balanzas.ppt

INSTITUTO ECUATORIANO DE NORMALIZACIÓN

LABORATORIO DE PRUEBAS DE CALIBRACIÓN

CALIBRACIÓN DE BALANZAS DE PEQUEÑA Y MEDIANA CAPACIDAD

SI NO SABES A DONDE VAS... ¡NO IMPORTA QUE CAMINO TOMES¡

Es importante que recuerde: * Mantener una actitud positiva, concentrarse en el curso,* Retroalimentar al grupo con sus experiencias respecto al tema,* Aclarar sus dudas y ser puntual.

22

HORARIO LUNES MARTES MIERCOLES JUEVES VIERNES

16:00 A 17:45 PRINCIPIOS BÁSICOS DE METROLOGÍA

METROLOGIA DE MASA (BALANZAS)

INCERTIDUMBRE EN BALANZAS

METROLOGIA DE PRESION

METROLOGIA DE VOLUMEN PRACTICAS

METROLOGIA DE LONGITUD

17:45 A 18:15 Receso Receso Receso Receso Receso

18:15 A 20:00 INCERTIDUMBRE EN LAS MEDICIONES

CONTINUACIÓNMETROLOGÍA DE MASA (PRACTICAS)

METROLOGIA DE PRESION (PRACTICA)

INCERTIDUMBRE EN VOLUMEN

EVALUACIÓN

EXPOSITORES

PROGRAMA DEL MODULO ASEGURAMIENTO METROLOGICO

Al final de este programa de capacitación los participantes conocerán los criterios para la verificación de instrumentos de pesar y medir en las magnitudes de Masa, Volumen, presión y longitud utilizando:

• Procedimientos normativos• Criterios de evaluación internacionales (error máximo permitido)• Criterios para estimación de la incertidumbre

Ciencia de las mediciones, de los métodos y medios que garantizan la uniformidad y las formas de alcanzar la exactitud requerida en las mediciones. Los principales campos de la metrología atañen a:

• Las unidades de medida y sus patrones su establecimiento, reproducción, conservación y diseminación;• Las mediciones: sus métodos, su ejecución, la estimación de su incertidumbre;• Los instrumentos de medición: sus propiedades examinadas desde el punto de vista de su utilización final;• Los observadores: sus cualidades referidas a la ejecución de mediciones, por ejemplo la lectura de indicaciones de instrumentos de medición.

METROLOGÍA

La metrología abarca todos los problemas tanto teóricos como prácticos relacionados con las mediciones, cualquiera sea la exactitud de las mismas. Según la magnitud considerada, la metrología se divide en: metrología de longitudes, metrología del tiempo; metrología de masa; metrología de magnitudes eléctricas; metrología de fuerza, etc. Según el campo de aplicación, la metrología se divide en metrología industrial; metrología astronómica, metrología médica, etc.

• Reseña histórica• Organismos metrológicos internacionales, regionales y nacionales• Aspectos conceptuales

PRINCIPIOS BÁSICOS METROLÓGICOS

RESUMEN

H2O

10 cm = 1 dm

V = 1000 cm3 = 1 dm3 = 1 litro

1000 g

M = 1 kg = 1000 g

PAÍSES

CONVENCIÓN DEL METRO

INSTITUTO

METROLÓGICO NACIONAL

NMI CONFERENCIA GENERAL DE

PESAS Y MEDIDAS

CGPM

COMITÉ INTERNACIONAL DE PESAS Y MEDIDAS

CIPM

OFICINA INTERNACIONAL DE PESAS Y MEDIDAS

BIPM

INDUSTRIA

COMERCIO

C.C. DEL METRO

C.C

DEL SEGUNDO

C. C DE ELECT.

C.C DE FOTOMETRÍA

C.C DE TERMOMET.

C.C DE RAD. ION

C.C DE UNIDADES

C.C DE MASA Y MAGNITUDES

RELACIONADAS

LABORATORIO

NACIONAL

ORGANISMO INTERNACIONAL DE METROLOGIA

PATRONES INTERNACIONALES

PATRONES NACIONALES

PATRONES SECUNDARIOS

PATRONES DE TRABAJO

ORGANIZACIONES REGIONALES DE METROLOGÍA ( MROs )

CIPM - MRA

APÉNDICE C

SIM

AMERICA

34 NMIPAISES

MIEMBROS

EUROMET

EUROPA

COOMET

EX UNION SOVIETICA

APMP ASIA Y EL

PACÍFICO

SADCMET AFRICA

MENAMET AFRICA Y

ARABIA

(NMI)PAISES

MIEMBROS

(NMI)PAISES MIEMBROS

(NMI)PAISES

MIEMBROS

(NMI)PAISES

MIEMBROS

(NMI)PAISES

MIEMBROS

JCRBCOMITÉ DE ENLACE ENTRE LOS ORGANISMOS REGIONALES DE METROLOGÍA

(RMOS) Y EL BIPM

MRA Acuerdo de Reconocimiento Mutuo es un soporte de la confianza mutua en la validez de los certificados de medición y calibración. Es el reconocimiento mutuo de los patrones nacionales de medición y de los certificados de medición y calibración emitidos por los NMIsAPÉNDICE C. Contiene por cada NMI una lista de magnitudes, rangos y capacidades de medición y calibración (CMCs) expresadas como una incertidumbre. Las Incertidumbres deben ser consistentes con los resultados de las comparaciones claves y suplementarias listadas en el Acuerdo de Reconocimiento Mutuo (MRA).El BIPM mantiene el Apéndice C electrónicamente en una base de datos y está disponible a los consumidores de los servicios de medición y calibración de un NMI.

