calibración de balanzas-oiml

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CALIBRACIN DE BALANZAS

OIML R 76-1

Ren Chanchay


METROLOGIA DE MASA

BIBLIOGRAFA

OIML R 76-1, INSTRUMENTOS DE PESAR DE FUNCIONAMIENTO

NO AUTOMTICOS. REQUISITOS METROLGICOS Y TCNICOS ENSAYOS.

OIML R 111-1, PESAS DE LAS CLASES E1, E2, F1, F2, M1, M2

VIM Vocabulario Internacional de Metrologa


Contenido

Definiciones

Clasificacin de balanzas

Errores mximos permitidos

Patrones para la calibracin de balanzas

Pruebas en la calibracin Excentricidad

Repetibilidad

Carga

Clculos de errores


Calibracin

Operacin que bajo condiciones especificadas establece, en una primera etapa, una relacin entre los valores y sus incertidumbres de medida asociadas obtenidas a partir de los patrones de medida, y las correspondientes indicaciones con sus incertidumbres asociadas y, en una segunda etapa, utiliza esta informacin para establecer una relacin que permita obtener un resultado de medida a partir de una indicacin


Calibracin

NOTA 1 Una calibracin puede expresarse mediante una declaracin, una funcin de

calibracin, un diagrama de calibracin, una curva

de calibracin o una tabla de calibracin. En

algunos casos, puede consistir en una correccin

aditiva o multiplicativa de la indicacin con su

incertidumbre correspondiente.

NOTA 2 Conviene no confundir la calibracin con el ajuste de un sistema de medida, a menudo

llamado incorrectamente autocalibracin, ni con una verificacin de la calibracin.

NOTA 3 Frecuentemente se interpreta que nicamente la primera etapa de esta definicin

corresponde a la calibracin.


AJUSTE DE UN ISTRUMENTO DE MEDIDA:

conjunto de operaciones realizadas sobre un sistema de medida para que proporcione indicaciones prescritas, correspondientes a valores dados de la magnitud a medir

NOTA 1 Diversos tipos de ajuste de un sistema de medida son: ajuste de cero, ajuste del offset (desplazamiento) y ajuste de la amplitud de escala (denominado tambin ajuste de la ganancia).

NOTA 2 No debe confundirse el ajuste de un sistema de medida con su propia calibracin, que es un requisito para el ajuste.

NOTA 3 Despus de su ajuste, generalmente un sistema de medida debe ser calibrado nuevamente.


VERIFICACIN

Aportacin de evidencia objetiva de que un elemento satisface los requisitos especificados

NOTA 1 Cuando sea necesario, es conveniente tener en cuenta la incertidumbre de medida.

NOTA 2 El elemento puede ser, por ejemplo, un proceso, un procedimiento de medida, un material, un compuesto o un sistema de medida.

NOTA 3 Los requisitos especificados pueden ser, por ejemplo, las especificaciones del fabricante.

NOTA 4 En metrologa legal, la verificacin, tal como la define el VIML[53], y en general en la evaluacin de la conformidad, puede conllevar el examen, marcado o emisin de un certificado de verificacin de un sistema de medida.

NOTA 5 No debe confundirse la verificacin con la calibracin. No toda verificacin es una validacin.

NOTA 6 En qumica, la verificacin de la identidad de una entidad, o de una actividad, requiere una descripcin de la estructura o las propiedades de dicha entidad o actividad.


VALIDACIN

Verificacin de que los requisitos especificados son adecuados para un uso previsto

EJEMPLO Un procedimiento de medida habitualmente utilizado para la medicin de la concentracin en masa de nitrgeno en agua, puede tambin validarse para la medicin en el suero humano.


CONFIRMACIN METROLGICA

Conjunto de las operaciones requeridas para asegurar la conformidad de un equipo de medicin con los requisitos prescritos para la utilizacin prevista.


Intervalo de escala Real (d):Valor

expresado en unidades de masa de:

La diferencia entre los valores que corresponden a dos marcas de escala

consecutivas, en indicadores

analgicos.

La diferencia entre dos valores de indicacin consecutivos, en indicadores

digitales.

Intervalo de escala de Verificacin (e)

Valor expresado en unidades de masa,

usado para la clasificacin de la balanza.


Indicacin analgica

Indicacin que permita la evaluacin de la posicin de equilibrio a una fraccin del intervalo de la escala.

