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Una centrífuga tiene un protocolo que pide 3 000 revoluciones por minuto durante diez minutos. El tablero marca 3 000 y el cronómetro marca diez minutos. Si el tacómetro con el que se verificó el rotor trae un error del 5 %, el rotor pudo haber girado a 2 850 RPM y la separación no fue la que dice el protocolo. Nadie se entera, porque los dos instrumentos que deberían avisar son justamente los que no están calibrados.
Tiempo y frecuencia es una magnitud discreta: casi nunca es el producto, casi siempre es la condición bajo la cual el producto se hace. Por eso se olvida, y por eso cuando falla arrastra a todo un proceso.
Una distinción que cambia cómo se calibra
Antes de hablar de instrumentos conviene separar dos familias, porque el laboratorio hace cosas opuestas con cada una.
- Instrumentos que miden. Un cronómetro, un tacómetro, un osciloscopio o un contador de frecuencia reciben una señal y la cuantifican. Para calibrarlos, el laboratorio genera un intervalo o una frecuencia conocida y compara contra lo que el instrumento indica.
- Instrumentos que generan. Un generador de frecuencia o de periodo produce la señal. Para calibrarlos, el laboratorio hace lo contrario: mide lo que el equipo entrega y lo compara con lo que dice entregar.
Parece un matiz y no lo es: determina qué patrón se usa, qué conexión se necesita y qué dice el certificado. Si usted manda un generador y el certificado habla de generación, algo está mal.
Cronómetros
Para qué sirven. Medir intervalos de tiempo en procesos donde el tiempo es parte de la especificación: ciclos de esterilización, tiempos de contacto de un sanitizante, duración de ensayos, tiempos de mezclado, periodos de centrifugación.
Dónde se usan. Laboratorios clínicos y de alimentos, farmacéutica, control de calidad, mantenimiento y cualquier procedimiento que diga «durante X minutos».
El error que importa. No es la exactitud del cuarzo, que suele ser buena: es la acumulación. Un cronómetro con una deriva de un segundo al día acumula poco más de seis minutos al año. En un ensayo de diez minutos eso es irrelevante; en un registro de 24 horas, no. Por eso el alcance de calibración empieza en 10 segundos y llega a 24 horas: el error relativo se vuelve visible en los intervalos largos.
El segundo error, y el más frecuente en la práctica, no es del instrumento sino del uso: arrancar y parar a mano mete una variación de décimas de segundo que ningún certificado corrige. Si su tolerancia es de ese orden, el problema no se resuelve calibrando, se resuelve automatizando el disparo.
Tacómetros
Para qué sirven. Medir velocidad de rotación, normalmente en revoluciones por minuto. Son el instrumento con el que se verifica que un motor, un agitador, una centrífuga o una banda giran a lo que dice su control.
Los tres tipos que se ven en planta.
- De contacto. Una rueda o un cono que se apoya en el eje. Simple y barato; el problema es el deslizamiento, que siempre hace leer de menos, y que hay que poder tocar la flecha.
- Ópticos o láser. Leen una cinta reflejante pegada al eje. No tocan el equipo, sirven a alta velocidad y son los más usados. El error típico viene de poner dos marcas reflejantes sin querer: el instrumento reporta el doble de las revoluciones reales.
- Estroboscópicos. Iluminan con destellos hasta «congelar» el movimiento. Permiten además ver el estado de un rotor en marcha. Su trampa clásica es el armónico: a la mitad o al doble de la frecuencia la imagen también se ve quieta, y es fácil reportar una velocidad equivocada con toda confianza.
El dato que ubica la exactitud. Con una incertidumbre relativa del orden de 3 × 10⁻⁴, a 3 000 RPM el laboratorio reporta alrededor de 1 RPM. Si su protocolo tolera ±50 RPM, está sobrado; si tolera ±1 RPM, hay que hablarlo antes.
Osciloscopios
Para qué sirven. Ver la forma de una señal eléctrica en el tiempo. En mantenimiento industrial y electrónica se usan para diagnosticar ruido, medir anchos de pulso, verificar tiempos de conmutación y revisar señales de control.
Lo que conviene tener claro. Un osciloscopio tiene dos ejes y cada uno pertenece a una magnitud distinta. El eje horizontal —la base de tiempo, el barrido, las marcas de tiempo— es tiempo y frecuencia. El eje vertical —volts por división— es eléctrica, y se calibra contra otro alcance, el de magnitudes eléctricas.
Esto importa al cotizar: pedir «la calibración del osciloscopio» sin aclarar qué eje lleva a certificados incompletos. Si usted usa el equipo para medir tiempos, necesita el horizontal; si lo usa para medir amplitudes, necesita el vertical; si usa los dos, necesita los dos.
El error más común. Medir anchos de pulso cerca del límite del ancho de banda del equipo. Un osciloscopio de 100 MHz no mide con fidelidad un flanco de pocos nanosegundos, y el instrumento no avisa: entrega un número redondeado por su propia electrónica.
