INTRODUCCIÓN A LAS MAGNITUDES

MASA Y FUERZA

2015/10/09

MASA

• Magnitud física que expresa la cantidad de materia que contiene un cuerpo. Su unidad en el Sistema Internacional es el kilogramo (kg). (DRAE)

• Magnitud física propia de cada cuerpo, que expresa la fuerza requerida para imprimirle un movimiento determinado. ( inercial o inerte) (DRAE)

FUERZA

• Vigor, robustez y capacidad para mover algo o a alguien que tenga peso o haga resistencia; como para levantar una piedra, tirar una barra, etc. (DRAE)

• Definiciones clásicas de los textos académicos: es una magnitud vectorial capaz de de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los materiales

«la masa es la expresión de la cantidad de materia de un cuerpo,

revelada por su peso, o por la cantidad de fuerza necesaria para producir en

un cuerpo cierta cantidad de movimiento en un tiempo dado.»

MacMasters, D.M. (1964). Gran Enciclopedia del Mundo. Bilbao: Durvan, S.A.

• PESO: es una fuerza, producto de lamasa y la aceleración gravitacional. Elpeso por tanto puede cambiar con laposición y el movimiento.

• MASA: es una medida de la cantidadde materia de un objeto; estarelacionada directamente con elnúmero de y tipo de átomos en elobjeto. La masa no cambia con laposición o el movimiento.

DIFERENCIA ENTRE MASA Y PESO

MASA1. Es la cantidad de materia que

tiene un cuerpo.

2. Es una magnitud escalar.

3. Se mide con la balanza.

4. Su valor es constante, es decir, independiente de la altitud y latitud.

5. Su unidad de medida en el SI es el kilogramo (kg).

PESO1. Es la fuerza que ocasiona la caída

de los cuerpos.

2. Es una magnitud vectorial.

3. Se mide con el dinamómetro.

4. Varía según su posición, es decir, depende de la altitud y latitud.

5. Su unidad de medida en el SI es el newton (N).

DEFINICIONES

• ACELERACIÓN GRAVITACIONAL: los cuerposse atraen de manera proporcional a su masae inversamente proporcional al cuadrado dela distancia que los separa. La aceleracióngravitacional en la tierra cambia con laposición, siendo menor en la zona ecuatorialy mayor en la zona polar.

DEFINICIONES• MASA: El valor correspondiente a la

definición de la propiedad física. Se obtiene en el vacío o haciendo correcciones por empuje y otros factores.

• MASA CONVENCIONAL: Según eldocumento D28 "Conventionalvalue of the result of weighing inair" (OIML D28:2004), la masaconvencional de un cuerpo es iguala la masa de un patrón de densidadigual a 8 000 kg/m3 que equilibraen el aire a dicho cuerpo encondiciones convencionalmenteescogidas: temperatura del aireigual a 20 °C y densidad del aireigual a 1,2 kg/m3

• Esta definición es fundamental paraun comercio internacional sincontroversias sobre pesajesrealizados bajo distintascondiciones de densidad del aire ydensidad de los objetos.

mc m

1a

1a

c

MASA CONVENCIONAL

m: Masa del objeto𝜌𝑎: Densidad del aire𝜌𝑐: Densidad de referenciaρ: Densidad del objeto

LA MASA UNIDAD FUNDAMENTAL

METRO mKILOGRAMO kgSEGUNDO sAMPERE AKELVIN KMOL molCANDELA cd

KILOGRAMO• Masa del prototipo

internacional delkilogramo, adoptado porla Conferencia General dePesas y Medidas, este serealiza mediante uncilindro de 39 mm de altoy 39 mm de diámetro,fabricado en una aleaciónde platino 90% y 10% deiridio,

http://www.bipm.org/en/measurement-units/base-units.html

https://upload.wikimedia.org/wikipedia

INSTRUMENTOS DE PESAJE

• Instrumento que sirve paradeterminar la masa de uncuerpo, utilizando la acciónde la gravedad sobre estecuerpo. (T.1.1 OIML R-76:2006)

DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE

PESO

REACCIÓN

EMPUJE

ER ffgm

¿BASCULAS O BALANZAS?INSTRUMENTOS DE PESAJE

• BALANZA: instrumento que sirve paracomparar masas o para determinarmasas. (lat: bilancia)

• BÁSCULA: aparato para medir pesos,generalmente grandes, provistos deuna plataforma sobre la que se colocalo que ha de pesarse. (fr: bascule)

Al respecto no hay directrices claras a nivel mundial, todos son instrumentos de pesajede funcionamiento no automático, no obstante se encuentra que de manera no formaly por tradición que se llame balanza a los instrumentos con capacidad menor a 30kilogramos y básculas a las de capacidad mayor a 30 kilogramos, aunque puedenexistir excepciones.

