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Perú, calidad que deja huella

CALIBRACIÓN DE PINZAS

AMPERIMÉTRICAS

HENRY DIAZ

Laboratorio de Electricidad de la Dirección de Metrología del INACAL

19 de Mayo del 2017

CALIBRACIÓN DE PINZAS AMPERIMÉTRICAS

Calibración de Pinzas Amperimétricas

Establecer las acciones que deberán efectuarse pararealizar la calibración de pinzas amperimétricas, tambiéndenominadas tenazas amperimétricas.


- Introducción- Documentos de referencia- Campo de aplicación- Generalidades- Método de calibración- Equipos y materiales- Preparación- Puntos de calibración- Esquema de conexión y mediciones- Toma y tratamiento de datos- Cálculo de incertidumbre- Ejemplo

Contenido


Sistema Internacional de Unidades (SI)




Jerarquía de Patrones – Laboratorio de Electricidad – (AC-DC)

Patrones Internacionales

(CENAM)

Multimetro 8 ½ dígitos

LE 03 035 Fluke 8508A

Imax: 20 A; Vmax: 1000 V; Rmax: 2 G

Multimetro 6 ½ dígitos

LE 03 038 Fluke 8846A


Calibrador Multifunción

LE 03 036 Fluke 5520A


Multimetro 50000 cuentas

LE 03 031 Fluke 189 y LE 03 039 Fluke 289

Imax: 10 A; Vmax: 1000 V; Rmax: 500 M

Multimetros

digitales

analógicos

Pinzas

Amperimetricas /

Multimétricas

Ohmímetros

digitales

analógicos

Generadores

/

Simuladores

Vatímetros

digitales

analógicos

Voltímetros

Amperimetros

digitales

analógicos

Resistencias

Décadas de

Resistencias

Resistencia de 0,001 a 1 M

Década de Resistencias

de 0,01 a 100 k

LE 02 040

U(R) = 0,002 k Caja de Resistencias

1 M a 10 G

LE 02 039

U(R) = 0,003 M

Telurómetros

digitales

analógicos

Megohmetros

digitales

analógicos

Cargas

Resistivas

Inductivas


Laboratorio de Electricidad (AC/DC)

Nota: Para la calibración de multímetros digitales ver PC-021 “Procedimiento para la calibración de multímetros digitales”. Segunda

Edición - Marzo 2016.


Multímetro 50 000 cuentas

Multímetro 6 ½ dígitos

Multímetro 8 ½ dígitos

Década de resistencia

Bobina de corriente

Caja de resistencia

Calibrador multifunción

Pinzas amperimétricas Multímetros Megohmetros TelurómetrosCalibradores de

procesos


Documentos de Referencia

- JCGM 200:2012. Traducción autorizada por el BIPM y JCGM. “Vocabulario Internacional de Metrología -

Conceptos básicos y generales, y términos asociados (VIM)”. 3ª edición 2012. Versión 2008 con correcciones

menores. Publicado por INACAL.

- EA–4/02 “Expression of the Uncertainty of Measurement in Calibrations”. European co-operation for

accreditation (EA). December 1999.

- Guía para la expresión de la Incertidumbre en la medición”, Indecopi. Julio 2001.

- Procedimiento EL-007 para la calibración de pinzas amperimétricas. CEM. Edición DIGITAL 1.

- PC-021 “Procedimiento para la calibración de multímetros digitales”. INACAL. Segunda Edición - Marzo 2016.

- Model 5500A/COIL. 50-Turn Current Coil. Technical Data. FLUKE Calibration.

- The design, confirmation and use of a compact Current Coil set for clampmeter calibration. Paul C. A. Roberts.

Quality Assurance Manager, Fluke Precision Measurement Ltd, UK.

- Traceable technique to calibrate clamp meters in AC current form 100 to 1500 A. Flavio Galliana and Pier Paolo

Capra. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Vol. 61, NO. 9, September 2012.



Campo de Aplicación

Aplica para la calibración de pinzas amperimétricas digitales, en su función de medición indirecta tanto de corriente

continua como corriente alterna por medio de sus tenazas mediante el uso de un calibrador eléctrico multifunción y

una bobina de corriente de 50 vueltas. Aplicable a la calibración de pinzas amperimétricas con capacidad para medir

magnitudes normalmente en los siguientes rangos:

Utilizando un calibrador: Corriente de 0,1 mA hasta 20 A (en alterna a 60 Hz)

Utilizando un calibrador y bobina de corriente de 50 vueltas: Corriente de 0,2 A hasta 1000 A (en alterna a 60 Hz)


Utilizando un calibrador Utilizando un calibrador y bobina de corriente


Generalidades

Pinzas del tipo transformador de corriente



Generalidades

Pinzas de efecto Hall



Generalidades

Especificaciones técnicas de algunos calibradores multifunción

Time Electronics 9780 Clamp Meter Adaptor

Para mayor detalle ver: https://www.timeelectronics.com/assets/upload/download_centre/documents/9780-datasheet.pdf


https://www.timeelectronics.com/assets/upload/download_centre/documents/9780-datasheet.pdf


Generalidades


Transmille 2/10/50 Turn 30 A (1500A Simulated) Clamp Coil Adapter EA002

Para mayor detalle ver: http://www.transmille.com/file_upload/EA002-Extended-Specifications-V2-0.pdf


http://www.transmille.com/file_upload/EA002-Extended-Specifications-V2-0.pdf


Generalidades


Fluke Model 5500A/COIL 50-Turn Current Coil

Para mayor detalle ver: http://us.flukecal.com/literature/product-manuals/5500acoil-instruction-sheet


http://us.flukecal.com/literature/product-manuals/5500acoil-instruction-sheet


Método de calibración

La calibración de las pinzas amperimétricas se realizará por el método indirecto, el cual se basa en generar una

corriente conocida (como máximo 20 A) mediante un calibrador multifunción (que actuará como fuente de corriente).

