Calibración de calibradores vernier (pie de rey): procedimiento, normas y frecuencia

Qué comprueba la calibración de un calibrador

Una calibración compara el calibrador con patrones de referencia cuyos valores son conocidos y trazables. Registra el error en cada punto de ensayo junto con la incertidumbre de la comprobación. Después, la mayoría de los talleres compara esos errores con un error máximo permitido (EMP) y anota si pasa o no pasa. Ese segundo paso es una verificación frente a una especificación, y un certificado puede recoger ambos.

ISO 13385-1 describe la exactitud de un calibrador con dos características. La primera, E, cubre las mediciones con las mordazas de exteriores cuando solo una parte de cada superficie de medición toca el patrón. La segunda, S, es el error de desplazamiento de las demás superficies: las mordazas de interiores, las mordazas de interiores de cuchillas cruzadas, la varilla de profundidad y las superficies de escalón. Los límites suponen que el cero se ajustó con las mordazas de exteriores cerradas. Por eso las demás superficies pueden mostrar errores mayores, y cada una necesita su propia comprobación.

• Calibración frente a verificación

Las normas: ISO 13385-1, ASME B89.1.14 e ISO 3650

ISO 13385-1:2019 es la norma internacional sobre las características de diseño y metrológicas de los calibradores con escala vernier, con carátula o con pantalla digital. Es la segunda edición, e ISO la confirmó en su revisión de 2025. Los valores de EMP por defecto están en el anexo normativo B y las pautas de calibración en uno informativo. El anexo B da además la regla de decisión para esos valores por defecto: aceptación simple cuando la incertidumbre de prueba es lo bastante pequeña. Para las demás especificaciones hechas según la norma, se aplican las reglas por defecto de ISO 14253-1 salvo que se indique otra regla.

ASME B89.1.14-2018, reafirmada en 2023, es la norma estadounidense para calibradores vernier, de carátula, digitales electrónicos y especiales. Cubre cómo especificarlos, verificarlos y calibrarlos. ASME la presenta como un complemento de ISO 13385-1, no como una contradicción.

Los patrones de referencia habituales son bloques patrón según ISO 3650:1998. Esa norma fija las desviaciones límite para un grado de calibración K y para los grados 0, 1 y 2. Sea cual sea el grado, los bloques necesitan su propio certificado de calibración, trazable a patrones nacionales. Si usas la longitud certificada de cada bloque en lugar de su tamaño nominal, lo que cuenta es la incertidumbre del certificado y la tolerancia del grado deja de importar.

Las longitudes se especifican a 20 °C, la temperatura de referencia normalizada de ISO 1:2022. ISO 13385-1 aplica sus valores de EMP a exactamente 20 °C, salvo que se indique otra cosa. Los resultados de ensayo se corrigen a 20 °C, o el efecto de no corregirlos pasa a la incertidumbre.

• La trazabilidad metrológica explicada
• Calibración de bloques patrón

Equipo y condiciones

La calibración de un calibrador requiere poco equipo. Las condiciones importan tanto como los patrones.

• Bloques patrón que cubran el rango, con certificados vigentes. ISO 13385-1 también menciona galgas escalonadas y anillos patrón como patrones adecuados.
• Un anillo patrón, o un portabloques con mordazas accesorias, para las mordazas de interiores.
• Un mármol para las comprobaciones de profundidad y de escalón.
• Un plano óptico para comprobar la planitud de las caras de las mordazas.
• Una sala estable cerca de 20 °C. Deja que el calibrador y los bloques se estabilicen juntos, y manipula los bloques con guantes o pinzas para que tus manos no los calienten.
• Mordazas y bloques limpios. Limpia las superficies de medición con un paño que no suelte pelusa y busca rebabas y daños antes de empezar.

Mordazas de exteriores: puntos de ensayo en todo el rango

Cierra las mordazas y comprueba o ajusta el cero. Después mide bloques patrón en puntos repartidos por todo el rango. La guía NPL Measurement Good Practice Guide No. 40, Callipers and Micrometers, pide al menos cinco posiciones aproximadamente equidistantes que cubran el rango. El error en cada punto es la lectura menos la longitud certificada del bloque.

Elige los puntos pensando en el mecanismo. ISO 13385-1 pide puntos de ensayo que cubran el recorrido de la escala vernier o de la carátula. En un calibrador de carátula pide puntos que dejen la aguja en ángulos distintos de la carátula. Así un error que se repite con cada vuelta de la carátula, o un error local de la escala, tiene ocasión de aparecer.