Indicacin digital

Indicacin en el que las marcas de la escala se componen de una secuencia de cifras alineadas que no permiten la interpolacin a las fracciones de la divisin de escala.

Error (de indicacin) [adaptado del VIM 1993, 3.10]

Indicacin de un instrumento menos el valor real (convencional) de la masa correspondiente


Capacidad Mxima (Max)

Capacidad de pesada mximo para el cual est diseado la balanza

Capacidad mnima (Min)

Valor de carga por debajo del cual los resultados de la pesada pueden tener errores excesivos

Balanzas multi-intervalo

Instrumento que tiene un solo rango de pesada el cual est dividido en rangos de pesada parcial con diferentes intervalos de escala, con rangos de pesaje parcial determinado automticamente dependiendo de la carga aplicada, tanto en ascenso como en descenso.

Instrumento de rango mltiple

Instrumento que tiene dos o ms rangos de pesada con diferentes capacidades mximas y diferentes intervalos de escala para el mismo receptor, cada rango va desde cero hasta la capacidad mxima.


Repetibilidad

Habilidad de un instrumento de proveer resultados acordes unos con otros cuando sobre el receptor de carga se coloca varias veces la misma carga bajo condiciones de ensayo razonablemente constantes.

Excentricidad

Habilidad de un instrumento de proveer resultados acordes unos con otros cuando una misma carga es colocada en diferentes posiciones dentro del receptor de carga

Linealidad

Habilidad de un instrumento de proveer resultados con errores menores a los permitidos


Unidades de medida de una balanza

Las unidades de medida utilizadas en una balanza son:

kilogramo, kg;

milligramo, mg;

gramo, g;

tonelada, t.


Requisitos metrolgicos

Los requisitos metrolgicos se aplican a todos los instrumentos,

independientemente de su principio de medida.

La clasificacin es en funcin de:

La divisin de escala de verificacin, que representa la exactitud

absoluta, y

El nmero de divisiones de escala de verificacin, que representa la

exactitud relativa

Los errores mximos permitidos estn en funcin de la

divisin de escala de verificacin.

La capacidad mnima (Min) est especificado para indicar que

el uso del instrumento por debajo probablemente dan valores

con errores relativos considerables


CLASIFICACIN DE LAS BALANZAS

Exactitud Especial I

Exactitud Alta II

Exactitud Media III

Exactitud Ordinaria IIII


DATOS PARA LA CLASIFICACION DE LA BALANZA

1. Intervalo de escala real (d)

2. Intervalo de escala de verificacin (e)

3. Nmero de intervalos de escala de verificacin (n)

n= Mx / e


Intervalo de escala de verificacin (e)

Instrumentos sin dispositivo auxiliar de indicacin:

e = d

d = 0,01 g; e = 0,01 g


Intervalo de escala de verificacin (e)

Instrumentos con dispositivo auxiliar de indicacin

d < e


Intervalo de verificacin (e)

Instrumentos con divisiones de escala d < 1 mg

e = 1 mg


Clase de

exactitud

Intervalo de

escala de

verificacin e

Nmero de intervalos de

escala de verificacin

n = Max/e

Capacidad

mnima Mn

(lmite inferior)

MNIMO MXIMO

Especial

I

0,001 g e*

50 000

-

100 e

Alta

Il

0,001g e 0,05 g

0,1 g e

100

5000

100 000

100 000

20 e

50 e

Media

III

0,1 g e 2 g

5 g e

100

500

10 000

10 000

20 e

20 e

Ordinaria

IIII

5 g e

100

1 000

10 e

Generalmente no es factible ensayar y verificar un instrumento para e


Ejemplos:

Capacidad Mxima, Max: 500 g

Intervalo de verificacin (e): 0,01 g

Capacidad Mxima, Max: 210 g (con dispositivo auxiliar de indicacin

Intervalo de verificacin (e): 0,001 g / 0,01 g

Capacidad Mxima, Max: 2 / 5 / 15 kg

Intervalo de verificacin (e): 1 / 2 / 10 g


ERROREE MXIMOS PERMITIDOS (E.M.P)



