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PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIÓN DE BALANZAS 1 1. PROBLEMA Asegurar que las mediciones de masa, realizadas en una balanza, son confiables, repetibles, reproducibles y comparables. 2. OBJETIVO Establecer un procedimiento que permita al profesor de Metrología enseñar a los alumnos como se realiza la calibración de una balanza y así asegurar que la medición es confiable: repetible, reproducible y trazable. 3. ALCANCE El presente procedimiento aplica a las balanzas clase Especial I que se encuentran en el Laboratorio de Física. 4. INTRODUCCIÓN En cualquier actividad química, que involucre análisis, diseño, investigación, fabricación e inspección, gran parte de la toma de decisiones y conclusiones se hacen con base a las mediciones confiables que se realizan. Los pilares de la medición son los equipos, los métodos y el personal. Dentro del rubro de equipos, las mediciones de masa son ampliamente usadas, así que para que estas sean confiables, es necesario asegurar la calidad de las mismas, es decir conocer el error y la incertidumbres con las que las obtenemos. De manera general, los instrumentos que se emplean en estas mediciones son las balanzas, que sin importar la clase de exactitud que tengan, estas deben cumplir metrológicamente, y la forma de hacerlo es realizando una calibración metrológica. Esta calibración consiste básicamente en realizar tres pruebas que son: excentricidad, repetibilidad y linealidad (también denominada exactitud). Cada una de estas pruebas nos permite evaluar alguna característica del instrumento. La excentricidad, como se comporta en cada uno de los puntos imaginarios del plato donde se coloca la masa, es decir al centro y en los cuatro extremos. La repetibilidad, nos refleja que tan repetibles son las lecturas y se realizan diez veces, siempre en el mismo punto y la de linealidad que nos permite evaluar su comportamiento de lecturas ascendentes y descendentes, en diez puntos diferentes a lo largo de la escala, además de ser la prueba que nos permite, al comparar con los valores verdaderos de las pesas patrón, obtener la incertidumbre y el error en la medida. Así entonces la combinación de estas pruebas asegura la confiabilidad de la medición, al garantizar que son repetibles, reproducibles y trazables y los resultados que nos

CalibracionBalanza

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Quimica ANALITICA

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  • PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIN DE BALANZAS

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    1. PROBLEMA

    Asegurar que las mediciones de masa, realizadas en una balanza, son confiables,

    repetibles, reproducibles y comparables.

    2. OBJETIVO

    Establecer un procedimiento que permita al profesor de Metrologa ensear a los

    alumnos como se realiza la calibracin de una balanza y as asegurar que la medicin

    es confiable: repetible, reproducible y trazable.

    3. ALCANCE

    El presente procedimiento aplica a las balanzas clase Especial I que se encuentran en

    el Laboratorio de Fsica.

    4. INTRODUCCIN

    En cualquier actividad qumica, que involucre anlisis, diseo, investigacin,

    fabricacin e inspeccin, gran parte de la toma de decisiones y conclusiones se hacen

    con base a las mediciones confiables que se realizan.

    Los pilares de la medicin son los equipos, los mtodos y el personal. Dentro del rubro

    de equipos, las mediciones de masa son ampliamente usadas, as que para que estas

    sean confiables, es necesario asegurar la calidad de las mismas, es decir conocer el

    error y la incertidumbres con las que las obtenemos. De manera general, los

    instrumentos que se emplean en estas mediciones son las balanzas, que sin importar

    la clase de exactitud que tengan, estas deben cumplir metrolgicamente, y la forma de

    hacerlo es realizando una calibracin metrolgica. Esta calibracin consiste

    bsicamente en realizar tres pruebas que son: excentricidad, repetibilidad y linealidad

    (tambin denominada exactitud). Cada una de estas pruebas nos permite evaluar

    alguna caracterstica del instrumento. La excentricidad, como se comporta en cada

    uno de los puntos imaginarios del plato donde se coloca la masa, es decir al centro y

    en los cuatro extremos. La repetibilidad, nos refleja que tan repetibles son las lecturas

    y se realizan diez veces, siempre en el mismo punto y la de linealidad que nos permite

    evaluar su comportamiento de lecturas ascendentes y descendentes, en diez puntos

    diferentes a lo largo de la escala, adems de ser la prueba que nos permite, al

    comparar con los valores verdaderos de las pesas patrn, obtener la incertidumbre y el

    error en la medida.