Mide cada bloque cerca de las puntas de las mordazas y otra vez cerca de la regla. Una diferencia entre ambas lecturas indica mordazas no paralelas o un cursor que se inclina. Repite una lectura con el cursor bloqueado, porque el bloqueo no debería cambiarla.

Mordazas de interiores, varilla de profundidad y superficies de escalón

Comprueba las mordazas de interiores con una medida interior conocida. Sirve un anillo patrón, y también un bloque patrón sujeto entre mordazas accesorias en un portabloques. Lee el calibrador con sus superficies de interiores y resta la medida conocida. ISO 13385-1 da a las mordazas de interiores de cuchillas cruzadas su propio error de desplazamiento, porque el grosor de las cuchillas y la separación entre ellas afectan a los agujeros pequeños. Si tu calibrador las tiene, incluye un anillo pequeño.

Para la varilla de profundidad, coloca un bloque patrón de pie sobre un mármol. Apoya el extremo de la regla sobre el bloque y baja la varilla hasta el mármol. Las superficies de escalón se comprueban del mismo modo, sobre un bloque de pie en el mármol. En ambos casos la lectura debe coincidir con la longitud del bloque.

Estado, planitud y paralelismo de las mordazas

Unas mordazas gastadas o dañadas estropean cualquier lectura tomada cerca de las puntas. Cierra las mordazas y míralas a contraluz. Si se ve luz entre las caras en algún punto de su longitud, hay desgaste o una deformación. El NPL propone esta comprobación sencilla a diario, con planos ópticos para examinarlas mejor cuando se sospecha desgaste.

En la propia calibración, comprueba la planitud de las caras de exteriores con un plano óptico. Comprueba su paralelismo con bloques patrón en las puntas y cerca de la regla, en un punto cercano a cero y otro cercano al final del rango. El NPL también incluye comprobar la escuadra de la cara fija respecto a la regla con una escuadra de filo.

Revisa también el resto del calibrador. El cursor debe deslizarse con suavidad y sin holgura. Las líneas de la escala y la carátula deben leerse con facilidad. Una pantalla digital debe mantener una lectura estable y un cero estable, y su pila debe estar en buen estado. Un calibrador que no supera estas comprobaciones puede necesitar una reparación antes de que sus lecturas signifiquen algo.

Comprobaciones diarias y antes del uso

Una calibración completa se hace a intervalos. Una comprobación rápida antes del uso detecta el calibrador que se cayó ayer. La guía del NPL la incluye en la preparación: confirma que la calibración no ha vencido, inspecciona y limpia las caras y el cursor, y comprueba el cero.

Quien empieza puede practicar la lectura de la escala vernier con el simulador de vernier, que dibuja un calibrador en una posición al azar y comprueba la lectura.

• Limpia las mordazas y ciérralas. La lectura debe volver a cero, y un calibrador digital debe ponerse a cero en el mismo punto cada vez.
• Mira las mordazas cerradas a contraluz y busca rendijas.
• Mide un patrón de control, como un bloque patrón o un verificador de calibradores, y compara la lectura con su medida. Usa el mismo patrón cada día para poder comparar las lecturas en el tiempo.
• Tras una caída o un golpe, repite las comprobaciones antes de que el calibrador mida otra pieza.

• Generador de registros de calibración
• Simulador de vernier
• Simulador de micrómetro

Lecturas como se encontró y como se dejó

Anota las lecturas de cada punto de ensayo antes de ajustar, reparar o reiniciar nada. Son las lecturas como se encontró. Muestran el estado del calibrador mientras medía piezas. Si después lo ajustas, repite las comprobaciones y anota las lecturas como se dejó. Un calibrador que no necesitó ajuste tiene los mismos valores en ambas.

Cuando una lectura como se encontró queda fuera del límite, la pregunta es qué midió el calibrador desde su última calibración correcta. La cláusula 7.1.5.2 de ISO 9001 pide determinar si los resultados anteriores se vieron afectados negativamente y actuar cuando haga falta. En la práctica, buscas las piezas y los lotes que midió, valoras si el error pudo dar por buena una pieza mala y registras la conclusión. Después reparas, ajustas o retiras el calibrador, y revisas su intervalo.

• Lecturas como se encontró y como se dejó
• Hoja de lecturas como se encontró y como se dejó

Cada cuánto calibrar un calibrador

Ninguna norma fija un único intervalo para todos los calibradores. ISO 9001 pide calibrar o verificar a intervalos especificados, o antes del uso. La guía conjunta ILAC-G24 y OIML D 10 (edición de 2022) dice que no existe una única mejor práctica. Enumera los factores que hay que sopesar, entre ellos la tendencia al desgaste y a la deriva, cuánto y con qué dureza se usa el instrumento, el entorno, los resultados de las comprobaciones intermedias y el propio historial del instrumento.