Contadores y generadores de frecuencia
Contadores. Cuentan ciclos por segundo. Se usan en electrónica, telecomunicaciones, instrumentación y verificación de variadores de frecuencia. Su exactitud depende por completo de la base de tiempo interna, que es un oscilador de cuarzo y que envejece: un contador de diez años de uso casi siempre está peor que cuando salió de fábrica, aunque se vea perfecto.
Generadores. Producen señales de frecuencia o periodo conocido para alimentar pruebas y para calibrar otros equipos. Aquí el laboratorio mide la salida con un tiempo de promediación definido —en nuestro caso 10 segundos— porque una medición instantánea captura ruido en vez de capturar la frecuencia real.
Por qué la incertidumbre viene en «s/s» y no en segundos
Es la pregunta que más nos hacen cuando llega el certificado. La incertidumbre en tiempo se expresa en segundos por segundo porque es relativa: no vale lo mismo un error de medio segundo en un intervalo de 10 segundos que en uno de 24 horas. Para volverla absoluta, se multiplica por su intervalo.
Y ahí aparece algo que explica el alcance completo. En cronómetros nuestra incertidumbre va de 1,4 × 10⁻² s/s en el extremo de 10 segundos a 1,7 × 10⁻⁶ s/s en el de 24 horas. Parecen dos mundos distintos, pero haga la cuenta:
- 1,4 × 10⁻² s/s × 10 s ≈ 0,14 segundos
- 1,7 × 10⁻⁶ s/s × 86 400 s ≈ 0,15 segundos
Es prácticamente el mismo número. La incertidumbre absoluta es casi constante alrededor de una décima y media de segundo, que es el límite físico del disparo. Lo que cambia es contra qué se compara. Por eso, si su proceso mide intervalos cortos, el porcentaje de error es inevitablemente alto, y ningún laboratorio puede mejorarlo: la limitación no está en el patrón, está en arrancar y detener.
Qué calibramos en tiempo y frecuencia bajo acreditación
Alcance vigente, en condiciones de (23 ± 5) °C y humedad relativa menor al 80 %, con trazabilidad al CENAM. El servicio se presta en nuestras instalaciones y en sitio.
| Instrumento | Qué se calibra | Intervalo | Incertidumbre expandida |
|---|---|---|---|
| Osciloscopios | Periodo (marcas de tiempo / barrido horizontal) | 17 ns a 1 s | (3,4 a 3,0) × 10⁻⁴ s/s |
| Contadores de frecuencia | Frecuencia | 1 Hz a 60 MHz | (3,0 a 9,6) × 10⁻⁴ MHz |
| Tacómetros | Frecuencia de rotación | 120 RPM a 90 000 RPM (2 Hz a 1,5 kHz) | 3,0 × 10⁻⁴ |
| Cronómetros | Intervalo de tiempo | 10 s a 24 h | (1,4 × 10⁻² a 1,7 × 10⁻⁶) s/s |
| Generadores de periodo | Periodo | 20 ns a 1 s | (3,0 × 10⁻⁵ a 5,8 × 10⁻³) s/s |
| Generadores de frecuencia | Frecuencia | 1 Hz a 100 MHz | (3,0 × 10⁻⁵ a 5,8 × 10⁻³) s/s |
En generadores, la medición se hace con un tiempo de promediación de 10 segundos.
Tres cuidados que alargan la vida del instrumento
- Cambie la pila antes de que se agote del todo. En cronómetros y tacómetros digitales, la batería baja afecta primero la base de tiempo y la falla no es evidente: el equipo sigue encendiendo y contando mal.
- Cuide la cinta reflejante del tacómetro óptico. Sucia o despegada parcialmente genera conteos dobles. Es la causa más frecuente de lecturas absurdas.
- No deje el osciloscopio midiendo con las puntas al aire ni le conecte señales por encima de su entrada máxima: el daño en la entrada vertical no se ve y sí se mide.
Y cada cuándo
No hay una respuesta única, y nadie debería darle una sin conocer su uso. El criterio se construye con metodología, no por costumbre: lo explicamos en cómo definir periodos de calibración. Si además no tiene claro en qué valores calibrar, el razonamiento está en cómo definir los puntos de calibración.
Para revisar el servicio o pedir una cotización, vea calibración de tiempo y frecuencia y cronómetros, o llame al 55 8897 0125.
Bibliografía
- NMX-EC-17025-IMNC-2018, Requisitos generales para la competencia de los laboratorios de ensayo y de calibración.
- ILAC-G24 / OIML D 10, Guidelines for the determination of calibration intervals of measuring instruments.
- JCGM 100:2008 (GUM), Evaluación de datos de medición — Guía para la expresión de la incertidumbre de medida, para la expresión de incertidumbres relativas.
- Tabla de Capacidad de Medición y Calibración (CMC) de LACE, acreditación TF-39, vigente a la fecha de publicación. Consulte las acreditaciones vigentes.