GENERALIDADES SOBRE INSTRUMENTOS DE PESAJE

• Algunas balanzas modernas que emplean losmismos principios que las balanzas de brazosiguales o la romana pueden efectuar pesadasmuy exactas. Las balanzas de “precisión”empleadas en laboratorios científicos estánencerradas en cajas de vidrio o plástico.

• Otras balanzas mecánicas empleadas en laactualidad son las balanzas de péndulo y lasbalanzas de resorte.

• Las balanzas electrónicas, que empleanmecanismos electromecánicos para determinarla masa, son más rápidas y por lo general másexactas que las mecánicas. También puedenincorporarse a sistemas computarizados, lo quelas hace más útiles y eficaces que las balanzasmecánicas en la mayoría de las aplicaciones.

INSTRUMENTO DE FUNCIONAMIENTO NO

AUTOMÁTICO

Instrumento de pesaje que requierela intervención de un operadordurante el proceso de pesada, porejemplo, para retirar la carga que seva a medir y también para obtenerel resultado. (T.1.2 OIML R-76:2006)

INSTRUMENTOS DE PESAJE

DE FUNCIONAMIENTO AUTOMÁTICO

Instrumentos que norequieren laintervención de unoperador paradeterminar la masade un cuerpo.Ejemplo: bandastransportadoras.

INSTRUMENTOS DE PESAJE

DEFINICIONES

T.1.2.3 Instrumento con indicación automática

Instrumento en el cual la posición de equilibrio se obtiene sin la

intervención de un operador.

T.1.2.4 Instrumento con indicación semiautomática

Instrumento con un rango de pesar de indicación automática en el

cual el operador interviene para modificar los límites del rango.

T.1.2.5 Instrumento con indicación no automática.

Instrumento en el cual se alcanza la posición de equilibrio

completamente por el operador.

INSTRUMENTOS DE PESAJE

DEFINICIONES

T.3.1.1 Capacidad máxima (Máx.)

Capacidad máxima de pesada, que no tiene en

cuenta la capacidad de tara aditiva.

T.3.1.2 Capacidad mínima (Min)

Valor de la carga por debajo del cual los

resultados de la pesada pueden estar sujetos a un

error relativo excesivo.

EMPLAZAMIENTO DE LA BALANZA

• Se recomienda al usuario ensayar primero la balanza en el lugar deinstalación a fin de averiguar in situ el rendimiento real.

• Eliminar o minimizar los efectos del entorno o del operador.Sensibilizar al personal de la problemática de la técnica de pesada, yaveriguar la calidad realmente alcanzable de los resultados.

• Se puede asegurar el rendimiento óptimo de la balanza medianteuna instalación profesional y calificada en el lugar deemplazamiento.

AREA DE TRABAJO Y EFECTOS AMBIENTALES

Vibraciones

Iluminación

Acceso

Instalaciones eléctricas

Ventilación

LA MESA

Vibraciones bajas

Solidez

Nivelada

Baja estática

Área reservada

INSTALACIÓN

• Nivelación

• Funcionabilidad

• Encendida

• Estabilidad

EFECTOS FISICOS

EFECTO DE LA ALTURA

ANTES DE COMPRAR UN INSTRUMENTO DE

PESAJE TENGA EN CUENTA

• Condiciones de emplazamiento

• “No se debe medir con la máximaexactitud sino con la exactitudrequerida”

• Perspectivas de crecimiento

• Frecuencia de uso.

• Valores a pesar y su frecuencia

CAPACIDAD Y SENSIBILIDAD

• Capacidad máxima y mínima.

• Error máximo permitido e incertidumbre de medición en los procesos de pesada.

• Correlación con otros instrumentos de medición.

• Uso o aplicaciones especiales.

• Recipientes de tara.

• Discriminación o diferenciación entre dos valores de masa.

