Calibración de instrumentos de pesaje de funcionamiento no automático
Dentro del conjunto da magnitudes básicas para cualquie cualquierr empres empresa a industr industrial ial o come comerci rcial al está está la masa masa . Por esta razón es necesario evaluar la confiabilidad de las balanzas, esto implica someterlas a unas ciertas pruebas metrológicas durante el proceso de calibración.
Bala Balan nzas zas an anal alíítica ticas s digi digittale ales
Son balanzas con resolución del orden de las décimas de miligramos
Bala Balan nzas zas an anal alíítica ticas s digi digittale ales
Son balanzas con resolución del orden de las décimas de miligramos
Balanzas analíticas digitales
Balanzas analíticas mecánicas
Estas balanzas también tienen resolución del orden de las décimas de miligramos
Balanza granatarias
Capacidad: de 610g-2610g d:0,1g=100mg
Comparadora de masas
Estas balanzas son empleadas en la calibración de masas patrones
Balanzas industriales
En cualquier planta es muy frecuente encontrar balanzas como esta
Norma que aplica La norma en la que se basa la calibración de instrumentos de pesajes de funcionamiento no automático es la OIML R 76-1, que en Colombia se homologa como la NTC 2031
Definiciones: La NTC 2031 incluye una serie de definiciones, que es importante conocer. Se incluyen algunas en el siguiente material • Clase de exactitud: Clase de instrumentos de medición que cumplen ciertos requisitos metrológicos, previstos para mantener los errores dentro de los límites especificados
Definiciones • Instrumento de pesaje: Instrumento de medición que sirve para determinar la masa de un cuerpo cuando actua sobre éste la acción de la gravedad (masa gravitacional)
• Instrumento de pesaje de funcionamiento no automático: que necesita ser manejado por un operador durante el transcurso de la medición, por ejemplo, para colocar las cargas en el dispositivo receptor de cargas o para retirarlas, asi como para obtener el resultado; dicho instrumento permite observar directamente el resultado de la mediciones.
• Carga Máxima; (max) Capacidad máxima de medición, teniendo en cuenta la capacidad aditiva de tara
• Carga Mínima ; (Min) Cantidad de masa, por debajo de la cual las mediciones pueden tener un error relativo muy importante
Definiciones • Dispositivo
para
nivelación;
Permite instrumento en su posición de referencia de calibración
colocar
un
• Dispositivo de ajuste de cero; Permite colocar y/o mantener la indicación del instrumento en cero cuando no hay ninguna carga en el dispositivo receptor de carga
• Dispositivo receptor de carga; Parte del instrumento que está destinado a recibir la carga
• Dispositivo medidor de carga ; Parte del instrumento que sirve para medir la masa de la carga con la ayuda de un dispositivo equilibrador de carga y un dispositivo indicador y/o impresor
• Rango de pesaje; Rango comprendido entre las cargas mínima y máxima
Definiciones •
División de escala; Intervalo entre dos marcas sucesivas de la escala.
•
División de escala real : (d) Valor de la división de escala expresada en unidades de masa (resolución)
•
Carga límite : La carga estática máxima que puede ser soportada por el instrumento sin alteración permanente de sus cualidades metrológicas
•
Número de Divisiones de escala de verificación: cociente entre la carga máxima y la división de escala de verificación
• •
n = max
e en División de escala de verificación (e): Valor expresado unidades de masa utilizado para la clasificación y la verificación de los instrumentos de pesaje
Definiciones
• Balanza de indicación digital: Instrumento de pesaje, en el cual la indicación se muestra en forma digital y no se permite la interpolación de una fracción de la división de escala.