    As entonces la combinacin de estas pruebas asegura la confiabilidad de la medicin,

    al garantizar que son repetibles, reproducibles y trazables y los resultados que nos

  • PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIN DE BALANZAS

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    ofrece (error e incertidumbre) nos permiten en la prctica profesional, reducir costos y

    riesgos de la no calidad en las medidas.

    5. TRMINOS Y DEFINICIONES

    5.1 Instrumento para pesar o determinar masa: Instrumento de medicin que se

    utiliza para determinar la masa de un cuerpo usando la accin de la gravedad sobre

    ese cuerpo. El instrumento tambin puede usarse para determinar otras cantidades,

    magnitudes, parmetros o caractersticas relacionadas con la masa.

    De acuerdo con el mtodo de operacin, un instrumento para pesar se clasifica

    en automtico o no automtico.

    5.2 Instrumento para pesar no automtico: instrumento que requiere la intervencin

    de un operador durante el proceso para pesar, por ejemplo para depositar o

    remover del receptor la carga a ser pesada y obtener el resultado.

    5.3 Kilogramo: es la masa igual a la del prototipo internacional del kilogramo

    (Primera y Tercera Conferencia General de Pesas y Medidas 1889 y 1901).

    5.4 Pesar: determinar el valor de la masa de un cuerpo por efecto gravitacional de la

    tierra.

    5.5 Masa: medida de la magnitud base del Sistema Internacional de Unidades

    (SI).La unidad de masa es el kilogramo y su smbolo es kg

    5.6 Receptor de carga: parte del instrumento destinado a recibir la carga.

    5.7 Tiempo de calentamiento: es el tiempo entre el momento en que se suministra

    energa al instrumento y el momento en el cual el instrumento es capaz de

    cumplir con los requisitos.

    5.8 Juego de pesas: Una serie de masas presentadas generalmente en un estuche

    que permite realizar todas las pesadas comprendidas entre la masa de la pesa

    ms pequea y la suma de todas las pesas, en una progresin donde la masa de

    la pesa de menor valor nominal constituye el escaln de la serie. Las masas se

    pueden agrupar sin importar su valor nominal siempre que sean de la misma

    clase de exactitud.

    5.9 Masa patrn: masa de la mayor exactitud que se emplea para realizar la

    comparacin de pesadas durante la calibracin de los instrumentos para pesar y

    las masas de prueba.

    5.10 Clase de exactitud: es la clasificacin que los lineamientos internacionales

    establecen para los instrumentos para pesar, basados en las caractersticas tales

    como el alcance mximo y la divisin de verificacin.

    Las clases de exactitud para instrumentos y sus smbolos los siguientes:

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    3

    Exactitud especial I

    Exactitud fina II

    Exactitud media III

    Exactitud ordinaria IIII

    Con excepcin de las bsculas de alto alcance que deben clasificarse en

    clase de exactitud media u ordinaria, para lo cual el fabricante debe de indicar e =

    2d.

    5.11 Alcance mximo [Max]: capacidad mxima sin tomar en cuenta la capacidad

    aditiva de la tara.

    5.12 Alcance mnimo [Mn ]: valor de la carga debajo de la cual los resultados de la

    pesada pueden estar sujetos a un error relativo excesivo.

    5.13 Alcance de medicin: intervalo entre el alcance mximo y el alcance mnimo.

    5.14 Divisin real de la escala [d]:

    Valor expresado en unidades de masa de:

    La diferencia entre los valores correspondientes a dos marcas

    consecutivas de la escala, para indicacin analgica.

