Verificación de amplificadores digitales de alta exactitud para medición de fuerza y par torsional

Trazabilidad de las mediciones científicas, particularmente de las magnitudes de fuerza y par torsional.

El uso de los amplificadores-indicadores digitales para la visualización de indicación de lectura de los transductores, tiene un papel muy importante en la estimación de la incertidumbre de medida.

Se describe el procedimiento para realizar la verificación de los amplificadores digitales de alta exactitud como parte del programa de mantenimiento que se tiene en los laboratorios de fuerza y par torsional del Centro Nacional de Metrología de México (CENAM).

INTRODUCCIÓN.-

Los amplificadores-indicadores de señal eléctrica para transductores de medición con puente de galgas extensométricas, específicamente los utilizados en las magnitudes de fuerza y par torsional, tienen la importante función de ser el sub-sistema para la adquisición de señales eléctricas de los transductores. Permiten la visualización en su indicador digital de lectura de medición que recibe del transductor conectado. Los amplificadores de alta exactitud utilizados en los laboratorios de calibración, deben mantenerse en monitoreo tanto del software como de hardware. Particularmente, los utilizados en los laboratorios del CENAM, elemento importante en la cadena de medición del sistema nacional de medición en fuerza y par torsional, se requieren de un proceso de verificación en el que se determine el cumplimiento de la exactitud requerida para los fines propuestos.

VERIFICACIÓN DEL SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE SEÑALES ELÉCTRICAS (AMPLIFICADOR DIGITAL)

La señal eléctrica utilizada en los amplificadores para transductores de fuerza o par torsional se encuentra en el intervalo de medida de 0.1 mV/V a un máximo de 2 mV/V, por las características del puente completo de wheatstone. Las lecturas de los datos adquiridos de forma digital en los amplificadores de alta exactitud pueden mostrar una resolución de hasta 1 parte por millón. 2.1. Sistema patrón de referencia El instrumento patrón que se utiliza para la verificación de los amplificadores digitales es un calibrador de puente de alta precisión, el cual funciona como sistema de simulación, emitiendo señales definidas en tensión eléctrica; es decir, simulando al transductor de puente completo. Las características del sistema patrón utilizado en la verificación son: marca HBM, modelo BN100A, número de serie 14137. Clase de exactitud 0.000 5, señal ajustable de 0.1 mV/V a 100 mV/V tanto para polaridad positiva como negativa, con frecuencia portadora de 225 Hz e impedancia de 350 Ω [1] con trazabilidad al Laboratorio Nacional de Metrología de Alemania PTB, con certificado de calibración por relación de tensión hasta 2 mV/V y excitación al puente de 5 V. 2.2 Instrumentación del proceso para la adquisición de datos.

Los amplificadores digitales que se verifican son de la marca HBM y se describen en la tabla 1. Modelo Clase de exactitud* Filtro digital (Hz)** Scout 55 0.1 0.2 MGCplus 0.002 5 0.22 DMP40 0.000 5 0.22 DMP40S2 0.000 5 0.22 *De acuerdo a fabricante. **Filtro digital sugerido, de tipo Bessel. Tabla 1. Amplificadores digitales del laboratorio. La metodología para la verificación es en base al método por comparación directa [2]. La resolución del amplificador digital se determina de acuerdo a la definición del VIM [3]. El proceso de adquisición de datos del instrumento bajo verificación, considera tres lecturas por cada punto de medición, realizando tres series de forma ascendente del 10 al 100 %… ¿Quiéres seguir leyendo? Baja el PDF con el artículo completo.

Autores:

Jorge C. Torres Guzmán

Calixto Morales,

CENAM.Leer artículo completo