calibracion balanzas electronicas oaa

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CALIBRACIN DE BALANZAS ELECTRNICAS NO AUTOMTICAS

Pgina 1 de 37 Cdigo: DC-LC-02 Versin: 1 Fecha de entrada en vigencia: 10-Noviembre-2004

TTULO:


RESUMEN: Este documento describe orientaciones tcnicas para la calibracin de balanzas electrnicas no automticas.

Este documento es traduccin del reglamento DKD-R 7-1, el OAA es responsable por esta traduccin.

El presente documento se distribuye como copia no controlada. Debe confirmarse su vigencia antes de hacer uso de esta versin, por si ha sido modificada.

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CONTENIDO CALIBRACIN DE BALANZAS ELECTRNICAS NO AUTOMTICAS.................1 1. OBJETIVO...........................................................................................................4 2. ALCANCE............................................................................................................4 3. DOCUMENTACIN DE REFERENCIA...............................................................4 4. DEFINICIONES ...................................................................................................4 5. RESPONSABILIDADES......................................................................................6 6. DESCRIPCIN....................................................................................................6

6.1 PARTE GENERAL.........................................................................................6 6.1.1 Objeto del lineamiento.............................................................................6 6.1.2 Beneficios para el usuario .......................................................................7 6.1.3 Patrones ..................................................................................................7 6.1.4 Condiciones ambientales, Calibrabilidad.................................................8 6.1.5 Estimacin de la incertidumbre................................................................8 6.1.6 Condiciones ambientales, Calibrabilidad...............................................13

6.2 BALANZAS MONO-MULTIRANGO CON NMERO DE DIVISIONES n 1.000.000 Y VALOR DE DIVISIN d > 0,01 mg............................................13

6.2.1 Campo de aplicacin .............................................................................13 6.2.2 Procedimiento de calibracin.................................................................13 6.2.2.1 Carga previa .......................................................................................13 6.2.2.2 Repetibilidad......................................................................................13 6.2.2.3 Error de redondeo ..............................................................................14 6.2.2.4 Carga descentrada .............................................................................14 6.2.2.5 Desvo por ajuste cerca de Max .........................................................16 6.2.2.6 Exactitud.............................................................................................16 6.2.2.7 Influencia de la fluctuacin de temperatura en el lugar de montaje....17 6.2.2.8 Influencia de las pesas de calibracin ................................................18 6.2.2.9 Corrientes de aire, vibraciones, inclinacin de la superficie de apoyo 18 6.2.2.10 Incertidumbre....................................................................................19 6.2.2.11 Ejemplos...........................................................................................19

6.3 BALANZAS MULTIDIVISIN.......................................................................25 BALANZAS MONO-MULTIRANGO CON NMERO DE DIVISIONES n >1.000.000......................................................................................................25 BALANZAS MONO-MULTIRANGO CON VALOR DE DIVISIN d > 0,01 mg...25

6.3.1 Campo de aplicacin .............................................................................25 6.3.2 Procedimiento de calibracin.................................................................25 6.3.2.1 Carga previa .......................................................................................25 6.3.2.2 Repetibilidad.......................................................................................25 6.3.2.3 Error de redondeo ..............................................................................26 6.3.2.4 Carga descentrada .............................................................................26

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6.3.2.5 Desvo por ajuste cerca de Max .........................................................28 6.3.2.6 Exactitud.............................................................................................28 6.3.2.7 Influencia de la fluctuacin de temperatura en el lugar de montaje....30 6.3.2.8 Influencia de las pesas de calibracin ................................................30 6.3.2.9 Incertidumbre de medicin .................................................................31 6.3.2.10 Ejemplos...........................................................................................32

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1. OBJETIVO Describir orientaciones tcnicas para la calibracin de balanzas electrnicas no automticas. 2. ALCANCE

Se aplica a los laboratorios de calibracin y ensayo 3. DOCUMENTACIN DE REFERENCIA Lineamientos DKD-R 7-1 Parte 1 Parte General Lineamientos DKD-R 7-1 Parte 2 Balanzas mono-multirango Lineamientos DKD-R 7-1 Parte 3 Balanzas multidivisin 4. DEFINICIONES a) Definiciones

Balanzas mono-rango: Balanzas con valor de divisin d constante en todo el rango de medicin Balanzas multi-rango: Balanzas con dos o tres rangos de pesaje con distintas cargas mximas y valores de divisin, pero con slo un receptor de carga, donde cada rango se extiende desde cero hasta su correspondiente carga mxima. Balanzas multidivisin: Balanzas con un rango de pesaje, dividido en partes del rango de pesaje cada uno con distintos valores de divisin di Los distintos valores de divisin di cambian automticamente dependiendo de la carga aplicada, tanto sea esta ascendente o descendente. Carga mxima Max: En general la capacidad mxima de la balanza, pero en casos especiales la carga mxima en la utilizacin. Valor de pesaje W: Valor medido, indicado a partir del valor de cero o tara por el indicador o entregado por la impresora. Nmero de divisiones: Cociente entre la carga mxima de cada (parte de) rango de pesaje y el correspondiente valor de divisin Maxi /di. En lo referente a este lineamiento es decisivo el rango con mayor nmero de divisiones. Otras definiciones ver DIN 8120, OIML R 76, OIML R 111

