PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIÓN M-002 BALANZAS MONOPLATO INDICE PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIÓN 1. OBJETO M-002 2. ALCANCE 3. GENERAL BALANZA MONOPLATO 4. EQUIPOS A USAR EN LA CALIBRACION EDICIÓN 0 5. OPERACIONES PREVIAS 6. REALIZACION 7. TOMA DE DATOS 8. RESULTADOS DE LA CALIBRACIÓN 9. CRITERIOS DE ACEPTACION Edición: 00 Revisión: 00 Fecha: 15 de Febrero del 2005 Pág. 2/10 PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIÓN PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIÓN M-002 BALANZAS MONOPLATO M-002 BALANZAS MONOPLATO 1.- OBJETO El presente procedimiento tiene por objeto definir el proceso a seguir para realizar la calibración de balanzas de un solo plato. 2.- ALCANCE El ámbito de aplicación del presente procedimiento es para aquellas balanzas monoplato de laboratorio o industriales cuyo alcance máximo sea 50 kg, con escala continua, ya sean analíticas o electrónicas. 3.- GENERAL Documentación de referencia Para la medición de las condiciones ambientales, un termómetro de resolución igual o inferior a 0,5 ºC. Procedimiento de calibración CEM-Miner ME-005 5.- OPERACIONES PREVIAS EA-4/02 Expression of the Uncertainly of Measurement in Calibration UNE-EN 45501 Aspectos metrológicos de los instrumentos funcionamiento no automático. de pesar de Calibration of weighing machines. Ukas Publication Los patrones a emplear se situaran próximos a la balanza, dejándolos estabilizar el tiempo necesario aproximadamente 2 horas, se conectaran todos los indicadores electrónicos de la balanza con el fin de que se estabilice eléctricamente y térmicamente. OIML R 11 International Recommendatin, Weights od clases No se usará, a no ser que sea imprescindible, agua destilada, alcohol o cualquier otra sustancia para limpiar las pesas, o la balanza; solo se utilizarán brochas de cerdas suaves para eliminar motas de polvo u otro material que haya quedado sobre la superficie, o con una gamuza seca que no deje restos de hilos o partículas. 4.- EQUIPOS A UTILIZAR EN LA CALIBRACIÒN Como patrón para realizar la calibración se usará: Masas patrones de una clase adecuada a la balanza a calibrar y que cubren todo el rango de calibración calibradas según según OIML R 111 La calidad de las masas depende del rango a calibrar y de la división de escala de la balanza a calibrar. Se puede tener en cuenta las recomendaciones del documento UKAS. . Edición: 00 Revisión: 00 Fecha: 15 de Febrero del 2005 Se anotarán las condiciones ambientales durante la calibración del recinto en el que están ubicadas los equipos sujetos a calibración. Las condiciones ambientales se deben encontrar entre 18-23 ºC en temperatura y la humedad debe ser menor que 65% Hr. Pág. 3/10 El equipo a calibrar, estará situado en su lugar de utilización y en las condiciones de uso habituales del equipo. Se comprobará que funcionan todos los sistemas mecánicos, eléctricos y ópticos de la balanza. Se comprobará el estado superficial de las pesas internas si son de fácil accesibilidad, y de la superficie de las cuchillas y soportes de éstas. Antes de proceder a la calibración se comprobará el movimiento libre de los elementos móviles de la balanza, eliminando cualquier pereza o falta de nivelación, procediendo al ajuste y tarado cuando sea necesario, siguiendo las instrucciones del fabricante y en el punto indicado en ellas, o en su defecto el 50% o el fondo de escala. El ajuste debe ser realizado siempre que exista desviación en la pesada que se realiza. Edición: 00 Revisión: 00 Fecha: 15 de Febrero del 2005 Pág. 4/10 PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIÓN PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIÓN M-002 BALANZAS MONOPLATO M-002 BALANZAS MONOPLATO Situar las masas patrón en el centro del platillo y efectuar la lectura. Añadir una masa extra para llevar la lectura al final de rango. Retirar esa masa extra y anotar el valor obtenido de la lectura. 