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RED NACIONAL DE METROLOGÍA

UNIDAD DE COORDINACIÓN Y SUPERVISIÓN

LABORATORIO CUSTODIO DE PATRONES

NACIONALES

MAGNITUD PRESIÓN

INFORME A

ENSAYO DE APTITUD NACIONAL

P2-20

CALIBRACIONES DE MANÓMETRO DIGITAL DE PRESIÓN

Rango de medición: 0 a 700 kPa

Medio de transmisión GAS

Septiembre 2020 - diciembre 2020

LCPN-P INFORME “A” P2-20 ( 0 kPa a 700 kPa )

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ENSAYO DE APTITUD – PRESION

Marcial Espinoza. Angel Flores

Laboratorio Custodio de Patrones Nacionales (LCPN-PRESION), Chile. Empresa Nacional de Aeronáutica - ENAER, Av. José Miguel Carrera n°11087.

Teléfonos 56 (2) 2383 2082, 56 (2) 2383 1966,

e-mails [email protected] [email protected]

Resumen: El Laboratorio Custodio de Patrones Nacionales - Presión ENAER y el área

de metrología del Instituto Nacional de Normalización INN perteneciente a La Red

Nacional de Metrología realizan el Ensayo de Aptitud 2020. Para ello se ha elegido un

instrumento que permite cubrir un rango que pueda ser calibrado por la mayoría de los

laboratorios acreditados por el INN en la magnitud presión y otros laboratorios de

calibración no-acreditados, cuyas características principales fueron acordadas en el taller

de cierre del ensayo P-19. Para la comparación se utilizó como patrón de comparación

un manómetro digital, con alcance de medición de 700 kPa, clase de exactitud del 0,05%

del alcance de medición y resolución de 0,01 kPa. El instrumento fue facilitado por el

LCPN-Presión ENAER Chile, la actividad se realizó dentro del marco de cooperación con

el INN en el marco de la Red de Metrología de Chile. La comparación se llevó a cabo

desde octubre de 2020 a dicembre 2020.

INTRODUCCION La cadena de trazabilidad de las mediciones de la industria debe realizarse con niveles

adecuados de incertidumbre de acuerdo a las necesidades propias de cada país. La

participación en las comparaciones entre los laboratorios de Metrología, permite asegurar

el grado de equivalencia de las mediciones entre los laboratorios acreditados por la RNM

con una diseminación correcta de las mediciones. Por lo anterior se puede decir que la

solidez y la confianza en las mediciones, tanto en el ámbito Nacional como en el

Internacional, se fortalece con las comparaciones entre laboratorios.

Los resultados que aquí se presentan corresponden a Ensayo de Aptitud 2020

íntegramente realizada entre los laboratorios de presión nacionales y el LCPN-Presión

de ENAER designado oficialmente laboratorio custodio del patrón nacional de Chile. La

participación en esta comparación de los Laboratorios del país permite conocer la

compatibilidad de las mediciones y la competencia del personal acreditado en los

laboratorios integrantes de la Red de Metrología, supervisada por el INN.

mailto:[email protected]


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OBJETIVO

Realizar una comparación en el ámbito metrológico de la magnitud de presión entre los

laboratorios de calibración de Chile, con el fin de estimar los niveles de concordancia para

la magnitud presión entre los laboratorios participantes, incluyendo desviación e

incertidumbre asociada.

Complementariamente, se buscó unificar los métodos de calibración en los laboratorios

al utilizar la misma guía de referencia, DKD-R6-1 y conocer la capacidad de medición de

presión que se tiene en el país empleando como referente para la magnitud el LCPN-P

de ENAER como Laboratorio Nacional designado por el Estado de Chile.


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DATOS GENERALES Laboratorios participantes Al ensayo de aptitud 2020 lograron incorporarse 20 laboratorios participantes en la magnitud presión.

Nº LD-P / Participantes Tipo

ensayo Recepción Envío

LD-P Calibración Inicial (agosto 2020)

1 LEM ANTOFAGASTA Gas 21-09-2020 25-09-2020

2 CALMANREP SpA. Gas 25-09-2020 30-09-2020

LD-P Calibración Intermedia (octubre 2020)

3 SERVINCAL Gas 19-10-2020 22-10-2020

4 VIGÑOLA Gas 22-10-2020 27-10-2020

5 INDUTECNICA CHACON Gas 27-10-2020 30-11-2020

6 ASMAR-Valparaíso Gas 02-11-2020 05-11-2020

LD-P Calibración Intermedia noviembre 2020)

7 USACH -CIDE Gas 30-10-2020 06-11-2020

8 DTS Gas 07-11-2020 11-11-2020

9 Lab Metrología ENAER Gas 11-11-2020 14-11-2020

LD-P Calibración Final (noviembre-diciembre 2020)


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Patrón de comparación Como patrón viajero de comparación se utilizó un manómetro digital de presión relativa

positiva, rango de 0 [kPa] a 700 [kPa] (presión neumática).

El instrumento fue facilitado por LCPN-P de ENAER.

Tipo de Instrumento : Manómetro digital

Modelo: 2700G-BG700K

No. de serie: 3630204

Alcance de Medición: 0 kPa a 700 kPa.

Unidad de medición: kPa.

Resolución: 0,01 kPa

Clase de exactitud: ±0,05 % (del alcance total)

Medio de transmisión GAS (Aire o Nitrógeno)

Fabricante: FLUKE.

