Cómo calibrar una pinza amperimétrica: guía paso a paso
Los técnicos y otros expertos que trabajan con sistemas eléctricos utilizan pinzas amperimétricas en una gran variedad de entornos, desde pruebas de productos en la planta de fabricación hasta resolución de problemas en sistemas eléctricos residenciales. Los profesionales confían en estas herramientas para medir la corriente eléctrica y confían en que sus dispositivos realizarán evaluaciones precisas para poder realizar su trabajo en las debidas condiciones de seguridad.
Con el tiempo, las pinzas amperimétricas pierden precisión y dejan de medir conforme a las especificaciones del fabricante (especificaciones). Calibrar periódicamente las pinzas amperimétricas le permite recuperar sus especificaciones originales, lo que infunde confianza en las mediciones que efectúen con ellas hasta su próxima calibración.
En este artículo conoceremos paso a paso el proceso de calibración de una pinza amperimétrica, el equipo necesario para la calibración y algunos factores importantes que se deben tener en cuenta antes de la calibración.
¿Qué es una pinza amperimétrica?
Una pinza amperimétrica es un dispositivo que se utiliza para medir la corriente, la tensión y la continuidad en equipos eléctricas. Su característica más distintiva es una mordaza abisagrada que toma medidas "abrazando" cables eléctricos, alambres y conductores.
Para medir la corriente eléctrica, las pinzas amperimétricas detectan el campo magnético que producen los flujos eléctricos. Este método sin contacto permite a los usuarios tomar mediciones sin interrumpir ningún circuito ni interactuar directamente con tensión activa.
La mayoría de las pinzas amperimétricas modernas son dispositivos digitales multifunción que combinan las capacidades de un multímetro digital básico (DMM) con un sensor de corriente. Las pinzas amperimétricas de buena calidad cuentan asimismo con las siguientes características:
- Mordaza con detección de corriente
- Barrera táctil para proteger contra choques eléctricos
- Botón de retención para fijar la lectura de la pantalla
- Selector o mando rotatorio
- Pantalla
- Botón de retroiluminación
- Botón de mín./ máx. para mostrar las entradas mínima, máxima y media en los modos de corriente, tensión y frecuencia
- Botón de corriente de pico
- Botón de puesta a cero (elimina la desviación de corriente continua [CC] de las mediciones de corriente CC y sirve de botón de cambio para seleccionar funciones dispuestas por el selector)
- Palanca de liberación de la mordaza
- Señales de alineación para garantizar la precisión de la medición
- Clavija de entrada común
- Conector de entrada de voltios/ohmios (positivo y negativo)
- Entrada para sonda de corriente flexible
¿Por qué es necesario calibrar una pinza amperimétrica?
Al igual que todas las herramientas de medición, las pinzas amperimétricas pierden su precisión. Las piezas se ensucian y desgastan, y los componentes eléctricos internos cambian después de meses y años de uso. Esto significa que, con el tiempo, el medidor no tomará lecturas precisas como cuando lo compró por primera vez, un fenómeno conocido como deriva.
Estos errores pueden resultar muy costosos para las empresas que trabajan con electrónica y electricidad. Aun los contratiempos más leves en las mediciones pueden derivar en enormes errores de producción, con la consiguiente pérdida o deterioro de inventario, por no mencionar el hecho de que el trabajo eléctrico se vuelve más peligroso cuando los electricistas no pueden obtener lecturas precisas de tensión y corriente en los componentes que están tratando de reparar.
La calibración es tarea necesaria para garantizar la seguridad y la precisión a la hora de realizar mediciones eléctricas. Las pinzas amperimétricas suelen requerir una calibración anual para mantener el rendimiento del dispositivo conforme a las especificaciones originales del fabricante. Sin embargo, a veces los usuarios necesitan calibrar con más frecuencia si a alguien se le ha caído la pinza amperimétrica hace poco o si se tiene previsto utilizarla pronto para hacer mediciones esenciales para un proyecto próximo.