    La diferencia entre dos indicaciones consecutivas, para la indicacin

    digital.

    5.15 Divisin de verificacin [e]: valor expresado en unidades de masa, usado

    para determinar la clase de exactitud del instrumento y sus errores mximos

    tolerados.

    5.16 Nmero de divisiones de verificacin [n] (instrumentos de un solo intervalo)

    Cociente del alcance mximo y la divisin de verificacin:

    n = Max

    e

    Donde:

    n es el nmero de divisiones de verificacin

    e es la divisin de verificacin

    Mx es el alcance mximo de medicin

    5.17 Sensibilidad : para un valor dado de la masa medida, el cociente del cambio

    de la variable observada I por el correspondiente cambio de la masa medida M

    s = l

    M

    Donde:

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    4

    l es la lectura

    M son unidades de masa

    5.18 Movilidad: aptitud de un instrumento para reaccionar a pequeas variaciones

    de carga. El umbral de movilidad para una carga dada, es el valor de la ms

    pequea sobrecarga que, cuando se deposita suavemente o se retira del

    receptor de carga, causa un cambio perceptible en la indicacin.

    5.19 Repetibilidad: aptitud de un instrumento para proporcionar resultados

    concordantes para la misma carga depositada varias veces de una manera

    prcticamente idntica sobre el receptor de carga bajo condiciones de prueba

    razonablemente constantes.

    5.20 Exactitud: aptitud de un instrumento para dar indicaciones prximas al valor

    verdadero de una magnitud medida.

    5.21 Excentricidad: caracterstica de un instrumento para dar resultados iguales o

    similares a una carga determinada, colocada en diferentes puntos del receptor

    de carga y que tome como referencia el valor del centro.

    5.22 Error mximo tolerado (EMT): diferencia mxima, en ms o en menos,

    establecida en la reglamentacin o norma respectiva, entre la indicacin de un

    instrumento y el correspondiente valor verdadero, determinado por pesas

    patrones de referencia, con el instrumento estando a cero sin carga y en la

    posicin de referencia.

    5.23 Tiempo de estabilizacin: es el tiempo que se establece para tomar la lectura

    de medicin en una balanza.

    5.24 Tiempo de calentamiento: es el tiempo entre el momento en que se suministra

    energa y el momento en el cual el instrumento es capaz de cumplir con los

    requisitos.

    5.25 Deriva: variacin lenta de una caracterstica metrolgica de un instrumento de

    medicin.

    6. DESCRIPCIN DEL MTODO

    6.1 Mensurando:

    El mensurando es la masa de la pesa en medicin que puede ser una masa patrn

    durante la calibracin y/o una masa de prueba para la verificacin.

    6.2 Principio del mtodo:

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    El principio se fundamenta en colocar una carga sobre el receptor, este ejerce una

    fuerza sobre un transductor de esfuerzos o conjunto de ellos, que conectado al

    dispositivo indicador, proporciona lecturas en unidades de masa.

    7. DESARROLLO

    7.1 Sistema de medicin

    7.1.1 Equipo necesario

    La balanza para realizar la calibracin, deben estar instaladas en mesas para

    pesar especiales, que consiste en una placa de piedra de granito, sin contacto

    con la pared, para evitar que estn expuesta a vibraciones incontrolables. En el

    caso de escribir, es necesario colocar una mesa adicional y nicamente dejar

    sobre la mesa de granito los patrones que se utilizarn en la calibracin, as se

    evitan vibraciones innecesarias.

    Cada balanza debe tener un lugar fijo, del cual no es separada.

    NOTA IMPORTANTE: antes de cada calibracin, tanto el patrn como el jugo de

    pesas a comparar, deben ser conservados en la sala de prueba por un perodo de 12

    a 24 h.