Tabla 1. Características del patrón viajero utilizado en la comparación.

Las características del estándar primario utilizado para calibrar el patrón viajero en éste

ensayo de aptitud se presentan en la tabla 2.

LCPN-P de ENAER.

Nombre Tipo Marca

Área efectiva [m2]

Gravedad

local

[ms-2]

Alcance de medición

[kPa]

Incertidumbre (lectura), k=2

Estándar Primario

Balanza de Peso Muerto

Pistón-cilindro C-514

RUSKA 8,39935 * 10-5 9,794247 700 1,4 Pa + 1,6*10-5pe

Tabla 2. Patrón nacional utilizado para calibrar el patrón viajero


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Programa de la comparación

La comparación se realizó en 3 etapas (6 mediciones); (1) Primera medición piloto (3 veces),

(2) Medición de 4 participantes (primer segmento de ensayo P2-20),

(3) Segunda medición piloto (2 veces),

(4) Medición de 5 participantes (segundo segmento de ensayo P2-20),

(5) Tercera y última medición piloto (3 veces). LCPN-P y el INN establecen la documentación base y actividades a realizar.

• Preparación. ENAER realizó tres mediciones iniciales 1,2 y 3. Con lo cual estableció los lineamientos generales de la comparación, calibrando el Patrón Viajero en tres oportunidades.

• Los 4 laboratorios participantes del primer segmento del ensayo de aptitud P2-20 realizaron las mediciones correspondientes de acuerdo a las fechas programadas.

• El instrumento vuelve al LCPN-P, el piloto ejecuta las mediciones 4, 5 y 6 al patrón viajero empleado para el ejercicio de acuerdo al procedimiento establecido en la comparación. (ver figura 1)

• Los 5 laboratorios participantes realizan las mediciones del segundo segmento del ensayo de aptitud P2-20 en las fechas programadas.

• El instrumento vuelve al LCPN-P, el piloto ejecuta las mediciones 7, 8 y 9 al patrón viajero empleado para el ejercicio, de acuerdo al procedimiento establecido en la comparación. (ver figura 1).

• El INN recopila los resultados de los laboratorios participantes asignándole un código a cada uno de ellos y los hace llegar al LCPN-P de ENAER el 1 de diciembre de 2020.

• El 21 de diciembre de 2020 el LCPN-P de ENAER emite un informe “B” que contiene el análisis y conclusiones de la comparación con los resultados obtenidos por los laboratorios participantes, se hace llegar éste informe al INN quién lo distribuye a cada participante.

• El 29 de diciembre de 2020 el LCPN-P de ENAER emite informe final “A” que contiene el análisis y conclusiones de la comparación con los resultados obtenidos por los laboratorios participantes, se hace llegar éste informe al INN quién lo distribuye a cada participante.


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Figura 1. Esquema Ensayo de Aptitud.

RESULTADOS Comportamiento del patrón de comparación Se realiza un estudio del comportamiento del patrón viajero a partir de las mediciones efectuadas a lo largo de la comparación. Los resultados de error medio encontrado en cada una de las mediciones realizadas por el LCPN-P de ENAER se muestran en el gráfico 1A.

Gráfico 1A. Error promedio vs presión nominal obtenida por el LCPN-P de ENAER a partir de las 8 mediciones realizadas durante la comparación

agosto-2020 febrero 2020

LCPN-PRESION ENAER

15-12-03

P1-20-YY P1-20-XX


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Las calibraciones realizadas durante el periodo de la comparación muestran una buena estabilidad del instrumento a corto plazo. Los errores encontrados paras las 8 mediciones muestran una tendencia lineal con la presión con pendiente negativa para la comparación P2-20 (700 kPa)

Gráfico 1B. Error promedio de 8 mediciones realizadas por el LCPN-P de ENAER al patrón

Deriva del patrón viajero La incertidumbre por deriva se calculó de acuerdo a la siguiente ecuación:

𝑢𝑑𝑒𝑟𝑖𝑣𝑎 = 𝑑

√3

Donde:

d = Diferencia entre dos calibraciones sucesivas

La deriva total del equipo se calculó para 8 mediciones con un valor de 0,01815 kPa, lo que representa una desviación máxima entre las mediciones del 0,0026% respecto de la escala total del instrumento. Esta cifra es 19 veces menor que la exactitud declarada para el instrumento.

Este estudio demuestra la confiabilidad y estabilidad del instrumento utilizado como patrón viajero para los efectos y fines de esta comparación.


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Datos de las mediciones En la Tabla 3 se presentan los datos de la comparación para los valores del error promedio E, y en la tabla 4 se encuentran las incertidumbres de medición asociada para los diferentes puntos de presión nominal encontrados por los laboratorios participantes. Los valores que en el resto de este documento se usan para representar los resultados obtenidos por LCPN-P, para el error y la incertidumbre combinada, son el máximo de las lecturas realizadas en diferentes fechas de toma de lectura en el laboratorio de LCPN-P.

𝐸𝐸𝑁𝐴𝐸𝑅 =∑ 𝐸𝑖

𝑛𝑖=1

𝑛 𝑈𝐸𝑁𝐴𝐸𝑅 = max(𝑈𝑖: 𝑈𝑛)

Para el cálculo de la incertidumbre de referencia para el ensayo de aptitud se agregó una componente de incertidumbre de tipo B debido a la posibilidad de deriva del patrón, según la ecuación (4).