Equipo necesario para la calibración de la unidad de cierre
Antes de empezar el proceso de calibración de la pinza amperimétrica, asegúrese de que dispone del siguiente equipo:
- Un calibrador multiproducto, como los de las series 5560A, 5550A, 5540A y 5530A de Fluke
- La bobina de corriente adecuada para el dispositivo de medida, como los Fluke 5500A/COIL y 55XXA/COIL 10
- Si es necesario, un amplificador de corriente o una bobina de corriente con amplificador integrado como el Fluke 52120A/COIL3KA o las bobinas 52120A/COIL6KA
Puesto que la mayoría de las pinzas amperimétricas actuales son herramientas multifunción, necesitará un calibrador multifunción para probar y ajustar todas sus funciones. Es importante saber qué tipo de bobina necesitará, por ejemplo, de 1, 2, 10 o 50 espiras.
La mayoría de los calibradores multifunción admiten corrientes de hasta 1.000 amperios. No obstante, si su aplicación requiere más de 1.000 amperios, necesitará un amplificador en su sistema de calibración.
Siete cuestiones sobre calibración de pinzas amperimétricas
Para garantizar que el proceso de calibración de la pinza amperimétrica sea exacto y exhaustivo, hay una serie de factores que se deben tener en cuenta antes de comenzar. A continuación se indican siete cuestiones principales que se deben tener en cuenta antes de comenzar la calibración:
- Las pinzas amperimétricas varían en forma y tamaño. La variación de la anchura y la ergonomía de las mordazas puede plantear dificultades para la calibración. Es importante elegir los instrumentos de calibración adecuados para su pinza amperimétrica específica.
- La mayoría de las pinzas amperimétricas modernas tienen características multifunción. Las pinzas amperimétricas actuales tienen muchas de las mismas funciones que un DMM. Además de corriente, pueden medir la tensión, la resistencia y la continuidad. Como consecuencia de esta posible variabilidad en las capacidades, es importante saber qué funciones puede realizar la pinza amperimétrica para que pueda calibrar cada función de medición correctamente.
- No todos los calibradores son iguales. El calibrador debe tener suficiente tensión disponible como para accionar una bobina. La inductancia combinada de la bobina y la pinza puede causar problemas, por lo que debe asegurarse de utilizar la bobina adecuada para su aplicación, ya que no todas las fuentes están diseñadas para utilizarse con bobinas de corriente. Fluke utiliza la compensación inductiva (L-COMP) para aumentar la tensión disponible para accionar cargas inductivas.
Tenga en cuenta también que todos los calibradores tienen cierto grado de error, por lo que también deben tener suficiente precisión para su aplicación, que puede encontrar fácilmente en el manual de especificaciones.
- Tenga en consideración el devanado (las espiras) y el rango de su bobina de corriente. La bobina que utilice para la calibración debe tener espiras suficientes como para poder hacer mediciones en todo el rango que un usuario final podría medir con la pinza amperimétrica. Los devanados determinan la cantidad de corriente; puede calcularla con la siguiente ecuación:
Devanados de bobina (espiras) x entrada de fuente (amperios) = corriente aparente (amperios)
Por ejemplo, una bobina de 50 espira con 20 amperios genera 1.000 amperios de corriente, que puede utilizar para medir el medidor.
- No se olvide de los accesorios. Algunas pinzas amperimétricas requieren una sonda de corriente flexible para ampliar el rango de medición de corriente o medir determinados tipos de conductores. El Fluke i2500-10 iFlex® es un ejemplo de ello. Debe calibrar estos accesorios junto con la pinza amperimétrica.
- Recuerde que las pruebas de alta corriente conllevan riesgos de seguridad y límites de tiempo. El flujo de corriente por una bobina genera calor, que se incrementa con corrientes más elevadas. Las bobinas Fluke incorporan una cubierta que puede ayudar a disipar el calor durante el proceso de calibración. Además, aunque las bobinas Fluke se calibran de forma continua tanto a corrientes altas como bajas, tienen límites de tiempo de activación y desactivación. En consecuencia, anote siempre el tiempo de funcionamiento máximo de su bobina para cualquier valor de corriente que esté probando y planifique la calibración en consecuencia.
- La colocación es importante. La forma en que se alinea la pinza amperimétrica con la bobina puede ser la diferencia entre que el dispositivo cumpla o no los límites de tolerancia. Debe colocar el eje de la pinza amperimétrica de forma que quede paralelo al eje de la bobina. Mientras tanto, debe asegurarse de que el plano de la mordaza de la pinza esté perpendicular a los conductores de la bobina. Las nuevas bobinas Fluke incorporan líneas de orientación visuales en la pinza amperimétrica para ayudar a garantizar una alineación correcta y, en consecuencia, una medición adecuada. Estas líneas también garantizan que las calibraciones sean repetibles.
