INSTITUTO ECUATORIANO DE NORMALIZACIÓN
LABORATORIO DE PRUEBAS DE CALIBRACIÓN
CALIBRACIÓN DE BALANZAS DE PEQUEÑA Y MEDIANA CAPACIDAD
SI NO SABES A DONDE VAS... ¡NO IMPORTA QUE CAMINO TOMES¡
Es importante que recuerde: * Mantener una actitud positiva, concentrarse en el curso,* Retroalimentar al grupo con sus experiencias respecto al tema,* Aclarar sus dudas y ser puntual.
22
HORARIO LUNES MARTES MIERCOLES JUEVES VIERNES
16:00 A 17:45 PRINCIPIOS BÁSICOS DE METROLOGÍA
METROLOGIA DE MASA (BALANZAS)
INCERTIDUMBRE EN BALANZAS
METROLOGIA DE PRESION
METROLOGIA DE VOLUMEN PRACTICAS
METROLOGIA DE LONGITUD
17:45 A 18:15 Receso Receso Receso Receso Receso
18:15 A 20:00 INCERTIDUMBRE EN LAS MEDICIONES
CONTINUACIÓNMETROLOGÍA DE MASA (PRACTICAS)
METROLOGIA DE PRESION (PRACTICA)
INCERTIDUMBRE EN VOLUMEN
EVALUACIÓN
EXPOSITORES
PROGRAMA DEL MODULO ASEGURAMIENTO METROLOGICO
Al final de este programa de capacitación los participantes conocerán los criterios para la verificación de instrumentos de pesar y medir en las magnitudes de Masa, Volumen, presión y longitud utilizando:
• Procedimientos normativos• Criterios de evaluación internacionales (error máximo permitido)• Criterios para estimación de la incertidumbre
Ciencia de las mediciones, de los métodos y medios que garantizan la uniformidad y las formas de alcanzar la exactitud requerida en las mediciones. Los principales campos de la metrología atañen a:
• Las unidades de medida y sus patrones su establecimiento, reproducción, conservación y diseminación;• Las mediciones: sus métodos, su ejecución, la estimación de su incertidumbre;• Los instrumentos de medición: sus propiedades examinadas desde el punto de vista de su utilización final;• Los observadores: sus cualidades referidas a la ejecución de mediciones, por ejemplo la lectura de indicaciones de instrumentos de medición.
METROLOGÍA
La metrología abarca todos los problemas tanto teóricos como prácticos relacionados con las mediciones, cualquiera sea la exactitud de las mismas. Según la magnitud considerada, la metrología se divide en: metrología de longitudes, metrología del tiempo; metrología de masa; metrología de magnitudes eléctricas; metrología de fuerza, etc. Según el campo de aplicación, la metrología se divide en metrología industrial; metrología astronómica, metrología médica, etc.
• Reseña histórica• Organismos metrológicos internacionales, regionales y nacionales• Aspectos conceptuales
PRINCIPIOS BÁSICOS METROLÓGICOS
RESUMEN
H2O
10 cm = 1 dm
V = 1000 cm3 = 1 dm3 = 1 litro
1000 g
M = 1 kg = 1000 g
PAÍSES
CONVENCIÓN DEL METRO
INSTITUTO
METROLÓGICO NACIONAL
NMI CONFERENCIA GENERAL DE
PESAS Y MEDIDAS
CGPM
COMITÉ INTERNACIONAL DE PESAS Y MEDIDAS
CIPM
OFICINA INTERNACIONAL DE PESAS Y MEDIDAS
BIPM
INDUSTRIA
COMERCIO
C.C. DEL METRO
C.C
DEL SEGUNDO
C. C DE ELECT.
C.C DE FOTOMETRÍA
C.C DE TERMOMET.
C.C DE RAD. ION
C.C DE UNIDADES
C.C DE MASA Y MAGNITUDES
RELACIONADAS
LABORATORIO
NACIONAL
ORGANISMO INTERNACIONAL DE METROLOGIA
PATRONES INTERNACIONALES
PATRONES NACIONALES
PATRONES SECUNDARIOS
PATRONES DE TRABAJO
ORGANIZACIONES REGIONALES DE METROLOGÍA ( MROs )
CIPM - MRA
APÉNDICE C
SIM
AMERICA
34 NMIPAISES
MIEMBROS
EUROMET
EUROPA
COOMET
EX UNION SOVIETICA
APMP ASIA Y EL
PACÍFICO
SADCMET AFRICA
MENAMET AFRICA Y
ARABIA
(NMI)PAISES
MIEMBROS
(NMI)PAISES MIEMBROS
(NMI)PAISES
MIEMBROS
(NMI)PAISES
MIEMBROS
(NMI)PAISES
MIEMBROS
JCRBCOMITÉ DE ENLACE ENTRE LOS ORGANISMOS REGIONALES DE METROLOGÍA
(RMOS) Y EL BIPM
MRA Acuerdo de Reconocimiento Mutuo es un soporte de la confianza mutua en la validez de los certificados de medición y calibración. Es el reconocimiento mutuo de los patrones nacionales de medición y de los certificados de medición y calibración emitidos por los NMIsAPÉNDICE C. Contiene por cada NMI una lista de magnitudes, rangos y capacidades de medición y calibración (CMCs) expresadas como una incertidumbre. Las Incertidumbres deben ser consistentes con los resultados de las comparaciones claves y suplementarias listadas en el Acuerdo de Reconocimiento Mutuo (MRA).El BIPM mantiene el Apéndice C electrónicamente en una base de datos y está disponible a los consumidores de los servicios de medición y calibración de un NMI.
