SNC

COMPARACION DE MASA ENTRE DIECINUEVE
LABORATORIOS SECUNDARIOS ACREDITADOS
ANTE EL SNC COORDINADO POR EL CENAM
Jorge Nava Martínez, Felix Pezet Sandoval.- Centro Nacional de Metrologia
km 4,5 carretera a los Cués, el Marques, Qro. México.
e-mail: [email protected] , [email protected]
Resumen: Uno de los objetivos de la
coordinó esta comparación. Doce pesas en
División de Metrologia de Masa y
total fueron utilizadas (valores nominales:
Densidad del CENAM es la diseminación
10 g, 50 g, 200 g, 1 kg, 5 kg y 20 kg), de
de la unidad de masa, partiendo del
las cuales se enviaron a cada laboratorio
kilogramo prototipo No. 21 hacia la
de acuerdo al grupo de la ronda de
industria, a través de los laboratorios
comparación. El objetivo fue determinar
secundarios de masa acreditados ante el
el valor convencional de masa de las
SNC (Sistema Nacional de Calibración).
pesas VCM1 con la mejor incertidumbre
Se precisa en consecuencia, que los
que el laboratorio pueda evaluar, se
laboratorios
proporcionen
debería determinar la corrección por el
resultados confiables de acuerdo con el
empuje del aire utilizando el volumen o la
nivel de exactitud en el que fue acreditado
densidad de las pesas. Los participantes
o mejor. Una de las mejores formas de
entregaron un informe con las siete
demostrar lo anterior es participar en
determinaciones del VCM de las pesas.
rondas de comparación. En esta que se
Algunos
organizo fue promovida por el SNC
mostraron capacidad para poder calibrar
conjuntamente con el CENAM; en ella
pesas con incertidumbre correspondiente a
participaron 19 laboratorios y el CENAM
la clase E2. Fueron encontradas algunas
secundarios
laboratorios
participantes
que fungió como laboratorio piloto que
1
1
VCM Valor Convencional de Masa R33 OIML

dificultades para la evaluación de la
Alcanzar la uniformidad de las
incertidumbre, así como en el manejo de
mediciones de esta magnitud entre
las pesas. Los cambios en los VCM
los
pueden ser atribuidos al incorrecto manejo
nacional de Calibración.
laboratorios
del
Sistema
de estas pesas.

Detectar
posibles
errores
1 Introducción
sistemáticos en sus sistemas de
medición.
Debido a la necesidad de comprobar
confiabilidad en las mediciones de los

Confirmar la capacidad técnica de
laboratorios secundarios acreditados ante
los laboratorios participantes.
el SNC el Centro Nacional de Metrologia
(CENAM) sugirió llevar a cabo una
Los laboratorios participantes son:
comparación en masa además de brindar
la oportunidad de comprobar sus patrones
de
masa
bajo
condiciones

de
Casa Mario Padilla, SA de CV
(CMP).*
comparación. Con el auspicio del SNC se
promovió esta comparación.
Objetivos:

Masstech, SA de CV.

Bayer de México, SA de CV.**2

Farmacéuticos Lakeside, SA de
CV.

Diseminar la unidad de masa a

INSCO de México, SA de CV.
nivel nacional en forma confiable.
2
*No existe actualmente
** No esta acreditado
2

Centro
de
Investigación

y


y
Querétaro, AC (CIATEQ), Unidad
C.V. (CVC).

Básculas y Sistemas Electrónicos,
SA de CV (BYSESA).
Comisión Federal de Electricidad,

Servicio de Básculas, Raymundo
Rivera Rosas (RRR).
Centro de Ingeniería y Desarrollo

Industrial (CIDESI).

Validaciones
Calibraciones de México, SA de
LAPEM.

de
Asistencia Técnica del Estado de
Aguascalientes.

Centro
GIEC-CFE.
Centro de Investigación y Asesoría
Tecnológica en Cuero y Calzado,
Los resultados de los participantes fueron
AC (CIATEC).
verificados
Instituto Mexicano del Petróleo
Recomendación
(IMP).
OIML.
de
acuerdo
Internacional
con
la
R111
Básculas Revuelta Maza, SA de
2 Programa de Medición
C.V. (BRM).

Nacional
de
Conductores
Las pesas fueron elegidas tomando en
Eléctricos, SA de CV (NACEL).
cuenta los alcances de acreditamiento de

Asesores
Empresariales
los laboratorios participantes. La tabla 1
Mexicanos, SC.
muestra los números de identificación las

IMPROS, SA de CV.