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b) Abreviaturas

A, Ai Desvos a, ai Desvos relativos d Valor de divisin dl Menor valor de divisin para balanzas multi-rango y multidivisin di Valor de divisin de cada parte de rango de pesaje en las balanzas multi-rango y multidivisin dMax Mayor valor de divisin para balanzas multi-rango y multidivisin i Error mximo tolerado de la pesa empleada T = Tmax - Tmin = Amplitud del rango de temperatura i subndice de la medicin individual de una serie de mediciones I Valor indicado K factor de cobertura para la incertidumbre de medicin, en DKD vale k=2 L Carga aplicada sobre el receptor mN Valor convencional de las pesas patrones n Nmero de repeticiones Max Capacidad mxima de la balanza, en casos especiales la carga mxima en la utilizacin Maxl Carga mxima de la parte del rango de la balanza con menor valor de divisin para balanzas multi-rango y multidivisin Maxi Carga mxima de cada una de las partes del rango de la balanza para balanzas multi-rango y multidivisin P, Pi Carga de prueba, general P0 Carga de prueba para el valor caracterstico s Desviacin standard de una serie de mediciones T, Ti Tara, general TK Influencia de la temperatura en la pendiente media caracterstica en ppm/K u Incertidumbre standard U Incertidumbre del valor de pesaje (valor neto)

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U0 Incertidumbre para mw = 0 U1 Incertidumbre para Maxi con el valor de divisin di para balanzas multidivisin U2 Incertidumbre para Maxl con el valor de divisin d2 para balanzas multidivisin Umax Incertidumbre para mw = Max Va Variancia de los desvos de linealidad Ve Variancia del desvo para carga excntrica Vk Variancia del valor convencional de la carga de calibracin Vr Variancia de la influencia del redondeo de cada valor de divisin VT Variancia de la influencia de la temperatura sobre la curva caracterstica Vw Cuadrado de la desviacin standard W Valor de pesaje para la carga aplicada W0 Valor de pesaje para la carga de prueba P0

5. RESPONSABILIDADES No aplicable. 6. DESCRIPCIN

6.1 PARTE GENERAL 6.1.1 Objeto del lineamiento Campo de aplicacin o validez Este lineamiento es de aplicacin para la calibracin de balanzas electrnicas no automticas. No aplica para la verificacin en sentido metrolgico legal, prescripta para determinados casos por la autoridad de aplicacin. Las calibraciones segn este lineamiento se limitan slo a valores de pesaje para cargas crecientes. Resultara adecuado alcanzar una posible armonizacin con recomendaciones internacionales R 76 / EN 45501 (Aspectos metrolgicos de balanzas no automticas). Las balanzas electrnicas no automticas se presentan en distintas formas constructivas y con distintos nmero de divisiones. Por esto se divide este lineamiento en una parte general (parte 1) y en otras en las que se describe el

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procedimiento de calibracin para las distintas formas constructivas o tipos. Actualmente estas son: 6.2 Balanzas mono-multirango con nmero de divisiones n 1.000.000 y valor de divisin d > 0,01 mg 6.3 Balanzas multidivisin Balanzas mono-multirango con nmero de divisiones n > 1.000.000 Balanzas mono-multirango con valor de divisin d 0,01 mg 6.1.2 Beneficios para el usuario Este lineamiento est orientado a satisfacer las exigencias / requerimientos del usuario respecto de la declaracin sobre la exactitud de los resultados de pesaje. Las exigencias a satisfacer son: Trazabilidad a un patrn nacional. Expresin de incertidumbre de medicin para el resultado indicado (pesaje neto) sin correccin de desvos sistemticos, nivel de confianza 95% de acuerdo al lineamiento DKD-3 y EA-4/02 (k=2). Consideracin de las condiciones ambientales en el lugar de utilizacin de la balanza. 6.1.3 Patrones Como patrones se emplearn exclusivamente pesas que cumplan con las especificaciones de la recomendacin internacional OIML R 111. Sus errores mximos tolerados, desvos e incertidumbres deben considerarse en tanto sean relevantes. Debe asegurarse la trazabilidad de esos patrones a un patrn nacional. Durante la calibracin el calibrador debe asegurarse que las pesas empleadas se estabilizaron adecuadamente a la temperatura de la balanza. Los desvos en los resultados producidos por la conveccin no deben ser mayores a 0,1 U*, para lo cual sirven de tiempos de aclimatacin como mnimo los valores indicados en la tabla. Siendo T = Diferencia inicial de temperatura entre la pesa y la balanza U* = Incertidumbre relativa de medicin ms pequea que el laboratorio desea asegurar (expresar) Para exigencias menores en la incertidumbre relativa de medicin los tiempos de aclimatacin son menores a 30 minutos.

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Expresado en h (horas)

