sistemática de calibración como el tipo de patrones y el cálculo de Incertidumbre necesario para asegurar la transferencia de la trazabilidad metrológica.

Dos, tres o cuatro hilos: la conexión es parte de la exactitud

Una Pt 100 vale 100 ohmios a 0 °C y sube unos 0,385 ohmios por cada grado. Son cifras pequeñas, y por eso la resistencia del propio cable compite con la señal. Cómo se conecte la sonda decide buena parte de su exactitud:

Montaje Qué hace Consecuencia
2 hilos Mide la sonda y el cable, sin distinguirlos. El cable suma error directo. Unos pocos ohmios de tirada son varios grados de más, siempre en el mismo sentido.
3 hilos Compensa suponiendo que las tres ramas son iguales. Es el montaje industrial habitual. Funciona bien mientras el cable sea homogéneo y esté a temperatura pareja.
4 hilos Inyecta corriente por dos hilos y mide tensión por los otros dos: el cable desaparece de la medida. Es el montaje de laboratorio y el que exige una sonda patrón.

Cambiar una sonda de cuatro hilos a un indicador de dos hilos anula su ventaja. Y es un error frecuente al sustituir equipos.

La clase no es un número fijo: crece con la temperatura

La IEC 60751 define las clases —AA, A, B— con fórmulas que dependen de la temperatura, no con un valor único. La tolerancia es mínima cerca de 0 °C y se abre a medida que uno se aleja, en los dos sentidos.

Por eso una sonda «clase A» no aporta la misma garantía a 20 °C que a 400. Y por eso hay que mirar la clase y el rango en el que está declarada, no solo la letra.

Dos detalles que se olvidan

El autocalentamiento. La corriente que se usa para medir la resistencia calienta el elemento. En líquido agitado se disipa; en aire quieto no, y ahí el efecto llega a décimas. Si se cambia de instrumento de lectura, la corriente de medida puede ser otra y el error también.

La curva. El coeficiente α = 0,00385 es el europeo, pero no es el único que existe. Si el indicador aplica una curva distinta de la de la sonda, la lectura se desvía sin que nadie haya tocado nada, y el error crece con la temperatura.

Con qué se calibra

Por comparación contra una sonda patrón en un medio isotermo: baños y hornos de calibración para buena inmersión, o calibradores de bloque seco para campo. La referencia son los termómetros patrón Pt100 y las sondas de referencia, que se leen a cuatro hilos.

Procedimiento CEM ME-003 de calibración

Procedimiento TH-003 para la Calibración por Comparación de Termopares

4. Sistemas Patrón de Referencia. Equipos para Calibrar Sondas Pt100

La calibración de las Sondas Pt100 según el mencionado procedimiento se realiza por comparación dentro de un medio isotermo las determinando las diferencias entre las lecturas de la Temperatura entre el Patrón y las Sondas Pt100 a Calibrar en sucesivos puntos, normalmente 3 ó 5 puntos a lo largo de la escala de uso.

4.1 Sondas y Equipo de Lectura Patrón

Para temperaturas por debajo de 420°C el sensor montado en la sonda patrón debe ser una Pt100 o incluso mejor una Pt25 en los casos más exigentes metrológicamente. De este modo nos aseguramos una buena precisión y una estabilidad adecuada para transferir la trazabilidad metrológica de manera efectiva en el tiempo sin sorpresa de derivas inesperadas. 

Para el Equipo de Lectura Patrón es recomendable que sea un equipo con el principio de medida de Resistencia de las sondas Pt100 a 3 y 4 hilos y para aplicaciones más exigentes que puedan medir el autocalentamiento de las termorresistencias y puedan invertir la polaridad de la corriente es un requisito necesario.

Sondas de Temperatura Patrón

TF255

Sensor de Temperatura de Referencia

Hecho a mano para garantizar que los golpes tengan un efecto mínimo en el sensor de referencia.

En su fabricación, envejecido artificialmente para reducir la deriva de sus mediciones a largo plazo.

Rango (-55...255°C)

Sensor de temperatura TF255

TF255 90º

Sensor de Temperatura de Referencia (Diseño en Ángulo)

Hecho a mano para garantizar que los golpes tengan un efecto mínimo en el sensor de referencia.

En su fabricación, envejecido artificialmente para reducir la deriva de sus mediciones a largo plazo.

Rango (-55...255°C)

Sensor de temperatura TF255 con la sonda acodada a 90°

TF700

Sensor de Temperatura de Referencia

Hecho a mano para garantizar que los golpes tengan un efecto mínimo en el sensor de referencia.

En su fabricación, envejecido artificialmente para reducir la deriva de sus mediciones a largo plazo.

Rango (5...700 °C)

Sensor de temperatura TF700

Indicadores o lectores de la Temperatura

FLUKE 8846A

Multímetro de Banco FLUKE 8846A

Multímetro de precisión de 6,5 dígitos, 24 ppm y memoria USB perfecto para tomar como referencia patrón. Estos equipos ofrecen la característica de tener modo doble de visualización donde poder medir de forma simúltanea dos parámetros distintos de la misma señal con una conexión de prueba.

Multímetro de precisión Fluke 8846A

EBRO TFX 430

Termómetro EBRO TFX 430

Los termómetros EBRO TFX 430 se convierten en la opción ideal para utilizar como referencia de medición en Industria. Con un rango de (-50...300) °C, una resolución de 0,1 °C, sensor Pt1000 y ajustable a una sonda de penetración con cable de 60 cm, es un instrumento fiable y preciso. 

