calibración

ufeffFUNDAMENTO:
En el proceso de medición, se le asigna un valor numérico a una magnitud de un mensurando a partir de su comparación con la escala de un instrumento. Para que dicho resultado sea aceptable, debe haber existido una interacción previa de dicho instrumento con un objeto al que llamaremos material de referencia, gracias a la cual se le puede asignar a cada unidad de la escala delmismo un determinado valor cuantitativo de magnitud; dicha secuencia se conoce como “calibración”. Para calibrar cualquier herramienta deben tenerse en cuenta dos parámetros: por un lado, fijar el cero de la escala (definir la ausencia de magnitud, con su correspondiente “error de cero“ en caso que existiera), y estudiar la relación entre las divisiones de la escala del instrumento y el valorde la magnitud definida.
Un material de referencia es un objeto que posee valores conocidos certeramente para una determinada magnitud, el cual proviene de la comparación con un patrón (una porción de materia o un sistema de medidas que definen una magnitud y que sirve como reseña; debe permanecer inalterable a lo largo del tiempo y ser reproducible).
Para calibrar, debemos medir con nuestroinstrumento muestras de valor conocido, teniendo la precaución de cubrir la mayor parte del rango de su escala. Estas conformarán el “material de control”, y la incertidumbre que aporte a las medidas será mayor a la del material de referencia. Está cadena de comparaciones que parte del patrón, siguiendo por el material de referencia y el material de control, se denomina “cadena de trazabilidad”; laincertidumbre en los datos obtenidos aumenta a medida que nos alejamos del patrón.
La balanza de torsión (o tensiómetro de Lecomte du Noüy) es un instrumento que mide fuerzas, siendo estas proporcionales al grado de torsión de un alambre acoplado a un vernier. Para calibrarla, se recurrirá a un sistema de pesos conocidos como material de referencia (cuyas masas son determinadas mediante el usode una balanza analítica previamente calibrada). Se trabajará en un rango de fuerzas que permita cubrir aproximadamente el 90% de la escala del vernier. Con los datos obtenidos, se construye un gráfico de Lecturas vs. Fuerza, que nos permitirá medir la respuesta del instrumento y determinar el valor numérico de fuerza que se corresponde con una unidad en la escala del tensiómetro. Para la puesta acero, por las características propias de la balanza, podemos “fijar al cero” sin necesidad de realizar correcciones, considerándolo como la posición inicial en la que se encuentra el anillo con el cual se equilibrarán los pesos posteriormente.
En el caso del termómetro de mercurio, se realizará una verificación de su calibración. Dicho instrumento presenta una escala numerada cuyas divisionesabarcan desde -5 a 110, y donde cada unidad a su vez está fraccionada en diez segmentos menores. Como sistema de referencia nos basaremos en las propiedades fisicoquímicas del agua, por tratarse de una sustancia accesible y cuyo comportamiento es ampliamente conocido. Específicamente nos basaremos en las temperaturas de cambio de estado, de fusión y de ebullición, cuyos valores son 0ºC y 100ºCrespectivamente, y que abarcan la mayor parte de la escala del termómetro. Para esto, trabajaremos con dos tipos de sistemas en equilibrio térmico (a presión atmosférica): por un lado, con agua y hielo (para medir t0); y con agua y vapor (t100). Considerando que dichas temperaturas se mantendrán constantes siempre y cuando exista equilibrio (sólido/líquido en un caso y líquido/vapor en el otro), nosdará suficiente margen de tiempo para realizar la medición.
Como la temperatura de ebullición presenta una fuerte dependencia con la presión, debe calcularse en función de la presión que se registre durante la experiencia (H) mediante la siguiente ecuación:
Te= 100°c +
En función de Te y las medidas experimentales obtenidas (t0 y t100) se puede calcular la siguiente razón, cuyas unidades...