LOS ORGANISMOS REGIONALES DE METROLOGÍA (RMOS)Y EL CIPM
INFRAESTRUCTURA METROLÓGICA * Documentos de referencia * Diseminación de la información * Recurso Humano * Recurso Material CLIENTES: * Internos * Externos
RESULTADOS OBTENIDOS
RELACIONES INTERINSTITUCIONALES
RELACIONES INTERNACIONALES 1313
LA METROLOGIA EN EL ECUADORLABORATORIO DE PRUEBAS DE CALIBRACIÓN
Funciones del LPC.
Coordinador del Laboratorio de Pruebas de Calibración
Ing. Quím. Arturo Arévalo
Coordinador de Calidad
Dra. María Altamirano
Asistente Administrativo del LPC
Eulalia Mora
Técnicos de Recepción y Entrega
Franciso Ramirez y Marcelo Paucar
Asistente Administrativo de Servicios Tecnológicos
Rocío Paredes
Departamento de Pesas y Medidas
Jefe de Pesas y Medidas, JPyM
Sr. Alberto Terán
Laboratorio de Volumen
Jefe de Laboratorio, JLFís. Manuel Salazar
Laboratorio de Presión y Fuerza
Jefe de Laboratorio, JLFís. René Chanchay
Laboratorio de MasaJefe de Laboratorio, JL Fís. René Chanchay
Laboratorio de Longitud
Jefe de Laboratorio, JL Fís. Manuel Salazar
Laboratorio de Temperatura
Jefe de Laboratorio, JL Ing. Diego Almeida
Técnicos de laboratorio
TLMary Amores Marcelo PaucarRaúl Hidalgo
Técnico de laboratorio
TLManuel SalazarWilson Gallegos
Técnico de laboratorio
TLWilson GallegosManuel Salazar
Técnico de laboratorio
TLRené ChanchayAlexandra Benavides
Técnicos de laboratorio
TLAlberto Terán Francisco Cevallos
Técnicos de laboratorio
TLDiego Almeida Marco Proaño
L de Longitudm
L de Volumenm3
L de Masakg
L de Temperaturak
Laboratorio de Pruebas de Calibración
INEN - ECUADOR
L de PresiónPa= N/m2
L de FuerzaN=Kg*m/s2
Calibración de Balanzas
Laboratorio de Temperatura
Laboratorio de TemperaturaPatrones Primarios
Punto Triple del Agua La fracción de 1/273,126 de la temperatura del PTA
Resistencias de platino: PT25, PT25,5 y PT100
Termopares: Pt-Pd y Tipo S
Hornos: (200 a 1200) °C (-45 a 140) °C
Laboratorio de Temperatura
Medios Isotermos
Baño de Mantenimiento del PTA: (-5 a 110) ºC
Baños: Alcohol (-38 a 110) °C
Aceite (20 a 250) °C
Laboratorio de Temperatura
SUPERTERMOMETRO II (Puente)HART-1590Transferencia de exactitud a 25Ω - 1 ppm – 0,00025 Rango: 0 a 500 k ohms
MULTÍMETRO INDICADOR DE TERMOPARESFLUKE – 8508 ARango de 0 a 1 000 VExactitud ± 3 ppm de la lectura
Termopar (Tipo N)OMEGA NHXL-14G-RSC-18
TRPP / HART-5681-SSPRT’s Pt 25 / Estabilidad:±0,001 ºC
TRPP / HART – 5628-20-SSPRT’s Pt 25,5/ Estabilidad:±0,002 ºC
Termopar Pt-Pd (Tipo S)ELECTROHERM/ Estabilidad: ± 0,05 °C
TRPI / HART – 5614-20-SSPRT’s Pt 100/Estabilidad:±0,01 ºC
Termo-higrómetroHART-1621-H
Cámara de Generación de Humedad y Temperatura-20 a 100ºC / 30 a 95 %HR
Registradores de temp. y humedad: -20 a 50ºC
TERMÓMETRO DE PRECISIÓN HART-1529
Rango: -189 a 960 ºCInstrumento portátil de alta exactitud desde ± 0,004 °C (-100 °C) hasta ± 0,024 °C (600 °C)
Laboratorio de Masa
Patrones de masa TRANSMETRIC1 mg a 20 kgPatrón Nacional1 kg (un punto)Cert. NISTCert. Del Juego:INEN
Patrones de masa HAFNER
1 mg a 20 kg
Patrón de Referncia1 kgCert. NIST
Cert. Del Juego:INEN
Comparador de MasaMettler Toledo AX 1005
Capacidad: 1109 gDiv. Esc.: 0,01 mgRepet: 0,02 mgDes. Est. : 0,017 mg
OIML R111 Clase E1;Rango: 100 mg a 1 kg
Patrones del INENOIML R111 Clase E2Para la IndustriaRango 10 mg a 1 kg
Comparador de Masa Mettler Toledo AX 206
Capacidad: 211 gDiv. Esc.: 0,001 mgRepet: 0,004 mgDes. Est. : 0,0031 mgOIML Clase E2
Comparador de masa Mettler Toledo UMX5
Capacidad: 5 gDiv. Esc.: 0,1 gRepet: 0,4 gDes. Est. : 0,3 g
Calibración de:Masas de 1 mg a 5 gClase E2
Capacidad: 30 100 gDiv. Esc.: 1 mgDesv. Est.: 3 mg
Calibración de:Masas de 2 kg a 30 kgClase F1
Comparador de masa Voland
Capacidad: 1 000 kgDiv. Esc.: 1 gDesv. Est.: 0,11 g
Calibración de:Masas de 50 kg a 1000 kgClase M1
Balanza de brazos iguales Russell
Pesas de 250 kg NBS
Cert. INEN
Balanza Mettler Toledo XP 8002 S
Capacidad: 8 100 gDiv. Esc.: 10 mgRepet: 8 mgDes. Est. : 5,7 mg
Calibración de:Masas de 1 kg a 5 kgClase M1
Balanza Mettler Toledo SR 32 001
Capacidad: 32 100 gDiv. Esc.: 0,1 gRepet: 0,1 gDes. Est. : 0,026 g
Calibración de:Masas de 10 kg a 25 kgClase M1
Calibración de balanzas
Calibración de Balanzas
Calibración de Balanzas Gran Capacidad
Calibración de Balanzas Gran Capacidad
Calibración de Balanzas Gran Capacidad