Clase I Exactitud especial

+1,0 e

50 000 e

+0,5 e

200 000 e

+1,5 e

-1,0 e

Max

-0,5 e

0

-1,5 e



Clase II Exactitud alta

+1,0 e

5 000 e

+0,5 e

20 000 e

+1,5 e

-1,0 e

Max

-0,5 e

0

-1,5 e



Clase III Exactitud media

+1,0 e

500 e

+0,5 e

2000 e

+1,5 e

-1,0 e

Max

-0,5 e

0

-1,5 e



Clase IIII Exactitud ordinaria

+1,0 e

50 e

+0,5 e

200 e

+1,5 e

-1,0 e

Max

-0,5 e

0

-1,5 e


ERRORES MAXIMOS PERMITIDOS PARA BALANZAS EN USO (NTE INEN 2 134)

1e 2 e 3 e Capac. Mx.

BALANZAS 1er RANGO 2do RANGO 3er RANGO

CLASE I 50 000 e 200 000 e Max.

CLASE II 5 000 e 20 000 e 100 000 e

CLASE III 500 e 2 000 e 10 000 e

CLASE IIII 50 e 200 e 1 000 e


CLASE DE PESA CLASE DE EXACTITUD

DEL INSTRUMENTO

E2, F1 I en verificacin inicial

F1, F2 II en verificacin inicial

M1, M2 III en verificacin inicial

M2, M3 IIII en verificacin inicial

Patrones para la calibracin de balanzas


Pruebas en la calibracin

Excentricidad

Repetibilidad

Carga


Ensayo de excentricidad:

Se deben usar pesas grandes con preferencia al uso de varios pesos pequeos. Las pesas ms pequeas se colocan encima de las pesas ms grandes, pero se debe evitar un apilamiento innecesario en el segmento que desea probar. La carga se aplica en el centro del segmento de si se utiliza un solo peso, pero se aplica uniformemente sobre el segmento, si se utilizan varios pesos pequeos. Es suficiente aplicar la carga slo para los segmentos excntricos, no al centro del receptor de carga.



Normalmente es suficiente determinar el error de cero slo en el comienzo de la medicin, pero en instrumentos especiales (con una precisin de clase I, de alta capacidad, etc) se recomienda que se determina el error a cero antes de cada carga de excentricidad. Sin embargo, si se supera el error mximo permitido, es necesaria la prueba con el error a cero antes de cada carga.

Si las condiciones de operacin son tales que no se produzca ninguna excentricidad, el ensayo de excentricidad no es necesario realizar.



Instrumentos con un receptor de carga que tiene no ms de cuatro puntos de apoyo

Los cuatro segmentos de cuartos ms o menos igual a de la superficie del receptor de carga (como se muestra en los dibujos en la Figura) debern ser cargados.


Esayo de Excentricidad

Los instrumentos con un receptor de carga de ms de cuatro puntos

de apoyo

La carga se aplica sobre cada soporte en una superficie del mismo orden

de magnitud que la fraccin 1 / n de la superficie del receptor de carga,

donde n es el nmero de puntos de apoyo.

Cuando dos puntos de apoyo estn demasiado cerca para la carga de

ensayo anteriormente mencionado para ser distribuidos como se indica

anteriormente, la carga se duplicar y distribuye en dos veces el rea en

ambos lados del eje que conecta los dos puntos de apoyo.


Ensayo de Excentricidad

Los instrumentos con receptores de carga especiales (tanque, tolva, etc)

La carga se aplicar a cada punto de apoyo.



Los instrumentos utilizados para pesar cargas rodantes

Una carga se aplicar en posiciones diferentes en el receptor de carga. Estas posiciones deben estar al principio, la mitad y al final del receptor de carga en la direccin normal de conduccin. Las posiciones se repetir entonces en la direccin inversa, si la aplicacin en ambas direcciones es posible. Antes de cambiar de direccin el cero tiene que ser determinada de nuevo. Si el receptor de carga consta de varias secciones, la prueba se aplicar a cada seccin.



A menos que se especifique lo contrario, se debe aplicar una carga correspondiente a 1/3 de la capacidad mxima.

En un instrumento con un receptor de carga con n puntos de soporte, n>4, se debe aplicar una carga de prueba equivalente a la fraccin 1/(n-1) de la capacidad mxima en cada punto de apoyo

En un instrumento con un receptor de carga sujeto a un mnimo de carga fuera del centro (por ejemplo, tanque, tolva, etc) se debe aplicar una carga de prueba correspondiente a 1/10 de la capacidad mxima en cada punto de apoyo.


