Cómo calibrar un transductor de presión

La calibración del transductor de presión garantiza la precisión y fiabilidad del instrumento. Las mediciones del transductor podrían ser incorrectas sin una calibración adecuada, lo que podría dar lugar a errores o imprecisiones en aplicaciones sensibles. Este artículo es una guía paso a paso sobre cómo calibrar un transductor de presión. Lea nuestro artículo sobre transductores de presión para obtener información sobre el funcionamiento y el tipo de transductores de presión.

Índice de contenidos

• Equipo de calibración de transductores de presión
• Proceso de calibración del transductor de presión
• Curva de calibración del transductor de presión
• Frecuencia de calibración de un transductor de presión
• Normas y certificaciones de calibración de transductores
• Preguntas frecuentes

Equipo de calibración de transductores de presión

Los equipos de calibración de transductores de presión suelen constar de un generador de presión, un transductor de presión de referencia y un software de calibración.

• Generador de presión: Un generador de presión produce la presión necesaria para el calibrado. Dependiendo de los requisitos específicos de calibración, puede ser una bomba manual, una bomba automática o un comprobador de peso muerto.
• Transductor de presión de referencia: El transductor de presión de referencia tiene una característica de rendimiento conocida con precisión. Se utiliza como punto de comparación para calibrar el transductor de presión sometido a prueba.
• Software de calibración: El software de calibración registra y analiza los datos producidos durante la calibración. Este software suele incluir funciones para gestionar los calendarios de calibración, almacenar los registros de calibración y generar informes.

Durante el proceso se utilizan otras herramientas, como manómetros y multímetros, para medir la presión y las señales eléctricas, respectivamente.

Además, existen dispositivos compactos como los calibradores portátiles (Figura 1) para verificar y ajustar la precisión de los transductores de presión. Generan señales de referencia conocidas que se aplican al instrumento que se está calibrando. Al comparar las lecturas del instrumento con la señal de referencia, el usuario puede realizar ajustes para garantizar mediciones precisas en diversos entornos de campo e industriales.

Proceso de calibración del transductor de presión

El procedimiento de calibración suele consistir en aplicar presiones conocidas al transductor y comparar los valores de salida con sus correspondientes valores de entrada. Los ajustes se realizan hasta que la salida coincide exactamente con la entrada.

1. Coloca el transductor: Coloque el transductor en un entorno estable, sin vibraciones ni movimientos.
2. Preparación previa a la calibración: Aplique presión al transductor, normalmente alrededor del 90% de su capacidad máxima. Por ejemplo, si la presión máxima que puede soportar es de 10 bares, presurice el aparato a unos 8-9 bares. Mantenga esta presión constante durante unos treinta segundos y, a continuación, suéltela. Esto ayuda a que el transductor funcione mejor durante la calibración. Asimismo, ponga a cero la línea de base del transductor antes de iniciar la calibración.
3. Calibración:
   1. Aumente la presión aplicada al transductor en pequeños incrementos.
   2. Utiliza un manómetro para registrar la presión aplicada y un multímetro para medir la tensión de salida correspondiente a cada incremento. Repita la operación hasta alcanzar la escala máxima del transductor.
   3. Es importante aumentar y disminuir la presión en los mismos incrementos para captar el comportamiento del transductor en ambas direcciones.
   4. En cada punto de prueba, dale tiempo para que se asiente y estabilice (unos 30 segundos). Utilice más puntos de prueba si es necesario para mejorar la precisión de la calibración.
4. Comprobación y registro: Compare las lecturas con un dispositivo de referencia. Cualquier desajuste puede deberse a la deriva de la calibración (el cambio gradual de la precisión de medición de un instrumento con el paso del tiempo), a un equipo defectuoso, a las condiciones ambientales, a errores de procedimiento o a problemas con el dispositivo de referencia. Documente los resultados para utilizarlos en el futuro.

Curva de calibración del transductor de presión

La curva de calibración de un transductor de presión muestra la relación entre la presión de entrada y la señal eléctrica de salida. Esta curva se establece aplicando entradas de presión conocidas, registrando las señales de salida y trazando estos puntos de datos en un gráfico. La curva puede utilizarse para predecir los resultados a partir de unos datos de entrada.