Con esta corriente se alimenta una bobina de corriente que tiene un número de vueltas conocido (generalmente de

50 vueltas). La pinza a calibrar se coloca alrededor de la bobina que se usa para conseguir un efecto multiplicativo, de

forma que la corriente medida por la pinza debe ser igual a la corriente generada por el calibrador multiplicado por el

número de vueltas de la bobina. Con el calibrador multifunción y la bobina de corriente de 50 vueltas es posible

generar corrientes hasta 1000 A, tanto en corriente continua como en alterna.



bobina de corriente de 50 vueltas


Equipos y materiales

Para realizar la calibración se requiere contar con un sistema de medida compuesto por los siguientes equipos:

- Calibrador multifunción

- Bobina de corriente de 50 vueltas

Como materiales y/o equipos auxiliares se requiere:

- Cables de corriente que soporten por lo menos 20 A

- Termohigrometro




Termohigrometro


Equipos y materiales

Para realizar la calibración de pinzas amperimétricas con un alcance mayor a 1000 A es necesario utilizar

amplificadores de transconductancia que suministran una corriente de salida proporcional a la tensión aplicada con el

calibrador a su entrada (actualmente hasta 120 A según la capacidad del equipo). Entonces con el uso de bobinas de

corriente (usualmente de 25 y 50 vueltas) es posible conseguir una corriente de hasta 6000 A.







Amplificador de transconductancia

Pinza amperimétrica

También puede ser usado para el

tema de calidad de energía


Preparación

Antes de iniciar la calibración se comprobará que:

- La pinza amperimétrica está identificada de forma permanente con su marca, modelo y número de serie

correspondiente, o con un código interno del propietario.

- Se cuenta con el manual de la pinza amperimétrica a calibrar, para familiarizarse con su manejo y fijar los errores

máximos permitidos del instrumento según el fabricante.

- El buen estado de la batería, siguiendo las instrucciones del manual de la pinza amperimétrica a calibrar.

- La pinza amperimétrica está en buen estado según lo indicado en su manual. Se comprobará el correcto cierre de

las tenazas (mordazas) de la pinza. Si las tenazas se encuentran rotas no será posible la calibración.

- Se colocará el conductor por el que se hace pasar la corriente perpendicular a la superficie definida por las

tenazas de la pinza y por su centro. Se evitará la presencia de cualquier otro conductor u objeto metálico en la

proximidad de la pinza para evitar distorsiones en el campo magnético (a una distancia libre de 40 cm).

- De ser necesario para las pinzas de corriente continua previo al inicio de la calibración, se procederá a la

desmagnetización del núcleo, para ello después de aplicar una corriente próxima al fondo de escala de la pinza se

retirará la pinza del conductor se abrirá y cerrarán sus tenazas (mordazas) de forma brusca de tres a cinco veces.

- Las pinzas de corriente continua se orientarán siempre de forma que las lecturas sean positivas. Si las pinzas de

corriente continua lo requieren, se realizará el ajuste del cero eléctrico antes de realizar la calibración.



Puntos de calibración

Para instrumentos que cuentan con varios rangos de medición (por ejemplo de 40 A; 400 A; 1000 A) el valor del 10%

del último rango (de 1000 A) se podrá considerar como el valor del rango anterior (de 400 A) o en todo caso el 50%

del rango. La siguiente consideración se debe tener en cuenta para evitar que se repitan puntos de calibración

pertenecientes a otros rangos especialmente cuando se utilice la función de medición automática del instrumento.



Esquemas de conexión y mediciones

Colocar la pinza amperimétrica de tal manera que se encuentre centrada en la bobina de corriente o al cable

cortocircuito a la salida del patrón. Para el caso de la bobina de corriente seleccionar la función “LCOMP on”. Luego

seleccionar la corriente deseada. Si la medición se realiza en corriente alterna seleccionar la frecuencia de 60 Hz.

Nota: Las conexiones y desconexiones se realizarán sin presencia de corriente en el calibrador multifunción presionando la tecla

borrado del calibrador (RESET) y comprobando que la señalización que indica que no hay señal en los bornes de corriente del

calibrador está activa (STANDBY).


Calibrador multifunciónCalibrador multifunción

bobina de corrientebobina de corriente


Toma y tratamiento de datos



Cálculo de incertidumbre



Cálculo de incertidumbre


Especificaciones Calibrador

multifunción Fluke 5520A

Especificaciones Bobina de

corriente Fluke5500A/COIL


Ejemplo




Gracias

Consultas a: [email protected]

mailto:[email protected]

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