SELECCIÓN CARGA MAXIMA

• Al señalar la cargamáxima se debetener en cuenta elvalor de recipientede carga de mayorpeso y la frecuenciade su uso.

SELECCIÓN CARGA MINIMA

• La selección de la balanza también depende de la carga mínima, para ello se debe tener en cuenta:

Calcular la pesada mínima requerida en todos losprocesos a realizar en la balanza

Definir un límite de aceptación, puede ser en términos deerror relativo (p. ej. 1%).

Determinar la exactitud de indicación necesaria teniendoen cuenta el rendimiento de la balanza en cuanto arepetibilidad y linealidad.

Especificaciones - XP205 balanza analítica (METTLER TOLEDO)

Capacidad máxima 220 g

Precisión de indicación de la pesada 0.01 mg

Peso mínimo (típico según USP) 21 mg

Peso mínimo (típico, U=1%, sd=2) 1.4 mg

Intervalo de tarado 0...220 g

Repetibilidad 0.015 - 0.03 mg

Linealidad 0.1 mg

Carga excéntrica 0.2 mg

Ajuste con pesas internas ProFACT (ajuste y linealización completamente automáticos con regulación de

temperatura)

Ajuste con pesas externas peso personalizado

Sensibilidad 2.0 x 10^-6 •Rnt

Desviación de sensibilidad 2x10-6·Rnt

Sensibilidad (deriva de temperatura) 1 x 10^-6/°C •Rnt

Tiempo de establecimiento 1.5 s

Interfaces RS-232C

Dimensiones 263x487x322 (AnxLaxAl)

Altura útil del corta-aires 235 mm

Tamaño del platillo para pesar 78 x 73 mm

CUIDADOS EN EL USO DE LA BALANZA

• Dosificación de sólidos

• Dosificación de líquidos

• Apertura y cerrado de puertas

• Limpieza

• Sustancias volátiles

• Alarmas

EMPLEO DE LA BALANZA Y TECNICAS DE

PESAJE

• EL ANALISTA O EL USUARIO DEBE CONOCER LAS CARACTERISTICAS DEL EQUIPO Y LAS POSIBILIDADES DE PESAJE QUE TIENE LA BALANZA.

• BASICAMANTE PODEMOS ENCONTRAR TRES TECNICAS DE PESAJE: DIRECTA, CON TARA Y POR COMPARACION

PARAMETROS TECNICOS

• RESOLUCION - DIVISION DE ESCALA

• REPETIBILIDAD

• LINEAL

• EXCENTRICIDAD

• SENSIBILIDAD TERMICA

• AJUSTE INTERNO Y EXTERNO

RESOLUCION O DIVISION DE ESCALA

• Resolución de indicación en una balanza es la mínima diferencia entre dos medidas que se puede leer en el indicador.

• En un indicador digital esa diferencia es el escalón numérico mínimo, llamado también valor de paso o división de escala

REPETIBILIDAD• La repetibilidad se define como el

grado de aproximación mutua de mediciones consecutivas de la misma magnitud, efectuadas bajo las mismas condiciones de medida.

• La distribución de errores por carga reiterada de la misma muestra responde a una distribución normal (desviación de medida aleatoria). Por tanto, el grado de repetibilidad es la desviación típica de las mediciones individuales obtenidas.

LINEALIDAD• La linealidad indica hasta qué punto la

balanza puede seguir una relación lineal entre la carga puesta y el valor mostrado. Para ello se representa una recta como curva característica de pesada entre carga cero y carga máxima.

• La desviación lineal define la anchura de la banda dentro de la cual puede presentarse una desviación más o menos de medida de la curva característica ideal.

• La curva característica de una balanza electrónica no es completamente ideal, sino que adquiere una forma de S característica. Por tanto, existen pequeñas desviaciones a 1/4 y 3/4 de la carga máxima, cuyo origen está en el sistema y por ello suelen tener escasa relevancia para la exactitud de medida relativa.

SENSIBILIDAD TERMICA• La variación de la sensibilidad

con la temperatura es la desviación reversible del valor medido bajo la influencia de una variación de temperatura del entorno. Se expresa mediante el coeficiente de temperatura de la sensibilidad (TK), el cual indica la desviación en tanto por ciento de la indicación del peso (o de la pesada inicial) por grado Celsius.