Las curvas de calibración pueden ser lineales o no lineales, lo que significa que existen diferentes relaciones entre la entrada y la salida.

• Una curva de calibración lineal muestra una relación directa y proporcional entre la entrada y la salida.
• Una curva no lineal indica una relación más compleja en la que la producción no cambia proporcionalmente con la entrada.

Factores como los cambios de temperatura, la tensión mecánica y la antigüedad del dispositivo pueden influir en la precisión de la curva de calibración. Las comprobaciones periódicas de calibración ayudan a mantener la precisión.

Ejemplo

Considere la posibilidad de calibrar un transductor de presión con una salida de escala completa de 5 V y un rango de presión de 0 a 100 bar. Supongamos que la presión de entrada se incrementa en pasos de 20 bar para este experimento (Tabla 1). El gráfico de la figura 2 muestra la variación de la señal eléctrica de salida con el cambio lineal de la presión de entrada. Sin embargo, la relación también puede ser no lineal (el gráfico no será una línea recta) por diversas razones, como las propiedades mecánicas de los materiales utilizados en el transductor, el diseño del transductor y las condiciones ambientales. Por ejemplo, los cambios de temperatura pueden hacer que los materiales del transductor se dilaten o contraigan, provocando resultados no lineales.

Tabla 1: Un ejemplo que muestra la variación de la presión aplicada y la tensión de salida generada

Presión aplicada (bar)	Tensión de salida (V)
0	0.00
20	1.00
40	2.00
60	3.00
80	4.00
100	5.00

Tome nota: Los valores indicados en la Tabla 1 son meramente informativos y pueden no coincidir con los resultados de experimentos reales.

Frecuencia de calibración de un transductor de presión

La frecuencia de calibración de un transductor de presión depende de varios factores, como:

• Normativa local, nacional o medioambiental
• El motivo de la calibración (calidad, seguridad o mantenimiento estándar)
• Proceso y condiciones ambientales

Por ejemplo:

• Un transductor de presión instalado en un entorno cerrado con condiciones estables puede calibrarse cada 4 - 6 años. Sin embargo, si se instala en el exterior, debe calibrarse cada 1 - 4 años, dependiendo de las condiciones ambientales.
• Reduzca el intervalo de calibración a la mitad si el transductor de presión tiene un sello de diafragma remoto. Esto se debe al aumento de la tensión mecánica debida a las fluctuaciones de la temperatura ambiente o del proceso y al posible daño físico de la membrana.

Normas y certificaciones de calibración de transductores

Estándares

Los patrones de calibración para la calibración de transductores de presión son valores establecidos que se utilizan para comparar las mediciones del dispositivo durante la calibración. Organismos como ISO o NIST definen estas normas. La calibración del transductor de presión debe ser realizada por un laboratorio acreditado según la norma ISO/IEC 17025, que garantice que personal cualificado realiza la calibración con precisión.

Certificaciones

La certificación es el reconocimiento formal de que un laboratorio de calibración ha cumplido los requisitos y es competente para realizar tareas de calibración. Las principales certificaciones son:

• ISO 9001: Establece criterios para un sistema de gestión de la calidad que garantice un rendimiento y un servicio coherentes.
• ISO/IEC 17025: Especifica los requisitos generales de competencia de los laboratorios de ensayo y calibración.
• Certificación trazable NIST: Garantiza la calibración del transductor de presión, ya que confirma que las mediciones son precisas según las normas del Instituto Nacional de Normas y Tecnología.

Lea nuestro artículo sobre selección de transductores de presión para obtener más detalles sobre cómo seleccionar un transductor para una aplicación.

Preguntas frecuentes

¿Cómo se calibra un transductor de presión?

Aplique presiones conocidas utilizando un patrón de referencia, registre las lecturas del transductor, compare los valores de entrada y salida y ajuste la salida del transductor si se desvía de los valores previstos.

¿Por qué debe calibrarse el transductor de presión?

La calibración garantiza mediciones de presión exactas corrigiendo cualquier desviación en la salida del transductor, manteniendo la fiabilidad y la precisión en diversas aplicaciones.