| /K 20 10 5 U*/ppm 1 2 5 10 20 1 2 5 10 1 2 5

Pesa Kg. 10 Kg. 16:30 12:45 8:00 4:15 0:40 12:45 9:00 4:15 0:40 9:00 5:30 0:40

5 Kg. 12:15 9:45 6:15 3:45 1:20 9:45 7:15 3:45 1:20 7:15 4:45 1:20

2 Kg. 8:00 6:30 4:30 3:00 1:30 6:30 5:00 3:00 1:30 5:00 3:30 1:30

1 Kg. 6:00 4:45 3:30 2:30 1:20 4:45 3:45 2:30 1:20 3:45 2:45 1:20

500 Kg. 4:00 3:30 2:30 1:50 1:10 3:30 2:45 1:50 1:10 2:45 2:00 1:10

200 Kg. 2:30 2:10 1:40 1:15 0:50 2:10 1:45 1:15 0:50 1:45 1:20 0:50

100 Kg. 1:45 1:30 1:10 0:50 0:40 1:30 1:15 0:50 0:40 1:15 1:00 0:40

50 Kg. 1:10 1:00 0:45 0:40 0:30 1:00 0:45 0:40 0:30 0:50 0:40 0:30

20 Kg. 0:45 0:40 0:30 0:20 0:20 0:40 0:30 0:20 0:20 0:30 0:30 0:20

6.1.4 Condiciones ambientales, Calibrabilidad Las condiciones ambientales (corrientes de aire, vibraciones, estabilidad del apoyo de la balanza a calibrar) deben ser las adecuadas. Especialmente, no debe existir la posibilidad de que el funcionamiento se vea afectado a causa de suciedad o deterioro del equipo. Los valores de pesaje deben ser entregados inobjetablemente. La indicacin, de estar disponible, debe ser inobjetablemente legible. Debe exhortarse al usuario de la balanza a preocuparse por asegurar que durante la calibracin se mantengan las condiciones de uso habituales. De all el efecto de las magnitudes de influencia (movimiento del aire, vibraciones, inclinacin del lugar de apoyo) estar incluido en los valores de medicin, ingresando directamente a la incertidumbre de medicin determinada. 6.1.5 Estimacin de la incertidumbre La indicacin de la balanza I para una carga aplicada L es, no obstante la aparicin de desvos, el valor de pesaje W de la carga. Los desvos, normalmente pequeos, se deben a las siguientes causas

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desvo relativo de ajuste de la curva caracterstica:

a = I (Max) mN (Max)

mN (Max)

Error de linealidad de la curva caracterstica:I (L) = I (L) a L Influencia de la temperatura en la curva caracterstica: TK = a/T

Influencia en el resultado del punto de aplicacin de la carga

Influencia del redondeo del valor de divisin d, para I(L=0) y para I(L)

Falencias de repetibilidad para aplicaciones repetitivas de la misma carga L (se estimarn independientemente de L) La ecuacin (1) describe la relacin matemtica entre el valor de pesaje W de la carga aplicada L y la indicacin de la balanza I

I = W (1+ a) (1 + TTK) (1 + E / Max) + I (L) + dig,0 + dig,1 + rep,1

(1) E: Diferencia entre indicaciones para carga centrada y descentrada; rep,I Componente aleatoria debida a una repetibilidad no ideal; dig = dig,0 + dig,I Componente por redondeo, vale |dig,0| d/2 y |dig,I| d/2.

Distribuyendo en la ecuacin (1) y eliminando trminos despreciables de segundo orden resulta:

I = W x (1+ a T x TKc+ E / Max) + I (L) + dig + rep2I

(2) Las magnitudes I(L) , E , dig y rep,I tienen el valor esperado cero con las variancias va, ve, vr y vw. Durante la calibracin, los patrones (pesas) se aplican bajo condiciones establecidas y se determinan las correspondientes indicaciones. Primero se determina la desviacin standard s de la indicacin para n 6 cargas repetidas con el mismo punto de aplicacin. De all se obtiene la variancia de la repetibilidad para los valores de indicacin individuales.

Vw = s2

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(3)

La variancia del error de redondeo vale para cada valor indicado I con el valor de divisin d(I)

v = 1 d2 (I) 12

(4) La variancia de la influencia de redondeo para I 0 se obtiene con

v1 = 1 ( d2 (I=0) + d2 (I=L)) 12

(5) La influencia de la carga excntrica se determina con una determinada carga de prueba P la que inicialmente se coloca centrada en la plataforma y luego en cuatro posiciones descentradas. Para la diferencia de indicacin con cargas descentradas respecto de cargas centradas se considera la incertidumbre ______

UE = s2 + vr (6)

El error de ajuste y la no-linealidad de la curva caracterstica se determinan con distintas cargas de prueba Pi que se aplican con y sin tarado de precarga (exactitud de medicin). Los valores indicados I consideran la incertidumbre _____________ UI = s2 + vr + vk P2I

(7) Donde vK es el cuadrado de la incertidumbre relativa de calibracin del patrn considerado. Las incertidumbres de medicin vinculadas a los valores individuales resultantes en la calibracin valen UE = 2 uE UI = 2 uI

(8) y (9)

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En las condiciones de calibracin, la incertidumbre de calibracin ul puede equipararse a la incertidumbre uW del valor de pesaje correspondiente a la indicacin. ___________ Uw uI = s2 + vr + vk I 2

(10) En condiciones normales de utilizacin de la balanza, se atribuyen a los valores de pesaje (correspondientes a indicaciones I dadas) una incertidumbre que adicionalmente a la incertidumbre de calibracin UI incluya las influencias de la no-linealidad, el error de ajuste, la carga excntrica y la temperatura ambiente. La influencia de la no-linealidad y del error de ajuste se determinan a partir de los valores de medicin de la prueba de exactitud (linealidad). Los desvos relativos ai se calculan a partir de los desvos A i = I i - P i , su valor promedio es el valor aproximado del desvo de ajuste a. n

a = 1 . a1 n + 1 i=0

(11) La variancia va de las ai se calcula con la desviacin standard sa segn

(12) De los resultados con carga excntrica se estima la variancia ve a continuacin. E = valor absoluto de la mayor diferencia de indicacin con carga descentrada respecto de carga centrada. El valor de referencia normalizado se da con la carga

Pn= Max 3

y asume el valor

E1 = E . Max 3 P

(13) La variancia ve se obtiene de

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(14)

La influencia por temperatura se estima a partir del ancho del intervalo de temperatura T, dado como condicin de uso de la balanza prevista por el fabricante o como condicin esperable en el lugar de emplazamiento, y las especificaciones del fabricante sobre sensibilidad a la temperatura de la balanza. La variancia vT de la influencia por temperatura se calcula con

(15)

La incertidumbre de medicin expandida se calcula mediante

(16)

Esta ecuacin puede aproximarse mediante una funcin lineal que se determina por los valores de incertidumbre de medicin para platillo descargado y para carga mxima . La aproximacin puede tambin establecerse por segmentos.