EXCENTRIDAD DE CARGA• Este parámetro esta

asociado con la posición del objeto a pesar en el receptor de carga y con la repetibilidad de la balanza, en el protocolo de instalación se indica cual es el EMP por excentricidad.

AJUSTE

• Se regula la sensibilidad de la balanza hasta que el valor mostrado coincida con la carga puesta. El resultado correcto se puede leer directamente sin corrección.

AJUSTE• Los instrumentos para pesar que están diseñados

para ser ajustados regularmente antes del uso, se

deberían ajustar antes de la calibración, a menos de

que se acuerde lo contrario con el cliente. El ajuste

se debería realizar con los medios normalmente

aplicados por el cliente y siguiendo las instrucciones

del fabricante, cuando estén disponibles.

• Para una calibración “in situ” se debería pedir al

usuario del instrumento que asegure que prevalecen

las condiciones normales de uso durante la

calibración. De esta manera efectos que interfieren

como flujos de aire, vibraciones o la inclinación de la

plataforma para medir pueden, tanto como sea

posible, ser intrínsecos a los valores medidos y por

lo tanto puedan ser incluidos en la incertidumbre de

la medición determinada.

ALCANCE DE LA CALIBRACION

• A menos que el cliente lo requiere de otra manera, unacalibración cubre el alcance de pesada completo, desde cerohasta la capacidad máxima Max.

• El cliente puede especificar una parte especial del alcance depesada, limitado por una carga mínima Min′ y la carga mayora ser pesada Max′, o cargas individuales nominales para lascuales requiere calibración.

• Con un instrumento para pesar de varios intervalos demedición, el cliente debería identificar que intervalo(s) sedebería(n) calibrar.

LUGAR DE LA CALIBRACION

1. La calibración se realiza normalmente en el lugar donde se usa el instrumentopara pesar.

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

o diferencia en la aceleración de la gravedad local,

o variación en las condiciones ambientales,

o condiciones mecánicas y térmicas durante el transporte

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

PESAS PATRON

• La trazabilidad de las pesas que se usarán como patrón se deberíaconseguir por calibración.

• Las pesas que cumplen con las especificaciones relevantes de larecomendación internacional OIML R 111 satisfacen todos esosrequisitos para pesas patrón.

• Los errores máximos permitidos, o las incertidumbres de calibraciónde las pesas patrón deberían ser compatibles con la división deescala, d , del instrumento para pesar y/o las necesidades del clientecon respecto a la incertidumbre de la calibración de su instrumento.

PRUEBAS DE CALIBRACIÓN

• Las pruebas normalmente se realizan para determinar

1. la repetibilidad de las indicaciones, 2. los errores de las indicaciones, 3. el efecto en la indicación de la aplicación excéntrica de una carga.

• El cliente y el laboratorio de calibración deberán acordar los detalles de las pruebas para una calibración individual. Las partes también deberán acordar las pruebas o verificaciones adicionales que puedan apoyar en la evaluación de desempeño del instrumento bajo las condiciones especiales de uso. Tal acuerdo debería ser consistente con el número mínimo de pruebas

REFERENCIA - 1

• NTC 2031. INSTRUMENTOS DE FUNCIONAMIENTO NO AUTOMATICO.REQUISITOS TECNICOS. ENSAYOS. (OIML R76 -1:1992-1994) (LA VERSION2006 DE LA OIML R 76-1 SE PUBLICO EN DICIEMBRE DE 2007)

• Alcance• Esta norma especifica los requisitos metrológicos y técnicos para los

instrumentos de pesar no automáticos que se someten a controlmetrológico oficial.

• Está destinada a presentar requisitos y procedimientos de ensayonormalizados para evaluar las características metrológicas y técnicas demanera uniforme y trazable.

REFERENCIA - 2

• GUÍA SIM PARA LA CALIBRACIÓN DE LOS INSTRUMENTOS PARA PESAR DEFUNCIONAMIENTO NO AUTOMATICO : 2009

• ALCANCE• Esta publicación ha sido desarrollada por el Grupo de Trabajo de Masa y

Unidades Relacionadas del SIM (SIM-MWG7) con la intención de armonizarlos métodos para la calibración de los instrumentos para pesar defuncionamiento no automático entre los países del SIM.

