Cumplimiento y auditorías
Calibración de multímetros: procedimiento, puntos de prueba y cada cuánto calibrar
La calibración de un multímetro aplica valores conocidos desde un calibrador multifunción trazable en puntos fijos de cada rango de un multímetro digital (tensión continua y alterna, corriente continua y alterna y resistencia) y compara cada lectura con la especificación del fabricante, que suele expresarse como un porcentaje de la lectura más un número de cuentas. Ninguna norma fija un único intervalo para todos los equipos: lo defines según el uso y el historial propio de lecturas como se encontró, partiendo del periodo que cubre la especificación del fabricante.
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Qué comprueba la calibración de un multímetro
Una calibración aplica valores conocidos desde un patrón de referencia y registra lo que indica el multímetro en cada punto. El error es la lectura menos el valor aplicado. Se registra junto con la incertidumbre de la calibración. Comparar cada error con la especificación del fabricante y anotar si pasa o no pasa es una verificación, y un certificado puede incluir ambas cosas.
La Guía de Calibración n.º 15 de EURAMET (cg-15, versión 3.0, 2015), de la asociación de los institutos nacionales de metrología de Europa, establece un método para este trabajo. Cubre la tensión continua, la tensión alterna, la corriente continua, la corriente alterna y la resistencia en multímetros digitales. Deja fuera los instrumentos de panel, los equipos pensados sobre todo para potencia, energía o impedancia y las medidas por encima de 1 MHz. Complementa las instrucciones de calibración del fabricante en lugar de sustituirlas, así que sigue al fabricante cuando pida más.
Otras funciones, como la capacidad y la frecuencia, reciben menos puntos. Un accesorio a través del cual mide normalmente el multímetro, como un shunt de corriente, se calibra junto con el equipo en el mismo montaje.
Cómo funcionan las especificaciones de un multímetro
Los fabricantes suelen expresar la exactitud de un multímetro como ±(porcentaje de la lectura + cuentas). El porcentaje crece con la lectura. Las cuentas son un número fijo de pasos del último dígito mostrado en ese rango. Esa parte fija explica por qué un multímetro es menos exacto, en relación con la lectura, cerca del inicio de un rango. Algunos fabricantes hablan de dígitos en lugar de cuentas. Otros dan un porcentaje del rango en lugar de las cuentas.
Toma un multímetro especificado con ±(0,5 % de la lectura + 2 cuentas) en un rango de 6 V que lee hasta 0,001 V. En un punto de prueba de 5,000 V, el límite es el 0,5 % de 5 V, es decir 0,025 V, más 2 cuentas de 0,001 V. Eso da ±0,027 V, así que una lectura de 4,973 V a 5,027 V está dentro de la especificación. A 0,600 V en el mismo rango, el límite es ±0,005 V, cerca del 0,8 % de la lectura.
Una especificación suele venir con condiciones, como un intervalo de temperatura, un tiempo de calentamiento y un periodo desde la calibración. Cuando EURAMET cg-15 compara la incertidumbre de la calibración con la especificación, usa la especificación a un año, porque es la que los usuarios suelen tener en cuenta mientras la calibración es válida. Usa la especificación del periodo que coincida con tu intervalo.
La resolución suele darse como un número de dígitos. EURAMET cg-15 divide los multímetros en dos grupos en 4¾ dígitos, o 39 999 cuentas. Los equipos de trabajo de menor exactitud quedan en ese límite o por debajo, y los de mayor resolución por encima. Cada grupo tiene su propio conjunto de puntos de prueba.
Qué puntos de prueba usar
Los puntos de prueba se fijan como porcentaje del fondo de escala de cada rango. EURAMET cg-15 usa el 10 % para el inicio de un rango y el 90 % para su parte alta. No recomienda puntos por debajo del 10 %, porque el rango inferior siguiente los mide con más exactitud. El punto del 90 % puede estar entre el 50 % y el 99 % del fondo de escala, y desde el 30 % en resistencia.