Calibración de Balanzas Gran Capacidad
Calibración de Balanzas Gran Capacidad
Laboratorio de Presión
Laboratorio de Presión
Laboratorio de Presión
Laboratorio de Presión
Laboratorio de Presión
Laboratorio de Fuerza
Laboratorio de Fuerza
Laboratorio de Volumen
Laboratorio de Volumen
Laboratorio de Volumen
Laboratorio de Volumen Grande
Laboratorio de Longitud
Laboratorio de Longitud
Laboratorio de Longitud
Laboratorio de Longitud
CUADRO RESUMEN DE INSTRUMENTOS CALIBRADOS ANUALMENTE
AREA O MAGNITUD
EXISTENCIA SEGÚN ENCUESTA 1995 EN 161 EMPRESAS No. DE INSTRUMENTOS CALIBRADOS POR LPC/INEN
No. DE PATRONES
1995
No. TOTAL DE
INSTRUMENTOS Y
PATRONES
% POR
AREA 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
1Masa y balanzas 426 646 1705 22,6 1292 1690 2144 1809 2205 2584 2057 2734 2704 2789 3709
2 Presión 0 195 1624 21,6 339 254 231 96 80 97 132 176 172 137 205
3 Longitud 79 321 1189 15,8 162 176 213 250 210 337 222 316 286 155 312
4 Temperatura 0 16 1102 14,6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 355
5 Volumen 1 16 867 11,5 202 83 228 294 191 201 154 272 481 371 701
6 Electricidad 0 10 582 7,7 7 35 12 11 0 0 0 0 0 0 0
7 Fuerza 1 8 77 1 41 24 21 23 12 13 12 15 23 35 18
8 Densidad 0 3 34 0,5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
9 Otros 7 0 356 4,7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
TOTAL 514 1215 7536 100 2043 2262 2849 2483 2698 3232 2577 3513 3666 3487 4945
1435
20432262
28492483
2698
3232
2577
35133666
3487
4945
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
AÑO
TOTAL DE PATRONES, INSTRUMENTOS, EQUIPOS Y MAQUINAS CALIBRADOS ANUALMENTE
5757
5858
EQUIPOS DE TRANSFERENCIA
PATRONES DE TRABAJOLABORATORIO O CENTRO
DE CALIBRACIÓN EN EMPRESA
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN
PRODUCCIÓN EN EMPRESA
PATRONES NACIONALES
PATRONES DE REFERENCIA
ASPECTOS CONCEPTUALES DE METROLOGIA
PATRON INTERNACIONAL DE MEDIDA: patrón de medida reconocido por los firmantes de un acuerdo internacional con la intención de ser utilizado mundialmente
PATRÓN DE MEDIDA: realización de la definición de una magnitud dada, con un valor determinado y una incertidumbre de medida asociada, tomada como referencia
PATRÓN NACIONAL DE MEDIDA:
patrón reconocido por una autoridad nacional para servir, en un estado o economía, como base para la asignación de valores a otros patrones de magnitudes de la misma naturaleza
• PATRÓN DE MEDIDA DE REFERENCIA:
patrón designado para la calibración de patrones de magnitudes de la misma naturaleza, en una organización o lugar dado
EXACTITUD DE MEDIDA: proximidad entre un valor medido y un valor verdadero de un mensurando
NOTA 1 — El concepto “exactitud de medida” no es una magnitud y no se expresa numéricamente. Se dice que una medición es más exacta cuanto más pequeño es el error de medida.
NOTA 2 — El término “exactitud de medida” no debe utilizarse en lugar de “veracidad de medida”, al igual que el término “precisión de medida“ tampoco debe utilizarse en lugar de “exactitud de medida”, ya que esta última incluye ambos conceptos.
NOTA 3 — La exactitud de medida se interpreta a veces como la proximidad entre los valores medidos atribuidos al mensurando.
PRECISIÓN DE MEDIDA: proximidad entre las indicaciones o los valores medidos obtenidos en mediciones repetidas de un mismo objeto, o de objetos similares, bajo condiciones especificadas
Exactitud y Precisión
CALIBRACIÓN: operación que bajo condiciones especificadas establece, en una primera etapa, una relación entre los valores y sus incertidumbres de medida asociadas obtenidas a partir de los patrones de medida, y las correspondientes indicaciones con sus incertidumbres asociadas y, en una segunda etapa, utiliza esta información para establecer una relación que permita obtener un resultado de medida a partir de una indicación
NOTA 1 — Una calibración puede expresarse mediante una declaración, una función de calibración, un diagrama de calibración, una curva de calibración o una tabla de calibración. En algunos casos, puede consistir en una corrección aditiva o multiplicativa de la indicación con su incertidumbre correspondiente.
NOTA 2 — Conviene no confundir la calibración con el ajuste de un sistema de medida, a menudo llamado incorrectamente “autocalibración”, ni con una verificación de la calibración.