Desempeño de los participantes Los patrones de referencia que utilizan los laboratorios participantes en la comparación varían entre las siguientes opciones:

• Balanza de Peso Muerto ( B P M )

• Manómetro patrón digital (Test G)

• Transductor o sensor de presión con indicador digital (TX)

Error promedio de cada participante

1 2 3 4 5 6 7

Presión Error % FS Error P2-20- P2-20- P2-20- P2-20- P2-20- P2-20- P2-20-

kPa LCPN LCPN 23 25 26 28 30 31 21

0 0,001% 0,004 0,003 0,012 0,008 0,010 0,036 0,010 0,000

70 0,002% 0,011 0,020 -0,009 0,017 0,030 0,031 0,025 -0,049

140 0,000% 0,001 0,017 -0,017 0,019 0,005 0,010 0,007 -0,145

210 -0,0030% -0,021 0,007 -0,038 0,009 -0,015 -0,020 -0,013 -0,137

280 -0,005% -0,036 -0,005 -0,037 0,003 -0,015 -0,048 -0,037 -0,151

350 -0,009% -0,062 -0,022 -0,064 -0,014 -0,045 -0,082 -0,077 -0,118

420 -0,010% -0,073 -0,030 -0,076 -0,016 -0,053 -0,105 -0,058 0,039

490 -0,013% -0,089 -0,040 -0,101 -0,020 -0,080 -0,128 -0,072 0,047

560 -0,015% -0,108 -0,045 -0,111 -0,028 -0,075 -0,171 -0,115 0,035

630 -0,016% -0,109 -0,040 -0,124 -0,021 -0,078 -0,169 -0,108 -0,049

700 -0,018% -0,127 -0,055 -0,145 -0,028 -0,103 -0,204 -0,112 -0,025

Tabla 3. Error promedio, E, obtenido en cada punto.


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U total de cada Laboratorio Participante

1 2 3 4 5 6 7

Presión U % FS U Referencia P2-20- P2-20- P2-20- P2-20- P2-20- P2-20- P2-20-

kPa LCPN LCPN 23 25 26 28 30 31 21 0 0,003% 0,021 0,033 0,169 0,019 0,047 0,064 0,086 0,141

70 0,004% 0,028 0,044 0,169 0,020 0,048 0,059 0,089 0,150 140 0,005% 0,033 0,044 0,169 0,023 0,047 0,059 0,091 0,169 210 0,005% 0,033 0,039 0,170 0,023 0,047 0,059 0,093 0,164 280 0,005% 0,036 0,040 0,170 0,023 0,047 0,059 0,091 0,162 350 0,005% 0,034 0,039 0,171 0,022 0,047 0,062 0,089 0,169 420 0,007% 0,047 0,044 0,169 0,023 0,047 0,058 0,092 0,164 490 0,006% 0,042 0,045 0,170 0,022 0,048 0,061 0,093 0,163 560 0,006% 0,045 0,049 0,169 0,021 0,047 0,060 0,092 0,176 630 0,005% 0,038 0,048 0,169 0,021 0,047 0,058 0,093 0,163 700 0,005% 0,035 0,042 0,169 0,021 0,048 0,062 0,092 0,159

Tabla 4. Incertidumbre promedio U, obtenida en cada punto

uRes-ensayo Laboratorios Participantes PILOTO 1 2 3 4 5 6 7

Presión ures P2-20- P2-20- P2-20- P2-20- P2-20- P2-20- P2-20-

kPa LCPN 23 25 26 28 30 31 21

0 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0058

70 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0058

140 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0058

210 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0058

280 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0058

350 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0058

420 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0058

490 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0058

560 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0058

630 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0058

700 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0029 0,0058

Tabla 5. Incertidumbre por resolución del equipo en ensayo, se destacan en color naranja los participantes con resultados con error sobrevalorados.

uHistéresis Laboratorios Participantes PILOTO 1 2 3 4 5 6 7

Presión U % FS U histéresis

Piloto P2-20- P2-20- P2-20- P2-20- P2-20- P2-20- P2-20-

kPa LCPN LCPN 23 25 26 28 30 31 21

0 0,0005% 0,003 0,004 0,003 0,005 0,000 0,020 0,000 0,013

70 0,0012% 0,008 0,014 0,001 0,005 0,000 0,014 0,006 0,029

140 0,0013% 0,009 0,013 0,001 0,007 0,000 0,014 0,007 0,027

210 0,0015% 0,010 0,010 0,000 0,008 0,000 0,012 0,010 0,017

280 0,0015% 0,010 0,009 0,000 0,007 0,000 0,013 0,007 0,013

350 0,0014% 0,010 0,010 0,001 0,007 0,000 0,013 0,010 0,027

420 0,0013% 0,009 0,012 0,003 0,007 0,001 0,010 0,010 0,017

490 0,0012% 0,008 0,012 0,003 0,006 0,003 0,010 0,013 0,016

560 0,0009% 0,006 0,012 0,003 0,004 0,003 0,006 0,012 0,036

630 0,0005% 0,004 0,009 0,001 0,002 0,001 0,003 0,010 0,016

700 0,0002% 0,001 0,000 0,001 0,000 0,001 0,001 0,007 0,039

Tabla 6. Incertidumbre por histéresis del equipo en ensayo, se destacan en color naranja los participantes con resultados con error de: cálculo, sobrevalorados o subvalorados.