(17) (18) y (19)

Para redondeo de los valores de incertidumbre debe observarse DKD-3, prrafo 6.3. El valor de U0 y los valores calculados de U no deben darse con mayor precisin que 0,1 d (di). Si a fines prcticos se redondea el valor de incertidumbre de medicin a valores enteros del valor de divisin de la balanza, se permite solamente el redondeo

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hacia arriba. Para un redondeo hacia abajo, el nivel de confianza de aprox. 95 % no puede garantizarse. El certificado de calibracin debe incluir la correspondiente advertencia.

6.1.6 Condiciones ambientales, Calibrabilidad Los valores de medicin deben registrarse adecuadamente. El certificado de calibracin debe realizarse de acuerdo a las prescripciones del DKD.

6.2 BALANZAS MONO-MULTIRANGO CON NMERO DE DIVISIONES n1.000.000 Y VALOR DE DIVISIN d > 0,01 mg

6.2.1 Campo de aplicacin Las balanzas electrnicas no automticas se presentan en distintas formas constructivas y con distintas resoluciones / nmero de divisiones. Por esto se divide este lineamiento en una parte general (6.1) y en otras en las que se describe detalladamente el procedimiento de calibracin para las distintas formas constructivas. Este lineamiento es de aplicacin para la calibracin de balanzas electrnicas monomultirango con nmero de divisiones n 1.000.000 en la parte del rango de pesaje con mayor nmero de divisiones. El valor de divisin debe ser d > 0,01 mg 6.2.2 Procedimiento de calibracin 6.2.2.1 Carga previa Previo al inicio de la calibracin puede cargarse la balanza una vez con aprox.0,8 Max o ms. El certificado de calibracin debe en ese caso contener la correspondiente observacin.

6.2.2.2 Repetibilidad Se llevarn a cabo como mnimo 6 mediciones, para cargas de prueba 100 kg como mnimo 3 mediciones. Previo a cada medicin debe ponerse en cero la balanza. La carga se aplicar centrada. a) Para la carga de prueba P vale:

0,1 Max P Max Preferentemente debe utilizarse una carga de prueba en una sola pieza. Para balanzas multirango vale:

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0,7 Max1 P Max1

b) Valorizacin La desviacin standard s a partir de los valores de pesaje Wi se calcula como

(1) con

(2)

La variancia de la repetibilidad se calcula

(3)

6.2.2.3 Error de redondeo La varianza del error de redondeo vale en balanzas multi-rango para la indicacin mw con los distintos valores de divisin di

(4) En balanzas mono-rango, la variancia del error de redondeo vale

(5) 6.2.2.4 Carga descentrada Las cargas de prueba se aplican en las posiciones dadas. Las posiciones sealan el punto de aplicacin para cada medicin.

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1. Medicin en el centro 2. Medicin en el centro izquierda adelante 3. Medicin en el centro izquierda atrs 4. Medicin en el centro derecha adelante 5. Medicin en el centro derecha atrs

Estando la carga de prueba aplicada, luego de la medicin 1. puede tararse. a) Para la carga de prueba P vale:

0,3 Max P Max Preferentemente debe usarse una carga de prueba en una pieza. b) Valoracin E = valor absoluto de la mayor diferencia de indicacin con carga descentrada respecto de carga centrada. El valor de referencia normalizado se da con la carga

y asume el valor


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(7) 6.2.2.5 Desvo por ajuste cerca de Max En caso de que un punto fijo de la curva de la balanza sea ajustado regularmente por el usuario empleando un determinado patrn, este ajuste ser eventualmente desarrollado antes de la calibracin, slo a peticin del usuario de la balanza. El certificado de calibracin debe llevar la correspondiente observacin. A continuacin se descarga el paltillo y se pone en cero. Se coloca la carga centrada. Las balanzas multi-rango se calibran en los rangos deseados. a) Para la carga de prueba P0 vale:

0,8 Max P0 Max (rango) b) Valoracin Se calcula el desvo A0 del valor de pesaje W0 y el valor de la pesa P0. Este ingresa al clculo de la variancia va , prrafo 5.6.2 .

(8) Se puede considerar el valor de la pesa como el valor nominal o el real de la pesa (el valor convencional de pesaje, slo para pesas clase E2), en el prrafo 5.8 se valoriza la influencia en la incertidumbre de medicin. 6.2.2.6 Exactitud Balanzas mono-rango se calibrarn de acuerdo a este procedimiento. Balanzas multi-rango, en los rangos que se desee calibrar como balanzas mono-rango. Se desarrollarn como mnimo 5 mediciones. Para Maxi antes de cada medicin debe ponerse en cero o dado el caso tararse. Las cargas de prueba deben aplicarse centradas; las de tara, de ser necesario, descentradas.

