Los sensores de temperatura se calibran típicamente colocándolos en una fuente de temperatura estable y uniforme, comparando su salida con la de una referencia ya calibrada. Dos fuentes comunes son los hornos de bloque seco y los baños de temperatura, pero ¿cuál es el adecuado? Comencemos nuestra comparación definiendo cada uno.
Los hornos de bloque seco utilizan insertos metálicos perforados para insertar el sensor de temperatura a calibrar. Estos hornos incluyen un inserto metálico extraíble con orificios perforados donde se insertan los sensores para realizar las calibraciones. El inserto proporciona una fuente de temperatura estable que puede ajustarse a diferentes puntos de temperatura.
Para un rendimiento adecuado, es esencial un buen contacto térmico entre el sensor de temperatura y el inserto metálico. Por este motivo, los insertos tienen orificios de diferentes tamaños para adaptarse a distintas dimensiones de sensores.
Algunos modelos están calibrados de fábrica, lo que permite utilizarlos sin necesidad de un termómetro de referencia adicional. Los hornos de bloque seco son compactos, ligeros y fáciles de transportar, lo que los hace ideales para realizar trabajos en campo.
Fluke Calibration 9100S, un modelo portátil y de tamaño reducido.
Un baño de temperatura es un medio isotermo que contiene un fluido agitado (por ejemplo, agua, aceite de silicona, metanol o etanol) ajustable a diferentes temperaturas. Este fluido proporciona un excelente contacto térmico, uniformidad y estabilidad, lo que lo convierte en una opción perfecta para calibrar sensores de diversas formas y tamaños.
Los baños de temperatura ofrecen una mayor flexibilidad y capacidad de calibración en comparación con los hornos de bloque seco. Sin embargo, debido al uso de fluidos, son menos portátiles y suelen estar diseñados para entornos de laboratorio.
Los baños están disponibles en diferentes tamaños de tanque, desde microbaños portátiles (0.75 L) hasta baños estándar (42 L).
Fluke Calibration 7109A, un modelo portátil.
Fluke Calibration ofrece varios hornos de bloque seco, incluyendo modelos portátiles para trabajos de campo hasta hornos de mayor volumen con mejores espcificaciones, que cubren un rango de temperatura de –95 °C a 700 °C. Consulta la Comparativa de Hornos de Bloque Seco de Fluke Calibration para obtener más información sobre los modelos disponibles que se ajusten al rango de temperatura en función de la aplicación.
Fluke también ofrece una variedad de baños de temperatura que cubren un rango de –80 °C a 550 °C. Aunque cada modelo tiene un rango de temperatura especificado, a menudo ningún fluido funciona bien en todo el rango. Por ejemplo, el baño compacto de pozo profundo Fluke Calibration 7341 tiene un rango desde –45 °C a 150 °C. El etanol es un fluido adecuado para este baño por debajo de 0 °C, pero para temperaturas superiores se requiere otro fluido, como el aceite de silicona. Como resultado, los laboratorios de calibración deben elegir entre cambiar los fluidos del baño o usar múltiples baños para cubrir todo el rango de temperatura de su aplicación. Consulta la nota de aplicación Cómo Elegir el Baño de Temperatura Adecuado para tu Laboratorio para más información sobre rangos de temperatura y fluidos para baños.
En el momento de calibrar cualquier tipo de sensor, es importante asegurar la profundidad de inmersión adecuada en el medio isotermo. La profundidad mínima de inmersión necesaria para obtener medidas precisas se determina en función del diámetro del sensor y la longitud de su elemento sensible interno. Una regla general es que la profundidad mínima de inmersión debe ser 15 veces el diámetro del sensor más la longitud del elemento sensible interno.
Los hornos de bloque seco son ideales para calibrar sensores rectos y de pequeño diámetro, como sondas RTD, termistores y termopares encamisados. Aunque los termómetros de vidrio líquido (LIG) pueden caber en un inserto de bloque seco, existe el riesgo de que se atasquen o rompan durante el proceso de calibración. Por esta razón, se recomiendan los baños de temperatura para calibrar termómetros de vidrio líquido.
Los baños de temperatura también son la mejor opción para calibrar sensores grandes, largos o de formas irregulares. Esto incluye termómetros de dial bimetálico, termómetros digitales, RTD con cabezales transmisores, termopares con mangas largas y sensores sanitarios con bridas. Además, son necesarios para calibrar PRT con menores incertidumbres, debido al rendimiento superior que ofrecen los baños de temperatura.
Ejemplos de tipos y tamaños de sensores de temperatura: (arriba a la izquierda) termopar tipo S, (abajo a la izquierda) termómetro de dial, (a la derecha del termómetro de dial) RTD con cabezal transmisor, (al centro) termómetro digital RTD, (a la derecha) sensores sanitarios con bridas.