• Balanza con indicación análoga: La salida o la presentación de la información es una función continua de la magnitud por medir o de la división de escala
• Aumento: Carga adicional que se coloca gradualmente sobre la plataforma, la cual produce un aumento en la indicación, en una división de escala. El valor nominal del aumento es el correspondiente a (1/10)*d
Procedimiento de calibración
Inspección previa
Antes de realizar las pruebas metrológicas, se debe constatar que el instrumento de pesaje está marcando ceros, para el caso de balanza verificar que esté nivelada. Las condiciones ambientales deben garantizar el funcionamiento del equipo. En la parte de anotaciones del protocolo de medición anotar todas las observaciones relevantes que puedan afectar las mediciones y el funcionamiento del aparato. Prenda el instrumento y espere, al menos, 10 minutos antes de utilizarla.
Clasificación de la balanza Los instrumentos de pesaje no automático se clasifican en:
Exactitud
Clase
Especial
1
I
Fina
2
II
Media
3
III
Ordinaria
4
IIII
Tabla1
Simbolo
Clasificación de la balanza Para cargas “m” con “m” expresado en divisiones de la escala de verificación Tabla2
Clase especial
Clase fina
Clase media
Clase ordinaria
Tolerancia
III 0 ≤ m< 50
± 0.5 e
50000 ≤ m< 200000 5000 ≤ m< 20000 500 ≤ m< 2000 50 ≤ m<200
± 1, 0 e
0 ≤ m< 50000
200000 ≤ m
0 ≤ m< 5000
0 ≤ m<500
20000 ≤ m≤ 100000 2000≤ m≤1000
200 ≤ m ≤ 1000
Para los instrumentos en servicios, los errores máximos tolerados son el doble
± 1,5 e
Procedimiento para determinar la clase Pasos
• Verificar la división de escala y la capacidad máxima del equipo • Dividir la capacidad máxima entre la división de escala, este resultado se identifica como n; Con este resultado y la tabla 2 se determina la clase
Escogencia de e:
Si d
Si d
≤ 1 mg , entonces
e = 10d
> 1 mg , entonces
e = d
Ejemplo 1 Capacidad max: 8100g d
: 0, 1g=100mg
e=d=0,1g n=Cap max/e=81000 Clase: II
Ejemplo 2
Capacidad max: 5100g d
: 0,1g=100mg
e=d=0,1g n=Cap max/e=51000 Clase: II
Ejemplo 3
Capacidad max: 8100g d
: 1g=1000mg
e=d=1g n=Cap max/e=8100 Clase: III
Rangos de pesaje y tolerancia Una vez clasificada la balanza se multiplican los rangos de la clase respectiva por la división de escala en las unidades en que pesa la balanza, la tolerancia respectiva se determina con la columna 5 de la tabla 2, recordando que es el doble del valor hallado
Ejemplo Consideremos la siguientes balanza: Tipo de balanza : digital Capacidad máxima : 300g División de escala : 10 mg División de escala de verificación e=d=10 mg
Rangos de pesaje y tolerancia n=300g/ 0,010g =30 0 0 De acuerdo con la tabla 2, este valor está entre 20000 y 100000, por lo que entonces es clase 2 . Los errores máximos tolerados son:
RANGO
Tolerancia
0-50 g
± 10 mg
50 – 200 g
± 20 mg
200 – 300 g
± 30 mg
Curva de errores tolerados
s o d ar l e ot x a m s e r or r E
Carga
Pruebas metrológicas
Las pruebas metrológicas que se realizan de acuerdo con la NTC 2031 son:
• Exactitud • Invariabilidad • Movilidad • Excentricidad de carga • Constancia del punto cero
Prueba de exactitud Exactitud Se divide la capacidad máxima de la balanza en rangos de medición y se colocan cargas patrones en forma creciente hasta la capacidad máxima, sin dejar, en ningún momento, el dispositivo receptor vacío. Luego se procede en forma decreciente. En cada pesada colocamos el aumento respectivo si la balanza es electrónica y de clase II o III. Para las balanzas analíticas con resolución de 0.1 mg, no se le coloca aumento. Toda esta información debe quedar consignada en el protocolo respectivo El aumento va desde (1/10)*d hasta el valor en que la indicación aumenta en una división de escala. Este valor se registra en el protocolo
Prueba de invariabilidad Invariabilidad Para cada rango se selecciona un peso patrón que se acerque al máximo valor de cada uno. En cada caso se coloca el peso una diez veces, en las mismas condiciones y se determina el error para acada pesada
La diferencia entre el error máximo y el mínimo debe cumplir:
Rango bajo
Rango medio
Rango alto
Emax-Emin≤0.5d
Emax-Emin≤1d
Emax-Emin≤1.5d
Prueba de movilidad Movilidad Tomar cada uno de los valores de carga seleccionados en la prueba de invariabilidad.