Ensayo de repetibilidad

Para la homologacin de tipo se lleva a cabo dos series de pesadas, uno con una carga de aproximadamente 50% y uno con una carga de cerca de 100% de Max. Para los instrumentos con Mx menos de 1 000 kg cada serie se compondr de 10 pesajes. En otros casos, cada serie se compondr de un mnimo de 3 pesajes. Las lecturas se registran cuando el instrumento est cargado y cuando el instrumento sin carga ha llegado a descansar entre pesajes. En el caso de una desviacin cero entre los pesajes, el instrumento debe ser puesto a cero, sin determinar el error en cero. La posicin del cero no necesita ser determinada entre los pesajes.

Si el instrumento est provisto dispositivo de seteo acero automtico de un dispositivo de seguimiento de cero automtico, estos deben estar en funcionamiento durante el ensayo.

Para la verificacin de una serie de pesadas con aproximadamente 0,8 Max es suficiente. Tres pesajes en las clases III y IIII o seis pesadas de las clases I y II son necesarios.


A.4.4.1 Ensayo de pesada (carga) Se aplica cargas de prueba desde cero hasta el Max, y

similarmente se retira las cargas de prueba hasta cero. Cuando se determina el error se selecciona por lo menos 10 cargas de prueba diferentes, y para otros tipos de ensayos por lo menos 5. Las cargas de prueba seleccionados deben incluir Max, Min (Min siempre que Min 100 mg) y valores de o cerca a los cambies en los emp.

Durante el ensayo se debe tomar en cuenta que al cargar o descargar las pesas sea progresivo.


A.4.4.5 Ensayo de pesada utilizando material de sustitucin

Se determina el nmero de sustituciones

Al probar los instrumentos en el lugar de uso (aplicacin), en lugar de pesas patrn cualquier otra carga constante puede utilizarse, siempre que se utilicen pesos estndar de por lo menos 1/2 Max.

Si el error de repetibilidad no es superior a 0,3 e, la porcin de pesos estndar puede ser reducida a 1/3 Max.

Si el error de repetibilidad no es superior a 0,2 e, esta porcin se puede reducir a 1/5 Max.

El error de repetibilidad tiene que ser determinado con una carga (pesas o cualquier otra carga) de aproximadamente el valor donde se hace la sustitucin, mediante la colocacin de 3 veces en el receptor de carga.

Aplique las cargas de prueba (pesas patrn) desde cero hasta la cantidad mxima de pesas patrn.

Determine el error y retire las pesas de la balanza.

Sustituya las pesas anteriores con material de sustitucin hasta el mismo valor que se obtuvo con las pesas.

Nuevamente coloque las pesas patrn en el plato de la balanza.

Repita este procedimiento hasta el Max.

Video http://www.youtube.com/watch?v=n9Xrvlu58vg


CLCULOS Excentricidad mxima, : Con los valores de lectura de la balanza en el ensayo de

excentricidad se encuentra la excentricidad mxima como sigue:

= Lectura mxima Lectura mnima

Error en el ensayo de carga: Por cada punto verificado en el ensayo de carga se determina el error de la balanza en esos puntos de la siguiente manera:

Error = Lectura de la balanza Valor de la carga de prueba

Error mximo de repetibilidad: Con los valores de lectura de la balanza en el ensayo de repetibilidad se encuentra el error mximo de repetibilidad de la siguiente manera:

Error Mximo de Repetibilidad = Lectura mxima Lectura Mnima

Histresis Mxima: Con los valores de lectura de la balanza obtenidos en el ensayo de carga (siempre que se haya hecho asenso y descenso) se encuentra la histresis de la balanza para cada punto verificado de la siguiente manera:

Histresis = (Lectura en Descensoi Lectura en Ascensoi)Max

MaxExcI


e.m.p para excentricidad Las indicaciones de las diferentes posiciones de una carga deben cumplir con los errores mximos permitidos.

e.m.p para carga

Las indicaciones para cada carga debe cumplir con los errores mximos permitidos.

e.m.p. para repetibilidad La diferencia entre los resultados de varias pesadas de la misma carga no debe ser mayor que el valor absoluto del error mximo permitido del instrumento para esa carga.


GRACIAS POR SU ATENCIN

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