LOS ORGANISMOS REGIONALES DE METROLOGÍA (RMOS)Y EL CIPM

INFRAESTRUCTURA METROLÓGICA * Documentos de referencia * Diseminación de la información * Recurso Humano * Recurso Material CLIENTES: * Internos * Externos

RESULTADOS OBTENIDOS

RELACIONES INTERINSTITUCIONALES

RELACIONES INTERNACIONALES 1313

LA METROLOGIA EN EL ECUADORLABORATORIO DE PRUEBAS DE CALIBRACIÓN

Funciones del LPC.

Coordinador del Laboratorio de Pruebas de Calibración

Ing. Quím. Arturo Arévalo

Coordinador de Calidad

Dra. María Altamirano

Asistente Administrativo del LPC

Eulalia Mora

Técnicos de Recepción y Entrega

Franciso Ramirez y Marcelo Paucar

Asistente Administrativo de Servicios Tecnológicos

Rocío Paredes

Departamento de Pesas y Medidas

Jefe de Pesas y Medidas, JPyM

Sr. Alberto Terán

Laboratorio de Volumen

Jefe de Laboratorio, JLFís. Manuel Salazar

Laboratorio de Presión y Fuerza

Jefe de Laboratorio, JLFís. René Chanchay

Laboratorio de MasaJefe de Laboratorio, JL Fís. René Chanchay

Laboratorio de Longitud

Jefe de Laboratorio, JL Fís. Manuel Salazar

Laboratorio de Temperatura

Jefe de Laboratorio, JL Ing. Diego Almeida

Técnicos de laboratorio

TLMary Amores Marcelo PaucarRaúl Hidalgo

Técnico de laboratorio

TLManuel SalazarWilson Gallegos


TLWilson GallegosManuel Salazar


TLRené ChanchayAlexandra Benavides


TLAlberto Terán Francisco Cevallos


TLDiego Almeida Marco Proaño

L de Longitudm

L de Volumenm3

L de Masakg

L de Temperaturak

Laboratorio de Pruebas de Calibración

INEN - ECUADOR

L de PresiónPa= N/m2

L de FuerzaN=Kg*m/s2

Calibración de Balanzas

Laboratorio de TemperaturaPatrones Primarios

Punto Triple del Agua La fracción de 1/273,126 de la temperatura del PTA

Resistencias de platino: PT25, PT25,5 y PT100

Termopares: Pt-Pd y Tipo S

Hornos: (200 a 1200) °C (-45 a 140) °C


Medios Isotermos

Baño de Mantenimiento del PTA: (-5 a 110) ºC

Baños: Alcohol (-38 a 110) °C

Aceite (20 a 250) °C


SUPERTERMOMETRO II (Puente)HART-1590Transferencia de exactitud a 25Ω - 1 ppm – 0,00025 Rango: 0 a 500 k ohms

MULTÍMETRO INDICADOR DE TERMOPARESFLUKE – 8508 ARango de 0 a 1 000 VExactitud ± 3 ppm de la lectura

Termopar (Tipo N)OMEGA NHXL-14G-RSC-18

TRPP / HART-5681-SSPRT’s Pt 25 / Estabilidad:±0,001 ºC

TRPP / HART – 5628-20-SSPRT’s Pt 25,5/ Estabilidad:±0,002 ºC

Termopar Pt-Pd (Tipo S)ELECTROHERM/ Estabilidad: ± 0,05 °C

TRPI / HART – 5614-20-SSPRT’s Pt 100/Estabilidad:±0,01 ºC

Termo-higrómetroHART-1621-H

Cámara de Generación de Humedad y Temperatura-20 a 100ºC / 30 a 95 %HR

Registradores de temp. y humedad: -20 a 50ºC

TERMÓMETRO DE PRECISIÓN HART-1529

Rango: -189 a 960 ºCInstrumento portátil de alta exactitud desde ± 0,004 °C (-100 °C) hasta ± 0,024 °C (600 °C)

Laboratorio de Masa

Patrones de masa TRANSMETRIC1 mg a 20 kgPatrón Nacional1 kg (un punto)Cert. NISTCert. Del Juego:INEN

Patrones de masa HAFNER

1 mg a 20 kg

Patrón de Referncia1 kgCert. NIST

Cert. Del Juego:INEN

Comparador de MasaMettler Toledo AX 1005

Capacidad: 1109 gDiv. Esc.: 0,01 mgRepet: 0,02 mgDes. Est. : 0,017 mg

OIML R111 Clase E1;Rango: 100 mg a 1 kg

Patrones del INENOIML R111 Clase E2Para la IndustriaRango 10 mg a 1 kg

Comparador de Masa Mettler Toledo AX 206

Capacidad: 211 gDiv. Esc.: 0,001 mgRepet: 0,004 mgDes. Est. : 0,0031 mgOIML Clase E2