6.- REALIZACION La calibración consiste en la evaluación de la corrección de calibración en los puntos calibrados, mediante un estudio de repetibilidad. La medida de este efecto vendrá dada por la máxima diferencia entre los valores obtenidos. También son objeto de este procedimiento la realización de ensayos para determinar el efecto de descentramiento de la carga (Excentricidad) y el efecto de histéresis. 7.- TOMA Y TRATAMIENTO DE DATOS ENSAYO REPETIBILIDAD. CORRECCIÓN DE CALIBRACIÓN Determinación de la corrección de la balanza en cada uno de los puntos de la escala y de la incertidumbre asociada a esa corrección. La prueba de repetibilidad -corrección de calibración se realiza en cinco puntos distribuidos uniformemente a un 20%, 40%, 60% 80%, y 100% del campo de medida. En cada uno de esos puntos se realizan 6 reiteraciones de la medida de la masa patrón que lo materializa. Habrá que tener la precaución de pasar en cada una de las reiteraciones por el cero, realizando la tara del cero en cada reiteración. Todas las anotaciones y observaciones que se realicen durante la calibración quedarán reflejadas en la correspondiente hoja de calibración o bien directamente sobre la hoja de cálculo. Se deberán anotar como mínimo en la HTD los siguientes datos: • Identificación del instrumento y de los patrones utilizados. • Campo de medida y división de escala del equipo. • Lecturas obtenidas durante la calibración en cada una de las pruebas. EFECTO DEL DESCENTRAMIENTO DE LA CARGA- EXCENTRICIDAD • Anomalías antes y durante la calibración Determinación del error de excentricidad en las mediciones cuando el centro de las masas no coincide con el centro del platillo, dando lugar a desviaciones o defectos de descentramiento. • Condiciones ambientales • Fecha de realización El efecto se medirá a 1/3 o mitad del rango total. • Técnico que realiza la calibración Situar las masas patrón en el centro del platillo y efectuar la lectura. Después realizar la misma operación con las masas desplazadas del centro a la parte delantera, trasera, izquierda y derecha, haciendo la lectura correspondiente en cada `posición y anotando los resultados. • Cualquier observación que pudiera afectar a la realización correcta del informe de calibración, o que sea necesaria para poder reproducir totalmente la calibración. La medida de este efecto vendrá dada por la máxima diferencia entre los valores obtenidos. 8.- RESULTADOS DE LA CALIBRACION La asignación de incertidumbres de calibración se realiza según el documento EA/4-02 . Los cálculos a realizar están expresados a continuación. HISTÉRESIS Este fenómeno se produce en sistemas mecánicos por rozamientos o fricciones, y es la diferencia entre las indicaciones de una medida cuando esa cantidad se busca con valores crecientes o decrecientes. El efecto se medirá a mitad del rango total. Edición: 00 Revisión: 00 Fecha: 15 de Febrero del 2005 Pág. 5/10 Edición: 00 Revisión: 00 Fecha: 15 de Febrero del 2005 Pág. 6/10 PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIÓN PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIÓN M-002 BALANZAS MONOPLATO M-002 BALANZAS MONOPLATO Siendo S la desviación típica (n-1) de las reiteraciones observadas. n el numero de reiteraciones. (n=6) ENSAYO REPETIBILIDAD. CORRECCIÓN DE CALIBRACIÓN Función modelo 3. Incertidumbre típica asociada a x2 debida a la resolución de la balanza. Se considera una distribución rectangular. En primer lugar se determina la expresión de la magnitud de salida que es la corrección de medida del equipo a calibrar en cada uno de los puntos y características a calibrar, en función de las distintas magnitudes de entrada. resolucion ux2= 12 Magnitud de salida y= Corrección de