• Para esta publicación se tomo como referencia al documento Euramet/cg-18/v.02 (anteriormente EA-10/18)

• PROPOSITO• Este documento ofrece una guía a las entidades nacionales de acreditación

sobre los requerimientos mínimos para la calibración de los instrumentospara pesar de funcionamiento no automático, y por otro lado, proponeprocedimientos prácticos para los laboratorios de calibración.

• El documento contiene ejemplos detallados de la estimación de laincertidumbre de las mediciones.

SIMILITUDES Y DIFERENCIAS

• SIMILITUDES.

• APLICA PARA INSTRUMENTOS DEFUNCIONAMIENTO NO AOTMATICO.

• APLICAN BASICAMENTE LAS MISMAS PRUEBAS:REPTIBLIDAD, EXCENTRICIDAD Y EXACTITUD.

• REQUIEREN DE PESAS CALIBRADAS, AUNQUE PARACIERTAS PRUEBAS SE PUDEN USAR CARGASSUSTITUTAS.

• DIFRENCIAS

• NTC 2031 – ORIENTADA A METROLOGIA LEGAL –APROBACION DE MODELO Y VERIFICACION

• SIM – ORIENTADA A CALIBRACION DEINSTRUMETNOS EN USO, BAJO SISTEMAS DECALIDAD - CERTIFICACION Y ACREDITACION

• NTC 2031 – NO INDICA FORMALMENTE UNPROCEDIMINTO DE CALIBRACION

• SIM – ES UNA GUIA DETALLADA PARA CALIBRACION

• NTC 2031 – TIENE PARAMETROS DE CONFORMIDAD

• SIM – DEJA ABIERTTA LA CONFORMIDAD AL USARIO

• NTC 2031 – NO INDICA FORMAS DE ESTIMACION DELA INCERTIDIUMBRE

• SIM – TIENE DETALLADOS PASOS PARA ESTIMACIONDE LA INCERTIDUMBRE

• NTC 2031 – DIRECTRICES DE AUTORIDADES ENMETROLOGIA LEGAL

• SIM – DIRECTRICIES DE ENTES ACREDITADORES,LABORATORIOS Y USUARIOS

LA GUIA SIM MWG7:2009

• Este documento contiene una guía para la

calibración estática de los instrumentos para

pesar de funcionamiento no automático auto

indicados (en adelante llamados

“instrumentos”), en particular para

mediciones a realizar,

cálculo de los resultados de la medición,

determinación de la incertidumbre de la

medición,

contenido de los certificados de calibración.

Los resultados están expresados en unidades de

masa.

INTENCION GUIA SIM• La intención de la información presentada en esta guía es ser utilizada por, y

debería ser observada por:

1. las entidades de acreditación de laboratorios para la calibración deinstrumentos para pesar,

2. laboratorios acreditados para la calibración de instrumentos para pesar defuncionamiento no automático,

3. laboratorios de prueba, laboratorios o fabricantes que utilicen instrumentospara pesar de funcionamiento no automáticos calibrados utilizados parrealizar mediciones relevantes para la calidad de la producción que afectelos requisitos del Sistema de Calidad (p. ej. Serie ISO 9000 , ISO 10012,ISO/IEC 17025)

CERTIFICADO DE CALIBRACION PARTE IINFORMACION GENERAL

• Identificación del Laboratorio de Calibración,referencia a la acreditación (entidad deacreditación, numero de la acreditación),identificación del certificado (numero decalibración, fecha de expedición, numero depaginas),

• firma(s) de persona(s) autorizada(s).

• Identificación del cliente.

• Identificación del instrumento calibrado,(fabricante, tipo de instrumento, Max, d , lugarde instalación).

• Advertencia de que el certificado puede serreproducido solo de manera integra.

CERTIFICADO DE CALIBRACION PARTE II• INFORMACION ACERCA DEL PROCEDIMIENTO DE

CALIBRACION

Fecha de las mediciones y lugar de calibración

Condiciones ambientales y/o uso que pueda afectar alos resultados de la calibración.

Información acerca del instrumento (ajuste realizado,cualquier anormalidad del funcionamiento, ajustes delprograma de computo (software) si esto es relevantepara la calibración, etc.).

Referencia a, o descripción del procedimiento aplicado,en caso de que este no sea obvio en el certificado, p.e.tiempo de estabilización observado entre cargas y/olecturas.