Comparador de masa Mettler Toledo UMX5

Capacidad: 5 gDiv. Esc.: 0,1 gRepet: 0,4 gDes. Est. : 0,3 g

Calibración de:Masas de 1 mg a 5 gClase E2

Capacidad: 30 100 gDiv. Esc.: 1 mgDesv. Est.: 3 mg

Calibración de:Masas de 2 kg a 30 kgClase F1

Comparador de masa Voland

Capacidad: 1 000 kgDiv. Esc.: 1 gDesv. Est.: 0,11 g

Calibración de:Masas de 50 kg a 1000 kgClase M1

Balanza de brazos iguales Russell

Pesas de 250 kg NBS

Cert. INEN

Balanza Mettler Toledo XP 8002 S

Capacidad: 8 100 gDiv. Esc.: 10 mgRepet: 8 mgDes. Est. : 5,7 mg


Balanza Mettler Toledo SR 32 001

Capacidad: 32 100 gDiv. Esc.: 0,1 gRepet: 0,1 gDes. Est. : 0,026 g


Calibración de balanzas

Calibración de Balanzas

Calibración de Balanzas Gran Capacidad

Laboratorio de Presión

Laboratorio de Fuerza

Laboratorio de Volumen

Laboratorio de Volumen Grande

Laboratorio de Longitud

CUADRO RESUMEN DE INSTRUMENTOS CALIBRADOS ANUALMENTE

AREA O MAGNITUD

EXISTENCIA SEGÚN ENCUESTA 1995 EN 161 EMPRESAS No. DE INSTRUMENTOS CALIBRADOS POR LPC/INEN

No. DE PATRONES

1995

No. TOTAL DE

INSTRUMENTOS Y

PATRONES

% POR

AREA 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

1Masa y balanzas 426 646 1705 22,6 1292 1690 2144 1809 2205 2584 2057 2734 2704 2789 3709

2 Presión 0 195 1624 21,6 339 254 231 96 80 97 132 176 172 137 205

3 Longitud 79 321 1189 15,8 162 176 213 250 210 337 222 316 286 155 312

4 Temperatura 0 16 1102 14,6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 355

5 Volumen 1 16 867 11,5 202 83 228 294 191 201 154 272 481 371 701

6 Electricidad 0 10 582 7,7 7 35 12 11 0 0 0 0 0 0 0

7 Fuerza 1 8 77 1 41 24 21 23 12 13 12 15 23 35 18

8 Densidad 0 3 34 0,5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

9 Otros 7 0 356 4,7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

TOTAL 514 1215 7536 100 2043 2262 2849 2483 2698 3232 2577 3513 3666 3487 4945

1435

20432262

28492483

2698

3232

2577

35133666

3487

4945

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

AÑO

TOTAL DE PATRONES, INSTRUMENTOS, EQUIPOS Y MAQUINAS CALIBRADOS ANUALMENTE

5858

EQUIPOS DE TRANSFERENCIA

PATRONES DE TRABAJOLABORATORIO O CENTRO

DE CALIBRACIÓN EN EMPRESA

INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN

PRODUCCIÓN EN EMPRESA

PATRONES NACIONALES

PATRONES DE REFERENCIA

ASPECTOS CONCEPTUALES DE METROLOGIA

PATRON INTERNACIONAL DE MEDIDA: patrón de medida reconocido por los firmantes de un acuerdo internacional con la intención de ser utilizado mundialmente

PATRÓN DE MEDIDA: realización de la definición de una magnitud dada, con un valor determinado y una incertidumbre de medida asociada, tomada como referencia

PATRÓN NACIONAL DE MEDIDA:

patrón reconocido por una autoridad nacional para servir, en un estado o economía, como base para la asignación de valores a otros patrones de magnitudes de la misma naturaleza

• PATRÓN DE MEDIDA DE REFERENCIA:

patrón designado para la calibración de patrones de magnitudes de la misma naturaleza, en una organización o lugar dado

EXACTITUD DE MEDIDA: proximidad entre un valor medido y un valor verdadero de un mensurando

NOTA 1 — El concepto “exactitud de medida” no es una magnitud y no se expresa numéricamente. Se dice que una medición es más exacta cuanto más pequeño es el error de medida.

NOTA 2 — El término “exactitud de medida” no debe utilizarse en lugar de “veracidad de medida”, al igual que el término “precisión de medida“ tampoco debe utilizarse en lugar de “exactitud de medida”, ya que esta última incluye ambos conceptos.

NOTA 3 — La exactitud de medida se interpreta a veces como la proximidad entre los valores medidos atribuidos al mensurando.

PRECISIÓN DE MEDIDA: proximidad entre las indicaciones o los valores medidos obtenidos en mediciones repetidas de un mismo objeto, o de objetos similares, bajo condiciones especificadas

Exactitud y Precisión

CALIBRACIÓN: operación que bajo condiciones especificadas establece, en una primera etapa, una relación 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 información para establecer una relación que permita obtener un resultado de medida a partir de una indicación

NOTA 1 — Una calibración puede expresarse mediante una declaración, una función de calibración, un diagrama de calibración, una curva de calibración o una tabla de calibración. En algunos casos, puede consistir en una corrección aditiva o multiplicativa de la indicación con su incertidumbre correspondiente.

