PROCESO DE CALIBRACI�N
para
JUEGO DE MASAS (1mg a 50 Kg.),
CLASES F1, F2, M1, F, M2 Y 0
.1- CAMPO DE APLICACI�N
El presente PROCESO DE CALIBRACION es de aplicaci�n a los JUEGOS DE MASAS, PATRON DE TRABAJO, con valores nominales que van desde 1 mg a 50 Kg. y cuyas clases de precisi�n sean:
F1, F2, M1, F, M2 y 0 ( designaci�n OIML )
Tambi�n es aplicable a juegos de masas correspondientes a otras designaciones nacionales o internacionales con caracter�sticas metrol�gicas similares a las anteriores. Por ejemplo:
S1, P, Q y T ( designaci�n ANSI )
Estos elementos, corresponden a los n�meros SCI M-01.02 y SCI M-01.03 de la CLASIFICACI�N DE INSTRUMENTOS DE MASA Y FUERZA, del SISTEMA DE CALIBRACI�N INDUSTRIAL (SCI) del Ministerio de Industria, Comercio y Turismo (MICOT).
NOTA.- Ha de tenerse en cuenta que, por larga tradici�n, est� muy generalizado el empleo de la expresi�n "juego de pesas" como equivalente al "juego de masas". Aunque impropia, se tolera tal denominaci�n.
Para poder ser objeto de certificaci�n oficial , los juegos de masas, patrones de trabajo, deber�n contener los siguientes requisitos:
Su estuche debe llevar sobre su tapa el indicativo de su clase de precisi�n.
Deber� estar marcado de manera permanente el n�mero de identificaci�n del juego.
Las piezas deber�n ajustarse a las normas nacionales o internacionales aplicables al juego. (p.ej.-: OM, 28-6-1974; R.I. de OIML n�m. 2 y 20).
GENERALIDADES.
Calibrar un juego de masas consiste en realizar un conjunto de operaciones metrol�gicas, que tienen como fin asegurar que cada una de las masas que componen el juego se halla dentro de los l�mites de una determinada clase de precisi�n.
En la figura 1 se ofrece una tabla de clasificaci�n de juegos de masas, seg�n la recomendaci�n de la OIML, n� RI-20, as� como de la norma ANSI.
En esta tabla figuran los l�mites de la "m�xima desviaci�n permitida" (mdp) en cada masa patr�n con respecto de su valor nominal. Las clases E1 y E2 - que corresponden a patrones de control - caen fuera del alcance de este proceso de calibraci�n.
La masa que se obtiene en este proceso de calibraci�n de cada pieza mesurando no es la "masa verdadera" (o masa real, medida en el vac�o), sino su masa convencional.
Se llama masa convencional, masa aparente, o valor convencional pesado, al valor de masa que se determina en el mesurando bajo las "condiciones convencionales". Estas condiciones son:
Referencia a masas patr�n de masa volum�nica de 8000 kg. m-3, a una temperatura de 20 �C.
Efectuada la comparaci�n en el seno del aire cuya masa volum�nica sea de 1,2 kg.m-3.
Como en la pr�ctica metrol�gica no se dan estas condiciones, el valor pesado que se obtiene no es exactamente la " masa convencional". Esta se determina incorporando al " valor pesado" las correcciones pertinentes:
En la operaci�n de calibrado de un juego de masas han de considerarse dos casos:
- En los juegos cuyas piezas carecen de cavidad de ajuste, consiste en comprobar y certificar su clase de precisi�n.
- En los dem�s juegos de piezas con "cavidad de ajuste", se requiere, adem�s, si fuese necesario, el ajuste de sus piezas para que satisfagan los requisitos de su clase de precisi�n.
El calibrado de las masas se compone de los siguientes pasos:
Obtenci�n del valor pesado: Se logra mediante alguno de los procedimientos o m�todos de pesado. ( P�r. 3.1.1 a 3.1.8 ).
Introducci�n, si procede, de las debidas correcciones (par. 3.2), y determinaci�n de la masa convencional (par. 3.3).
Estimaci�n de la incertidumbre (par. 3.4).