    Juego de pesas patrn calibrado, que cuente con certificado de calibracin de

    un laboratorio acreditado. Los patrones deben ser por lo menos de una clase

    de exactitud ms elevada que la pieza a comparar; estas antes de realizar la

    evaluacin pueden ser sacadas de su estuche y siempre deben ser

    transportadas sobre una charola para evitar que se caigan y puestas en la

    balanza un da antes del comienzo del ensayo.

    Las pesas destinadas a ser sometidas a ensayo, deben ser conservadas

    tambin en la sala de prueba.

    Las pesas no se deben exponer a un enfriamiento o calentamiento fuerte de

    corta duracin para evitar empaamiento o corrosin. Los recipientes para las

    pesas deben estar cerrados.

    Guantes libres de pelusa.

    Tela libre de pelusa.

    Termmetro de vidrio para medir temperatura ambiental debe contar con un

    informe de calibracin vigente de un laboratorio acreditado y una resolucin de

    1 C

    Higrmetro: el higrmetro debe contar con un informe de calibracin vigente de

    un laboratorio acreditado, con una resolucin de 10% o mejor.

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    El barmetro debe contar con certificado de calibracin vigente, por un

    laboratorio acreditado, con una resolucin de 10 Pa o mejor.

    7.1.2 Condiciones ambientales:

    Es importante mantener la estabilidad ambiental durante el proceso de calibracin.

    Los requisitos de estabilidad en la temperatura aplican al espacio ocupado con los

    patrones y los equipos de medicin, de tal manera que entre mayor sea la estabilidad

    del ambiente, mayor ser la confiabilidad de los resultados.

    Las condiciones ambientales (temperatura, humedad relativa y presin baromtrica)

    deben registrarse al inicio y al fin de la evaluacin.

    La temperatura de verificacin y calibracin deben estar dentro del intervalo de 18 C a

    24C y en lo posible esta temperatura debe mantenerse constante variando slo en

    0,5 C. El intervalo sin fluctuaciones de temperatura debe permanecer 6 horas como

    mnimo.

    Tambin hay que mantener esta temperatura durante la noche.

    Las fluctuaciones en el cambio de humedad no afectan las evaluaciones de masas,

    pero es recomendable que se mantengan constantes en los perodos que dure la

    evaluacin.

    7.1.3 PROCEDIMIENTO:

    7.1.3.1 Leer el instructivo de manejo del instrumento y considerar todas las

    recomendaciones de manejo del fabricante y adems se deben tener las siguientes

    consideraciones:

    7.1.3.2 El equipo debe estar colocado en un lugar libre de vibraciones, de luz solar

    directa, de corrientes de aire, as como de magnitudes de influencia.

    7.1.3.3 El equipo debe conectarse a la fuente de energa, el tiempo que el fabricante

    considere para su calentamiento, o en su defecto es recomendable conectarla a la

    lnea de corriente elctrica 12 horas antes y previa a cualquier medicin, se debe

    encender 30 minutos antes.

    7.1.3.4 Identifique la balanza anotando en una bitcora para lecturas de medicin los

    datos que identifiquen la balanza.

    7.1.3.5 Clasifique a la balanza de acuerdo a su clase de exactitud, calcule el nmero

    de escalones de verificacin y determine el error mximo tolerado de la siguiente

    manera:

    7.1.3.6 Identifique el escaln de verificacin (e). Consulte en el instructivo del

    instrumento y localice el que proporciona el fabricante, en caso de que el fabricante no

    lo proporcione se pueden aplicar el siguiente criterio:

  • PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIN DE BALANZAS

    7

    La divisin mnima (d) = 0,0001 g

    El escaln de verificacin (e) = 0,001 g

    7.1.3.7 Si el instrumento no tiene indicador auxiliar entonces el escaln de verificacin

    corresponde a la divisin mnima.