Cada rango se calibra al menos cerca de su parte alta. La linealidad se comprueba en un rango de continua y otro de alterna con al menos cinco puntos, los de alterna a una frecuencia fija, normalmente 1 kHz. Para un multímetro de hasta 4¾ dígitos, el conjunto mínimo de cg-15 es este.
| Función | En cada rango | Puntos adicionales |
|---|---|---|
| Tensión continua | +10 % (cero en el rango más bajo) y ±90 % | En un rango intermedio: ±10 %, +50 % y ±90 %, con al menos cinco puntos repartidos de forma uniforme |
| Corriente continua | +90 %, con cero en el rango más bajo | En un rango intermedio: +10 % y ±90 %, más el 50 % en rangos de más de 1 A |
| Resistencia | +10 % (cero en el rango más bajo) y +90 % | Ninguno |
| Tensión alterna | 90 % a tres o más frecuencias entre 20 Hz y 100 kHz | En un rango intermedio: 10 %, 50 % y 90 % a 50 Hz y 1 kHz. En el rango más bajo: 10 % a una frecuencia |
| Corriente alterna | 90 % a tres o más frecuencias entre 20 Hz y 5 kHz | En el rango más bajo: 10 % a una frecuencia |
| Otras funciones, como capacidad y frecuencia | 10 % (cero en el rango más bajo) y 90 % | Ninguno |
Equipo y condiciones
La referencia habitual es un calibrador multifunción, que genera tensión y corriente continua y alterna y resistencia desde un solo equipo. Su propia calibración tiene que estar vigente y ser trazable, con una incertidumbre lo bastante pequeña para el multímetro que se calibra. Un informe del NIST de 2001 sobre su patrón de tensión Josephson señala que los multímetros de gama alta pueden ser tan exactos, y resolver tan finamente, como los calibradores multifunción pensados para calibrarlos. Por eso un multímetro de laboratorio de gama alta (de hasta 8½ dígitos) puede necesitar mejores patrones de los que ofrece un calibrador multifunción.
La trazabilidad va del certificado del calibrador, a través de los laboratorios que están por encima, hasta un instituto nacional de metrología. Allí el voltio se realiza con el efecto Josephson y el ohmio con el efecto Hall cuántico, como describe la realización práctica de las unidades eléctricas del Folleto del SI.
- Un calibrador multifunción, o patrones separados de tensión, corriente y resistencia, con certificados vigentes.
- Puntas y cables en buen estado. En resistencia, anota si el multímetro midió a dos hilos o a cuatro hilos. A dos hilos, anula la resistencia de los cables cortocircuitándolos en el extremo de la resistencia.
- Un cortocircuito de baja fem térmica para poner a cero los rangos de tensión continua.
- Una sala estable, con la temperatura y la humedad registradas. Da al multímetro el tiempo de estabilización que indique su fabricante, encendido si funciona con la red.
- El manual de calibración del fabricante, que fija el método de ajuste y los puntos que exige el fabricante.
Lecturas como se encontró, ajuste y lecturas como se dejó
EURAMET cg-15 describe tres secuencias posibles. La estándar para un multímetro que se puede ajustar consiste en una calibración antes del ajuste, el ajuste y una calibración después. La primera da las lecturas como se encontró, que muestran cómo se comportó el equipo desde su última calibración. La última da las lecturas como se dejó. La cláusula 7.8.4 de ISO/IEC 17025:2017 pide que un certificado de calibración informe los resultados antes y después de cualquier ajuste o reparación, cuando estén disponibles.
No hace falta ajustar un multímetro en cada calibración. cg-15 admite calibrar sin ajustar cuando las lecturas quedan holgadamente dentro de la especificación. Para un equipo de menor exactitud con ajuste manual, su límite de ejemplo es el 70 % de la especificación a un año en todos los puntos, y el 50 % en los puntos donde se ajusta el equipo. Para equipos más exactos, el límite de ejemplo es el 50 % en todos los puntos.
El ajuste sigue el método del fabricante. Según el equipo, eso significa ajustar componentes internos o ejecutar una rutina del firmware.
Si una lectura como se encontró queda fuera de la especificación, la cláusula 7.1.5.2 de ISO 9001 pide determinar si los resultados anteriores se vieron afectados negativamente y actuar cuando haga falta. Revisa para qué se usó el multímetro desde su última calibración correcta, por ejemplo ensayos de aceptación, ajustes de equipos o comprobaciones de otros instrumentos. Valora si un error de ese tamaño y signo pudo cambiar una decisión, y registra la conclusión.
TUR y la relación 4:1
La relación de incertidumbre de prueba (TUR) compara el límite que se comprueba con la incertidumbre expandida de la calibración en ese punto. Para un límite simétrico de ±T y una incertidumbre expandida U con una cobertura de aproximadamente el 95 por ciento, TUR = T / U. EURAMET cg-15 dice que una relación de 4:1 entre la especificación y la incertidumbre de la calibración suele bastar, tomando la especificación a un año.