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uRepetebilidad Laboratorios Participantes PILOTO 1 2 3 4 5 6 7

Presión U % FS U repetibilidad P2-20- P2-20- P2-20- P2-20- P2-20- P2-20- P2-20-

kPa LCPN LCPN 23 25 26 28 30 31 21

0 0,001% 0,0040 0,0029 0,0000 0,0019 0,0000 0,0058 0,0000 0,0375

70 0,001% 0,0040 0,0058 0,0058 0,0035 0,0058 0,0087 0,0087 0,0375

140 0,001% 0,0055 0,0087 0,0029 0,0042 0,0029 0,0087 0,0115 0,0375

210 0,001% 0,0051 0,0058 0,0087 0,0027 0,0029 0,0115 0,0144 0,0375

280 0,001% 0,0070 0,0087 0,0115 0,0045 0,0029 0,0087 0,0115 0,0375

350 0,001% 0,0072 0,0058 0,0115 0,0027 0,0029 0,0115 0,0058 0,0375

420 0,001% 0,0086 0,0087 0,0058 0,0026 0,0029 0,0058 0,0115 0,0375

490 0,001% 0,0091 0,0087 0,0087 0,0020 0,0029 0,0087 0,0115 0,0375

560 0,001% 0,0102 0,0115 0,0058 0,0023 0,0000 0,0087 0,0115 0,0375

630 0,001% 0,0094 0,0115 0,0029 0,0013 0,0029 0,0058 0,0144 0,0375

700 0,001% 0,0081 0,0058 0,0058 0,0007 0,0058 0,0115 0,0144 0,0375

Tabla 7. Incertidumbre por repetibilidad del equipo en ensayo, se destacan en color naranja los participantes con error de cálculo y/o sobrevalorados.

uDesv cero Laboratorios Participantes PILOTO 1 2 3 4 5 6 7

Presión U % FS udesv 0 P2-20- P2-20- P2-20- P2-20- P2-20- P2-20- P2-20-

kPa LCPN LCPN 23 25 26 28 30 31 21

0 0,0005% 0,0037 0,0058 0,0058 0,0056 0,0000 0,0231 0,0000 0,0260

70 0,0005% 0,0037 0,0058 0,0058 0,0056 0,0000 0,0231 0,0000 0,0260

140 0,0005% 0,0037 0,0058 0,0058 0,0056 0,0000 0,0231 0,0000 0,0260

210 0,0005% 0,0037 0,0058 0,0058 0,0056 0,0000 0,0231 0,0000 0,0260

280 0,0005% 0,0037 0,0058 0,0058 0,0056 0,0000 0,0231 0,0000 0,0260

350 0,0005% 0,0037 0,0058 0,0058 0,0056 0,0000 0,0231 0,0000 0,0260

420 0,0005% 0,0037 0,0058 0,0058 0,0056 0,0000 0,0231 0,0000 0,0260

490 0,0005% 0,0037 0,0058 0,0058 0,0056 0,0000 0,0231 0,0000 0,0260

560 0,0005% 0,0037 0,0058 0,0058 0,0056 0,0000 0,0231 0,0000 0,0260

630 0,0005% 0,0037 0,0058 0,0058 0,0056 0,0000 0,0231 0,0000 0,0260

700 0,0005% 0,0037 0,0058 0,0058 0,0056 0,0000 0,0231 0,0000 0,0260

Tabla 8. Incertidumbre por desviación de cero del equipo en ensayo, se destacan en color naranja los participantes con error de cálculo, sobrevalorados o subvalorados.

u Patrón k= 1 PILOTO 1 2 3 4 5 6 7

Presión U % FS upatrón P2-20- P2-20- P2-20- P2-20- P2-20- P2-20- P2-20-

kPa LCPN LCPN 23 25 26 28 30 31 21

0 0,0000% 0,0000 0,0125 0,055 0,0019 0,015 0,0057 0,037 0,035

70 0,0002% 0,0013 0,0125 0,055 0,0023 0,015 0,0050 0,037 0,035

140 0,0003% 0,0018 0,0125 0,055 0,0027 0,015 0,0055 0,037 0,035

210 0,0003% 0,0024 0,0125 0,055 0,0031 0,015 0,0068 0,037 0,035

280 0,0004% 0,0029 0,0125 0,055 0,0036 0,015 0,0087 0,037 0,035

350 0,0005% 0,0035 0,0128 0,055 0,0042 0,015 0,0106 0,037 0,035

420 0,0006% 0,0041 0,0137 0,055 0,0047 0,015 0,0124 0,037 0,035

490 0,0007% 0,0046 0,0146 0,055 0,0053 0,015 0,0139 0,037 0,035

560 0,0007% 0,0052 0,0157 0,055 0,0060 0,015 0,0150 0,037 0,035

630 0,0008% 0,0057 0,0168 0,055 0,0067 0,015 0,0155 0,037 0,035

700 0,0009% 0,0063 0,0180 0,055 0,0074 0,015 0,0156 0,037 0,035

UPatrón = 2 kPa 0,0126 0,036 0,110 0,015 0,030 0,030 0,074 0,070

Tabla 9. Incertidumbre del patrón utilizado de cada laboratorio participante.


