Exactitud de presión diferencial

El error vive en unidades de presión, fijado por el URL

La hoja de datos declara la exactitud del transmisor en porcentaje, pero la física detrás es un error absoluto en presión, fijado por el límite superior del sensor. Un sensor de 2000 mbar declarado en 0,1 % del URL yerra 2 mbar esté calibrado para 2000 mbar o para 200 mbar. Calibrar un span más estrecho no achica el error; solo convierte el mismo error en un porcentaje mayor.

Por eso la herramienta trabaja internamente en pascales, convierte cada entrada desde la única unidad de presión global elegida en pantalla y solo convierte de vuelta al final. Una sola unidad para todos los campos es una decisión de diseño: mezclar bar y mbar entre URL y span es el clásico error de mil veces.

dP electrónico frente a la celda convencional

En el dP electrónico dos transmisores independientes se ubican en las tomas de alta y de baja presión y la electrónica los resta. Cada uno yerra sobre su propio URL, y como ambos deben admitir la presión estática completa, ese URL suele ser mucho mayor que el span diferencial. Los dos errores se combinan — por RSS o suma lineal — y la herramienta informa qué sensor domina. Cuando las contribuciones están equilibradas, mejorar solo uno de los sensores aporta poco.

En el dP convencional una única celda ve solo el diferencial. La exactitud base se declara sobre el span calibrado, pero la mayoría de las hojas de datos agrega una regla de turndown de la forma A[%span] = a + k·TD por encima de un límite declarado. Reescrita en unidades de presión vale a·span + k·URL, y la herramienta adopta el mayor entre la exactitud base y la regla. El efecto térmico usa la forma de dos términos, una parte sobre el URL y otra sobre el span. En ambos arreglos el térmico se escala por m = 1 en modo banda, o por |T_proceso − T_ref|/ΔT_ref cuando el coeficiente se declara por intervalo de temperatura.

Del error de presión a nivel, densidad y caudal

El error de presión solo se vuelve decisión cuando se expresa en la magnitud medida. En nivel, h = ΔP/(ρ·g): el error en milímetros es el mismo en el fondo y en la parte alta del rango, y la incertidumbre de densidad del líquido entra uno a uno por encima. (Cuando se elige un sensor sin contacto, la pregunta pasa a ser geométrica — vea la posición de instalación de medidor de nivel radar.) En densidad, ρ = ΔP/(g·H): el divisor g·H es pequeño, porque H suele estar entre 1 y 3 m, lo que hace de esta la aplicación más exigente — y la columna estática del fluido suele suprimir un cero mucho mayor que el rango útil.

En caudal, Q ∝ √ΔP divide por dos el error relativo, pero el ΔP cae con el cuadrado del caudal. Con una celda convencional de URL 1000 mbar calibrada en 250 mbar (exactitud base de 0,1 % del span, térmico de 0,05 % del URL + 0,1 % del span), el total es 0,79 mbar. A lo largo del rango, en una placa de orificio con β = 0,65 según ISO 5167-2, la incertidumbre combinada de caudal va de 0,69 % al 100 % de Qmáx a 0,74 % al 70 %, 0,92 % al 50 %, 1,60 % al 33 % y 2,62 % al 25 %. Solo el término del transmisor crece de 0,16 % a 2,53 % — la ley del 1/Q² en números. El caudalímetro electromagnético no tiene raíz cuadrada en la señal, y por eso es la alternativa habitual cuando la rangeabilidad es amplia.

El modo ISO 5167-2

Para placa de orificio (la lección de placa de orificio trata del elemento en sí) la herramienta puede descomponer la incertidumbre de caudal en los términos de la ABNT NBR ISO 5167-2:2011. u(C) sale de la cláusula 5.3.3.1 en función de β, con las dos adiciones aritméticas que la norma prevé para tubería pequeña y Reynolds bajo; u(ε) vale 3,5·ΔP/(κ·p₁) en gas y exactamente cero en líquido, evaluado punto a punto porque también varía con el ΔP. Las incertidumbres de los diámetros del orificio y de la tubería se ponderan con coeficientes de sensibilidad derivados de la propia ecuación de caudal, 2/(1−β⁴) y 2β⁴/(1−β⁴).

Los límites de la cláusula 5.3.1 — d ≥ 12,5 mm, 50 ≤ D ≤ 1000 mm, 0,10 ≤ β ≤ 0,75 y el Reynolds mínimo que depende del tipo de toma — se verifican explícitamente. Fuera de ellos la incertidumbre de la norma no aplica y la herramienta marca error; con el Re_D en blanco declara la aplicabilidad como no evaluada, no como aprobada. Si falta u(C), el presupuesto está incompleto y el veredicto queda indefinido, siguiendo el GUM: un término desconocido no es un término nulo.

Lo que esta herramienta no cubre

El resultado es exactitud de referencia más efecto térmico. El efecto de presión estática, la estabilidad a largo plazo, la posición de montaje, el efecto de la alimentación y, en dP electrónico, el error de columna estática entre tomas a distintas elevaciones quedan fuera, igual que los efectos de pierna húmeda y de sello y la incertidumbre de la distancia H entre tomas en densidad. La herramienta no incorpora datos de fabricantes: cada coeficiente lo lee el ingeniero en la hoja de datos del instrumento. En caudal no dimensiona el elemento primario ni calcula el coeficiente de descarga — solo su incertidumbre; para eso, siga la guía de cómo calcular una placa de orificio.