En el ejemplo anterior, el límite a 5 V es ±0,027 V. Una relación de 4:1 exige allí una incertidumbre expandida de no más de unos 0,0068 V. cg-15 acepta que no siempre se puede alcanzar 4:1. En los equipos de baja resolución, el último dígito domina tanto la especificación como la incertidumbre. En los equipos más exactos, los patrones pueden quedarse cortos en algunos rangos. Pide a los laboratorios que reduzcan al mínimo los puntos por debajo de 4:1.
La resolución añade incertidumbre porque cada lectura se redondea a su último dígito. 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. cg-15 pide que el certificado deje claro que sus incertidumbres incluyen la resolución y la inestabilidad a corto plazo del equipo.
Que una lectura pase también depende de la regla de decisión. La cláusula 7.8.6 de ISO/IEC 17025:2017 exige que un laboratorio que declara la conformidad documente la regla de decisión empleada, y cg-15 remite a ILAC-G8 para juzgar e informar la conformidad. Pregunta a tu laboratorio si usa la aceptación simple o una banda de guarda.
Cada cuánto calibrar un multímetro
Ninguna norma fija un único intervalo para todos los multímetros. ISO 9001 pide calibrar o verificar a intervalos especificados, o antes del uso. ILAC-G24 / OIML D 10 (edición de 2022) dice que no existe una única mejor práctica. Enumera los factores que hay que sopesar, entre ellos la incertidumbre que necesitas, la recomendación del fabricante, la tendencia a la deriva, cuánto y con qué dureza se usa el equipo, su entorno y los resultados de las comprobaciones intermedias.
Un punto de partida práctico es el periodo que cubre la especificación de exactitud del fabricante. Después ajústalo según el historial propio de lecturas como se encontró. Los equipos que vuelven holgadamente dentro de sus límites justifican un intervalo más largo. Un fallo, o una deriva hacia el límite, justifica uno más corto. ILAC-G24 aconseja calibrar los equipos nuevos con más frecuencia al principio para ver su tendencia.
Entre calibraciones, comprueba el multímetro con algo estable y conocido. Sirve una referencia de tensión, un calibrador o una resistencia fija que hayas medido justo después de la última calibración. La cláusula 6.4.10 de ISO/IEC 17025:2017 pide a los laboratorios comprobaciones intermedias cuando hagan falta para mantener la confianza en el equipo. Después de una caída, una sobrecarga o un fusible fundido, comprueba el multímetro antes de volver a usarlo.
Qué debe mostrar el certificado y el registro
EURAMET cg-15 enumera lo que necesita el certificado de un multímetro además de la identificación habitual: el método, la evidencia de trazabilidad, las condiciones, los resultados con sus unidades y la incertidumbre. En la práctica, el registro debe mostrar lo siguiente.
- El identificador, la marca, el modelo y el número de serie del multímetro.
- El procedimiento usado, y si se hizo una autoprueba, una autocalibración, un ajuste o una reparación.
- Los patrones de referencia usados, con sus números de certificado y fechas de vencimiento.
- La temperatura y la humedad, y cuánto tiempo se estabilizó el equipo antes de las lecturas.
- La configuración del equipo, como la resistencia a dos o a cuatro hilos y la entrada usada.
- Para cada punto: el rango, el valor aplicado (con la frecuencia en alterna), la lectura como se encontró y como se dejó, el error y la incertidumbre.
- La especificación y la regla de decisión detrás de cualquier declaración de pasa o no pasa.
- La fecha, la persona o el laboratorio, y la próxima fecha de vencimiento.
Cómo calibrar un multímetro, paso a paso
- Comprueba que el calibrador y los demás patrones tienen certificados vigentes y pueden alcanzar unos 4:1 frente a la especificación a un año del multímetro.
- Deja que el multímetro se aclimate en la sala y mantenlo encendido el tiempo de calentamiento que indique su fabricante. Anota la temperatura y la humedad.
- Inspecciona el multímetro, sus puntas y sus bornes de entrada. Ejecuta su autoprueba, y su autocalibración si la tiene.
- Pon a cero los rangos de continua cuando el equipo lo permita: un cortocircuito de baja fem térmica para tensión, la entrada abierta para corriente y los bornes en cortocircuito para resistencia.
- Aplica cada punto de prueba desde el calibrador y anota la lectura como se encontró. Cubre cada rango de cada función, con los puntos de linealidad adicionales en un rango de continua y otro de alterna.
- Compara cada error con la especificación del fabricante para ese rango y punto, según tu regla de decisión documentada.
- Si el multímetro necesita ajuste, ajústalo con el método del fabricante. Después repite los puntos de prueba y anota las lecturas como se dejó.
- Registra los resultados, los patrones usados, la incertidumbre y la próxima fecha de vencimiento, y etiqueta el multímetro con su estado.