NOTA 2 — Conviene no confundir la calibración con el ajuste de un sistema de medida, a menudo llamado incorrectamente “autocalibración”, ni con una verificación de la calibración.

NOTA 3 — Frecuentemente se interpreta que únicamente la primera etapa de esta definición corresponde a la calibración.

valores indicados por un instrumento de medición,

un sistema de medición los valores representados por

una medida materia-lizada

Valores conocidos de una determinada magnitud medida

ERROR

X - S = E

Indicación Del

Instrumento (lectura)

Valor verdadero (patrón)

ERROR

X - S = E

ERROR MÁXIMO PERMITIDO: valor extremo del error de medida, con respecto a un valor de referencia conocido, permitido por especificaciones o reglamentaciones, para una medición, instrumento o sistema de medida dado .

NOTA 1- En general, los términos “errores máximos permitidos” o “límites de error” se utilizan cuando existen dos valores extremos.

NOTA 2- No es conveniente utilizar el término «tolerancia» para designar el “error máximo permitido”. 6666

ERROR: diferencia entre un valor medido de una magnitud y un valor de referencia

INCERTIDUMBRE DE MEDIDA: parámetro no negativo que caracteriza la dispersión de los valores atribuidos a un mensurando, a partir de la información que se utiliza

ix FACTOR DE INFLUENCIA

y RESULTADO DE LA MEDICIÓN

MODELO MATEMÁTICO

•EFECTOS ALEATORIOS•PATRÓN•EQUIPOS•OPERADOR•LECTURA DE CERO•HISTÉRESIS DEL INSTRUMENTO•EXENTRICIDADES•CONDICIONES AMBIENTALES

TEMPERATURAHUMEDADPRESION ATM.VIBRACIONES

N

ii

ic xu

x

fyu

1

22

)()(

v

m

22

22

2

)()(1

)( vuv

mmu

vuc

vm

1

2v

m

v

)(2)( uU

cuU 2

VERIFICACIÓN. aportación de evidencia objetiva de que un elemento satisface los requisitos especificados .

• EJEMPLO 1 La confirmación de que un material de referencia declarado homogéneo lo es para el valor y el procedimiento de medida correspondientes, para muestras de masa de valor hasta 10 mg.

• EJEMPLO 2 La confirmación de que se satisfacen las propiedades de funcionamiento declaradas o los requisitos legales de un sistema de medida.

• EJEMPLO 3 La confirmación de que puede alcanzarse una incertidumbre objetivo.• 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 metrología legal, la verificación, tal como la define el VIML[53], y en general

en la evaluación de la conformidad, puede conllevar el examen, marcado o emisión de un certificado de verificación de un sistema de medida.

• NOTA 5 — No debe confundirse la verificación con la calibración. No toda verificación es una validación.

• NOTA 6 — En química, la verificación de la identidad de una entidad, o de una actividad, requiere una descripción de la estructura o las propiedades de dicha entidad o actividad.

errorerror

error

Incertidumbre 1/3 emp

Error máximo permitido (tolerancia)

Valor promedio ( V )

+U

- U

CLASE DE EXACTITUD:clase de instrumentos o sistemas de medida que satisfacen requisitos metrológicos determinados destinados a mantener los errores de medida o las incertidumbres instrumentales dentro de límites especificados, bajo condiciones de funcionamiento dadas

NOTA 1 Una clase de exactitud habitualmente se indica mediante un número o un símbolo adoptado por convenio.

NOTA 2 El concepto de clase de exactitud se aplica a las medidas materializadas.

Valor Nominal± m en mg

Clase E1 Clase E2 Clase F1 Clase F2 Clase M1 Clase M2 Clase M3

5 000 kg 25 000 85 000 250 000 850 000 1 250 000

2 000 kg 10 000 33 000 100 000 330 000 1 000 000

1 000 kg 1 600 5 000 16 000 50 000 160 000 500 000

500 kg 800 2 500 8 000 25 000 80 000 250 000

200 kg 300 1 000 3 000 10 000 30 000 100 000

100 kg 160 500 1 600 5 000 16 000 50 000

50 kg 25 80 250 800 2 500 8 000 25 000

20 kg 10 30 100 300 1 000 3 000 10 000

10 kg 5 16 50 160 500 1 600 5 000

5 kg 2,500 8 25 80 250 800 2 500

2 kg 1,000 3 10 30 100 300 1 000

1 kg 0,500 1,600 5 16 50 160 500

500 g 0,250 0,800 2,500 8 25 80 250

200 g 0,100 0,300 1,000 3 10 30 100

100 g 0,050 0,160 0,500 1,600 5 16 50

50 g 0,030 0,100 0,300 1,000 3 10 30

20 g 0,025 0,080 0,250 0,800 2,500 8 25

10 g 0,020 0,060 0,200 0,600 2,000 6 20

5 g 0,016 0,050 0,160 0,500 1,600 5 16

2 g 0,012 0,040 0,120 0,400 1,200 4 12

1 g 0,010 0,030 0,100 0,300 1,000 3 10

500 mg 0,008 0,025 0,080 0,250 0,800 2,500

200 mg 0,006 0,020 0,060 0,200 0,600 2,000

100 mg 0,005 0,016 0,050 0,160 0,500 1,600

50 mg 0,004 0,012 0,040 0,120 0,400

20 mg 0,003 0,010 0,030 0,100 0,300

10 mg 0,003 0,008 0,025 0,080 0,250

5 mg 0,003 0,006 0,020 0,060 0,200

2 mg 0,003 0,006 0,020 0,060 0,200

1 mg 0,003 0,006 0,020 0,060 0,200

TRAZABILIDAD:

propiedad de un resultado de medida por la cual el resultado puede relacionarse con una referencia mediante una cadena ininterrumpida y documentada de calibraciones, cada una de las cuales contribuye a la incertidumbre de medida

CADENA DE TRAZABILIDAD

IncertidumbreBIPM

PATRÓN DE REFERENCIA

PATRÓN DE TRABAJO

LABORATORIO

SECUNDARIO

ORGANIZACIÓN

INEN

PATRÓN DE TRABAJO

PATRÓN NACIONAL

PATRÓN DE TRANSFERENCIA

INSTRUMENTO DE MEDICIÓN

PATRÓN DE TRABAJO

Trazabilidad

ComparacionesPATRONESNACIONALES

DE OTROSPAÍSES

PATRÓN DE REFERENCIA

Calibraciones

VALIDACIÓN:verificación de que los requisitos especificados son adecuados para un uso previsto

EJEMPLO Un procedimiento de medida habitualmente utilizado para la medición de la concentración en masa de nitrógeno en agua, puede también validarse para la medición en el suero humano.

CORRECCIÓN:compensación de un efecto sistemático estimado

NOTA 1 — Véase la Guía ISO/IEC 98-3:2008, 3.2.3, para una explicación del concepto de “efecto sistemático”.

NOTA 2 — La compensación puede tomar diferentes formas, tales como la adición de un valor o la multiplicación por un factor, o bien puede deducirse de una tabla.

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 también ajuste de la ganancia).

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

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

RESOLUCIÓN: mínima variación de la magnitud medida que da lugar a una variación perceptible de la indicación correspondiente

ESTABILIDAD DE UN INSTRUMENTO DE MEDIDA: Aptitud de un instrumento de medida para conservar constantes sus características metrológicas a lo largo del tiempo.

DERIVA INSTRUMENTAL: variación continua o incremental de una indicación a lo largo del tiempo, debida a variaciones de las características metrológicas de un instrumento de medida

NOTA La deriva instrumental no se debe a una variación de la magnitud medida, ni a una variación de una magnitud de influencia identificada.

GRACIAS POR SU ATENCIÓN

COMIENZO

Examen de aptitud

Experiencias obtenidas en los exámentes de aptitud, sensibilidad, susceptibilidad

Incertidumbre del instrumento de medición en relación con la tolerancia permitida para la medición

Experiencias con instrumentos de medición similares

Condiciones ambientales Condiciones de uso

Lucro cesante en caso de daño del instrumento de medición

Requerimientos de clientes, entidades oficiales, normas

Recomendaciones y guías de los fabricantes de instrumentos de medición

Fechas limites de garantía y de utilización en prueba

Determinar intervalo de control

Utilización del instrumento de medición

Control del instrumento de medición (calibración)

Analizar experiencias del control del instrumento

Experiencias ganadas en controles anteriores

Experiencias resultantes de la utilización, fallas, irregularidades, etc.

Cambios en las condiciones de utilización

Nuevas fechas de garantía

Es necesario un cambio del intervalo de control?

Determinar intervalo de control nuevamente

Si

No

Determinación del intervalo de recalibración para instrumentos y equipos de medición

METROLOGIA DE MASA

VERIFICACIÓN DE INSTRUMENTOS DE PESAR NO AUTOMÁTICOS

1. ANTECEDENTES 2. CLASIFICACIÓN DE PESAS, ERROR MÁXIMO PERMITIDO:

RECOMENDACIÓN OIML R – 111. PESAS DE LAS CLASES E1, E2, F1, F2, M1, M2 3. CLASIFICACIÓN DE BALANZAS; ERROR MÁXIMO PERMITIDO:

RECOMENDACIÓN OIML R 76-1. INSTRUMENTOS DE PESAR NO

AUTOMÁTICOS. REQUISITOS METROLÓGICOS Y TÉCNICOS – ENSAYOS.