NOTA 3 — Frecuentemente se interpreta que únicamente la primera etapa de esta definición corresponde a la calibración.
valores indicados por un instrumento de medición,
un sistema de medición los valores representados por
una medida materia-lizada
Valores conocidos de una determinada magnitud medida
ERROR
X - S = E
Indicación Del
Instrumento (lectura)
Valor verdadero (patrón)
ERROR
X - S = E
ERROR MÁXIMO PERMITIDO: valor extremo del error de medida, con respecto a un valor de referencia conocido, permitido por especificaciones o reglamentaciones, para una medición, instrumento o sistema de medida dado .
NOTA 1- En general, los términos “errores máximos permitidos” o “límites de error” se utilizan cuando existen dos valores extremos.
NOTA 2- No es conveniente utilizar el término «tolerancia» para designar el “error máximo permitido”. 6666
ERROR: diferencia entre un valor medido de una magnitud y un valor de referencia
INCERTIDUMBRE DE MEDIDA: parámetro no negativo que caracteriza la dispersión de los valores atribuidos a un mensurando, a partir de la información que se utiliza
ix FACTOR DE INFLUENCIA
y RESULTADO DE LA MEDICIÓN
MODELO MATEMÁTICO
•EFECTOS ALEATORIOS•PATRÓN•EQUIPOS•OPERADOR•LECTURA DE CERO•HISTÉRESIS DEL INSTRUMENTO•EXENTRICIDADES•CONDICIONES AMBIENTALES
TEMPERATURAHUMEDADPRESION ATM.VIBRACIONES
N
ii
ic xu
x
fyu
1
22
)()(
v
m
22
22
2
)()(1
)( vuv
mmu
vuc
vm
1
2v
m
v
)(2)( uU
cuU 2
VERIFICACIÓN. aportación de evidencia objetiva de que un elemento satisface los requisitos especificados .
• EJEMPLO 1 La confirmación de que un material de referencia declarado homogéneo lo es para el valor y el procedimiento de medida correspondientes, para muestras de masa de valor hasta 10 mg.
• EJEMPLO 2 La confirmación de que se satisfacen las propiedades de funcionamiento declaradas o los requisitos legales de un sistema de medida.
• EJEMPLO 3 La confirmación de que puede alcanzarse una incertidumbre objetivo.• NOTA 1 — Cuando sea necesario, es conveniente tener en cuenta la incertidumbre de
medida.• NOTA 2 — El elemento puede ser, por ejemplo, un proceso, un procedimiento de medida,
un material, un compuesto o un sistema de medida. • NOTA 3 — Los requisitos especificados pueden ser, por ejemplo, las especificaciones del
fabricante.• NOTA 4 — En metrología legal, la verificación, tal como la define el VIML[53], y en general
en la evaluación de la conformidad, puede conllevar el examen, marcado o emisión de un certificado de verificación de un sistema de medida.
• NOTA 5 — No debe confundirse la verificación con la calibración. No toda verificación es una validación.
• NOTA 6 — En química, la verificación de la identidad de una entidad, o de una actividad, requiere una descripción de la estructura o las propiedades de dicha entidad o actividad.
errorerror
error
Incertidumbre 1/3 emp
Error máximo permitido (tolerancia)
Valor promedio ( V )
+U
- U
CLASE DE EXACTITUD:clase de instrumentos o sistemas de medida que satisfacen requisitos metrológicos determinados destinados a mantener los errores de medida o las incertidumbres instrumentales dentro de límites especificados, bajo condiciones de funcionamiento dadas
NOTA 1 Una clase de exactitud habitualmente se indica mediante un número o un símbolo adoptado por convenio.
NOTA 2 El concepto de clase de exactitud se aplica a las medidas materializadas.
Valor Nominal± m en mg
Clase E1 Clase E2 Clase F1 Clase F2 Clase M1 Clase M2 Clase M3
5 000 kg 25 000 85 000 250 000 850 000 1 250 000
2 000 kg 10 000 33 000 100 000 330 000 1 000 000
1 000 kg 1 600 5 000 16 000 50 000 160 000 500 000
500 kg 800 2 500 8 000 25 000 80 000 250 000
200 kg 300 1 000 3 000 10 000 30 000 100 000
100 kg 160 500 1 600 5 000 16 000 50 000
50 kg 25 80 250 800 2 500 8 000 25 000
20 kg 10 30 100 300 1 000 3 000 10 000
10 kg 5 16 50 160 500 1 600 5 000
5 kg 2,500 8 25 80 250 800 2 500
2 kg 1,000 3 10 30 100 300 1 000
1 kg 0,500 1,600 5 16 50 160 500
500 g 0,250 0,800 2,500 8 25 80 250
200 g 0,100 0,300 1,000 3 10 30 100
100 g 0,050 0,160 0,500 1,600 5 16 50
50 g 0,030 0,100 0,300 1,000 3 10 30
20 g 0,025 0,080 0,250 0,800 2,500 8 25
10 g 0,020 0,060 0,200 0,600 2,000 6 20
5 g 0,016 0,050 0,160 0,500 1,600 5 16
2 g 0,012 0,040 0,120 0,400 1,200 4 12
1 g 0,010 0,030 0,100 0,300 1,000 3 10
500 mg 0,008 0,025 0,080 0,250 0,800 2,500
200 mg 0,006 0,020 0,060 0,200 0,600 2,000
100 mg 0,005 0,016 0,050 0,160 0,500 1,600
50 mg 0,004 0,012 0,040 0,120 0,400
20 mg 0,003 0,010 0,030 0,100 0,300
10 mg 0,003 0,008 0,025 0,080 0,250
5 mg 0,003 0,006 0,020 0,060 0,200
2 mg 0,003 0,006 0,020 0,060 0,200
1 mg 0,003 0,006 0,020 0,060 0,200
TRAZABILIDAD:
propiedad de un resultado de medida por la cual el resultado puede relacionarse con una referencia mediante una cadena ininterrumpida y documentada de calibraciones, cada una de las cuales contribuye a la incertidumbre de medida
CADENA DE TRAZABILIDAD
IncertidumbreBIPM
PATRÓN DE REFERENCIA
PATRÓN DE TRABAJO
LABORATORIO
SECUNDARIO
ORGANIZACIÓN
INEN
PATRÓN DE TRABAJO
PATRÓN NACIONAL
PATRÓN DE TRANSFERENCIA
INSTRUMENTO DE MEDICIÓN
PATRÓN DE TRABAJO
Trazabilidad
ComparacionesPATRONESNACIONALES
DE OTROSPAÍSES
PATRÓN DE REFERENCIA
Calibraciones
VALIDACIÓN:verificación de que los requisitos especificados son adecuados para un uso previsto
EJEMPLO Un procedimiento de medida habitualmente utilizado para la medición de la concentración en masa de nitrógeno en agua, puede también validarse para la medición en el suero humano.