Cómo ayuda Axiospec con los registros de multímetros
Axiospec es un software de gestión de calibraciones. Cada multímetro tiene un registro con sus calibraciones, sus certificados y su próxima fecha de vencimiento. Una calibración puede incluir puntos de prueba, cada uno con su valor nominal, su tolerancia y las lecturas como se encontró y como se dejó. Una tolerancia puede ser un valor absoluto o un porcentaje del valor nominal o del alcance, así que un límite en porcentaje de la lectura más cuentas se introduce como el valor absoluto calculado para ese punto.
Da de alta tu calibrador como patrón de referencia y selecciónalo en cada calibración. Su propio registro muestra entonces las calibraciones en las que se usó. Cuando una calibración se registra como No cumple, el multímetro pasa a cuarentena y el registro pide el impacto de estar fuera de tolerancia. Axiospec no calibra el multímetro. En una calibración interna, una lectura final fuera de su tolerancia fija el resultado en No cumple, y registrar un Cumple de todos modos exige un motivo por escrito. La tolerancia, la regla de decisión y el intervalo quedan en tus manos o en las de tu laboratorio.
Es gratis hasta 50 instrumentos activos. Un espacio de trabajo nuevo empieza con una prueba de 45 días del plan Professional, con capacidad para 1500 instrumentos activos. Cargamos tus registros existentes sin coste en todos los planes.
Preguntas frecuentes
- ¿Cada cuánto hay que calibrar un multímetro?
- Ninguna norma fija un único intervalo. Parte del periodo que cubre la especificación de exactitud del fabricante y alárgalo o acórtalo según las lecturas como se encontró, el uso y el entorno del equipo, como recomienda ILAC-G24. Compruébalo con una fuente conocida entre calibraciones y después de cualquier caída o sobrecarga.
- ¿Cómo se calibra un multímetro digital?
- Déjalo calentar, pon a cero los rangos de continua y aplica valores conocidos desde un calibrador multifunción trazable en cada rango de cada función, normalmente al 10 % y al 90 % del fondo de escala, con más puntos en un rango de continua y otro de alterna. Anota cada lectura como se encontró y compara su error con la especificación del fabricante. Si el equipo necesita ajuste, ajústalo y repite los puntos como se dejó.
- ¿Qué significa ±(% de la lectura + cuentas) en un multímetro?
- Es el límite de exactitud del equipo. El porcentaje se aplica a la lectura, y las cuentas son un número fijo de pasos del último dígito en ese rango. Un multímetro especificado con ±(0,5 % + 2 cuentas) que lee 5,000 V en un rango que resuelve 0,001 V tiene un límite de ±0,027 V.
- ¿Qué equipo se necesita para calibrar un multímetro?
- Un calibrador multifunción, o patrones separados de tensión, corriente y resistencia, con una calibración trazable vigente. En cada punto, su incertidumbre debe ser como mucho una cuarta parte de la especificación del multímetro, la relación 4:1 que EURAMET cg-15 considera suficiente por lo general. También necesitas buenas puntas, un cortocircuito de baja fem térmica, una sala estable y el manual de calibración del fabricante.
- ¿Por qué se calibra un multímetro al 10 % y al 90 % de cada rango?
- EURAMET cg-15 usa el 10 % del fondo de escala para el inicio de un rango y el 90 % para su parte alta, y calibra cada rango cerca de su parte alta. No recomienda puntos por debajo del 10 %, porque el rango inferior siguiente mide esos valores con más exactitud.
- ¿Puedo calibrar mi propio multímetro?
- Sí, si tienes un calibrador con una calibración trazable vigente y exactitud suficiente, un procedimiento escrito y personal formado. ISO 9001 no exige para ello un laboratorio externo ni acreditado. Los clientes pueden pedir igualmente certificados acreditados, y el ajuste requiere el método del fabricante.
Ponlo en práctica
¿Tienes una lista de instrumentos? Envíanosla y la cargamos por ti, normalmente en un par de días hábiles. Sin costo en todos los planes. Después registra cada calibración en un historial de auditoría con detección de manipulaciones y produce los registros cuando te los pidan.
Axiospec es una herramienta de documentación y de flujo de trabajo. Te ayuda a mantener registros limpios, trazables y listos para una auditoría. La certificación depende de tus propios procesos, de tu alcance y de tu evaluador.
Llévate la lista de comprobación para preparar la auditoría
Primero la lista de comprobación, con cada punto redactado como lo pregunta un auditor. Después, cuatro correos breves con consejos prácticos. Puedes darte de baja con un clic.
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