la lectura de la balanza. Balance de las incertidumbres. Cálculo de u (y). y= x0 -(x1 + x2) x0= Valor convencional de las masas de ensayo. No se aplican correcciones a los patrones. x1= Media de los valores obtenidos durante la calibración. Magnitud xi Mejor valor estimado de la magnitud xi x0 Valor convencional de la masa u ( x 0) = x1 xi u( x1) = x2= Corrección debida a la resolución finita de la balanza (valor nulo) Componentes en el calculo de incertidumbre 1. Incertidumbre típica asociada a x0 Es la incertidumbre de medida asociada al patrón uo. Incertidumbre típica u(xi) u( x 2 ) = x2 0 y y= x0 -(x1 + x2) Este valor esta compuesto por la incertidumbre de medida de las masas que se utilizan como patrón, teniendo en cuenta que no se aplican valores reales de la masa por lo que la incertidumbre típica del patrón se estimará a través de la tolerancia T correspondiente a su clase como una distribución rectangular: u ( x 0) = Edición: 00 Revisión: 00 3 S n Coeficien te de sensibilid ad ci Contribución a la incertidumbre ui(y) normal 1 uo(y) normal -1 rectangular -1 ---- ----- u1( y) = resolucion 12 ----- u2 ( y) = S n resolucion 12 u(y) u 2 ( y) = ∑ u2i ( y) i Cálculo de la incertidumbre expandida T La incertidumbre expandida se calcula multiplicando la incertidumbre típica u(y) por un factor de cobertura k 3 2. Incertidumbre típica asociada a x1 (valor medio observado). debido a la falta de repetibilidad de las medidas realizadas. u( x1) = T Distribución de probabilidad considerada S Como n<10 se calcula los grados de libertad efectivos, de tal manera que se aumenta el factor de cobertura para conseguir una probabilidad de cobertura del 95%. n Fecha: 15 de Febrero del 2005 Incertidumbre expandida U= k* u (y) Pág. 7/10 Edición: 00 Revisión: 00 Fecha: 15 de Febrero del 2005 Pág. 8/10 PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIÓN PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIÓN M-002 BALANZAS MONOPLATO M-002 BALANZAS MONOPLATO Grados de libertad de una magnitud de entrada de tipo A= v= n-1 CÁLCULO DE LA INCERTIDUMBRE COMBINADA DE ENSAYOS Grados de libertad de una magnitud de tipo B v= ∞ En el caso de que se utilice la balanza con ensayos de histéresis y excentricidad, además de la Incertidumbre de calibración de la corrección, hay que tener en cuenta otras contribuciones para calcular la Incertidumbre de medida del equipo Calculo del vef: vef = u 4 ( y) n u 4 ( y) ∑ i i =1 v i U( ± ) = U 2 C + U 2 E + U 2 H 9.- CRITERIO DE ACEPTACION Una vez calculado el vef se calcula el factor de cobertura, a partir de la tabla: vef k 1 13.97 2 4.53 3 3.31 4 2.87 5 2.65 6 2.52 7 2.43 8 2.37 10 2.28 20 2.13 50 2.05 ∞ 2 Una vez realizada la calibración y sus cálculos asociados un equipo se considerara apto si el valor de la corrección calculada más su incertidumbre calculada en función del uso del equipo es inferior a la Incertidumbre admisible para el equipo de medida. Todos los cálculos los resultados de la calibración se recogerán en el Certificado de Calibración. HISTERESIS Esta contribución aparecerá únicamente si se van a realizar medidas en sentido creciente y decreciente. Los resultados del certificado se refieren al momento y condiciones en que se realizaron las mediciones. Asociaremos una distribución rectangular al intervalo definido por los valores máximos y mínimos de los encontrados en el estudio de histéresis. u(hist) = LS − LI 12 EXCENTRICIDAD Contribución a la incertidumbre de la balanza si se realizan medidas en el plato en posiciones descentradas. Asociaremos una distribución rectangular al intervalo definido por los valores máximos y mínimos de los encontrados en el estudio de excentricidad. Edición: 00 Revisión: 00 u(exc) = LS − LI Fecha: 1215 de Febrero del 2005 Pág. 9/10 Edición: 00 Revisión: 00 Fecha: 15 de Febrero del 2005 Pág. 10/10
