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CALIBRACIÓN DE CRONÓMETROS Ing. Henry Postigo Linares [email protected] Día mundial de la Metrología 20 de Mayo de 2010
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CALIBRACIÓN DE CRONÓMETROS
Ing. Henry Postigo [email protected]
Día mundial de la Metrología 20 de Mayo de 2010
CONTENIDO
1.- Introducción
2.- Definiciones
3.- Métodos de Calibración
4.- Calibración de cronómetros – SNM
5.- Referencias
INTRODUCCION
Necesidad de medir el tiempo: desde los orígenes
Aplicaciones
Competencias deportivas
Procesos de producción
Computadoras personales
Cambio de tarifa en suministro de energía eléctrica
DEFINICIONES
RelojDispositivo que cuenta ciclos de una frecuencia y lo grabaen unidades de intervalo de tiempo, tal como segundo, minutos, horas y días.
CronómetroReloj que sirve para medir fracciones de tiempo
TemporizadorSistema de control de tiempo que se utiliza para abrir ocerrar un circuito en uno o más momentos determinados,y que conectado a un dispositivo lo pone en acción.
Continuación …..2 DEFINICIONES
OsciladorDispositivo que produce un evento periódico que se repite a una velocidad casi constante. Esta velocidad se denomina frecuencia deresonancia.
Intervalo de tiempoLapso de tiempo entre dos eventos. La unidad del intervalo de tiempo es el segundo (s). El SI define al segundo como
El segundo es la duración de 9 192 631 770 periodos de la radiación asociada ala transición hiperfina del estado base del átomo de Cesio-133.
El hertz (Hz) es la unidad para la frecuencia (s-1) e indica el número de eventos por segundo.
METODOS DE CALIBRACION
En general se tiene tres métodos para la calibración de cronómetros y temporizadores
Comparación DirectaCompara la indicación de la unidad bajo prueba con un patrón de intervalos de tiempo
TotalizadorCompara la indicación de la unidad bajo prueba con la indicación del totalizador.
Base de tiempo Compara la frecuencia de la base de tiempo del instrumento bajo calibración con una frecuencia de referencia.
METODOS DE CALIBRACION
Continuación ….. 2 COMPARACION DIRECTA
Es el Método comúnmente más usado para calibrar cronómetros y temporizadores. El operador inicia y para la unidad bajo prueba.
Requiere una referencia de intervalo de tiempo con trazabilidad. La referencia usualmente es una señal de tiempo de audio.
Requiere un mínimo de equipo.
La incertidumbre es más grande que la de los otros métodos (300 ms).
METODOS DE CALIBRACION
Continuación …..3 COMPARACION DIRECTA
INCERTIDUMBRE
El método de medición directa involucra a un técnico de calibración quien usa una referencia de intervalo de tiempo trazable como una señal de inicio y parada física del cronómetro. Por lo tanto las tres fuentes principales de incertidumbre a considerar son:
•Incertidumbre de la referencia•Tiempo de respuesta del factor humano•Resolución del equipo bajo prueba.
METODOS DE CALIBRACION
Continuación …..4 TOTALIZADOR
Requiere un generador de señal calibrado, un contador universal y como base de tiempo externa para el sintetizador se usa el patrón de frecuencia primario del
laboratorio.
Requiere mayor equipamiento que el método de comparación directa.
Elimina parcialmente la incertidumbre por la reacción de tiempo del factor humano. El operador inicia y para simultáneamente la unidad bajo prueba y el contador universal.
Referencia de Frecuencia
Conexión a la entrada de base de tiempo externaSintetizador
Contador Universal
METODOS DE CALIBRACION
Continuación …..5 TOTALIZADOR
INCERTIDUMBRE
Este método de calibración involucra el uso de un generador de señal calibrado para enviar una señal al contador universal el cual opera en el modo de totalizador. El contador cuenta las oscilaciones de frecuencia de entrada durante un periodo de tiempo que es iniciado y parado por el operador. Los factores decontribución a la incertidumbre de medición son:
•Incertidumbre de la frecuencia de entrada•Incertidumbre debido al tiempo de la reacción humana•Incertidumbre debido al contador (contribución por resolucióndel contador ya que la base de tiempo no fue usada)
•Resolución del instrumento bajo calibración.
METODOS DE CALIBRACION
Continuación …..6 BASE DE TIEMPO
El método de medición de base de tiempo es un método de medición preferido para la calibración de cronómetros y temporizadores, porque introduce la menor cantidad de incertidumbre en la medición al medirse en forma directa la base de tiempo de la unidad bajo prueba.
La referencia para la calibración de la base de tiempo es el oscilador de la base de tiempo del instrumento medidor, que debe estar calibrado.
El factor de respuesta en tiempo del operador no afecta. La calibración es muy rápida.
Requiere más equipo que el método directo. No trabaja fácilmente con algunos equipos eléctricos, mecánicos o electromecánicos.
METODOS DE CALIBRACION
Continuación …..7 BASE DE TIEMPO
Diagrama de conexión para la calibración de cronómetros
METODOS DE CALIBRACION
Continuación …..8 BASE DE TIEMPO
INCERTIDUMBRE
Este método utiliza cualquier sistema de medición de base de tiempo o contador de frecuencia con un lector para medir la frecuencia interna de oscilación de la base de tiempo del instrumento bajo calibración; si su base de tiempo es una referencia externa proveniente del patrón de frecuencia su contribución a la incertidumbre es despreciable.La incertidumbre por resolución del instrumento bajo prueba no necesita ser considerada. No hay contribución de incertidumbre por el tiempo de reacción del operador. Entonces, solo hay una componente de incertidumbre la cual proviene de la data de la medición.
CALIBRACION DE CRONOMETROS – SNM (LTF)
Comparación directa
CALIBRACION DE CRONOMETROS
Continuación … .2 BASE DE TIEMPO
Sistema de medición
Sistema de captura de la frecuencia del cronómetro
Medidor de frecuencia
Frecuenciabase (Hz)
Divisor Frecuencia acapturar (Hz)
32 768 1152 210 + 27 28,444
1024 210 32
768 29 + 28 42,666
REFERENCIAS
•Jeff C. Gust, Robert M. Graham, Michael A. Lombardi, “Stopwatch and Timer Calibrations”, May 2004.•L d Leonardo Trigo, Daniel Slomovitz, “Calibración de cronómetros digitales por método de inducción”, IEEE, 7ºencuentro de Energía, Potencia, Instrumentación y Medidas. 16 y 17 de Octubre del 2008, Montevideo-Uruguay.• Johnny Jiménez, Harold Sánchez, “Calibración de cronómetros mediante la medición de la frecuencia del oscilador de cuarzo”. VIII Semetro, Junio del 2009, Brasil.
CALIBRACIÓN DE CRONÓMETROS
Ing. Henry Postigo [email protected]
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