P á g i n a 11 | 27

ures B P M Test G Test G Test G Test G TX Test G

Patrón = 1 PILOTO 1 2 3 4 5 6 7 Presión ures patrón P2-20- P2-20- P2-20- P2-20- P2-20- P2-20- P2-20-

kPa LCPN 23 25 26 28 30 31 21

0 NO NO 0,0003 0,0003 0,0029 0,0029 0,0029 0,0058

70 APLICA APLICA 0,0003 0,0003 0,0029 0,0029 0,0029 0,0058

140 0,0003 0,0003 0,0029 0,0029 0,0029 0,0058

210 0,0003 0,0003 0,0029 0,0029 0,0029 0,0058

280 0,0003 0,0003 0,0029 0,0029 0,0029 0,0058

350 0,0003 0,0003 0,0029 0,0029 0,0029 0,0058

420 0,0003 0,0003 0,0029 0,0029 0,0029 0,0058

490 0,0003 0,0003 0,0029 0,0029 0,0029 0,0058

560 0,0003 0,0003 0,0029 0,0029 0,0029 0,0058

630 0,0003 0,0003 0,0029 0,0029 0,0029 0,0058

700 0,0003 0,0003 0,0029 0,0029 0,0029 0,0058

resolución kPa 0 0,001 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01

Tabla 10. Incertidumbre por resolución del patrón utilizado de cada laboratorio participante, destacado en

color naranja los participantes con inconsistencia entre los valores declarados y los calculados.

uderiva patrón Laboratorios Participantes PILOTO 1 2 3 4 5 6 7

Presión U % FS uderiva P2-20- P2-20- P2-20- P2-20- P2-20- P2-20- P2-20-

kPa LCPN LCPN 23 25 26 28 30 31 21

0 0,000000% 0,00E+00 0,0032 0,0635 0,0041 0,0173 0,0016 0,0217 0,0000

70 0,000015% 1,04E-04 0,0032 0,0635 0,0041 0,0173 0,0014 0,0217 0,0000

140 0,000021% 1,50E-04 0,0032 0,0635 0,0041 0,0173 0,0016 0,0217 0,0404

210 0,000028% 1,96E-04 0,0032 0,0635 0,0041 0,0173 0,0020 0,0217 0,0404

280 0,000035% 2,42E-04 0,0032 0,0635 0,0041 0,0173 0,0025 0,0217 0,0404

350 0,000041% 2,88E-04 0,0032 0,0635 0,0041 0,0173 0,0031 0,0217 0,0404

420 0,000048% 3,35E-04 0,0032 0,0635 0,0041 0,0173 0,0036 0,0217 0,0404

490 0,000054% 3,81E-04 0,0032 0,0635 0,0041 0,0173 0,0040 0,0217 0,0404

560 0,000061% 4,27E-04 0,0032 0,0635 0,0041 0,0173 0,0043 0,0217 0,0404

630 0,000068% 4,73E-04 0,0032 0,0635 0,0041 0,0173 0,0045 0,0217 0,1934

700 0,000074% 5,19E-04 0,0032 0,0635 0,0041 0,0173 0,0045 0,0217 0,1934

Tabla 11. Incertidumbre por deriva del patrón utilizado de cada laboratorio participante, se destacan en color naranja los participantes con incertidumbre sobrevalorada.

uDiff altura Laboratorios Participantes 1 2 3 4 5 6 7

Presión U % FS u∆h P2-20- P2-20- P2-20- P2-20- P2-20- P2-20- P2-20-

kPa LCPN LCPN 23 25 26 28 30 31 21

0 0,000000% 9,30E-07 -8,00E-07 4,23E-07 8,52E-06 4,07E-07 2,14E-06 3,79E-06 4,15E-05

70 0,000003% 1,89E-05 1,89E-05 2,09E-05 2,21E-05 2,09E-05 2,06E-05 3,33E-06 3,73E-05

140 0,000006% 3,87E-05 3,85E-05 4,15E-05 4,16E-05 4,15E-05 4,08E-05 4,34E-06 3,32E-05

210 0,000008% 5,84E-05 5,82E-05 6,20E-05 6,16E-05 6,20E-05 6,11E-05 5,73E-06 2,91E-05

280 0,000011% 7,82E-05 7,79E-05 8,25E-05 8,17E-05 8,26E-05 8,14E-05 7,10E-06 2,49E-05

350 0,000014% 9,80E-05 9,76E-05 1,03E-04 1,02E-04 1,03E-04 1,02E-04 8,35E-06 2,08E-05

420 0,000017% 1,18E-04 1,17E-04 1,24E-04 1,22E-04 1,24E-04 1,22E-04 9,48E-06 1,67E-05

490 0,000020% 1,38E-04 1,37E-04 1,44E-04 1,42E-04 1,44E-04 1,42E-04 1,05E-05 1,25E-05

560 0,000022% 1,57E-04 1,57E-04 1,65E-04 1,63E-04 1,65E-04 1,63E-04 1,14E-05 8,39E-06

630 0,000025% 1,77E-04 1,76E-04 1,85E-04 1,83E-04 1,85E-04 1,83E-04 1,22E-05 4,25E-06

700 0,000028% 1,97E-04 1,96E-04 2,06E-04 2,03E-04 2,06E-04 2,03E-04 1,30E-05 1,18E-07

U k=2 mm 5 5 5 5 5 2,5 5 0,5

Tabla 12. Incertidumbre por diferencia de altura entre el equipo en ensayo y el patrón utilizado de cada laboratorio participante, se destacan en color naranja los participantes con inconsistencia o error de cálculo entre los valores declarados y el resultado obtenido.