Técnicos
Asociados
Electrónicas,
SA
pesas y los valores nominales asignados a
Básculas
de
cada laboratorio y como se desarrollo la
CV
ronda de calibraciones:
(TABESA).
3
Tabla 1 Pesas asignadas a los laboratorios
Determinaron el valor convencional de
participantes
masa y realizaron corrección por empuje
y
desarrollo
de
las
comparaciones:
del aire.
1052 (10 g) y 1055 (200 g)
CENAM
CMP
Masstech
CENAM
LAPEM
CENAM
3. Desarrollo
1051 (10 g) y 1054 (200 g)
CENAM INSCO CIATEQ CENAM
BAYER
LAKESIDE CENAM
Cada uno de los laboratorios efectuo siete
determinaciones
1075 (10 g) y 1076 (200 g)
CENAM CIDESI CIATEC CENAM
VMC
preferentemente en siete días diferentes
1053 (50 g) y 1056 (200 g)
CENAM GIEC
RRR
CENAM
NACEL
ASESORES
CENAM
1057 (1 kg) y 701213 (5 kg)
CENAM IMP
BRM
del
utilizando el método de substitución doble
PXXP (P Patrón, X Pesa a calibrar).
CENAM
Para la evaluación de estos resultados fue
71012661 (5 kg) y 71012661 (20 kg)
CENAM IMPROS TABE- CENAM
SA
BYSESA CVC
RRR
CENAM
requerida la siguiente información:
-
Estas pesas fueron calibradas con patrones
VMC e incertidumbre de los
de trabajo del CENAM antes y después de
patrones
que
referencia y pesa de sensibilidad).
dos
laboratorios
realizaran
sus
utilizados
(Patrón de
mediciones. Los laboratorios participantes
-
llevaron a cabo las mediciones; se
Especificaciones
de
recomendo limpiar las pesas, solamente
instrumentos
utilizando brochas de pelo suave
utilizados (instrumento para pesar,
para
barómetro,
remover el polvo o alguna pelusa.
termómetro).
4
de
los
medición
higrómetro
y
4. Implementación
m = 200 g ( 1054)
0.04
0.005
0.02
m/mg
m/mg
m = 10 g (1051)
0.01
0
-0.005
-0.01
0
-0.02
-0.04
1
En Julio de 1997 CENAM comenzó con
2
3
1
2
No. de recalibracion
m = 200 g (1076)
m = 10 g (1075)
las mediciones para las 12 pesas utilizados
0.3
0.015
0.2
m/mg
m/mg
0.01
en esta comparación, los laboratorios
0.005
0
-0.005
0.1
0
-0.1
-0.01
-0.2
-0.015
-0.3
REC1
REC2
REC1
m = 50 g (1053)
m = 200 g (1056)
0.015
0.04
m/mg
m/mg
0.01
llevar estas pesas al laboratorio siguiente
REC2
No. de recalibracion
No. de recalibracion
participantes se harían responsables de
3
No. de recalibracion
0.005
0
-0.005
0.02
0
-0.02
-0.01
-0.04
-0.015
REC1
REC2
con la finalidad de garantizar el buen
REC1
REC3
REC2
REC3
No. de recalibracion
No. de recalibracion
m = 5 kg (701213)
m = 1 kg (1057)
7
0.2
5
0.1
m/mg
m/mg
resguardo de las pesas. Dos semanas
0
-0.1
3
1
-1
-3
-5
aproximadamente
se
llevarían
-7
-0.2
cada
REC1
REC1
REC2
m = 20 kg (71012661)
m = 5 kg (71012661 CA)
laboratorio en realizar sus mediciones y
REC2
No. de recalibracion
No. de recalibracion
40
1710
entregar las pesas al laboratorio siguiente.
m/mg
m/mg
30
1705
1700
1695
20
10
0
-10
-20
-30
1690
REC1
REC2
REC1
REC3
REC2
REC3
No. de recalibracion
No. de recalibracion
Debido a problemas de retraso esta
Figura 1.Variaciones observadas en VMC
comparación se llevo un total de 12
entre las calibraciones realizadas por el
meses.
CENAM de las diferentes pesas utilizadas en
la comparación m = md – mi al inicio de la
Las calibraciones de estas pesas al inicio y
ronda y al termino de dos comparaciones de
a lo largo de la ronda de comparación,
los laboratorios (m/mg = m en mg).
fueron realizadas con patrones de trabajo
del CENAM y las variaciones en masa
Como se podrá observar en la Figura 1 los
convencional se muestran en la fig. 1
Valores de Masa Convencional obtenidos