Para los calibradores, la guía del NPL sugiere una inspección periódica al menos una vez al año, con el intervalo exacto fijado según la frecuencia de uso. Un calibrador que se usa todo el día sobre piezas fundidas se desgasta antes que otro que se usa dos veces por semana sobre piezas acabadas. El refrigerante, la viruta y las caídas acortan el intervalo. También lo acorta un historial de lecturas como se encontró cercanas al límite.

Justifica el intervalo con tus propios datos. Parte de un primer intervalo documentado, anota el resultado como se encontró en cada calibración y ajústalo. Si los calibradores vuelven una y otra vez muy dentro del límite, puede justificarse un intervalo más largo. Un fallo como se encontró es motivo para acortarlo. ILAC-G24 también aconseja calibrar los equipos nuevos con más frecuencia al principio, para conocer su tendencia.

• Cómo fijar los intervalos de calibración
• Calculadora de intervalos de calibración
• Calculadora de tasa de deriva e intervalo de calibración

TUR, la regla 10:1 y la resolución

Suelen citarse dos reglas prácticas. La regla 10:1, a veces llamada regla de los diez, dice que la resolución de un instrumento debe dividir la tolerancia que verifica en al menos diez partes. La relación de incertidumbre de prueba (TUR) se fija en cambio en la calibración. Compara el límite que se comprueba con la incertidumbre expandida de la comprobación. Para un límite simétrico de ±T y una incertidumbre expandida U con una cobertura de aproximadamente el 95 por ciento, TUR = T / U.

ANSI/NCSL Z540.3 acepta una TUR de al menos 4:1 cuando no es factible estimar la probabilidad de una falsa aceptación. ASME B89.1.14 usa como regla de decisión por defecto la aceptación simple con una TUR de al menos 4:1. ISO 13385-1 fija una regla parecida para sus valores de EMP por defecto en el anexo B: aceptación simple, siempre que la incertidumbre de prueba no supere la cuarta parte del EMP. Para otras especificaciones remite a las reglas por defecto de ISO 14253-1. Pregunta a tu laboratorio qué regla siguen sus declaraciones de pasa o no pasa.

La resolución añade incertidumbre a cualquier lectura, porque la escala o la pantalla redondea a su último paso. La GUM (JCGM 100:2008, F.2.2.1) trata ese redondeo como una distribución rectangular de un paso de ancho. Su incertidumbre estándar es el paso dividido entre √12, unas 0,29 veces el paso. En el ejemplo resuelto del NPL, un calibrador que lee hasta 0,02 mm recibe 0,02 / √12 ≈ 0,006 mm solo por la resolución.

Cuando un calibrador mide piezas, su incertidumbre incluye además las lecturas repetidas, la geometría de las caras y su propio error permitido. El ejemplo del NPL para un calibrador usado sobre piezas combina la repetibilidad, la resolución, la planitud y el paralelismo de las caras y el error máximo especificado del calibrador. En una calibración frente al EMP, ASME B89.1.14 cuenta la resolución y la repetibilidad propias del calibrador en los errores encontrados, no en la incertidumbre de la comprobación.

• Calculadora de TUR y TAR
• Calculadora de incertidumbre por resolución
• Cómo elaborar un presupuesto de incertidumbre de medida
• Calculadora Gage R&R
• Gage R&R y MSA explicados

Qué deben mostrar el certificado y el registro

Tanto si el trabajo se hace internamente como si lo hace un laboratorio, el registro de cada calibración debe permitir que otra persona lo revise más adelante.

• El identificador, el tipo, el rango y la resolución del calibrador.
• Los patrones de referencia usados, con sus números de certificado y sus fechas de vencimiento, para poder seguir la trazabilidad.
• La temperatura durante la calibración.
• Cada punto de ensayo en cada superficie, con las lecturas como se encontró y como se dejó y los errores.
• La incertidumbre de la calibración y la regla de decisión en la que se basa cualquier declaración de pasa o no pasa.
• La fecha, la persona o el laboratorio, y la próxima fecha de vencimiento.

• Requisitos del certificado de calibración
• Plantilla de certificado de calibración
• Calibración interna o externa

Dónde encaja Axiospec

Axiospec es un software de gestión de calibraciones. Para cada calibrador registra las calibraciones, las lecturas como se encontró y como se dejó, los patrones de referencia usados, los certificados y las fechas de vencimiento. No calibra el calibrador ni decide si pasa. Eso sigue en tus manos o en las de tu laboratorio.

• Software de gestión de instrumentos de medición