Acuerdos con el cliente p.e. sobre el alcance decalibración limitado, especificaciones metrológicas paralas cuales se ha declarado conformidad.

Información acerca de la trazabilidad de los resultadosde la medición.

CERTIFICADO DE CALIBRACION PARTE IIIRESULTADOS DE MEDICION

• Las indicaciones y/o los errores para lascargas de prueba aplicadas o los erroresrelacionados a las indicaciones – comovalores discretos y/o por una ecuaciónresultado de la aproximación,

• La(s) desviación(es) estandar(es)determinada(s), identificada(s) comorelacionada(s) a una sola indicación o alpromedio de varias indicaciones,

• La incertidumbre expandida de mediciónpara los resultados declarados. Indicacióndel factor de cobertura k , con elcomentario acerca de la probabilidad decobertura, y la razón para k ≠ 2 cuandoaplique.

CERTIFICADO DE CALIBRACION PARTE IV

RESULTADOS DE MEDICIÓN

• Para clientes con menorconocimiento (del tema), tantocomo aplique, podrían ser útilesconsejos acerca de:

la definición del error deindicación,

como corregir las lecturas en usoal restar los errorescorrespondientes,

como interpretar las indicacionesy/o los errores declarados conmas decimales que la división deescala d .

CERTIFICADO DE CALIBRACIÓN PARTE V

INFORMACION ADICIONAL

• Se puede añadir al certificado sin ser parte del mismo, informaciónadicional sobre la incertidumbre de medición esperada en uso oglobal cuando los errores están incluidos.

• Se debería añadir la declaración de que la incertidumbre expandidaasociada a los valores resultantes de la formula les corresponde unnivel de confianza de al menos el 95 %.

CERTIFICADO DE CALIBRACION PARTE VIINFORMACION ADICIONAL

• Sin ser parte del certificado y comoinformación adicional, donde aplique,se puede hacer una declaración deconformidad con alguna especificaciónexistente y un intervalo de validez.

• La declaración puede ser acompañadapor un comentario que indique quetodos los resultados de medición maslas incertidumbres expandidascorrespondientes se encuentran dentrode los limites de especificación.

CERTIFICADO DE CALIBRACION PARTE VII

INFORMACION ADICIONAL• Sin ser parte del certificado y como información adicional, donde

aplique, se puede hacer una declaración de conformidad con algunaespecificación existente y un intervalo de validez.

• La declaración puede ser acompañada por un comentario que indiqueque todos los resultados de medición mas las incertidumbresexpandidas correspondientes se encuentran dentro de los limites deespecificación.

ANEXO /ANNEX

Adicional a la calibración se realizó la inspección en uso empleando el método de comparación directa con lospatrones siguiendo los lineamientos de la OIML R 76-1:2006 (E), numerales 8.4.2, 8.3.2 y 8.3.3. Aplicando lassiguientes pruebas: excentricidad, movilidad, repetibilidad, exactitud y ajuste de cero y tara. INSTRUMENTO NOVERIFICABLE.

El instrumento no cumple con los requisitos indicados en la OIML R 76-1:2006 (E), numera 8.3.2 – Inspecciónvisual.

LA PESA

Medida material de la masa,regulada en relación con suscaracterísticas físicas ymetrológicas: forma, dimensiones,calidad de la superficie, valornominal y error máximopermitido.

LAS PESAS, PARAMETROS DE CLASIFICACIÓN

• Material – Densidad

• Características magnéticas

• Construcción

• Acabado superficial

• Errores máximos permisibles

PESAS NORMALIZADAS

OIML

E1, E2, F1, F2,

M1, M1-2, M2, M2-

3 y M3

NIST F

ANSI/ASTM

CLASE 0…7

CLASIFICACIÓN DE LAS PESAS OIML

Las clases de pesas OIML se definen así

• E1 Pesas destinadas a asegurar la trazabilidad entre los patrones de masanacionales (con valores derivados del Prototipo Internacional del kilogramo) ypesas de la clase E2 e inferiores. Las pesas o juegos de pesas clase E1 deben iracompañados siempre de un certificado de calibración (véase el numeral15.2.2.1).