m = 10 g (1052)
m = 200 g (1055)
en las recalibraciones 2 y 3 caen dentro de
0.005
m/mg
m/mg
0.01
0
0.01
la
-0.005
incertidumbre
que
determinó
el
-0.04
-0.01
1
2
No. de recalibracion
3
Medición 1
Medición 2
Medición 3
No. de recalibracion
CENAM. Para la pesa de 20 kg existe una
5
variación sustancial que aparentemente
La figura 2. (Anexo 1), muestra los
puede ser atribuida al mal manejo de los
resultados de las calibraciones de las
laboratorios participantes. En la mayoría
diferentes pesas utilizados por cada
de las pesas que se utilizaron en la
laboratorio. El eje izquierdo de las
comparación al regresar al CENAM
gráficas (ordenada) muestra la diferencia
presentaban ligeros “rayones” en la base y
determinada
en la parte superior así como “pequeños
laboratorios con respecto al valor de
golpes”
referencia del CENAM que se muestra
en
diferentes
partes
de
la
superficie.
por
cada
uno
de
los
con su intervalo de incertidumbre en la
línea punteada y en el eje de las abscisas
5 Evaluación
el laboratorio que realizo las mediciones
(Anexo 2. Tabla de los EMT de las pesas
La evaluación fue hecha de acuerdo con
que participan).
los
resultados
presentados
por cada
laboratorio participante.
Cabe mencionar que todas las mediciones
realizadas
por
los
laboratorios
6 Resultados
participantes para las pesas de 10 g caen
Valor IdentifiNomi- cación
nal
10 g 1052
10 g 1051
10 g 1075
50 g 1053
200 g 1055
200 g 1054
200 g 1076
200 g 1056
1 kg 1057
5 kg 701213
5 kg 7101266
20 kg 7101266
VMC
10 g -0,003 3 mg
10 g -0.007 3 mg
10 g -0,01 3 mg
50 g
-0,059 mg
200 g
-0,367 mg
200 g
-0,321 mg
200 g
-0,06 mg
200 g
-0,172 mg
1 kg
-0,03 mg
5 kg
-2,5 mg
5 kg
1 701 mg
20 kg
4 749 mg
Incertidumbre
(k=2)
 mg
0,0083
0,0083
0,014
0,014
0,038
0,038
0,25
0,038
0,17
6,6
6,6
25
dentro del EMT para la clase E2 (0,060
mg), sin embargo la incertidumbre que
declaran es mayor a 1/3 del EMT para esta
clase, esto es debido a que para poder
calibrar en clase E2 se debe determinar el
volumen experimentalmente (por pesada
hidrostática o dimensionalmente) excepto
6
para un laboratorio que actualmente esta
Para la gráfica de la pesa de 1 kg los
acreditado para calibrar pesas en clase E2,
laboratorios muestran capacidad para
aun cuando existen laboratorios que
calibrar en clase F2.
evaluaron su incertidumbre mejor o igual
que la que el CENAM puede evaluar, los
Las
gráficas
restantes
muestran
laboratorios LAB-1 a LAB-9, muestran
mismos problemas que las anteriores.
los
capacidad técnica para calibrar en clase
F1.
En varios casos este tipo de errores
también se pueden atribuir a la falta de
Para las pesas de 200 g hay laboratorios
comprobación
de
resultados
que muestran capacidad para calibrar en
(comprobación cruzada), aunque los datos
clase E2 con la limitante de que tienen que
proporcionados
por
los
laboratorios
desarrollar el método de determinación
participantes no son suficientes para poder
del volumen experimentalmente.
determinar
con
cierta
certeza
las
variaciones encontradas, sin embargo el
Para la gráfica de 50 g (1053), dos
laboratorio debería volver a revisar sus
laboratorios muestran capacidad para
calibraciones
principalmente
su
calibrar en clase F1, sin embargo un
evaluación de incertidumbre, sobre todo
laboratorio evalúa con incertidumbre para
aquellos
participantes
que
muestran
clase M1 y el restante presenta errores
incertidumbre muy pequeñas respecto al