    7.1.3.8 Calcule el nmero de escalones de verificacin dividiendo el alcance mximo

    de la balanza (A mx. ) y el valor de e.

    n = A mx /e .. Ecuacin 1

    7.1.3.9 Clasifique la balanza de acuerdo a la Tabla 1 que se encuentra a continuacin

    y antelo en la bitcora de trabajo.

    TABLA 1 DETERMINACIN DE LA CLASE DE EXACTITUD DEL INSTRUMENTO

    PARA PESAR

    Clase de

    exactitud

    Escaln de

    verificacin

    No. de

    escalones de

    verificacin

    No. de

    escalones de

    verificacin

    mximo

    Carga

    mnima

    Especial I 0,001 g e 50 000 100 e

    Fina II 0,001

    ge0,05g

    0,1 g e

    100

    5 000

    100 000

    100 000

    20e

    50 e

    Media III 0,1 g e2 g 100

    500

    10 000

    10 000

    20e

    50e

    Ordinaria IIII 5 g e 100 1000 10e

    7.1.3.10 El error mximo tolerado (EMT) utilizando la tabla 2 y antelo tambin en la

    bitcora.

  • PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIN DE BALANZAS

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    TABLA 2 DETERMINACIN DEL ERROR MXIMO TOLERADO

    EMT Clase I Clase II Clase III Clase IIII

    +/- 1

    e

    0m50 000 0m5000 0m500 0m50

    +/- 2

    e

    50 000m200

    000

    5000m20 000 500m2 000 50m200

    +/- 3

    e

    200 000m 20 000m100

    000

    2 000m10

    000

    200m1000

    NOTA: m corresponde a la carga expresada en escalones de verificacin.

    7.1.4 Manejo de pesas patrones

    7.1.4.1 Use pesas patrones de referencia, trazadas al CENAM con certificado o

    informe de calibracin vigente. Las pesas deben tener un error mximo de 1/3 del error

    mximo tolerado del instrumento a calibrar.

    7.1.4.2 Use guantes y pinzas para su manejo adecuado y jams las toque con las

    manos.

    7.1.4.3 Coloque los patrones de referencia cerca del instrumento para pesar, con la

    finalidad de que ambos alcancen la misma temperatura.

    7.1.4.4 Despus de usar cada patrn, colquelo en el lugar que le corresponde dentro

    del estuche y nunca sobre la mesa de trabajo. Es permitido colocarlos sobre un lienzo

    de tela, que no produce pelusas.

    7.1.5 Manejo del instrumento para pesar.

    7.1.5.1 Limpiar el instrumento para pesar

    Limpiar las partes externas e internas del instrumento con un trapo libre de

    pelusa (diferente al que se emplea para colocar las pesas), las partes internas

    se refieren a: platillo, cmara de pesado.

    Verificar el nivel del instrumento, corrigiendo con los tornillos correspondientes

    el nivel de burbuja.

    Encender la balanza. Deje un espacio de 30 a 40 minutos junto con los

    patrones antes de iniciar la calibracin.

    7.1.5.2 Determine el tiempo de estabilizacin

    Cargue el instrumento con una carga prxima al mximo, en instrumentos de

    bajo alcance y registre el tiempo de la aparente estabilizacin.

    Cargue el instrumento con la carga mnima y registrar el tiempo de

    estabilizacin.

  • PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIN DE BALANZAS

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    El tiempo de estabilizacin t corresponde al ms grande entre los dos perodos

    determinados.

    Conocido el tiempo de estabilizacin t, en funcin de la operacin de carga y

    descarga, se fija un tiempo T de intervalo entre las lecturas, estimado como el

    doble de t y que ser constante para cada prueba.

    8.0 RESULTADOS

    8.1 Pruebas Metrolgicas.

    Cada prueba metrolgica es hecha a diferentes niveles con base al alcance.

    Una vez iniciada cualquier prueba no se puede suspender y reanudarla

    posteriormente, as como tampoco realizar ajustes a cero a mitad de las pruebas.