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a) Para las cargas de prueba Pi y las taras Ti vale: Medicin i Carga de Tara Ti Carga de Prueba Pi

1 0 P1 2 0 P2 3 0 P3 4 T1 P1 5 T1 P2

Con P1 = 0,2...0,28 Max (rango) P2 = 0,4....0,6 Max (rango) P3 = 0,6....0,8 Max (rango) T1 = 0,25...0,5 Max (rango) T1 +P Max

Todas las cargas de prueba deben diferir como mnimo en 0,2 Max entre s La secuencia dada debe cumplirse incondicionalmente! b) Valoracin

Se calculan los desvos relativos ai de los desvos A i = W i P i

(9) A0, P0 de la calibracin del desvo de ajuste prrafo 5.5. El desvo medio relativo es

(10) La variancia va de los ai se calcula de la desviacin standard sa

(11) 6.2.2.7 Influencia de la fluctuacin de temperatura en el lugar de montaje

T = Tmax - Tmin = ancho del intervalo de temperatura, dado como condicin de uso de la balanza prevista por el fabricante o como condicin esperable en el lugar de emplazamiento. T puede minimizarse mediante la previsin de ajustes rutinarios. TK = sensibilidad a la temperatura en la pendiente media de la curva caracterstica en ppm/K (estimacin o especificaciones del fabricante) La varianza vT de la influencia por temperatura se calcula con

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(12) 6.2.2.8 Influencia de las pesas de calibracin Las pesas deben aclimatarse adecuadamente, ver parte 1 de este lineamiento, prrafo 6.3. Para la determinacin de la incertidumbre se considerarn slo las pesas para el desvo de ajuste cerca de Max, prrafo 5.5. Para el clculo del desvo A0 pueden considerarse tanto el valor nominal o el real (valor convencional de pesaje). a) Las pesas de calibracin se consideran segn su valor nominal

(13) P0 = suma de los valores nominales de las pesas aplicadas mi. La variancia vK de la incertidumbre de las pesas de calibracin se estimar a partir de los errores mximos tolerados i de las pesas empleadas mi

(14) b) Las pesas de calibracin se consideran segn su valor real (slo permitido para el empleo de pesas calidad E2)

(15) m = Suma de los desvos de todas las pesas aplicadas de acuerdo a lo expresado en sus correspondientes certificados de calibracin. La incertidumbre U de las pesas y el factor de cobertura k se extraen del certificado de calibracin. La varianza vK de la incertidumbre de las pesas de calibracin P0 se calcula a partir de

(16) El posible error por empuje del aire debe considerarse apropiadamente. 6.2.2.9 Corrientes de aire, vibraciones, inclinacin de la superficie de apoyo ver parte 1 de este lineamiento, prrafo 4

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6.2.2.10 Incertidumbre Se combina la incertidumbre de medicin a partir de sus componentes aleatorias y sistemticas. La influencia de la repetibilidad y del error de redondeo se toma independientemente de la carga, todas las dems componentes son proporcionales a los valores de pesaje mw.

(17) La frmula se aplica para separadamente cada rango en balanzas multi-rango. La frmula puede aproximarse mediante una funcin lineal, que se determina entre los valores de incertidumbre para platillo descargado y para carga mxima.

(18)

(19)

(20) Los redondeos de los valores de incertidumbre sern segn parte 1, prrafo c5.4. 6.2.2.11 Ejemplos A. Balanzas monorango a) Los datos caractersticos de la balanza son

Max = 3200 g d = 1 g b) Repetibilidad Se elige como carga de prueba P = 1000 g . Como indicaciones resultan

1000 g 1000 g 1000 g 1001 g 1000 g 1000 g De all se obtienen s = 0,4 g vw = 0,17 g2

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c) Error de redondeo Se obtiene la variancia del error de redondeo vr = 0,17 g2

d) Carga excntrica Como carga de prueba se elige P = 1000 g . Como indicaciones resultan

1. 1000 g de tara 0 g 2. 0 g 3. 1 g 4. -2 g 5. -1 g de all se obtiene

E = -2 g ve = 14,810-8

e) Desvo de ajuste cerca de Max Desvo de ajuste cerca de Max Como carga de prueba se elige P0 = 3000 g . Como indicacin resulta W0 = 3001 g Con lo que resulta A0 = 1 g

f) Exactitud Las cargas de prueba Pi , taras Ti y valores de indicacin W i se eligen o dado el caso determinan segn el siguiente cuadro:

Medicin i Tara Ti Carga de prueba de Pi Indicacin Wi

1 0 g 700 g 700 g 2 0 g 1500 g 1500 g 3 0 g 2200 g 2201 g 4 1000 g 700 g 700 g 5 1000 g 1500 g 1501 g

Como desvo medio relativo y variancia se obtienen a = 2,410-4

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va = 8,210-8

g) Influencia de las fluctuaciones de temperatura en el lugar de montaje La balanza se ubica en un espacio de trabajo con fluctuaciones de temperatura T = 10 K. Se le realiza mantenimiento y ajuste una vez al ao. La prescripcin del fabricante para TK es 10 ppm/K. Con lo que se obtiene

vT = 0,0810-8

h) Influencia de las pesas de calibracin La carga se constituye con dos pesas de valor nominal 2000 g y 1000 g clase F2 . De estas se toman sus valores nominales. Los respectivos errores mximos tolerados son 0,030 g y 0,015 g. De lo que resulta una variancia vK de la incertidumbre de las pesas de calibracin de vK = 0,610-10

i) Incertidumbre de medicin

B. Balanzas multi-rango a) Los datos caractersticos de la balanza son Max1 = 600 g d1 = 0,01 g Max = Max2 = 6200 g d2 = 0,1g b) Repetibilidad Se elige como carga de prueba P = 500 g . Como indicaciones resultan 500,00 g 500,01 g 500,01 g 500,01 g 500,02 g 500,01 g

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De all se obtienen

s = 0,006 g vw = 0,00004 g2

c) Error de redondeo

En el rango hasta Max1 = 600 g Se obtiene la variancia de lo error de redondeo

vr = 0,000017 g2

En el rango hasta Max = 6200 g Se obtiene la variancia de lo error de redondeo

vr = 0,0017 g2

d) Carga excntrica Como carga de prueba se elige P = 2000 g . Como indicaciones resultan 1. 2000 g de tara 0,0 g 2 0,1 g 3. 0,0 g 4. -0,1 g 5. 0,0 g De all se obtienen