CORRECCIÓN:compensación de un efecto sistemático estimado
NOTA 1 — Véase la Guía ISO/IEC 98-3:2008, 3.2.3, para una explicación del concepto de “efecto sistemático”.
NOTA 2 — La compensación puede tomar diferentes formas, tales como la adición de un valor o la multiplicación por un factor, o bien puede deducirse de una tabla.
AJUSTE DE UN ISTRUMENTO DE MEDIDA:conjunto de operaciones realizadas sobre un sistema de medida para que proporcione indicaciones prescritas, correspondientes a valores dados de la magnitud a medir
NOTA 1 — Diversos tipos de ajuste de un sistema de medida son: ajuste de cero, ajuste del offset (desplazamiento) y ajuste de la amplitud de escala (denominado también ajuste de la ganancia).
NOTA 2 — No debe confundirse el ajuste de un sistema de medida con su propia calibración, que es un requisito para el ajuste.
NOTA 3 — Después de su ajuste, generalmente un sistema de medida debe ser calibrado nuevamente.
RESOLUCIÓN: mínima variación de la magnitud medida que da lugar a una variación perceptible de la indicación correspondiente
ESTABILIDAD DE UN INSTRUMENTO DE MEDIDA: Aptitud de un instrumento de medida para conservar constantes sus características metrológicas a lo largo del tiempo.
DERIVA INSTRUMENTAL: variación continua o incremental de una indicación a lo largo del tiempo, debida a variaciones de las características metrológicas de un instrumento de medida
NOTA La deriva instrumental no se debe a una variación de la magnitud medida, ni a una variación de una magnitud de influencia identificada.
GRACIAS POR SU ATENCIÓN
COMIENZO
Examen de aptitud
Experiencias obtenidas en los exámentes de aptitud, sensibilidad, susceptibilidad
Incertidumbre del instrumento de medición en relación con la tolerancia permitida para la medición
Experiencias con instrumentos de medición similares
Condiciones ambientales Condiciones de uso
Lucro cesante en caso de daño del instrumento de medición
Requerimientos de clientes, entidades oficiales, normas
Recomendaciones y guías de los fabricantes de instrumentos de medición
Fechas limites de garantía y de utilización en prueba
Determinar intervalo de control
Utilización del instrumento de medición
Control del instrumento de medición (calibración)
Analizar experiencias del control del instrumento
Experiencias ganadas en controles anteriores
Experiencias resultantes de la utilización, fallas, irregularidades, etc.
Cambios en las condiciones de utilización
Nuevas fechas de garantía
Es necesario un cambio del intervalo de control?
Determinar intervalo de control nuevamente
Si
No
Determinación del intervalo de recalibración para instrumentos y equipos de medición
METROLOGIA DE MASA
VERIFICACIÓN DE INSTRUMENTOS DE PESAR NO AUTOMÁTICOS
1. ANTECEDENTES 2. CLASIFICACIÓN DE PESAS, ERROR MÁXIMO PERMITIDO:
RECOMENDACIÓN OIML R – 111. PESAS DE LAS CLASES E1, E2, F1, F2, M1, M2 3. CLASIFICACIÓN DE BALANZAS; ERROR MÁXIMO PERMITIDO:
RECOMENDACIÓN OIML R 76-1. INSTRUMENTOS DE PESAR NO
AUTOMÁTICOS. REQUISITOS METROLÓGICOS Y TÉCNICOS – ENSAYOS.