P á g i n a 12 | 27

MCM Laboratorios Participantes

1 2 3 4 5 6 7

Presión U % FS MCM P2-20- P2-20- P2-20- P2-20- P2-20- P2-20- P2-20-

kPa LCPN LCPN 23 25 26 28 30 31 21

0 0,00000% 0,00000 0,000 0,027 0,060 1,000 4,000 0,070 1,000

70 0,00054% 0,00378 0,018 0,027 0,060 1,000 4,000 0,070 1,000

140 0,00078% 0,00545 0,036 0,027 0,060 1,000 4,000 0,070 1,000

210 0,00102% 0,00713 0,051 0,027 0,060 1,000 4,000 0,070 1,000

280 0,00126% 0,00881 0,051 0,027 0,060 1,000 4,000 0,070 1,000

350 0,00150% 0,01049 0,051 0,027 0,060 1,000 4,000 0,070 1,000

420 0,00174% 0,01217 0,062 0,027 0,060 1,000 4,000 0,070 1,000

490 0,00198% 0,01385 0,072 0,027 0,060 1,000 4,000 0,070 1,000

560 0,00222% 0,01553 0,082 0,027 0,060 1,000 4,000 0,070 1,000

630 0,00246% 0,01721 0,093 0,027 0,060 1,000 4,000 0,070 1,000

700 0,00270% 0,01889 0,103 0,027 0,060 1,000 4,000 0,070 1,000

0,003% 0,015% 0,004% 0,009% 0,143% 0,571% 0,010% 0,143%

Tabla 13. Mejor capacidad de medición informada de cada laboratorio participante.

Error de medición cada participante con LCPN-P de ENAER

Gráfico P2-20-23 (1)



P á g i n a 13 | 27







P á g i n a 14 | 27

Curvas de error de los laboratorios. Los gráficos 2A y 2B muestra las curvas de error para el patrón viajero obtenido por cada uno de los laboratorios participantes y presentan gráficamente los resultados obtenidos por los participantes para el error promedio E.

Gráfico 2A. Curvas de error, E, de los laboratorios con mejor concordancia.

Gráfico 2B. Curvas de error, E, de los laboratorios con menor concordancia. No se grafican P2-20-83 y P2-

20-99 por resultados con valores extremos.


P á g i n a 15 | 27

Los gráficos 3.1 al 3.7 registran Error promedio + U, Piloto v/s participante .


P á g i n a 16 | 27


P á g i n a 17 | 27


P á g i n a 18 | 27


P á g i n a 19 | 27

Evaluación de resultados EA P2-20 (700kPa) De los resultados que obtuvo el laboratorio piloto en las diferentes calibraciones, se puede observar:

La guía DKD-R 6-1 (v.3 2014) empleada es un documento práctico que permite

enfrentar los problemas metrológicos que aparecen en la calibración de equipos de presión y facilita el desarrollo del ensayo de aptitud.

MCM. La mejor capacidad de Medición puede ser definida como: “La incertidumbre de medición más pequeña que un laboratorio puede lograr

dentro del alcance de su acreditación, cuando realiza calibraciones rutinarias de equipos de medición casi ideales”

*Concepto extraído de la comunidad de acreditación (ILAC-G4; EA-4/02; EMA-MP-CA001-02)

MCM declarada por cada Participante.

1 2 3 5 7 8 9

P2-20- Piloto 23 25 26 28 30 31 21

Patrón B P M B P M TX Test G Test G Test G TX Test G

Unidad kPa kPa kPa kPa kPa kPa kPa kPa

Rango 700 3447 4000 700 700 100 900 2000

resolución 0,0012 0,0000 0,001 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01

clase 0,005% 0,008% 0,03% 0,01% 0,100% 0,03% 0,025% 0,03%

U patrón 0,00126 0,036 0,11 0,015 0,03 0,03 0,074 0,07

MCM 0,0019 0,1 0,03 0,06 1,0 4 0,070 1

MCM mayor que la U del patrón 2,9 0,2 4 33,3 133 0,9 14

• Los participantes P2-20-25 y P2-20-31 presentan MCM subvalorada al ser menor que la clase de su patrón. Por lo tanto se sugiere revisión de su mejor capacidad de medición.

• Los participantes P2-20-28, P2-20-30 y P2-20-21 presentan MCM sobrevalorada al ser mayor a lo menos 14 veces que la clase de su patrón. Por lo tanto se sugiere revisión de su mejor capacidad de medición.


P á g i n a 20 | 27

Incertidumbre del patrón de cada Laboratorio Participante

1 2 3 4 5 6 7

P2-20- Piloto 23 25 26 28 30 31 21



Rango 700 3447 4000 700 700 100 900 2000

resolución 0,00117 0,0 0,001 0,0 0,0 0,0 0,01 0,0

clase 0,005% 0,008% 0,03% 0,01% 0,100% 0,03% 0,025% 0,03%

U patrón 0,00126 0,036 0,11 0,015 0,03 0,03 0,074 0,07

U patrón en % 0,0002% 0,001% 0,0028% 0,0021% 0,0043% 0,03% 0,008% 0,0035%

u parcial max 0,00630 0,018 0,055 0,007 0,015 0,016 0,037 0,035

u parcial min 0,00126 0,0125 0,055 0,002 0,015 0,00 0,04 0,04

Deriva: Es la variación en la medición de un equipo en un lapso de tiempo, y puede ser calculada a partir del histórico de calibraciones sucesivas del patrón.