VERIFICACIÓN DE INSTRUMENTOS DE PESAR NO AUTOMÁTICOS

BALANZASOIML R 76-1; NTE INEN 2 134ClasificaciónError máximo permitidoProcedimiento de Ensayos- Carga, excentricidad y repetibilidad- Evaluación y conclusión

PLATAFORMA DE LA BALANZA

PESASOIML R 111; NTE INEN 2 145ClasificaciónError máximo permitido

BALANZAS

Valor Nominal± m en mg

Clase E1 Clase E2 Clase F1 Clase F2 Clase M1 Clase M2 Clase M3

5 000 kg 25 000 85 000 250 000 850 000 1 250 000

2 000 kg 10 000 33 000 100 000 330 000 1 000 000

1 000 kg 1 600 5 000 16 000 50 000 160 000 500 000

500 kg 800 2 500 8 000 25 000 80 000 250 000

200 kg 300 1 000 3 000 10 000 30 000 100 000

100 kg 160 500 1 600 5 000 16 000 50 000

50 kg 25 80 250 800 2 500 8 000 25 000

20 kg 10 30 100 300 1 000 3 000 10 000

10 kg 5 16 50 160 500 1 600 5 000

5 kg 2,500 8 25 80 250 800 2 500

2 kg 1,000 3 10 30 100 300 1 000

1 kg 0,500 1,600 5 16 50 160 500

500 g 0,250 0,800 2,500 8 25 80 250

200 g 0,100 0,300 1,000 3 10 30 100

100 g 0,050 0,160 0,500 1,600 5 16 50

50 g 0,030 0,100 0,300 1,000 3 10 30

20 g 0,025 0,080 0,250 0,800 2,500 8 25

10 g 0,020 0,060 0,200 0,600 2,000 6 20

5 g 0,016 0,050 0,160 0,500 1,600 5 16

2 g 0,012 0,040 0,120 0,400 1,200 4 12

1 g 0,010 0,030 0,100 0,300 1,000 3 10

500 mg 0,008 0,025 0,080 0,250 0,800 2,500

200 mg 0,006 0,020 0,060 0,200 0,600 2,000

100 mg 0,005 0,016 0,050 0,160 0,500 1,600

50 mg 0,004 0,012 0,040 0,120 0,400

20 mg 0,003 0,010 0,030 0,100 0,300

10 mg 0,003 0,008 0,025 0,080 0,250

5 mg 0,003 0,006 0,020 0,060 0,200

2 mg 0,003 0,006 0,020 0,060 0,200

1 mg 0,003 0,006 0,020 0,060 0,200

CLASIFICACIÓN DE LAS BALANZAS Exactitud Especial I Exactitud Alta II Exactitud Media III Exactitud Ordinaria IIII

DEFINICIONES 1. 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 analógicos. * La diferencia entre dos valores de indicación consecutivos, en indicadores digitales.

2. Intervalo de escala de Verificación (e) Valor expresado en unidades de masa,

usado para la clasificación de la balanza.

DATOS PARA LA CLASIFICACION DE LA BALANZA

1. Intervalo de escala real (d)

2. Intervalo de escala de verificación (e)

3. Número de intervalos de escala de verificación (n)

n= Máx / e

0 10 20 30 40 50

2 4 6 8 12 14 16 18 22 24 26 28 32 34 36 38 42 44 46 48

2

02000 g

10= 200 g

d=200 g

Clase de exactitud

Intervalo de

escala de verificación e

Número de intervalos de escala de verificación

n = Max/e

Capacidad

mínima Mín (límite

inferior) MÍNIMO MÁXIMO

EspecialI

0,001 g e* 50 000 - 100 e

AltaIl

0,001g e 0,05 g

0,1 g e

1005000

100 000100 000

20 e50 e

MediaIII 0,1 g e 2 g

5 g e100500

10 00010 000

20 e20 e

OrdinariaIIII 5 g e 100 1 000 10 e

• Generalmente no es factible ensayar y verificar un instrumento para e<1mg, debido a la incertidumbre de las cargas de ensayo.

CLASIFICACIÓN DE LOS INSTRUMENTOS

Errores Máximos permitidos (emp)NOTA: Los emp en servicio son el doble de los emp en la verificación inicial

Clase II Exactitud alta

Clase III Exactitud media

Clase IIII Exactitud ordinaria

+1,0 e

50 000 e

5 000 e

500 e

50 e

+0,5 e

200 000 e

20 000 e

2 000 e

200 e

+1,5 e

-1,5 e+1,5 e

-1,5 e

-1,5 e

-1,5 e

-1,0 e

+1,0 e

-1,0 e

+1,0 e

-1,0 e

+1,0 e

-1,0 e

Max

Max

Max

Max

100 000 e

10 000 e

1 000 e

+1,5 e

+1,5 e

-0,5 e

0

+0,5 e

-0,5 e

+0,5 e

-0,5 e

+0,5 e

-0,5 e

0

0

0

Clase I Exactitud especial

9191

Errores máximos permitidosClase 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

Errores máximos permitidos

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. Máx.

BALANZAS 1er RANGO 2do RANGO 3er RANGOCLASE 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

Nota: Cuando d menor o igual a 1 mg ; e = 1 mg

Ejemplod = 0,1 mg d = 0,01mgd = 0,005mg

LOS PATRONES PARA LA VERIFICACION Los patrones usados para la verificación deben tener un error no mayor a 1/3 del error máximo permitido del instrumento para la carga aplicada. Este requisito se cumple cuando las pesas están conforme al sistema de clasificación de la OIML y son usadas así:

CLASE DE PESA CLASE DE EXACTITUD DEL INSTRUMENTO

E2, F1 I en verificación inicial F1, F2 II en verificación inicial M1, M2 III en verificación inicial M2, M3 IIII en verificación inicial

Lugar de la calibración

La calibración se realiza normalmente en el lugar donde se usa el instrumento para pesar.