sistemáticos que pueden ser atribuidos al
CENAM.
patrón o a la falta de capacidad para
determinar la corrección por empuje del
aire.
7
Para las pesas de 10 g, 50 g, 200 g y 1 kg
7 Conclusiones
fue determinado inicialmente el volumen
Esta comparación en masa ha sido muy
por el CENAM con una incertidumbre
provechosa, los laboratorios participantes
estándar 1 de 0,01 cm3. La contribución
han mostrado sus
de la incertidumbre debida al empuje del
evaluación de incertidumbre además de
aire de nuestras pesas, es casi despreciable
darse cuenta cuales han sido sus errores o
y
carencias en su laboratorio, otros han
aun
cuando
los
laboratorios
técnicas
para la
la
mostrado capacidad para calibrar pesas de
densidad del aire con equipo de monitoreo
mejor exactitud que las que actualmente
ambiental de clase de exactitud no
calibran aun cuando tienen que desarrollar
adecuada, la incertidumbre del sistema de
e implementar el método para determinar
medición solo depende básicamente del
el volumen experimentalmente.
participantes
hayan
determinado
patrón y del método de comparación.
Agradecimientos
Sin embargo para los patrones de masa de
Al personal de la División de Masa y
10 g (1075), 50 g (1076) y los dos
Densidad
patrones de 5 kg y 20 kg el CENAM no
que
comparación
determino el volumen inicial debido a que
contribuyo
y
los
en
esta
laboratorios
de
Masstech SA de CV quien ha donado un
los patrones de masa son de dos piezas.
conjunto de patrones de masa (9 pesas) al
Para este caso la corrección y la
CENAM para futuras comparaciones e
incertidumbre debida a corrección por el
investigación,
empuje del aire no son despreciables
a
NACEL
por
haber
facilitado su patrón de masa de 5 kg y
Básculas
Revuelta
Maza
por
patrones de masa de 5 kg y 20 kg.
8
sus
Bibliografía
- International Recommendation R111
OIML
- International Recommendation R33
OIML
- Guide to the expression of Uncertainty
in Measurement ISO 1993.
S.L. Lewis, W. Bich, R. Schwartz and R.
Pendrill.
“An
Standards
of
Intercomparison
Mass
and
of
Mass
Measurement Techniques at 50 g and 10
g, Between Four European National
Standards Laboratories”
Anexo 1
9
RESULTADOS DE LA COMPARACION
10 g 1052
10 g 1075
0.040
0.030
10 g 1051
m en mg
0.020
0.010
0.000
-0.010
-0.020
-0.030
-0.040
LAB-1
LAB-2
LAB-3
LAB-4
LAB-5
LAB-6
LAB-7
LAB-8
LAB-9
LABORATORIO
RESULTADOS DE LA COMPARACION
200 g 1055
200 g 1056
200 g 1076
200 g 1054
0.800
0.600
 m en mg
0.400
0.200
0.000
-0.200
-0.400
-0.600
LAB-1
LAB-2
LAB-3
LAB-4
LAB-5
LAB-6
LAB-7
LAB-8
LABORATORIO
10
LAB-9
LAB-10
LAB-11
LAB-12
LAB-13
RESULTADOS DE LA COMPARACION
0.800
m en mg
0.600
50 g (1053)
0.400
0.200
0.000
-0.200
-0.400
-0.600
LAB-10
LAB-11
LAB-13
LAB-12
LABORATORIO
RESULTADOS DE LA CALIBRACION
8
6
1 kg (1057)
m en mg
4
2
0
-2
-4
-6
LAB-15
LAB-14
LABORATORIO
11
RESULTADOS DE LA COMPARACION
400
300
5 kg 71012661
200
m en mg
100
5 kg 701213
0
-100
-200
-300
-400
-500
LAB-15
LAB-14
LAB-16
LAB-17
LAB-18
LAB-19
LAB-11
LABORATORIO
RESULTADOS DE LA COMPARACION
1000
800
20 kg 71012661
m en mg
600
400
200
0
-200
-400
LAB-16
LAB-17
LAB-18
LABORATORIO
12
LAB-19
LAB-11
Anexo 2. Errores Máximos Tolerados de
acuerdo
con
la
Recomendación
Internacional OIML R 111
Valor
nominal E2
0,060
10 g
0,10
50 g
0,30
200 g
1,5
1 kg
7,5
5 kg
30
20 kg
F1
0,20
0,30
1,0
5
25
100
en mg
F2
M1
0,6
1,0
3,0
15
75
300
M2
M3
2
6
20
3,0
10
30
10
30
100
50
150
500
250
750 2 500
1 000 3 000 10 000
13