    Antes de tomar la primera lectura si se recomienda ajustar a cero, pero una vez

    iniciada la prueba ya no se realizar este ajuste de nuevo.

    8.1.1 Prueba de excentricidad

    Esta prueba proporciona informacin acerca de la eventual anomala, debida a cargas

    excntricas en el plato del instrumento.

    8.1.1.1 La prueba consiste en tomar 6 lecturas colocando la masa en 5 posiciones del

    plato. La carga debe ser de un tercio de la capacidad del instrumento. Despus de

    cada lectura es necesario registrar la lectura sin carga (NUNCA SE AJUSTA DE

    NUEVO A CERO).

    Las diferentes posiciones se muestran en los siguientes diagramas, dependiendo de la

    forma del plato.

    2

    3 1 5

    4

    2 5

    1

    3 4

  • PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIN DE BALANZAS

    10

    8.1.1.2 Las lecturas se registran en una tabla contenida en la bitcora, de la siguiente

    manera:

    Posicin Carga Mnima

    Mn

    Lectura Li

    (g)

    Lectura

    corregida

    Lci (g)

    Diferencia

    Mini (XXX)

    1 XXX XXX XXX

    Mini +1 (XXX)

    2 XXX XXX XXX

    XXX

    3 XXX XXX XXX

    XXX

    4 XXX XXX XXX

    XXX

    5 XXX XXX XXX

    XXX

    1 XXX XXX XXX

    XXX

    Diferencia

    mxima

    NOTA 1: Esta evaluacin se realiza por triplicado, es decir se realizan tres corridas

    NOTA 2: Cada celda con XXX corresponde a una celda con indicacin numrica

    (lectura del instrumento)

    Donde:

    Li: lectura de cada posicin.

    Lci = Li (Mini - Mini +1 ) .. Ecuacin 2

    Dif = Lci Lc 1 Ecuacin 3

    Dif. Mx.= dif Lmx dif Lmin Ecuacin 4

    Lc1 representa la media entre las lecturas corregidas en la posicin 1 de cada una de

    las tres corridas y se obtiene en cada caso sumando los dos valores obtenidos en 1

    entre 2

    Lc 1 = promedio en 1 = (Posicin 1 + Posicin 1)/2

  • PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIN DE BALANZAS

    11

    El resultado que estamos buscando en esta prueba es DIF MAX que se obtiene

    comparando las seis diferencias mximas y las seis diferencias mnimas y se

    confronta con los errores mximo tolerados.

    8.1.2 Prueba de Repetibilidad.

    Se coloca una carga en el centro del platillo y se mide por 10 veces, con lecturas de

    carga mnima entre cada una de las veces. Esta prueba se ejecuta al 50% y al 100%

    de la escala total.

    Nota 1: en todas las pruebas que se realicen en los instrumentos para pesar una vez

    iniciada cualquier prueba no se puede suspender la prueba y reanudarla

    posteriormente, as como tampoco realizar ajustes a cero a mitad de las pruebas.

    Antes de tomar la primera lectura si se recomienda ajustar a cero, pero una vez

    iniciada la prueba ya no se realiza ningn ajuste a cero.

    Los resultados de lectura obtenidos se registran bitcora para lecturas de medicin.

    Prueba de repetibilidad

    Carga

    50%

    Carga

    50%

    Carga

    50%

    Carga

    100%

    Carga

    100%

    Carga

    100%

    n Carga

    mnima

    Min (g)

    Carga

    de

    prueba L

    (g)

    Lectura

    corregida

    Lc (g)

    Carga

    mnima

    Min (g)

    Carga

    de

    prueba L

    (g)

    Lectura

    corregida

    Lc (g)

    1 XXX XXX

    2 XXX XXX XXX XXX

    3 XXX XXX

    4 XXX XXX XXX XXX

    5 XXX XXX

    . . . . . XXX XXX XXX XXX

    21 XXX

    Lm XXX XXX

    Lmax XXX XXX

    Lmin XXX XXX

    SL XXX XXX

    S XXX XXX

  • PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIN DE BALANZAS

    12

    Las lecturas Lc son calculadas de la misma forma que la ecuacin (2)

    Lm corresponde a los valores promedios de las columnas de las lecturas corregidas.

