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GUÍA PARA EL ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD DE LAS MEDICIONES OBTENIDAS CON

TERMÓMETROS PRTS PT100

Laboratorio: Temperatura y Humedad Elaboró: Ciro A. Sánchez 1. OBJETIVO Documentar el procedimiento por medio del cual el Laboratorio garantiza la calidad de sus resultados de las mediciones realizadas con los termómetros PRT Pt100.

2. ALCANCE /SCOPE Este procedimiento aplica al aseguramiento de la calidad de los resultados de las mediciones los termómetros PRT Pt100 por medio de las verificaciones intermedias en el punto de hielo.

3. ABREVIATURAS O SÍMBOLOS

TABLA 1. ABREVIATURAS

ABREVIATURAS SIGNIFICADO

PRT Pt100 Platinum Resistance Thermometer Pt100

0 °C Punto de hielo

CEP Control Estadístico de Proceso

ITS-90 Escala de Temperatura Internacional de 1990

TABLA 2. SÍMBOLOS

SÍMBOLO SIGNIFICADO

LCL Límite inferior carta de control

UCL Límite superior carta de control

�̅� Promedio

D3 Constante para carta de control

D4 Constante para carta de control

�̿� Promedio de los promedios

𝐴2 Constante para carta de control

�̅� Promedio del Rango

4. DEFINICIONES

Carta De Control: Técnica estadística para el control monitoreo de procesos Carta De Control Para Media: Carta de control para monitorear el nivel de calidad medio del proceso Carta De Control Para El Rango: Carta de control para monitorear la variabilidad del proceso

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Medio Isotermo: medio de comparación usado en la calibración de termómetros que exhibe control y reproducción de la temperatura con parámetros de exactitud, uniformidad y estabilidad. Termómetro De Resistencia: Termómetro en el que la resistencia del elemento sensor cambia cuando cambia la temperatura.

5. MARCO NORMATIVO

- ISO/IEC 17025:2017 General requirements for the competence of testing and calibration laboratories

- JCGM 200:2012 Vocabulario Internacional de Metrología Conceptos fundamentales y generales, y

términos asociados (VIM) 3ª. edición.

6. GENERALIDADES

6.1 INTRODUCCIÓN A través del Control Estadístico de Proceso (CEP, o por sus siglas en inglés SPC)) el Laboratorio, utiliza los datos registrados en las mediciones realizadas, para ejecutar los procesos de mantenimiento de la trazabilidad, calibración, evaluación de la variabilidad de los procesos o determinación de la incertidumbre, con el propósito de mantener estos bajo control. También a través de este programa se evidencian las actividades del aseguramiento de la calidad de las mediciones. 6.2 REQUISITOS ESTABLECIDOS EN EL LABORATORIO, PARA EL ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD DE LAS MEDICIONES Este programa se adelanta con el fin de poder tomar decisiones y al mismo tiempo evaluar la capacidad de los equipos, la estabilidad de estos y de los procesos de calibración, determinar sus intervalos de verificación y calibración, y acciones preventivas que aseguren el mantenimiento bajo control de los procesos. También se busca que los clientes de los servicios de calibración atenúen los riesgos al tomar decisiones basados en los resultados de calibración de sus equipos recibidos. Para esto se tiene presente:

El proceso completo (Patrones, fuentes de calor, medio ambiente, operador, análisis y tratamiento de los datos, software) esté involucrado en la evaluación de la calidad de la medición y cálculo de la incertidumbre.

La incertidumbre calculada para un proceso generalmente crece con el tiempo (deriva de los equipos) y este crecimiento se tiene en cuenta en su evaluación. La Incertidumbre se debe incrementar a medida que se extiende la cadena de mediciones.

6.3 TRAZABILIDAD Y VERIFICACION

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Los principales elementos que tiene en cuenta el Laboratorio para asegurar la calidad de las mediciones son:

La cadena de trazabilidad del Laboratorio se basa en calibraciones de sus patrones en Institutos Nacionales de Metrología que aseguren la trazabilidad de las medidas tomados por los patrones al Sistema Internacional de unidades, SI. Cumplimiento con un programa de calibración de equipos a intervalos razonables de tiempo.

Se aplica un procedimiento de verificación o para asegurar la integridad de los patrones entre períodos de calibración; específicamente, monitoreo en el comportamiento de los patrones del laboratorio entre períodos de calibración. En el caso de termómetros de resistencia de platino en el punto de hielo (0 °C).

Los procedimientos de control aseguran que la incertidumbre permanezca estable en el tiempo.

Cuando se encuentren situaciones fuera de control, se busca la causa para eliminarla.

7. DESCRIPCIÓN DE ACTIVIDADES

7.1 CONTROL DE CALIDAD SOBRE EL PROCESO

Para el control estadístico de un proceso se requiere principalmente el conocimiento de su distribución de probabilidad, un estimado de la tendencia central y un estimado de la variabilidad. El procedimiento de obtener esta información se conoce como caracterización del proceso. 7.1.1 PUNTO DE HIELO

La realización del punto de hielo se realiza según la norma técnica ASTM E563 – 11 (Reapproved 2016)

[1].

7.1.2 CARTA DE CONTROL

El Control Estadístico de Procesos (SPC) tiene como objetivo hacer predecible un proceso en el

tiempo. Las cartas de control son uno de los medios empleados para este propósito, [2]. Este enfoque

coincide con el aseguramiento metrológico al asumir a las mediciones como un proceso. Se presenta la

aplicación de una carta de control en termometría: al problema de medición de temperatura ambiente.