• E2 Pesas destinadas a la verificación o calibración de las pesas de la clase F1

y para usar con los instrumentos de pesaje de exactitud especial clase I. Laspesas o juegos de pesas de la clase E2 deben ir acompañadas siempre de uncertificado de calibración (véase el numeral 15.2.2.2). Se pueden usar comopesas clase E1 si cumplen con los requisitos para rugosidad superficial,susceptibilidad magnética y magnetización de las pesas clase E1 y si sucertificado de calibración presenta los datos apropiados especificados en elnumeral 15.2.2.1.

• F1 Pesas destinadas a la verificación o calibración de las pesasde la clase F2 y para usar con instrumentos de pesaje deexactitud especial clase I y alta exactitud clase II.

• F2 Pesas destinadas a la verificación o calibración de las pesasde las clases M1 y posiblemente e inclusive M2. También estándestinadas para usar en transacciones comerciales importantes(por ejemplo de metales y piedras preciosas) en instrumentos depesaje de exactitud alta clase II.

CLASIFICACIÓN DE LAS PESAS OIML

CLASIFICACIÓN DE LAS PESAS OIML

• M1 Pesas destinadas a la verificación o calibración de las pesas de laclase M2 y para usar con instrumentos de pesaje de exactitud media claseIII.

• M2 Pesas destinadas a la verificación o calibración de las pesas de laclase M3 y para usar en transacciones comerciales generales y coninstrumentos de pesaje de exactitud media clase III.

• M3 Pesas destinadas a ser usadas con instrumentos de pesaje deexactitud media clase III y exactitud común clase IIII.

• M1-2 y M2-3 Pesas entre 50 kg y 5 000 kg de exactitud baja, destinadas parausar con instrumentos de pesaje de exactitud media clase III.

• NOTA EL error en la pesa usada para la verificación de uninstrumento de pesaje no debe exceder 1/3 del error máximo permitidopara el instrumento. Estos valores se enumeran en la sección 3.7.1 deOIML R 76 Nonautomatic Weighing Instruments (2006).

CARACTERISTICAS DE FABRICACION

• CONSTRUCCION: NTC 1848 –Numeral 5

• MATERIALES: NTC 1848 –Numeral 6

• DENSIDAD DE MATERIALES: NTC 1848 – Numeral 7

• CONDICIONES SUPERFICIALES: NTC 1848 –Numeral 8

• AJUSTE: NTC 1848 –Numeral 9

• ROTULADO: NTC 1848 –Numeral 10

• PRESENTACION: NTC 1848 – Numeral 11

CALIBRACION DE PESAS

Se cuenta con tres métodos básicos.

• 1. Método matricial para diseminaciónde la masa a partir del kilogramopatrón (Comparación indirecta)

• 2. Método de comparación directa pordoble sustitución (ABBA)

• 3. Método de comparación directa porsustitución simple (ABA) y AB1…BnA

• El método de pesada directa noaplica para la calibración de pesas.

CERTIFICADO DE CALIBRACIÓN

FUERZAHITOS EN LA HISTORIA

• El verdadero iniciador de la Mecánica moderna fue el pisano Galileo GALILLEI (1564-1642) que descubrió las leyes de la caída de los cuerpos y enuncio el principio de la inercia y la ley de composiciones de velocidades.

• El holandés Christiaan Huygens (1629-1695) estudió los relojes y el péndulo y analizó la acción de las fuerzas aplicadas a un móvil. El ingles Isaac Newton (1642-1727) presentó la ley gravitación universal. Los suizos Jacques (1654-1705) y Jean Bernoulli (1667-1748) aplicaron las teorías mecánicas a los problemas de Dinámica. El francés Pierre Varignon (1654-1722) fue autor de la teoría de los momentos y del principio de las velocidades virtuales.

CONSIDERACIONES GENERALESLa mecánica es la parte de la Física que estudia el movimiento de los

cuerpos y las causas que lo producen, es decir, las FUERZAS.

Se llama fuerza toda causa capaz de modificar el estado de reposo o

de movimiento de un cuerpo.

La Mecánica se divide en Cinemática, que estudia el movimiento

independientemente de las fuerzas que lo producen, Estática, que

trata de las fuerzas prescindiendo del movimiento, y Dinámica, que se

ocupa de las relaciones entre movimientos y fuerzas.