    Lmax es el valor mximo de las lecturas corregidas.

    Lmin es el valor mnimo de las lecturas corregidas.

    SL corresponde a la desviacin tpica de las lecturas

    S desviacin tpica del instrumento

    S = SL2 + ( d/23 )2

    En este caso la repetibilidad es referida con 9 grados de libertad, ya que el nmero de

    lecturas es 10.

    8.1.3 Prueba de Linealidad.

    Con esta prueba se verifica en todo el intervalo de pesada, de la indicacin del

    instrumento sea acorde con la carga aplicada dentro de los lmites especificados por el

    fabricante.

    La prueba consiste en realizar un mnimo de 20 pesadas, con 10 cargas ascendentes

    y 10 cargas descendentes, equidistantes en todo el campo de pesada, con las lecturas

    de la carga mnima (cero) intercaladas. Los resultados se informan en la bitcora para

    lecturas de medicin de trabajo. La primera parte de la tabla corresponde a la carga

    ascendente y la segunda mitad a la carga descendente.

    N

    M

    V.nom

    (g)

    Mc.

    V. cert

    (g)

    L

    Lectura

    (g)

    Lc

    L.corr

    (g)

    Dm

    Mc-Lc

    (g)

    Z

    difer.cero

    (g)

    Incert.

    Tipo A

    (g)

    Incertidumbre

    combinada

    U k=2

    (g)

    1 Min XXX

    2 M1 XXX XXX XXX XXX XXX

    3 Min XXX

    4 M2 XXX XXX XXX XXX XXX

    5 Min XXX

    20 M10 XXX XXX XXX XXX XXX

    21 Min XXX

    22 M10 XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX

  • PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIN DE BALANZAS

    13

    23 Min XXX

    24 M9 XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX

    25 Min XXX

    40 M1 XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX

    41 Min XXX

    Para la ejecucin de esta prueba se requiere un juego de masas certificado de calidad

    adecuada a la clase de la balanza y la secuencia de lecturas viene dada por la tabla.

    Lci = Li (Mini + Mini +1 )

    Zi = Mini +1 - Mini

    Dmi = Lci - Mci

    U = 2 ( S1 + S2 +.Sn)2 + S2 + ...

    Esta U es la incertidumbre combinada para cada punto, en la que est considerada las

    incertidumbres de los patrones empleados y la incertidumbre del instrumento obtenida

    en la prueba de repetibilidad.

    As entonces:

    M: valor nominal de la carga aplicada

    Mc: valor de la carga informado por el laboratorio de calibracin

    L: lectura del instrumento

    Lc: lectura corregida para cada carga diferente a cero

    Dm 1,2 : diferencia entre Mc-Lc

    Z: diferencia entre cada lectura a carga Min y la sucesiva (Deriva de la balanza)

    U: incertidumbre asociada a Dm a un nivel de confianza del 95% ( de ah utilizar el

    factor de 2)

    S1, S2,... Sn : incertidumbre de los patrones, que corresponde a la incertidumbre tipo B

    S: desviacin tpica del instrumento obtenida de la prueba de repetibilidad.

    As entonces se obtienen los resultados de las pruebas metrolgicas y con los datos

    de la tabla de la prueba de Linealidad se realiza el clculo de incertidumbre.

    El laboratorio de Fsica cuenta con una Hoja de Clculo para estimar la incertidumbre

    de cada medida, as como los errores de cada uno de los valores al compararlos

    con los informados en el certificado de calibracin para las pesas patrn y que se

    encuentran en el certificado de calibracin entregado por el laboratorio primario.