Si un instrumento para pesar se cambia a otro lugar después de la calibración, posibles efectos debidos a:

• diferencia en la aceleración de la gravedad local,• variación en las condiciones ambientales,• condiciones mecánicas y térmicas durante el transporte

pueden alterar muy probablemente el funcionamiento del instrumento y posiblemente invalidar la calibración. Por este motivo el movimiento del instrumento después de la calibración se debe evitar si no se ha demostrado la inmunidad a estos efectos en el instrumento para pesar en particular, o para ese tipo de instrumentos. Si eso no ha sido demostrado no se debería aceptar el certificado de calibración como prueba de trazabilidad.

Prerrequisitos

Verificar la validez de la calibración de los patrones de masa requeridos

Verificar que la balanza este en buenas condiciones de operación.

La persona que ejecuta el ensayo debe haber adquirido aptitudes para la calibración de balanzas mediante una experiencia previa.

Pruebas en la calibración

• Excentricidad

• Repetibilidad

• Carga

Ensayo de excentricidad: La prueba consiste en poner una carga de prueba Lecc en diferentes posiciones del receptor de carga, de tal manera que el centro de gravedad de la carga ocupe, tanto como sea posible, las posiciones que se indican a continuación:1. Centro2. Superior izquierda3. Inferior izquierda4. Inferior derecho5. Superior derecho

4

5

3

2

1

3 4

52

1

Ensayo de Excentricidad

Ensayo de Excentricidad

• Para un alcance de pesada reducido, la carga de prueba Lecc debería ser al menos de Max/3, o como mínimo Min´ + (Max´ - Min´)/3 . Si están disponibles, se deberían considerar las indicaciones del fabricante, y limitaciones evidentes debidas al diseño del instrumento, p.e. ver OIML R76 [4] para balanzas de plataforma.

• La carga de prueba no requiere ser calibrada ni verificada a menos que los resultados sirven para la determinación de los errores de indicación.

• Antes de la prueba la indicación se ajuste a cero. La carga de prueba se coloca primero en la posición 1, y después se mueve a las otras 4 posiciones en orden arbitrario. Al final se puede colocar nuevamente en la posición 1.

• Las indicaciones ILi se registran para cada carga. Después de remover cada vez la carga se tiene que verificar si la indicación regresa a cero y si es necesario se ajusta a cero la indicación, se registran las indicaciones sin carga I0j

Ensayo de repetibilidad

•La prueba consiste en la colocación repetitiva de la misma carga en el receptor de carga, bajo condiciones idénticas de manejo de la carga y del instrumento, y bajo las mismas condiciones de prueba, tanto como sea posible.

•La(s) carga(s) de prueba no requiere ser calibrada ni verificada a menos que los resultados sirvan para la determinación de errores de indicación.

•La carga de prueba debería ser, hasta donde sea posible, de una sola pieza.

•La prueba se realiza con al menos una carga de prueba LT la cual debería ser elegida con una relación razonable al Max y la resolución del instrumento, que permita una valoración del desempeño del instrumento.

Ensayo de Repetibilidad

• Para instrumentos con una división de escala d constante, una carga de 0,5Max ≤ LT ≤ Max es muy común; este valor es comúnmente reducido para instrumentos en donde LT > 0,5 Max podría acumular varios miles de kilogramos.

• Para instrumentos multiintervalo se puede preferir una carga cerca de Max1.

• Ambas partes pueden acordar un valor especial de LT que se justifique considerando la aplicación específica del instrumento.

• La prueba se puede realizar en varios puntos de prueba, con cargas de prueba LTj, 1 ≤ j ≤ kL con kL = número de puntos de prueba.

• Antes de la prueba, la indicación se ajusta a cero. La carga se tiene que aplicar por lo menos 5 veces, y al menos 3 veces cuando LT ≥ 100 kg.

Ensayo de Repetibilidad

• Se registran las indicaciones ILi para cada colocación de la carga.

• Cada vez que se remueve la carga, se tiene que verificar si la indicación regresa a cero, y la indicación debe ajustarse a cero si esta no regresa a cero; registrando las indicaciones sin carga I0i.

• Adicionalmente, se registra el estado del dispositivo de indicación a cero, si este está disponible.

Ensayo de carga

• El objetivo de esta prueba es una estimación del desempeño del instrumento en el alcance completo de la medición

• Esta prueba se realiza con kL ≥ 5 diferentes cargas de prueba LTj, 1 ≤ j ≤ kL, distribuidas uniformemente sobre el alcance normal de medición o sobre puntos de prueba individuales acordados

• Cuando fue acordado un alcance de calibración significantemente mas pequeño, se puede reducir el número de cargas de prueba, proporcionando por lo menos 3 puntos de prueba incluyendo Min’ y Max’ y la diferencia entre dos cargas de prueba consecutivas es no mayor a 0,15Max

Ensayo de Carga

• Es necesario que las cargas de prueba estén compuestas de pesas patrón apropiadas o cargas de sustitución

• Antes de iniciar la prueba, se ajusta a cero la indicación

• Las cargas de prueba LTj normalmente se aplican de alguna de las siguientes maneras:

8888888

m5

m4

m3

m1

m2

ENSAYO DE CARGA

a) Aumento por pasos con descarga entre los mismos

8888888

m1

m2

m3

m4

m5

ENSAYO DE CARGA

b) Aumento continuo por pasos

8888888

m1

m2

m3

m4

m5

ENSAYO DE CARGA

c) Aumento continuo por pasos y descarga continua por pasos

m1 m2m3

m4 m5

8888888

ENSAYO DE CARGA

d) Descarga continua por pasos

Ensayo de carga

• Con instrumentos multi-intervalos, los métodos anteriores se pueden modificar para alcances de carga menores que Max, aplicando cargas de tara en forma ascendente y/o descendente, manipulando la función de ajuste automático a cero, y aplicando una carga de prueba cercana pero no superiores a Max1 para obtener indicaciones con d1.