E = 0,1 g ve = 0,9310-10

e) Desvo de ajuste cerca de Max

En el rango hasta Max1 = 600 g Como carga de prueba se elige P0 = 600 g . Como indicacin resulta

W0 = 600,01 g Con lo que resulta

A0 = 0,01 g En el rango hasta Max = 6200 g

Como carga de prueba se elige P0 = 600 g . Como indicacin resulta W0 = 600,01 g

Con lo que resulta A0 = 0,01 g

f) Exactitud

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En el rango hasta Max1 = 600 g

Las cargas de prueba Pi , taras Ti y valores de indicacin Wi se eligen o dado el caso determinan segn el siguiente cuadro:

Medicin i Tara TI Carga de prueba Pi Indicacin Wi

1 0 g 150 g 150.00 g 2 0 g 300 g 300.00 g 3 0 g 450 g 450.01 g 4 200 g 150 g 150.00 g 5 200 g 300 g 300.01 g

Como desvo medio relativo y como variancia se obtienen a = 2,310-5 va = 6,2210-10

En el rango hasta Max = 6200 g Las cargas de prueba Pi , Taras Ti y valores de indicacin Wi se eligen o dado el caso determinan segn el siguiente cuadro:

Medicin i Tara TI Carga de prueba Pi Indicacin Wi

1 0 g 1500 g 1500.0 g 2 0 g 3000 g 3000.0 g 3 0 g 4500 g 4500.0 g 4 2000 g 1500 g 1500.0 g 5 2000 g 3000 g 2999.9 g

Como desvo medio relativo y como variancia se obtienen a = -0,8310-5 va = 1,9410-10

g) Influencia de las fluctuaciones de temperatura en el lugar de montaje La balanza se ubica en un espacio de trabajo con fluctuaciones de temperatura T = 5 K.

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Se le realiza mantenimiento y ajuste una vez al ao. La prescripcin del fabricante para TK es 4 ppm/K. Con lo que se obtiene

vT = 0,3310-10 h) Influencia de las pesas de calibracin

En el rango hasta Max1 = 600 g La carga se constituye con dos pesas de valor nominal 500 g y 100 g clase F1. De estas se toman sus valores nominales. Los respectivos errores mximos tolerados son 0,0025 g y 0,0005 g. De lo que resulta una variancia vK de la incertidumbre de la pesa de calibracin de

vk = 0,06x10-10

En el rango hasta Max = 6200 g

La carga se constituye con dos pesas de valor nominal 5000 g y 1000 g clase F1. De estas se toman sus valores nominales. Los respectivos errores mximos tolerados son 0,025 g y 0,005 g. De lo que resulta una variancia vK de la incertidumbre de la pesa de calibracin de

vK = 0,0610-10 i) Incertidumbre de medicin

Rango de pesaje Max1 = 600 g

Rango de pesaje Max = 6200 g

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6.3 BALANZAS MULTIDIVISIN BALANZAS MONO-MULTIRANGO CON NMERO DE DIVISIONES

n >1.000.000 BALANZAS MONO-MULTIRANGO CON VALOR DE DIVISIN d > 0,01 mg

6.3.1 Campo de aplicacin Las balanzas electrnicas no automticas se presentan en distintas formas constructivas y con distintas resoluciones / nmero de divisiones. Por esto se divide este lineamiento en una parte general (parte 1) y en otras en las que se describe detalladamente el procedimiento de calibracin para las distintas formas constructivas Este lineamiento es de aplicacin para la calibracin de balanzas electrnicas multidivisin no automticas, balanzas mono-multirango con nmero de divisiones n > 1.000.000 en la parte del rango de pesaje con mayor nmero de divisiones, o de balanzas mono-multirango con valor de divisin d 0,01 mg . 6.3.2 Procedimiento de calibracin 6.3.2.1 Carga previa Previo al inicio de la calibracin puede cargarse la balanza una vez con aprox.0,8 Max o ms. El certificado de calibracin debe en ese caso contener la correspondiente observacin.

6.3.2.2 Repetibilidad

Se llevarn a cavo como mnimo 6 mediciones, para cargas de prueba 100 kg como mnimo 3 mediciones. Previo a medicin debe ponerse en cero la balanza. La carga se aplicar centrada. a) Para la carga de prueba P vale:

0,1 Max P Max para balanzas monorango

0,7 Max1 P Max1 para balanzas multirango y multidivisin

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Preferentemente debe utilizarse una carga de prueba en una sola pieza. b) Valorizacin La desviacin standard s a partir de los valores de pesaje Wi se calcula como

(1) con

(2) La variancia de la repetibilidad se calcula

(3) 6.3.2.3 Error de redondeo La variancia del error de redondeo vale en balanzas multi-divisin para la indicacin W con los distintos valores de divisin di

(4) La variancia del error de redondeo vale en balanzas multi-rango para la indicacin mw con los distintos valores de divisin di

(5) En balanzas mono-rango, la variancia del error de redondeo vale

(6) 6.3.2.4 Carga descentrada Las cargas de prueba se aplican en las posiciones dadas. Las posiciones sealan el punto de aplicacin para cada medicin.