PESO

El peso de un cuerpo, en un

punto determinado, corresponde

a la fuerza debida a la atracción

que la Tierra ejerce sobre ese

mismo punto. Esta varia según

los lugares considerados

F = m.a o, P = m.g

MEDIDA DE PESOS Y DE FUERZAS

Para medir los pesos y las fuerzas se utilizan

dinamómetros. Estos aparatos permiten equilibrar

la fuerza que se mide oponiéndole otra igual y de

magnitud conocida. Las unidades de fuerza se

establecen a partir del kilogramo patron.Dinamómetro

DINAMÓMETRODINAMÓMETRO DE

MUELLEEn un cilindro L, que constituye la parteexterior del aparato, se desliza unavarilla T, sostenida por un muelle Rprovisto en su extremidad inferior de ungancho C, del que se cuelga el peso Pque hay que medir. Se produce porcompresión en el muelle R unacortamiento proporcional a la fuerza Pejercida en el gancho.

La varilla T esta graduada enunidades de peso en la parte exterior delcilindro L

En algunos dinamómetros de estetipo, el muelle R se deforma por traccióny no por compresión.

DINAMÓMETRO DE LAMINAS DE ACERO

La lamina elástica es deformable, tiene la forma de una V y Neva en

sus dos extremos A y B dos varillas en arco de circulo provistas de

anillos, que resbalan, una ante la otra, cuando se ejercen fuerzas

sobre los anillos. Se obtiene el peso en el punto a situado sobre una de

las varillas graduadas en kilogramos (o en unidades de fuerza)

DINAMÓMETRO DE LÍQUIDOSPara las fuerzas de gran intensidad se precede indirectamente midiendolas presiones que estas originan.

La fuerza F, cuyo valor se trata de

encontrar, actúa sobre un embolo, se

superficie S, que comprime un liquido

(por lo general aceite) en una bomba

La presión p = F/S se transmite por el

liquido al tubo de un manómetro

metálico cuyas indicaciones son, por

consiguiente, proporcionales a F. Este

aparato se gradúa, como los demás

dinamómetros, por medio de fuerzas

conocidas, y el limbo (escala

graduada en forma de corona) esta

dividido en unidades de fuerzas.

La unidad del Sistema Internacional de Unidades SI, para lamagnitud fuerza, es la unidad derivada con nombre especial:Newton

Su símbolo es N y su expresión en términos de unidades SIbásicas es:

Newton es la fuerza que actuando sobre 1 kg de masa leproduce una aceleración de 1m/s2

UNIDAD DE MEDIDA DE FUERZA

Sistema Inglés

Onza-fuerza ozf

Libra Fuerza lbf

Poundal

Kip fuerza ó kilolibrafuerza

kipf = 1000 lbf

Tonelada fuerza US (corta)

2000 lbf

Sistema métrico

Newton N

Dina

Gramo fuerza gf

Kilogramo-fuerza ó kilopondio

kgf - kp

Tonelada-fuerza tf = 1000 kgf

OTRAS UNIDADES DE MEDIDA

DE FUERZA

Patrones de Referencia

Patrones de Trabajo

Medios para Ensayos

Patrones Nacionales

MAQUINAS PATRÓN DE FUERZA POR CARGA DIRECTA

INSTRUMENTOS MEDIDORES DE FUERZA

PATRONES DE REFERENCIA DE FUERZA

MAQUINAS DE ENSAYO DE TENSIÓN Y COMPRESIÓN

SENSORES DE FUERZA EN MANIQUÍES

NIVELES DE JERARQUÍA DE CALIBRACIÓN PARA INSTRUMENTOS

MEDIDORES DE FUERZA

Método de Medición

REFERENCIAS• NTC 2031:2014• NTC 1848:2007• OIML R 76-1:2006• OIML R111:2004• ABC DE LA PESADA Mettler• Balanza o básculas en la gestión de la calidad. Mettler• Vocabulario Internacional de Metrología – Conceptos fundamentales y

generales, y términos asociados (VIM):2008• GUIA SIM PARA LA CALIBRACION DE LOS INSTRUMENTOS PARA PESAR DE

FUNCIONAMIENTO NO AUTOMATICO. SISTEMA INTERAMERICANO DEMETROLOGIA: 2009

• Metrological requeriments. Sartorius.• Calibration of weighing instruments an uncertainty of calibration (Boletín OIML

XLII octubre 2001)• IMAGENES. METTLER TOLEDO• IMAGENES. SARTORIUS• IMAGENES. KERN

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