Al realizar la calibración, asegúrese también de que el sistema de calibración está dispuesto en una ubicación en la que no haya campos de otros equipos que pudieran provocar interferencias ni cables de corriente próximos.
El proceso de calibración: guía paso a paso
Una vez que haya reunido el equipo adecuado, la calibración de la pinza amperimétrica requiere tres pasos principales:
Paso 1: Evaluar la pinza amperimétrica y sus accesorios
Ya vaya a calibrar su propia pinza amperimétrica o la de algún cliente, es importante tener en cuenta la fecha de la última calibración del dispositivo y su antigüedad: esto le indica qué esperar al trabajar con el instrumento. Por ejemplo, una pinza amperimétrica de 10 años de antigüedad requerirá más cuidado y atención que una nueva, y un dispositivo que no se haya calibrado en tres años probablemente necesitará de más tiempo que uno para el que se haya realizado hace menos de un año.
Inspeccione siempre a fondo la pinza amperimétrica antes de realizar la calibración. Los usuarios finales pueden utilizar pinzas amperimétricas en todo tipo de entornos, por lo que el dispositivo puede necesitar de cierta preparación e incluso reparación antes de la calibración. Si detecta daños, no inicie la calibración hasta que pueda probar la pinza amperimétrica para asegurarse de que es seguro trabajar con ella.
Seguidamente, compruebe las pilas. Cambiar las pilas antes de la calibración ayuda a garantizar la exactitud de las mediciones, aunque este paso es más importante para las pinzas amperimétricas analógicas que para las digitales. También puede realizar dos mediciones: una con las pilas originales (lectura inicial) y otra con las pilas nuevas (lectura final).
Asimismo, verifique también que tenga preparados todos los accesorios de la pinza amperimétrica, ya que tendrá que calibrarlos junto con la herramienta.
Paso 2: Preparar el equipo de calibración y la documentación necesarios
Es importante conocer las especificaciones del fabricante y el equipo necesario para cada pinza amperimétrica que calibremos. Responda a las siguientes preguntas durante la preparación:
- ¿Hay especificaciones disponibles para el instrumento?
- ¿Tengo el equipo adecuado para calibrar este instrumento?
- Si la pinza amperimétrica no cumple con los valores de tolerancia, ¿cómo puedo ajustarla?
La mayoría de los fabricantes publican las especificaciones y procesos de ajuste en Internet, pero las distintas empresas pueden proceder de diferentes maneras. Si no se dispone de esta información, organizaciones regionales como la Asociación Europea de Institutos Nacionales de Metrología (EURAMET) disponen de directrices de calibración para diferentes tipos de instrumentos.
Si tiene previsto realizar algún ajuste en la pinza amperimétrica después de la calibración, tenga en cuenta que no debe proceder la calibración si no tiene listo un procedimiento de ajuste; de hacerlo, solo llegará a la mitad del proceso. No obstante, puede que no sea necesario realizar ajustes en todos los casos: solo tiene que asegurarse de disponer de toda la documentación necesaria y saber cuál es su objetivo final para el proceso de calibración antes de comenzar.
Paso 3: Hacer las calibraciones necesarias
La finalidad de calibrar la pinza amperimétrica es adaptar la herramienta a las especificaciones originales del fabricante. La mayoría de los laboratorios hacen primero lo que se denomina "calibración encontrada" ("as-found", esto es, como fue encontrado el instrumento), seguida de una calibración de ajuste y una calibración dejada ("as-left", esto es, como se dejó el instrumento). Sin embargo, las diferencias entre las calibraciones de ajuste y descartada varían en función de los requisitos de calidad internos de cada laboratorio y sector. Por ejemplo, el sector biomédico suele tener requisitos diferentes para el ajuste y las calibraciones de fábrica.
Las disposiciones internas de laboratorio, las especificaciones y el proceso de notificación de los resultados dictarán el proceso de calibración. Asegúrese de obtener toda la documentación interna necesaria para efectuar la calibración de forma precisa de acuerdo con las normas de laboratorio.
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