P2-20- Piloto 23 25 26 28 30 31 21



Rango 700 3447 4000 700 700 100 900 2000

resolución 0,00117 0,00 0,001 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01

clase 0,005% 0,008% 0,025% 0,01% 0,1% 0,025% 0,025% 0,025%

U patrón 0,00126 0,036 0,11 0,015 0,03 0,03 0,074 0,07

UDeriv info 0,000208 0,0055 0,11 0,008 0,03 0,03 0,075 0,07

u deriv parcial 0,000120 0,0032 0,0635 0,0041 0,0173 0,0045 0,0217 0,1934

• El participante P2-20-21 informan una incertidumbre por deriva (Uderiva) sobrevalorada al ser mayor que la Upatrón utilizado, por lo tanto deben revisar su cálculo de acuerdo a los datos proporcionados.

• El participante P2-20-30 informa una incertidumbre por deriva “u” parcial inconsistente respecto a los valores declarados.


P á g i n a 21 | 27

u diferencia de altura:

uDiff altura Laboratorios Participantes 1 2 3 4 5 6 7

Presión U % FS u∆h P2-20- P2-20- P2-20- P2-20- P2-20- P2-20- P2-20-

kPa LCPN LCPN 23 25 26 28 30 31 21

0 0,000000% 9,30E-07 -8,00E-07 4,23E-07 8,52E-06 4,07E-07 2,14E-06 3,79E-06 4,15E-05

70 0,000003% 1,89E-05 1,89E-05 2,09E-05 2,21E-05 2,09E-05 2,06E-05 3,33E-06 3,73E-05

140 0,000006% 3,87E-05 3,85E-05 4,15E-05 4,16E-05 4,15E-05 4,08E-05 4,34E-06 3,32E-05

210 0,000008% 5,84E-05 5,82E-05 6,20E-05 6,16E-05 6,20E-05 6,11E-05 5,73E-06 2,91E-05

280 0,000011% 7,82E-05 7,79E-05 8,25E-05 8,17E-05 8,26E-05 8,14E-05 7,10E-06 2,49E-05

350 0,000014% 9,80E-05 9,76E-05 1,03E-04 1,02E-04 1,03E-04 1,02E-04 8,35E-06 2,08E-05

420 0,000017% 1,18E-04 1,17E-04 1,24E-04 1,22E-04 1,24E-04 1,22E-04 9,48E-06 1,67E-05

490 0,000020% 1,38E-04 1,37E-04 1,44E-04 1,42E-04 1,44E-04 1,42E-04 1,05E-05 1,25E-05

560 0,000022% 1,57E-04 1,57E-04 1,65E-04 1,63E-04 1,65E-04 1,63E-04 1,14E-05 8,39E-06

630 0,000025% 1,77E-04 1,76E-04 1,85E-04 1,83E-04 1,85E-04 1,83E-04 1,22E-05 4,25E-06

700 0,000028% 1,97E-04 1,96E-04 2,06E-04 2,03E-04 2,06E-04 2,03E-04 1,30E-05 1,18E-07

U k=2 mm 5 5 5 5 5 2,5 5 0,5

• P2-20-21 informa incertidumbre de altura en mm subestimada (parcial k=2).

• Los participantes P2-20-30 y P2-20-31, deben revisar su cálculo de u de altura de acuerdo a los datos proporcionados.


P á g i n a 22 | 27

Valores de referencia Los valores de error e incertidumbre de referencia, Eref y Uref, son de suma importancia en una comparación ya que son los valores con los cuales se comparan los resultados obtenidos por los laboratorios participantes. Para la adecuada definición de estos valores de referencia se consideraron las particularidades más importantes de esta comparación. Los resultados obtenidos por los laboratorios se analizaron, mediante el criterio de comparaciones del error normalizado En. El error normalizado es definido en las normas sobre comparaciones y utilizado en otras comparaciones. El error normalizado se calcula mediante la ecuación que se da a continuación, que se aplica para cada punto de medición examinado del laboratorio analizado y el respectivo valor de referencia.

𝐸𝑛 =( 𝐸𝑙𝑎𝑏 − 𝐸𝑟𝑒𝑓)

√𝑈𝑙𝑎𝑏2 + 𝑈𝑟𝑒𝑓

2

En = Error normalizado. Elab= Error de la medición que obtiene el laboratorio participante. Eref = Error de la medición de referencia (LCPN-P de ENAER). Ulab= Incertidumbre expandida (k=2) de medición informada por el laboratorio participante. Uref = Incertidumbre expandida (k=2) del laboratorio de referencia (LCPN-P de ENAER). El Error Normalizado determina el desempeño de los participantes de acuerdo a los valores obtenidos donde:

0.1nE Resultado satisfactorio

0.1nE Resultado NO satisfactorio


P á g i n a 23 | 27

Desempeño de los laboratorios

La tabla 14 es una presentación de los errores normalizados (En), de los laboratorios de los laboratorios participantes que pueden ser analizados.

En Participantes

1 2 3 4 5 6 7

Presión P2-20- P2-20- P2-20- P2-20- P2-20- P2-20- P2-20-

kPa 23 25 26 28 30 31 21

0 0,03 0,05 0,17 0,12 0,48 0,07 0,03

70 0,17 0,12 0,18 0,34 0,30 0,15 0,40

140 0,32 0,10 0,50 0,07 0,14 0,07 0,85

210 0,59 0,10 0,80 0,11 0,01 0,09 0,70

280 0,62 0,01 1,005 0,37 0,18 0,02 0,70

350 0,81 0,01 1,31 0,31 0,28 0,16 0,32

420 0,74 0,02 1,26 0,34 0,46 0,16 0,67

490 0,87 0,07 1,68 0,16 0,55 0,17 0,81

560 1,04 0,02 1,95 0,55 0,91 0,08 0,79

630 1,20 0,09 2,33 0,55 0,91 0,01 0,36

700 1,42 0,10 2,74 0,44 1,11 0,16 0,64

Tabla 14. Error normalizado para cada uno de los participantes de la comparación

• Se destacan en color naranja los participantes con resultados mayor que 1.