VERIFICACIÓN DE INSTRUMENTOS DE PESAR NO AUTOMÁTICOS
BALANZASOIML R 76-1; NTE INEN 2 134ClasificaciónError máximo permitidoProcedimiento de Ensayos- Carga, excentricidad y repetibilidad- Evaluación y conclusión
PLATAFORMA DE LA BALANZA
PESASOIML R 111; NTE INEN 2 145ClasificaciónError máximo permitido
BALANZAS
Valor Nominal± m en mg
Clase E1 Clase E2 Clase F1 Clase F2 Clase M1 Clase M2 Clase M3
5 000 kg 25 000 85 000 250 000 850 000 1 250 000
2 000 kg 10 000 33 000 100 000 330 000 1 000 000
1 000 kg 1 600 5 000 16 000 50 000 160 000 500 000
500 kg 800 2 500 8 000 25 000 80 000 250 000
200 kg 300 1 000 3 000 10 000 30 000 100 000
100 kg 160 500 1 600 5 000 16 000 50 000
50 kg 25 80 250 800 2 500 8 000 25 000
20 kg 10 30 100 300 1 000 3 000 10 000
10 kg 5 16 50 160 500 1 600 5 000
5 kg 2,500 8 25 80 250 800 2 500
2 kg 1,000 3 10 30 100 300 1 000
1 kg 0,500 1,600 5 16 50 160 500
500 g 0,250 0,800 2,500 8 25 80 250
200 g 0,100 0,300 1,000 3 10 30 100
100 g 0,050 0,160 0,500 1,600 5 16 50
50 g 0,030 0,100 0,300 1,000 3 10 30
20 g 0,025 0,080 0,250 0,800 2,500 8 25
10 g 0,020 0,060 0,200 0,600 2,000 6 20
5 g 0,016 0,050 0,160 0,500 1,600 5 16
2 g 0,012 0,040 0,120 0,400 1,200 4 12
1 g 0,010 0,030 0,100 0,300 1,000 3 10
500 mg 0,008 0,025 0,080 0,250 0,800 2,500
200 mg 0,006 0,020 0,060 0,200 0,600 2,000
100 mg 0,005 0,016 0,050 0,160 0,500 1,600
50 mg 0,004 0,012 0,040 0,120 0,400
20 mg 0,003 0,010 0,030 0,100 0,300
10 mg 0,003 0,008 0,025 0,080 0,250
5 mg 0,003 0,006 0,020 0,060 0,200
2 mg 0,003 0,006 0,020 0,060 0,200
1 mg 0,003 0,006 0,020 0,060 0,200
CLASIFICACIÓN DE LAS BALANZAS Exactitud Especial I Exactitud Alta II Exactitud Media III Exactitud Ordinaria IIII
DEFINICIONES 1. Intervalo de escala Real (d) Valor expresado en unidades de masa de:
* La diferencia entre los valores que corresponden a dos marcas de escala consecutivas, en indicadores analógicos. * La diferencia entre dos valores de indicación consecutivos, en indicadores digitales.
2. Intervalo de escala de Verificación (e) Valor expresado en unidades de masa,
usado para la clasificación de la balanza.
DATOS PARA LA CLASIFICACION DE LA BALANZA
1. Intervalo de escala real (d)
2. Intervalo de escala de verificación (e)
3. Número de intervalos de escala de verificación (n)
n= Máx / e
0 10 20 30 40 50
2 4 6 8 12 14 16 18 22 24 26 28 32 34 36 38 42 44 46 48
2
02000 g
10= 200 g
d=200 g
Clase de exactitud
Intervalo de
escala de verificación e
Número de intervalos de escala de verificación
n = Max/e
Capacidad
mínima Mín (límite
inferior) MÍNIMO MÁXIMO
EspecialI
0,001 g e* 50 000 - 100 e
AltaIl
0,001g e 0,05 g
0,1 g e
1005000
100 000100 000
20 e50 e
MediaIII 0,1 g e 2 g
5 g e100500
10 00010 000
20 e20 e
OrdinariaIIII 5 g e 100 1 000 10 e
• Generalmente no es factible ensayar y verificar un instrumento para e<1mg, debido a la incertidumbre de las cargas de ensayo.
CLASIFICACIÓN DE LOS INSTRUMENTOS
Errores Máximos permitidos (emp)NOTA: Los emp en servicio son el doble de los emp en la verificación inicial
Clase II Exactitud alta
Clase III Exactitud media
Clase IIII Exactitud ordinaria
+1,0 e
50 000 e
5 000 e
500 e
50 e
+0,5 e
200 000 e
20 000 e
2 000 e
200 e
+1,5 e
-1,5 e+1,5 e
-1,5 e
-1,5 e
-1,5 e
-1,0 e
+1,0 e
-1,0 e
+1,0 e
-1,0 e
+1,0 e
-1,0 e
Max
Max
Max
Max
100 000 e
10 000 e
1 000 e
+1,5 e
+1,5 e
-0,5 e
0
+0,5 e
-0,5 e
+0,5 e
-0,5 e
+0,5 e
-0,5 e
0
0
0
Clase I Exactitud especial
9191
Errores máximos permitidosClase I Exactitud especial
+1,0 e
50 000 e
+0,5 e
200 000 e
+1,5 e
-1,0 e
Max
-0,5 e
0
-1,5 e
Errores máximos permitidos
Clase II Exactitud alta
+1,0 e
5 000 e
+0,5 e
20 000 e
+1,5 e
-1,0 e
Max
-0,5 e
0
-1,5 e
Errores máximos permitidos
Clase III Exactitud media
+1,0 e
500 e
+0,5 e
2000 e
+1,5 e
-1,0 e
Max
-0,5 e
0
-1,5 e
Errores máximos permitidos
Clase IIII Exactitud ordinaria
+1,0 e
50 e
+0,5 e
200 e
+1,5 e
-1,0 e
Max
-0,5 e
0
-1,5 e
ERRORES MAXIMOS PERMITIDOS PARA BALANZAS EN USO (NTE INEN 2 134)
± 1e ± 2 e ± 3 e Capac. Máx.
BALANZAS 1er RANGO 2do RANGO 3er RANGOCLASE I 50 000 e 200 000 e Max.
CLASE II 5 000 e 20 000 e 100 000 e
CLASE III 500 e 2 000 e 10 000 e
CLASE IIII 50 e 200 e 1 000 e
Nota: Cuando d menor o igual a 1 mg ; e = 1 mg
Ejemplod = 0,1 mg d = 0,01mgd = 0,005mg
LOS PATRONES PARA LA VERIFICACION Los patrones usados para la verificación deben tener un error no mayor a 1/3 del error máximo permitido del instrumento para la carga aplicada. Este requisito se cumple cuando las pesas están conforme al sistema de clasificación de la OIML y son usadas así:
CLASE DE PESA CLASE DE EXACTITUD DEL INSTRUMENTO
E2, F1 I en verificación inicial F1, F2 II en verificación inicial M1, M2 III en verificación inicial M2, M3 IIII en verificación inicial
Lugar de la calibración
La calibración se realiza normalmente en el lugar donde se usa el instrumento para pesar.