Básculas de indicación digital con equilibrio automático o semiautomático Para cada medición colocar un valor de carga igual a 1.4 veces la división de escala y se observa si el equipo responde a esta variación de peso. La indicación resultante debe sobrepasar en una división de escala del valor indicado antes de realizar el aumento
Prueba de movilidad
Básculas Mecánicas o Análogas Para básculas o semiautomático
balanzas
con
equilibrio
automático
o
Para cada medición, colocar una carga extra equivalente al error máximo permisible para la carga patrón aplicada. El cambio en la indicación no debe ser un valor menor a 0,7 veces el valor de la carga extra
Prueba de excentricidad de carga Excentricidad de carga Los ensayos de excentricidad de carga se efectuan empleando una carga igual (1/3) de la suma de la carga máxima y el efecto aditivo de tara repartido sucesivamente en los diferentes extremos del dispositivo receptor de carga
Excentricidad de carga para básculas análogas Se realiza igual, excepto que la prueba de aumento no se realiza
Prueba de constancia del punto cero Constancia del punto cero Se comprueba que la indicación del equipo sea cero, cuando este se encuentra sin carga
• Colocar
sobre la plataforma un valor de carga igual a la capacidad máxima. De realiza el aumento y se anota la hora en el protocolo de calibración. • Dejar cargado el instrumento durante un tiempo mínimo de media hora . • Retirar el ´peso del equipo y registrar en el protocolo el valor indicado inmediatamente se retira la carga y se estabiliza • Si el valor es diferente de cero y es menor o igual a 0,5e , el equipo reacciona bien, de lo contrario significa que pudo haber un valor de tara que alteró los valores medidos
Cálculo de errores
Fórmula Para balanzas digitales se emplea:
Error = (
I−
C )* 1000
+
(1/ 2 )
I: Indicación de la balanza C: Carga patrón d: División de escala A: Aumento Para la balanzas mecánicas no se hace aumento
d−
A
Calibración de básculas camioneras Orden: Invariabilidad Excentricidad
de carga
Exactitud Movilidad Constancia
del punto cero
Clasificación de las masas patrones OIML: Organización Internacional de Metrologá Legal (R 111) Clase
E1 ...M3
Rango
1 mg ... 50 kg
Usada
en Europa
ASTM: Patrones Americanos de Metrologia Clases
1 ... 6
Rango
1 mg ... 5000 kg
Usada
en USA, ASIA, JAPON
NBS : BUREAU NACIONAL DE PATRONES Clases
M ... T
Rango
50 µg ... 1000 kg
Usada
en USA
Escala internacional de masa Ciclo de Recal
Jerarquía Kilogramo prototipo Internacional l kg
25 años
10 años
5 años
Kilogramo Prototipo Nacionales l kg
Patrón Primario 1 kg
Patrón Primario; Div Metro, Lab My B
Material
Pais
Platino-Iridio 21.5 g/cm3
Platino-Iridio 21.5 g/cm3
Francia
F, Ale, USA, UK
Acero inoxidable F, Ale, USA, 8.0 g/cm3 UK
Acero inoxidable 8.0 g/cm3
Colombia
Clasifiacación de las pesas
Clasificación de las pesas
Clasificación de las pesas