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1. Medicin en el centro 2. Medicin en el centro izquierda adelante 3. Medicin en el centro izquierda atrs 4. Medicin en el centro derecha adelante 5. Medicin en el centro derecha atrs Estando la carga de prueba aplicada, luego de la medicin 1. puede tararse. Esto permite una determinacin ms precisa de la influencia de la carga excntrica. a) Para la carga de prueba P vale

0,3 Max P Max Preferentemente debe usarse una carga de prueba en una pieza. b) Valoracin E = valor absoluto de la mayor diferencia de indicacin con carga descentrada respecto de carga centrada. El valor de referencia normalizado se da con la carga

y asume el valor


(8)

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6.3.2.5 Desvo por ajuste cerca de Max En caso de que un punto fijo de la curva de la balanza sea ajustado regularmente por el usuario empleando un determinado patrn, este ajuste ser eventualmente desarrollado antes de la calibracin, slo a peticin del usuario de la balanza. El certificado de calibracin debe llevar la correspondiente observacin. A continuacin se descarga el paltillo y se pone en cero. Se coloca la carga centrada. Las balanzas multi-rango se calibran en los rangos deseados. a) Para la carga de prueba P0 vale:

0,8 Max P0 Max (rango) b) Valoracin Se calcula el desvo A0 del valor de pesaje mw0 y el valor de la pesa P0. Este ingresa al clculo de la variancia va , prrafo 5.6.2

(9) Se puede considerar el valor de la pesa como el valor nominal o el real de la pesa (el valor convencional de pesaje, slo para pesas clase E2), en el prrafo 5.8 se valoriza la influencia en la incertidumbre de medicin. 6.3.2.6 Exactitud Se desarrollarn como mnimo 5 mediciones, para balanzas multi-rango en cada rango a calibrar. Antes de cada medicin debe ponerse en cero o dado el caso tararse.

Para las balanzas con n > 1.000.000 o d 0,01 mg deben emplearse como cargas de prueba pesas clase E2, y para carga de tara como mnimo clase F1. Las cargas de prueba deben aplicarse centradas; las de tara, de ser necesario, descentradas. a) Para las cargas de prueba Pi y las taras Ti vale:

Medicin i Carga de Tara Ti

Carga de Prueba Pi

con

Balanzas multidivisin

Balanzas mono y multi-rango

1 0 P P 0,7 Max1

Max1 0,25 Max (rango)

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2 T1 P T1 0,25 Max 0,25 Max (rango)



5 T1 P T3+p Max Max (rango)

La secuencia dada debe cumplirse incondicionalmente! b) Valoracin 1) Balanzas mono y multi-rango Se calculan los desvos relativos ai de los desvos A i = W i - P i

(10) A0, P0 de la calibracin del desvo de ajuste prrafo 5.5. Se pueden considerar los valores de las pesas Pi como el valor nominal o el real de las pesas (el valor convencional de pesaje, slo para pesas clase E2), en el prrafo 5.8 se valoriza la influencia en la incertidumbre de medicin. El proceder debe ser uniforme para P y P0 . El desvo medio relativo es

(11) La variancia va de los ai se calcula de la desviacin standard sa

(12) Para cargas de prueba P < 100 g la incertidumbre de medicin relativa es mayor a la correspondiente a la carga de prueba P0 . Por lo que es tambin mayor la Incertidumbre del desvo medio a , a la del a0 . De all que se considere, para el clculo de la incertidumbre de medicin, el valor a0 para la componente sistemtica de la exactitud. 2) Balanzas multi-divisin

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Para valores de pesaje W Max1 (balanzas multi-divisin) vale:

El desvo medio a y la variancia va se calculan segn prrafo 5.6.2.1 . En tanto a0 se afecta con la mayor incertidumbre de los valores de divisin dmax , se lo adopta como desvo medio a.

Para valores de pesaje W > Max1 vale: Se adopta como desvo relativo medio el mayor, en valor absoluto, de los valores a y a0 . No se determina variancia . Se asume que no es mayor a va.

6.3.2.7 Influencia de la fluctuacin de temperatura en el lugar de montaje

T = Tmax - Tmin = ancho del intervalo de temperatura, dado como condicin de uso de la balanza prevista por el fabricante o como condicin esperable en el lugar de emplazamiento. T puede minimizarse mediante la previsin de ajustes rutinarios. TK = sensibilidad a la temperatura en la pendiente media de la curva caracterstica en ppm/K (estimacin o especificaciones del fabricante) La variancia vT de la influencia por temperatura se calcula con

(13) 6.3.2.8 Influencia de las pesas de calibracin Las cargas de prueba P0, prrafo 5.5, y P, prrafo 5.6, deben pertenecer a la misma clase de exactitud. Las pesas deben aclimatarse adecuadamente, ver parte 1 de este lineamiento, prrafo 6.3. Para la determinacin de la incertidumbre se considerarn slo las pesas de la carga de prueba P0, prrafo 5.5. Si se considera el valor nominal para las cargas de prueba P y P0 , se estimar la variancia vK de la incertidumbre de las pesas de calibracin para P0 a partir de los errores mximos tolerados i de las pesas empleadas mi

(14)

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Si se considera el valor convencional de pesaje para las cargas de prueba P y P0, se estimar la variancia vK de la incertidumbre de las pesas de calibracin para P0 a partir de las incertidumbres Ui (k = 2) de las pesas empleadas mi

(15) El posible error por empuje del aire debe considerarse apropiadamente. 6.3.2.9 Incertidumbre de medicin Se combina la incertidumbre de medicin a partir de sus componentes aleatorias y sistemticas. La influencia de la repetibilidad y del error de redondeo se toma independientemente de la carga, todas las dems componentes son proporcionales a los valores de pesaje mw. La variancia del error de redondeo depende del valor de divisin.