    En la bitcora de trabajo para la calibracin se van anotar:

  • PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIN DE BALANZAS

    14

    Resultados de la prueba de excentricidad.

    Resultados de la prueba de repetibilidad.

    Resultados de la prueba de linealidad.

    Cada una de las pruebas metrolgicas es comparada con el error mximo

    tolerado (EMT) correspondiente a cada lectura y de acuerdo a lo establecido

    para la clase de exactitud del instrumento y de las pesas utilizadas que se

    definen en la NOM 010.

    Se elabora un informe que contenga el valor nominal de cada pesa asignada

    para la evaluacin, la diferencia de cada lectura comparada con el patrn, la

    incertidumbre asociada a cada medicin y que se obtiene de prueba de

    linealidad. Tambin se informa el error mximo tolerado (EMT)

    correspondiente, de acuerdo a la clase de exactitud del instrumento para pesar.

    9.0 ESTIMACIN DE LA INCERTIDUMBRE

    La prueba de linealidad se realiza con pesas patrones con incertidumbre informada en

    los certificados de calibracin (S1 + S2 +.Sn) que se encuentra en el informe de

    calibracin del laboratorio secundario que realiza la calibracin. Los datos se utilizan

    para evaluar la incertidumbre combinada donde tambin se considera la desviacin

    tpica del instrumento obtenida de la prueba de repetibilidad (S).

    La incertidumbre expandida se obtiene de la incertidumbre estndar combinada

    multiplicada por un factor de cobertura de k = 2 que corresponde a un 95% de

    confianza.

    U = 2 ( S1 + S2 +.Sn)2 + S2

  • PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIN DE BALANZAS

    15

    Todos los datos recopilados en la bitcora durante la calibracin son introducidos en la

    hoja de clculo que contiene las operaciones necesarias para obtener los datos a ser

    informados.

    10. TRAZABILIDAD DE LAS MEDICIONES

    Para poder establecer la trazabilidad del proceso de medicin se deben considerar los

    siguientes datos:

    Nmero de acreditacin del laboratorio secundario que realiza la calibracin de

    los patrones empleados en la calibracin.

    Certificado de vigencia del laboratorio que realiza la calibracin y nmero de

    certificado.

    Alcance permitido ( valores nominales y clase de exactitud)

    Identificacin de los patrones de calibracin

    Fechas de todas las evaluaciones

    Incertidumbre de todos los patrones de pesas utilizados.

    11. CUESTIONARIO

    11.1 Cmo se determina la clase de exactitud de una balanza?

    11.2 Cuntas clases de exactitud establece la Organizacin Internacional de

    Metrologa Legal?

    11.3 Qu es mensurando?

    11.4 Qu es incertidumbre de una medicin?

    11.5 En qu consiste la prueba de linealidad?

    11.6 En qu consiste la prueba de repetibilidad?

    11.7 En que consiste la prueba de excentricidad?

    11.8 Qu es trazabilidad?

    11.9 Cmo se conforma una carta de trazabilidad?

    11.10 Qu es calibracin?

    12. BIBLIOGRAFA

    NMX-008-SCFI-1993 Sistema general de Unidades Medida, publicada en el

    Diario Oficial de la Federacin el da 1 de marzo de 1994.

  • PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIN DE BALANZAS

    16

    NOM-010-SCFI-1994 Instrumentos de medicin-Instrumentos para pesar de

    funcionamiento no automtico-requisitos tcnicos y metrolgicos, publicada en

    el Diario Oficial de la Federacin el da 9 de junio de 1999.

    NMX-Z-055-1997: IMNC Metrologa-Vocabulario de trminos Fundamentales y

    generales. Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la

    Federacin el da 28 de octubre de 1997.

    NMX-EC-17025-IMNC-2000 Requisitos generales para la competencia de los

    laboratorios de ensayo y de calibracin.

    NMX-038-SCFI-2000, Pesas de clases de exactitud E1, E2, F1, F2, M1, M2 y

    M3.