Termómetro ebro de la serie TFX 430

4.2 Medios Isotermos. Baños y Hornos secos

En el método por comparación, tanto la sonda de temperatura Patrón como la Sonda Pt100 a calibrar se introducen en un medio isotermo para de este modo determinar la diferencia de ambas lecturas en un medio que asegure unas buenas condiciones de estabilidad y uniformidad, eliminando, o al menos minimizando, de este modo fuentes de error del propio método y que son ajenas a la Sonda Pt100 bajo calibración. En estos casos se utiliza baños de calibración que utilizan un fluido como medio de transmisión o un horno seco que viene previsto de un bloque metálico perforado que hace de estabilizador donde se alojan tanto la Sonda Patrón como la sonda calibrar. El baño es más versátil, sencillo y más fiable que el horno, si bien este último puede arrojar datos buenos utilizando el método adecuado.

Baños de Calibración

TP M165S

Baño de calibración SIKA TP M165S

Este baño de calibración destaca por su compacto diseño transportable perfecto para uso in situ en taller, sala de mediciones o laboratorios, por ofrecer la calibración simultánea de varios equipos de medición y ser el lector ideal para sensores de temperatura con formas y dimensiones inusuales.

Rango (-35...155 °C)

 

Calibrador de temperatura de bloque seco SIKA TP 3M 165 E2

TP 3M 165E2

Baño multifunción SIKA TP 3M 165 E2

Este modelo de baño de calibración se caracteriza por ofrecer uno de los tiempos de estabilización más rápidos del mercado gracias a su Tecnología de Control patentada. Presentando cuatro opciones en el mismo equipo (bloque seco, baño de calibración, infrarrojos y superficie) sirve de gran ayuda para la Industria farmaceútica y agroalimentaria.

Rango (-35...165 °C)

Baño de calibración SIKA TP 3M165E.2i

Hornos Secos de Calibración

TP 17200

Horno Seco de Temperatura SIKA 17200

Gracias a su compacto diseño podrás transportarlo con gran comodida a calibraciones in situ. El baño utiliza un fluido agitado como medio de transmisión de la temperatura. Este fluido puede ser un aceite de silicona o agua. Ofrece el rango más amplio con función de frío y calor en el mercado.

Rango (-55...200º)

 

 

Calibrador de temperatura Sika TP165M

TP 37700

Horno Seco de Temperatura SIKA TP 37700

Los baños y hornos de calibración son medios isotermos utilizados para la calibración y verificación tanto de sondas de temperatura como de termómetros de lectura directa. El modelo SIKA TP 37700 destaca por ser el mejor medidor de incertidumbres del mercado y contar con la potencia más rápida de estabilización que se puede encontrar en un horno de calibración.

Rango (Hasta 700º)

Horno seco de temperatura SIKA TP 37700

5. Cómo Calibrar Termómetros en Modo Automático

La calibración de las Sondas Pt100 en modo automático consiste en automatizar completamente el método de calibración. Es decir, desde el control del medio isotermo hasta las lecturas de la Sonda Patrón y la Sonda Pt100 bajo calibración evaluando la bondad de los datos.

Para ellos es necesario disponer del conocimiento y equipamiento necesario. Gracias al desarrollo de la tecnología actualmente hay disponibles equipos compactos que incorporan todo lo necesario para incluso hacer los trabajos in-situ. Al menos estos equipamientos deben integrar, medio isotermo, Sonda Patrón, instrumento integrado para lecturas de las Sondas Pt100 bajo calibración y cámara para la captura de los datos de las Sondas Pt100 que dispongan de su propio display de lectura directa.

SERIE TP 3M165E.2i

Baño multifunción SIKA TP 3M165E.2i

Este modelo de baño de calibración se caracteriza por ofrecer uno de los tiempos de estabilización más rápidos del mercado gracias a su Tecnología de Control patentada. Presentando cuatro opciones en el mismo equipo (bloque seco, baño de calibración, infrarrojos y superficie) sirve de gran ayuda para la Industria farmaceútica y agroalimentaria.

Rango (-35...165 °C)

Calibrador de temperatura SIKA TP 3PM 165 i.2

SERIE TP 3770E.2i

Horno Seco de Temperatura SIKA TP 37700E.2i

Los baños y hornos de calibración son medios isotermos utilizados para la calibración y verificación tanto de sondas de temperatura como de termómetros de lectura directa. El modelo SIKA TP 37700 destaca por ser el mejor medidor de incertidumbres del mercado y contar con la potencia más rápida de estabilización que se puede encontrar en un horno de calibración.

Rango (Hasta 700º)

Calibrador de temperatura SIKA TP 37700 i.2

6. ¿Demasiado complicado? Calibra las Sondas Pt100 en un Laboratorio Acreditado ISO 17025

En caso de no querer o poder realizar las calibraciones de manera interna o necesitar que ésta sea acreditada ISO 17025, se debe acudir a un Laboratorio Acreditado según la norma ISO 17025. En España, es la Entidad Nacional de Acreditación (ENAC) la que acredita a estos Laboratorios para que puedan emitir los Certificados de Calibración de las Balanzas. En su página web www.enac.es puedes encontrar los diferentes laboratorios Acreditados actualmente. Como sugerencia por plazos de entrega y precios, el Laboratorio de Calibración CALTEX www.caltex.es es una buena opción.

 

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Sergio Extremera Martínez

Jefe de división FemtoCal

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