(16) La frmula se aplica para separadamente cada rango en balanzas multi-rango. Para balanzas multi-divisin se aplica la frmula separadamente para el rango de pesaje mw Max1 y para el rango de pesaje mw > Max1 . La frmula puede aproximarse mediante una funcin lineal. Los redondeos de los valores de incertidumbre sern segn parte 1, prrafo 5.4. a) Balanzas mono y multi-rango

(17)

(en el rango calibrar) (18)

(19) b) Balanzas multidivisin

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rango de pesaje W Max1

(20)

con (21)

(22) rango de pesaje W > Max1

con (24)

(25) El procedimiento presentado puede emplearse anlogamente para ms de dos rangos parciales de pesaje. Siendo que la estimacin de la varianza de exactitud para mw > 2 Max1 generalmente supera con holgura un nivel de confianza del 95 % la expresin por separado para cada rango parcial de pesaje no resulta imprescindible. 6.3.2.10 Ejemplos A. Balanzas multidivisin a) Los datos caractersticos de la balanza son Max1 = 260 g Max2 = 520 g Max3 = 1020 g

d1 = 0,01 g d2 = 0,02 g d3 = 0,05 g b) Repetibilidad Se elige como carga de prueba P = 200 g . Como indicaciones resultan 200,00 g 200,00 g 200,01 g 200,01 g 200,00 g 200,00 g De all se obtienen

s = 0,005 g vw = 0,000027 g2

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c) Error de redondeo Se obtiene la variancia de los errores de redondeo

vr = 0,000017 g2 vr = 0,000042 g2 vr = 0,000216 g2

para mw 260 g 260 g < mw 520 g mw > 520 g d) Carga excntrica Como carga de prueba se elige P = 500 g . Como indicaciones resultan 1. 500,00 g de tara 0,00 g 2. 0,02 g 3. 0,03 g 4. -0,01 g 5.-0,02g De all se obtienen E = 0,03 g ve = 1,3310-10

e) Desvo de ajuste cerca de Max Como carga de prueba se elige P0 = 1000 g . Como indicaciones resultan

mw0 = 1000,05 g Con lo que resulta

A0 = 0,05 g y a0 = 510-5

f) Exactitud Las cargas de prueba Pi , taras Ti y valores de indicacin mwi se eligen o dado el caso determinan segn el siguiente cuadro:

Medicin i Tara Ti Carga de prueba Pi Indicacin mwi

1 0 g 200 g 20000 g 2 250 g 200 g 200.00 g 3 500 g 200 g 200.01 g 4 750 g 200 g 200.01 g 5 250 g 200 g 200.01 g

Como desvo medio relativo y como variancia se obtienen a = 3,310-5

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va = 6,710-10

g) Influencia de las fluctuaciones de temperatura en el lugar de montaje La balanza se ubica en un espacio de trabajo con fluctuaciones de temperatura T = 10 K. Se le realiza mantenimiento y ajuste una vez al ao. La prescripcin del fabricante para TK es 2 ppm/K. Con lo que se obtiene

vT = 0,310-10 h) Influencia de las pesas de calibracin La carga de prueba P0 es una pesa de valor nominal 1000 g clase F2 . El error mximo tolerado es 0,015 g. De lo que resulta una variancia vK de la incertidumbre de la pesa de calibracin de vK = 0,610-10


Rango de pesaje Max 260 g

Rango de pesaje Max > 260 g

Rango de pesaje 260 g < mw 520 g

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B. Balanzas mono-rango a) Los datos caractersticos de la balanza son

Max = 210 g d = 0,1 mg b) Repetibilidad Se elige como carga de prueba P = 50 g . Como indicaciones resultan 50,0000 g 50,0000 g 50,0001 g 50,0001 g 50,0000 g 50,0001 g De all se obtienen

s = 0,05 mg vw = 0,003 mg2

c) Error de redondeo Se obtiene la variancia del error de redondeo

vr = 0,0017 mg2

d) Carga excntrica Como carga de prueba se elige P = 100 g . Como indicaciones resultan 1. 100,0000 g de tara 0,0000 g 2. 0,0002 g 3. 0,0001 g 4. -0,0001 g 5. 0,0000 g de all se obtiene

E = 0,2 mg ve = 0,1510-12

e) Desvo de ajuste cerca de Max

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Como carga de prueba se elige P0 = 200 g . Como indicaciones resultan

mw0 = 200,0002 g Se emple una pesa clase E2 con un valor convencional de pesaje de 200,00010 g. Con lo que resulta

A0 = 0,0002 g - 0,0001 g = 0,0001 g y a0 = 0,510-6

f) Exactitud Las cargas de prueba Pi , taras Ti y valores de indicacin mwi se eligen o dado el caso determinan segn el siguiente cuadro:

Medicin i Tara Ti Carga de prueba Pi Indicacin mwi 1 0 g 50 g 50.0001 g 2 50 g 50 g 50.0001 g 3 100 g 50 g 50.0000 g 4 150 g 50 g 49.9999 g 5 50 g 50 g 50.0001

Como variancia se obtiene va = 2,5810-12

g) Influencia de las fluctuaciones de temperatura en el lugar de montaje La balanza se ubica en un espacio de trabajo con fluctuaciones de temperatura T = 5 K. Cuenta con pesa de ajuste interna con la que se ajusta automticamente cuando el sensor incorporado de temperatura detecta un desvo de 2 K respecto de la temperatura del ltimo ajuste. Con lo cual resulta T = 2 K. La prescripcin del fabricante para TK es 1,5 ppm/K. Con lo que se obtiene

vT = 0,7510-12

h) Influencia de las pesas de calibracin

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La carga de prueba P0 es una pesa de valor nominal 200 g clase E2 . El error mximo tolerado es 0,3 mg. La incertidumbre de esta determinacin 0,1 mg. A causa de un posible error por empuje del aire se incrementa la varianza en un 50 % De lo que resulta una varianza vK de la incertidumbre de la pesa de calibracin de

vK = 0,110-12


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