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Gráficos de Error Normalizado

Los gráficos 4A y 4B muestran las curvas de error normalizado obtenido por cada laboratorio participante correspondientes a los datos presentados en la tabla 14.

(Gráfico 4A). 7 laboratorios participantes, 0.1nE Resultado satisfactorio

(Gráfico 4B). 5 laboratorios participantes, 0.1nE Resultado NO satisfactorio


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CONCLUSIONES EA P2-20 (700 kPa)

En el EA P2-20-700 kPa, 9 participantes ejecutaron mediciones pero finalmente 7 integrantes de

la RNM de Chile pudieron ser analizados en éste informe.

• Los 3 participantes P2-20-26, P2-20-28, P2-20-31 y P2-20-21, obtuvieron

0.1nE por lo tanto su resultado es: SATISFACTORIO.

• Los 3 participantes P2-20-23, P2-20-26 y P2-20-30 obtuvieron 0.1nE por lo

tanto su resultado es: INSATISFACTORIO.

• Participante P2-20-27 no fue analizado en éste informe, por no cumplir requisito del punto

6 letra “a” del protocolo de calibración (la contribución por resolución del patrón de cada

participante sea igual o menor que 0,05 kPa; informa 0,1 kPa, lo que es 2 veces mayor al

valor máximo permitido).

• Participante P2-20-29 no fue analizado en éste informe, por no cumplir requisito del punto

6 letra “a” del protocolo de calibración (la contribución por resolución del patrón de cada

participante sea igual o menor que 0,05 kPa; informa 0,1 kPa, lo que es 2 veces mayor al

valor máximo permitido).

• Participante P2-20-21 no fue analizado en el En, debido a mediciones no concordantes e inconsistencia en el cálculo de incertidumbre en diferentes variables (ej: Incertidumbre de histéresis, repetibilidad, desviación de cero) por lo cual incrementan artificialmente el resultado de Utotal entre un 140% y un 180%, por tanto sus resultados no son analizados en el cálculo de En.

• Participante P2-20-25 debe revisar sus cálculos debido a valores de incertidumbre inconsistentes o erróneos (ej: deriva) lo que implica un incremento artificial hasta 70% en el resultado de Utotal (visualizado claramente en el gráfico 3.2), sin embargo, sus mediciones son concordantes con las mediciones del piloto por tanto es analizado bajo el criterio de En.


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Tabla de observaciones a los cálculos realizados por cada laboratorio

# LABORATORIO PARTICIPANTE Error

ures

ensayo uHistéresis uRepetibil

udesv

cero uestabilidad

k=1 uPatrón

ures-

patrón uDeriva

Patrón u∆h Utotal

1 P2-20-23 * ok ok ok ok * * ok ok OK ok

2 P2-20-25 ok ok ok ok ok * ok ok * ok ok

3 P2-20-26 * ok ok ok ok ok * ok * ok ok 4 P2-20-28 ok ok ok ok ok ok ok ok *

ok ok

5 P2-20-30 ok ok ok ok ok ok * ok * * ok

6 P2-20-31 ok ok ok ok ok ok ok ok ok * ok

7 P2-20-21 * * * * * * ok * * * ok

*Nota: Esta tabla se realizó en función sólo de los resultados matemáticos, para revisión y verificación

según corresponda a cada participante (no redondear cifras), verificando los cálculos de acuerdo a la guía DKD-R 6-1 (v.3 2014).


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AGRADECIMIENTOS

Se agradece la disposición de participación en esta comparación a los 7 laboratorios que pudieron ser analizados en éste ensayo de aptitud P2-20 (700 kPa) y el apoyo constante de la de la División de Metrología del INN.

REFERENCIAS (1) Guide to the Expression of uncertainty in measurement JCGM 100:2008 BIPM

(2) The International System of Units. Bureau International des poids et mesures 8°edition, 2006.

(3) Guía de Servicio Alemán de Calibración DKD-R 6-1 (v.3 / 2014). Calibración de medidores de presión. PTB- Braunschweig 2014.

La guía DKD-R 6-1 (versión 3/2014) es un documento técnico para la magnitud presión, elaborado por el comité técnico DKD Deutscher Kalibrierdienst ( Servicio Alemán de Calibración ) y está bajo la dirección del PTB Physikalisch-Technische Bundesanstalt, (Instituto Nacional de Metrología de la República Federal de Alemania), éste documento técnico permite analizar las diferentes fuentes de incertidumbre asociadas a la calibración de equipos de presión y facilita el desarrollo de los ensayos de aptitud.

(4) Lineamientos generales y procedimiento del ensayo de Aptitud LCPN-P ENAER 2016.

(5) GUIDE ISO/IEC 17043 Proficiency testing by interlaboratory comparisons.

(6) Norma ISO 17025 Requisitos Generales para la competencia de Laboratorios de Calibración y Ensayo.

informe a - metrologia.cl

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