• Se pueden realizar pruebas adicionales para evaluar el desempeño del instrumento bajo condiciones especiales de uso, p.e. la indicación después del ajuste a cero, la variación de la indicación bajo una carga constante durante un tiempo especificado, etc.

• Todo este ensayo, o cargas individuales, pueden ser repetidas para combinar esta prueba con la prueba de repetibilidad.

• Las indicaciones ILj se registran para cada carga. Después de que cada carga es removida, se tiene que verificar si la indicación se mantiene en cero y se ajusta a cero si no es así, se registran las indicaciones sin carga I0j

CálculosExcentricidad máxima, : Con los valores de lectura de la balanza en el ensayo de excentricidad

se encuentra la excentricidad máxima como sigue:

= Lectura máxima – Lectura mínima

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

Error Máximo de Repetibilidad = Lectura máxima – Lectura Mínima

• Histéresis Máxima: 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 histéresis de la balanza para cada punto verificado de la siguiente manera:

Histéresis Máxima = (Lectura en Descensoi – Lectura en Ascensoi)Max

MaxExcI

INCERTIDUMBRE EN CALIBRACION DE BALANZAS

Modelo Matemático

CerodeLecturaporCorrecciónCerodeLectura

balanzaladehistéresisporCorrecciónHistéresis

balanzaladedadexcentriciporCorreccióndadExcentrici

errorbalanzaladeasistemáticCorrecciónL

balanzaladeresoluciónporCorrecciónsolución

balanzaladeplatoelencolocadapatrónmasaladealconvencionmasaladeValorm

balanzaladeLecturaL

CerodeLecturaHistéresisdadExcentriciLsoluciónmL

p

p

)(

Re

Re

N

ii

ic xu

x

fyu

1

22

)()(

INCERTIDUMBRE COMBINADA

2222Re

2Re

2CerodeLecturaHistéresisdadExcentricidpetibilidasoluciónpc uuuuuuu

LA CALIBRACIÓN DE UNA BALANZA ES EN FORMA DIRECTA

FACTORES DE INFLUENCIA:

1.Patrones (pesas) uP

2.Resolución uResolución

3.Repetibilidad urepetibilidad

4.Excentricidad uExcentricidad

5.Histéresis uHistéresis

6.Lectura de cero uLectura de cero

Incertidumbre de los patrones (pesas) up

Sea m1, m2, m3,…,mn, las masas utilizadas en la calibración de la balanza, cada una asociada a su incertidumbre de calibración u1, u2, u3,…,un,respectivamente. La incertidumbre de los patrones viene dada por

223

22

21 ... np uuuuu

La incertidumbre de cada masa se la puede obtener de dos maneras:

1.Si se utiliza el certificado de calibración de las pesas

2.Si se utiliza la clase de exactitud de las pesas

k

Uui

3

.. pmeui

Del certificado de calibración de lapesa

Factor de cobertura = 2

• INCERTIDUMBRE POR RESOLUCION

• INCERTIDUMBRE POR REPETIBILIDAD

32

ReRe

soluciónu solución

dpetibilidauReDesviación estándar de losDatos del ensayo de repetibilidad

n

ii yy

n 1

2

1

1

• INCERTIDUMBRE POR EXCENTRICIDAD

• INCERTIDUMBRE POR HISTERESIS

• INCERTIDUMBRE POR LECTURA DE CERO

32

MáximaHistéresisuHistéresis

32

CerodeLecturau CerodeLectura

32

MáximadadExcentriciu adExentricid

INCERTIDUMBRE COMBINADA

2222Re

2Re

2CerodeLecturaHistéresisdadExcentricidpetibilidasoluciónpc uuuuuuu

INCERTIDUMBRE EXPANDIDA

cuU 2

Factores de Influencia Ecuación Cálculo

1.- Pesas

2.- Resolución

3.- Repetibilidad

4.- Histéresis

5.- Excentricidad

6.- Lectura Cero

Presupuesto de Incertidumbre en la calibración de Balanzas

21

25 uu

cuU 2

LresLLiR

R=RESULTADO DE LA MEDICIÓN

Li= LECTURA DEL INSTRUMENTO

L= CORRECCIÓN SISTEMÁTICA DEL INST.

lres = CORRECCIÓN POR RESOLUCIÓN

DIRECTA

Incertidumbre de una medición

222 )()()()( LresuLuLuRuc

)(2)( RuRU c

GRACIAS POR SU ATENCION

131131

132132

133133

134134

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