La siguiente tabla resume las profundidades de los pozos y tanques de algunos hornos de bloque seco y baños de temperatura de Fluke Calibration:
Hornos de Bloque Seco |
Profundidad |
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(89 mm) |
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(102 mm) |
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(124 mm) |
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(150 mm) |
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(160 mm) |
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(203 mm) |
Baños de Temperatura: Profundidad
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Baños de Temperatura |
Profundidad |
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(140 mm) |
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(154 mm) |
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(234 mm) |
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(178 mm) |
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(457 mm) |
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(305 mm) |
Los hornos de bloque seco cuentan con una variedad de insertos disponibles, con varios orificios de diferentes tamaños. El tamaño máximo del lote de sondas RTD y termistores que se pueden calibrar en un horno de bloque seco es típicamente de una a tres. El factor limitante es la cantidad de sondas que pueden introducirse en el inserto al mismo tiempo sin que los mangos de las sondas se toquen entre sí por encima del bloque seco. En el caso de los termopares encamisados, es común calibrar entre una y tres docenas a la vez en un horno de bloque seco. Los hornos de bloque seco son más sensibles a los errores de carga de sensores, los cuales son causados por el calor que entra y sale del bloque seco a través de los sensores insertados, lo que genera errores en el gradiente de temperatura.
Debido al tamaño de apertura y la profundidad de sus tanques, los baños de temperatura ofrecen mejor flexibilidad para calibrar grandes lotes de sensores, incluidos sensores grandes, largos o de formas inusuales. Los baños son menos sensibles a los errores de carga ya que disponen de mayor profundidad que los hornos de bloque seco y el fluido agitado junto con la tapa ayudan a aislar los sensores de las condiciones ambientales. Además, los sensores se pueden distribuir en un área de medición más grande mientras se mantiene una excelente uniformidad de temperatura. Fluke Calibration ha diseñado y fabricado baños de prueba y calibración personalizados con bastidores y otras características, permitiendo la calibración especializada de cientos de sensores a la vez.
Los hornos de bloque seco son ideales para la calibración de sensores tanto en industria como en campo. Debido a que son portátiles y livianos, pueden ser transportados fácilmente por el usuario hasta el sitio de trabajo. Además, al no utilizar fluidos, no hay preocupaciones por derrames durante su transporte.
Por otro lado, debido a su tamaño y uso de fluidos, los baños de temperatura compactos, de pozo profundo y estándar funcionan mejor en un entorno de laboratorio, donde los sensores son llevados para calibración, en lugar de transportar el equipo de calibración al lugar de trabajo. Sin embargo, los modelos 6109A/7109A Portable Baths y 6102/7102/7103 Micro-Baths están diseñados específicamente para ser transportados al campo y cuentan con cierres roscados de seguridad que minimizan los derrames de fluidos durante el transporte.
Si el calibrador de bloque seco no tiene opción de control de proceso, otra alternativa es utilizar una PRT de referencia externa junto con un termómetro externo para mejorar la exactitud del bloque seco. Por ejemplo, una PRT de referencia 5615 se inserta en un 914X Field Metrology Well sin la opción de control de proceso. Luego, el PRT se conecta al termómetro Fluke 1523, que lee la temperatura del PRT. El modelo FLUKE 914X muestra la medición de temperatura del control interno en su pantalla.
A nivel económico ambas opciones son similares. El calibrador de bloque seco con opción de control de proceso es recomendable para el trabajo en campo, ya que combina la fuente de temperatura y la lectura del termómetro en una sola unidad. Sin embargo, el calibrador de bloque seco con opción de lectura de termómetro externo ofrece la flexibilidad de un dispositivo de lectura portátil y separado para su uso en campo y laboratorio. Una ventaja de esta configuración es que el bloque seco se puede utilizar como una fuente de temperatura no calibrada, ya que la trazabilidad de la calibración proviene del termómetro y la lectura de referencia externa.
Los baños de calibración tienen una pantalla para leer la temperatura del fluido del baño, pero típicamente se utiliza un termómetro de referencia y lecturas externas para establecer la trazabilidad y registrar los datos recopilados durante la calibración de sensores. Consulta la Guía de Selección de Termómetros de Referencia e Indicadores Industriales para obtener orientación sobre la selección de la combinación correcta de termómetro de referencia e indicador con la exactitud combinada necesaria para la calibración de sensores con un baño de temperatura.
El 1586A Super-DAQ Precision Temperature Scanner es capaz de controlar la mayoría de las fuentes de temperatura Fluke Calibration y, con una función incorporada de automatización de calibración, puede controlar la fuente de temperatura, medir y registrar datos en el termómetro de referencia y hasta 40 canales de DUT a múltiples puntos de temperatura.
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