Si un instrumento para pesar se cambia a otro lugar después de la calibración, posibles efectos debidos a:
• diferencia en la aceleración de la gravedad local,• variación en las condiciones ambientales,• condiciones mecánicas y térmicas durante el transporte
pueden alterar muy probablemente el funcionamiento del instrumento y posiblemente invalidar la calibración. Por este motivo el movimiento del instrumento después de la calibración se debe evitar si no se ha demostrado la inmunidad a estos efectos en el instrumento para pesar en particular, o para ese tipo de instrumentos. Si eso no ha sido demostrado no se debería aceptar el certificado de calibración como prueba de trazabilidad.
Prerrequisitos
Verificar la validez de la calibración de los patrones de masa requeridos
Verificar que la balanza este en buenas condiciones de operación.
La persona que ejecuta el ensayo debe haber adquirido aptitudes para la calibración de balanzas mediante una experiencia previa.
Pruebas en la calibración
• Excentricidad
• Repetibilidad
• Carga
Ensayo de excentricidad: La prueba consiste en poner una carga de prueba Lecc en diferentes posiciones del receptor de carga, de tal manera que el centro de gravedad de la carga ocupe, tanto como sea posible, las posiciones que se indican a continuación:1. Centro2. Superior izquierda3. Inferior izquierda4. Inferior derecho5. Superior derecho
4
5
3
2
1
3 4
52
1
Ensayo de Excentricidad
Ensayo de Excentricidad
• Para un alcance de pesada reducido, la carga de prueba Lecc debería ser al menos de Max/3, o como mínimo Min´ + (Max´ - Min´)/3 . Si están disponibles, se deberían considerar las indicaciones del fabricante, y limitaciones evidentes debidas al diseño del instrumento, p.e. ver OIML R76 [4] para balanzas de plataforma.
• La carga de prueba no requiere ser calibrada ni verificada a menos que los resultados sirven para la determinación de los errores de indicación.
• Antes de la prueba la indicación se ajuste a cero. La carga de prueba se coloca primero en la posición 1, y después se mueve a las otras 4 posiciones en orden arbitrario. Al final se puede colocar nuevamente en la posición 1.
• Las indicaciones ILi se registran para cada carga. Después de remover cada vez la carga se tiene que verificar si la indicación regresa a cero y si es necesario se ajusta a cero la indicación, se registran las indicaciones sin carga I0j
Ensayo de repetibilidad
•La prueba consiste en la colocación repetitiva de la misma carga en el receptor de carga, bajo condiciones idénticas de manejo de la carga y del instrumento, y bajo las mismas condiciones de prueba, tanto como sea posible.
•La(s) carga(s) de prueba no requiere ser calibrada ni verificada a menos que los resultados sirvan para la determinación de errores de indicación.
•La carga de prueba debería ser, hasta donde sea posible, de una sola pieza.
•La prueba se realiza con al menos una carga de prueba LT la cual debería ser elegida con una relación razonable al Max y la resolución del instrumento, que permita una valoración del desempeño del instrumento.
Ensayo de Repetibilidad
• Para instrumentos con una división de escala d constante, una carga de 0,5Max ≤ LT ≤ Max es muy común; este valor es comúnmente reducido para instrumentos en donde LT > 0,5 Max podría acumular varios miles de kilogramos.
• Para instrumentos multiintervalo se puede preferir una carga cerca de Max1.
• Ambas partes pueden acordar un valor especial de LT que se justifique considerando la aplicación específica del instrumento.
• La prueba se puede realizar en varios puntos de prueba, con cargas de prueba LTj, 1 ≤ j ≤ kL con kL = número de puntos de prueba.
• Antes de la prueba, la indicación se ajusta a cero. La carga se tiene que aplicar por lo menos 5 veces, y al menos 3 veces cuando LT ≥ 100 kg.
Ensayo de Repetibilidad
• Se registran las indicaciones ILi para cada colocación de la carga.
• Cada vez que se remueve la carga, se tiene que verificar si la indicación regresa a cero, y la indicación debe ajustarse a cero si esta no regresa a cero; registrando las indicaciones sin carga I0i.
• Adicionalmente, se registra el estado del dispositivo de indicación a cero, si este está disponible.
Ensayo de carga
• El objetivo de esta prueba es una estimación del desempeño del instrumento en el alcance completo de la medición
• Esta prueba se realiza con kL ≥ 5 diferentes cargas de prueba LTj, 1 ≤ j ≤ kL, distribuidas uniformemente sobre el alcance normal de medición o sobre puntos de prueba individuales acordados
• Cuando fue acordado un alcance de calibración significantemente mas pequeño, se puede reducir el número de cargas de prueba, proporcionando por lo menos 3 puntos de prueba incluyendo Min’ y Max’ y la diferencia entre dos cargas de prueba consecutivas es no mayor a 0,15Max
Ensayo de Carga
• Es necesario que las cargas de prueba estén compuestas de pesas patrón apropiadas o cargas de sustitución
• Antes de iniciar la prueba, se ajusta a cero la indicación
• Las cargas de prueba LTj normalmente se aplican de alguna de las siguientes maneras:
8888888
m5
m4
m3
m1
m2
ENSAYO DE CARGA
a) Aumento por pasos con descarga entre los mismos
8888888
m1
m2
m3
m4
m5
ENSAYO DE CARGA
b) Aumento continuo por pasos
8888888
m1
m2
m3
m4
m5
ENSAYO DE CARGA
c) Aumento continuo por pasos y descarga continua por pasos
m1 m2m3
m4 m5
8888888
ENSAYO DE CARGA
d) Descarga continua por pasos
Ensayo de carga
• Con instrumentos multi-intervalos, los métodos anteriores se pueden modificar para alcances de carga menores que Max, aplicando cargas de tara en forma ascendente y/o descendente, manipulando la función de ajuste automático a cero, y aplicando una carga de prueba cercana pero no superiores a Max1 para obtener indicaciones con d1.