Se realizan cien (100) mediciones de la temperatura en el punto de hielo del termómetro PRT Pt100, una

medición cada dos semanas. Se aplica la teoría de cartas de control a estas mediciones: se toman diez

muestras, con diez observaciones por cada muestra.

La tabla 1 presenta el conjunto de las mediciones tomadas.

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TABLA 1. Conjunto de cien (100) mediciones de temperatura en el punto de hielo

OBSERVACION, °C

NÚMERO DE MUESTRA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 0.20 0.10 0.00 -0.10 0.10 0.00 0.20 0.10 0.00 -0.10

2 0.10 -0.10 0.10 0.20 0.10 0.10 0.20 0.20 0.10 0.10

3 0.10 0.10 0.20 0.10 0.10 0.10 0.20 0.10 0.10 0.10

4 0.00 0.10 0.20 0.20 0.00 -0.10 0.00 0.00 0.10 0.00

5 0.10 0.00 0.10 -0.10 0.10 -0.10 0.10 0.10 0.10 0.10

6 0.00 0.10 0.10 0.20 0.20 0.00 -0.10 0.00 0.00 0.00

7 -0.10 0.20 0.20 0.10 0.00 0.20 0.10 0.20 0.20 0.20

8 0.20 0.10 0.20 0.00 0.00 0.20 0.20 0.10 0.20 0.20

9 0.20 0.10 0.20 0.10 0.10 0.20 0.20 0.10 0.10 0.10

10 0.20 0.20 0.10 0.00 0.10 0.00 0.00 0.00 0.10 0.00

La construcción de una carta de control de una variable como en este caso consiste en evaluar para cada

muestra el rango, ( R ) y la media x , (x barra), de las observaciones. Se tienen dos cartas de control: una para

el rango, ( R ) y otra para la media ( x ). Se establecen límites de control superior e inferior: UCL y LCL tanto para el rango como para la media. Se asume que la variación del proceso está dentro de tres (3) desviaciones estándar: -3s a +3s. Como línea central de la carta de control se tiene para el caso rango la media de los rangos �̅� , (R barra) y

para el caso de la media, la media de las medias �̿� (x barra barra) de cada muestra. A partir del análisis de ambas cartas de control se concluye si el proceso está o no bajo control. Para la determinación de los límites de las cartas de control se emplean valores de coeficientes

estandarizados, dados por la tabla 2.

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TABLA 2. Coeficientes estandarizados para los límites de las

cartas de control

Observaciones en la muestra

(n)

factor para UCL y LCL

para gráficas �̅� (A2)

factor para

LCL para gráficas R (D3)

factor para

UCL para gráficas R (D4)

2 1.880 0 3.267

3 1.023 0 2.575

4 0.729 0 2.282

5 0.577 0 2.115

6 0.483 0 2.004

7 0.419 0.076 1.924

8 0.373 0.136 1.864

9 0.337 0.184 1.816

10 0.308 0.223 1.777

Los factores se escogen para el número de observaciones en cada muestra; en este caso el

número de observaciones es de diez (10).

D4 1.777

D3 0.223

A2 0.308

UCLR = D4 �̅�

LCLR = D3 �̅�

UCLR 0.41

LCLR 0.05

UCLX = �̿� + A2 �̅�

LCLX = �̿� - A2 �̅�

Las tablas 3 y 4 presentan la construcción de los elementos de las cartas de control.

TABLA 3. Parámetros de la carta de control de R.

UCLX 0.16

LCLX 0.02

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R UCLR

�̅� LCLR

0.30 0.41 0.23 0.05

0.30 0.41 0.23 0.05

0.10 0.41 0.23 0.05

0.30 0.41 0.23 0.05

0.20 0.41 0.23 0.05

0.30 0.41 0.23 0.05

0.30 0.41 0.23 0.05

0.20 0.41 0.23 0.05

0.10 0.41 0.23 0.05

0.20 0.41 0.23 0.05

0.23

TABLA 4. Parámetros de la carta de control de �̅�

Las figuras 1 y 2 presentan las cartas de control para R y para �̿�

�̅� UCLX �̿� LCLX

0.05 0.16 0.09 0.02

0.11 0.16 0.09 0.02

0.12 0.16 0.09 0.02

0.05 0.16 0.09 0.02

0.05 0.16 0.09 0.02

0.05 0.16 0.09 0.02

0.13 0.16 0.09 0.02

0.14 0.16 0.09 0.02

0.14 0.16 0.09 0.02

0.07 0.16 0.09 0.02

0.09

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FIGURA 1. Carta de control para R.

FIGURA 2. Carta de control para �̅�.

Se observa que en las dos curvas los valores de R y de �̅� se encuentran dentro de los límites de

control.

Las cartas de control son una herramienta para confirmar el estado de Proceso Bajo Control Estadístico; (un proceso predecible y afectado exclusivamente por causas comunes (aleatorias) de variación). Las cartas de control constituyen un medio útil para el aseguramiento metrológico, por

0.0

0.1

0.1

0.2

0.2

0.3

0.3

0.4

0.4

0.5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0.0

0.0

0.0

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.2

0.2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

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ejemplo comprobar el cumplimiento de especificaciones, el conocimiento, la caracterización y el seguimiento (verificaciones intermedias) de los procesos de medición.

8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] ASTM E563 – 11 (Reapproved 2016) Standard Practice for Preparation and Use of an Ice-Point

bath as a Reference Temperature. 2016.

[2] Carro, Roberto y González Gómez, Daniel A. (2012). Control estadístico de procesos. [Recurso de Aprendizaje] (Inédito).

Universidad Nacional de Mar del Palta. Argentina. Recuperado de http://nulan.mdp.edu.ar/1617/1/12_control_estadistico.pdf