• Se pueden realizar pruebas adicionales para evaluar el desempeño del instrumento bajo condiciones especiales de uso, p.e. la indicación después del ajuste a cero, la variación de la indicación bajo una carga constante durante un tiempo especificado, etc.
• Todo este ensayo, o cargas individuales, pueden ser repetidas para combinar esta prueba con la prueba de repetibilidad.
• Las indicaciones ILj se registran para cada carga. Después de que cada carga es removida, se tiene que verificar si la indicación se mantiene en cero y se ajusta a cero si no es así, se registran las indicaciones sin carga I0j
CálculosExcentricidad máxima, : Con los valores de lectura de la balanza en el ensayo de excentricidad
se encuentra la excentricidad máxima como sigue:
= Lectura máxima – Lectura mínima
• Error en el ensayo de carga: Por cada punto verificado en el ensayo de carga se determina el error de la balanza en esos puntos de la siguiente manera:
Error = Lectura de la balanza – Valor de la carga de prueba
• Error máximo de repetibilidad: Con los valores de lectura de la balanza en el ensayo de repetibilidad se encuentra el error máximo de repetibilidad de la siguiente manera:
Error Máximo de Repetibilidad = Lectura máxima – Lectura Mínima
• Histéresis Máxima: Con los valores de lectura de la balanza obtenidos en el ensayo de carga (siempre que se haya hecho asenso y descenso) se encuentra la histéresis de la balanza para cada punto verificado de la siguiente manera:
Histéresis Máxima = (Lectura en Descensoi – Lectura en Ascensoi)Max
MaxExcI
INCERTIDUMBRE EN CALIBRACION DE BALANZAS
Modelo Matemático
CerodeLecturaporCorrecciónCerodeLectura
balanzaladehistéresisporCorrecciónHistéresis
balanzaladedadexcentriciporCorreccióndadExcentrici
errorbalanzaladeasistemáticCorrecciónL
balanzaladeresoluciónporCorrecciónsolución
balanzaladeplatoelencolocadapatrónmasaladealconvencionmasaladeValorm
balanzaladeLecturaL
CerodeLecturaHistéresisdadExcentriciLsoluciónmL
p
p
)(
Re
Re
N
ii
ic xu
x
fyu
1
22
)()(
INCERTIDUMBRE COMBINADA
2222Re
2Re
2CerodeLecturaHistéresisdadExcentricidpetibilidasoluciónpc uuuuuuu
LA CALIBRACIÓN DE UNA BALANZA ES EN FORMA DIRECTA
FACTORES DE INFLUENCIA:
1.Patrones (pesas) uP
2.Resolución uResolución
3.Repetibilidad urepetibilidad
4.Excentricidad uExcentricidad
5.Histéresis uHistéresis
6.Lectura de cero uLectura de cero
Incertidumbre de los patrones (pesas) up
Sea m1, m2, m3,…,mn, las masas utilizadas en la calibración de la balanza, cada una asociada a su incertidumbre de calibración u1, u2, u3,…,un,respectivamente. La incertidumbre de los patrones viene dada por
223
22
21 ... np uuuuu
La incertidumbre de cada masa se la puede obtener de dos maneras:
1.Si se utiliza el certificado de calibración de las pesas
2.Si se utiliza la clase de exactitud de las pesas
k
Uui
3
.. pmeui
Del certificado de calibración de lapesa
Factor de cobertura = 2
• INCERTIDUMBRE POR RESOLUCION
• INCERTIDUMBRE POR REPETIBILIDAD
32
ReRe
soluciónu solución
dpetibilidauReDesviación estándar de losDatos del ensayo de repetibilidad
n
ii yy
n 1
2
1
1
• INCERTIDUMBRE POR EXCENTRICIDAD
• INCERTIDUMBRE POR HISTERESIS
• INCERTIDUMBRE POR LECTURA DE CERO
32
MáximaHistéresisuHistéresis
32
CerodeLecturau CerodeLectura
32
MáximadadExcentriciu adExentricid
INCERTIDUMBRE COMBINADA
2222Re
2Re
2CerodeLecturaHistéresisdadExcentricidpetibilidasoluciónpc uuuuuuu
INCERTIDUMBRE EXPANDIDA
cuU 2
Factores de Influencia Ecuación Cálculo
1.- Pesas
2.- Resolución
3.- Repetibilidad
4.- Histéresis
5.- Excentricidad
6.- Lectura Cero
Presupuesto de Incertidumbre en la calibración de Balanzas
21
25 uu
cuU 2
LresLLiR
R=RESULTADO DE LA MEDICIÓN
Li= LECTURA DEL INSTRUMENTO
L= CORRECCIÓN SISTEMÁTICA DEL INST.
lres = CORRECCIÓN POR RESOLUCIÓN
DIRECTA
Incertidumbre de una medición
222 )()()()( LresuLuLuRuc
)(2)( RuRU c
GRACIAS POR SU ATENCION
131131
132132
133133
134134