CLASIFICACI�N DE JUEGOS DE PESAS |
||||||||||||
VALOR NOMINAL |
CLASES (SEG�N LA OILM) M�xima desviaci�n permitida (mdp) en6 mg |
CLASES (SEG�N LA N/ANSI) mdp , en6 mg |
||||||||||
E1 |
E2 |
F1 |
F2 |
M1 |
F |
M2 |
0 |
S-1 |
P |
Q |
T |
|
5000 kg 2000 kg 1000 kg 500 kg 200 kg 100 kg 50 kg 25 kg 20 kg 10 kg 5 kg 3 kg 2 kg 1 kg 500 g 300 g 200 g 100 g 50 g 30 g 20 g 10 g 5 g 3 g 2 g 1 g 500 mg 300 mg 200 mg 100 mg 50 mg 30 mg 20 mg 10 mg 5 mg 3 mg 2 mg 1 mg |
2500 1000 500 250 100 50 25 10 5 2,5 1,0 0,50 0,25 0,10 0,05 0,030 0,025 0,020 0,015 0,012 0,010 0,008 0,006 0,005 0,004 0,003 0,002 0,002 0,002 0,002 |
7500 3000 1500 750 300 150 75 30 15 7,5 3,0 1,5 0,75 0,30 0,15 0,10 0,080 0,060 0,050 0,040 0,030 0,025 0,020 0,015 0,012 0,010 0,008 0,006 0,006 0,006 |
25000 10000 5000 2500 1000 500 250 100 50 25 10 5 2,5 1,0 0,5 0,30 0,25 0,20 0,15 0,12 0,10 0,08 0,06 0,05 0,04 0,03 0,025 0,020 0,020 0,020 |
75000 30000 15000 7500 3000 1500 750 300 150 75 30 15 7,5 3,0 1,5 1,0 0,8 0,6 0,5 0,4 0,3 0,25 0,2 0,15 0,12 0,10 0,08 0,06 0,06 0,06 |
250000 100000 50000 25000 10000 5000 2500 1000 500 250 100 50 25 10 5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,2 1,0 0,8 0,6 0,5 0,4 0,3 0,25 0,20 0,20 0,20 |
5000 2000 1000 500 200 100 50 20 10 7 3 2 2 2 1 1 |
800000 320000 160000 80000 32000 16000 8000 3200 1600 800 400 200 100 50 30 30 20 20 10 5 5 |
2500000 1000000 500000 250000 100000 50000 25000 10000 5000 2500 1000 500 250 100 100 |
200 100 50 30 20 10 5 3 2 1 1 0,9 0,35 0,25 0,18 0,15 0,13 0,1 0,08 0,07 0,06 0,05 0,042 0,038 0,035 0,030 0,028 0,026 0,025 0,025 |
20000 10000 4000 2000 1000 500 400 200 100 60 40 20 10 6 4 2 1,2 0,9 0,7 0,5 0,36 0,3 0,26 0,2 0,16 0,14 0,12 0,1 0,085 0,075 0,07 0,06 0,055 0,052 0,05 0,05 |
50000 25000 10000 5000 2500 1200 1000 500 250 150 100 50 30 20 15 9 5,6 4 3 2 1,3 0,95 0,75 0,5 0,38 0,3 0,26 0,2 0,16 0,14 0,12 0,1 0,08 0,07 0,06 0,05 |
150000 75000 30000 15000 7500 4500 3800 2200 1400 1000 750 470 300 210 100 100 62 44 33 21 13 9,4 7 4,5 3 2,2 1,8 1.2 0,88 0,68 0,56 0.4 |
Fig. 1
Tabla de valores de masas
Los elementos b�sicos necesarios para efectuar la determinaci�n del valor de la masa convencional de cada mesurando son:
 | Masas patr�n de control. |
| Instrumentos de medici�n. |
Masas patr�n de control
Son piezas de las que se conoce su masa "masa aparente" dentro de una incertidumbre.
Es imprescindible que estos juegos de masas se hallen certificados con trazabilidad garantizada.
Por motivos de una mayor fiabilidad metrol�gica, las masas patr�n que se empleen como referencia en la calibraci�n deben ser preferentemente macizas, es decir, sin cavidad de ajuste.
Asimismo, la masa volum�nica de cada pieza patr�n debe ser tal que una desviaci�n de la masa volum�nica del aire de 6 10% del valor de 1,2 kg.m-3 causar�a como m�ximo una desviaci�n en la determinaci�n de la masa de � mdp. Por este motivo, los materiales usados en las masas patr�n suelen ser de masas volum�nicas pr�ximas a la standard; ello hace que, normalmente, no suela ser necesario introducir correcciones por empuje del aire.
Es requisito necesario que la incertidumbre, up de la masa empleada como patr�n sea igual o menor que 1/3 de la " m�xima desviaci�n permitida", mdp, del mesurando:
up [ 1/3. mdp
Ejemplo: Un mesurando de 2 kg, clase F2, debe tener, seg�n la figura 1, una mdp = 6 30 mg. Su calibraci�n requiere que se emplee una masa patr�n de 2 kg, de up = 1/3 mdp = 6 10 mg; por lo tanto , de clase F1.
Las masa patr�n han de manejarse con sumo cuidado: las de tama�o peque�o se asir�n mediante pinzas con extremos de cubierta blanda o de pl�stico; las medianas, empleando guante de algod�n; las mayores, con ayuda de horquillas de madera. Han de permanecer dentro del laboratorio de calibraci�n a temperatura controlada.
Instrumentos de medici�n.
B�sicamente son las balanzas de laboratorio. Estas pueden ser de varios tipos: de brazos iguales, monoplato , o comparador.
El laboratorio de calibraci�n de masas debe disponer de un conjunto de estos instrumentos de manera que con �l se pueda cubrir la calibraci�n de los mesurandos de el campos que abarca desde 1 mg hasta 50 kg. Con el fin de eliminar discontinuidades de calibraci�n, o " lagunas metrol�gicas" indeseables, se requiere que el alcance m�ximo del campo de medida de una balanza solape ampliamente la pesada m�nima de la balanza que cubra el intervalo del rango siguiente.
Las balanzas han de estar debidamente calibradas; esto es, han de tener certificados, al menos, los par�metros metrol�gicos esenciales: sensibilidad; valor de escal�n (en balanzas monoplato); y la variabilidad.
Para la calibraci�n de un mesurando ha de utilizarse la balanza cuyo campo de medida y caracter�sticas metrol�gicas sean las adecuadas. Su variabilidad a de ser menor o igual a 1/ 4 de la desviaci�n m�xima permitida ( dmp ) correspondiente a la clase de precisi�n del mesurando.
El manejo de estos instrumentos de laboratorio metrol�gico ha de efectuarse siguiendo rigurosamente las indicaciones que figuran en el correspondientes manual de fabricante. De modo especial han de tenerse en cuenta las normas relativas al nivelado, colocaci�n de piezas en los platillos, manejos del dispositivo de bloqueo, ajuste de cero, tarado, amortiguaci�n, etc.
Las balanzas electr�nicas monoplato deben estar energizadas el�ctricamente por lo menos desde una hora antes de comenzar una operaci�n de pesado.
Estos instrumentos han de hallarse debidamente nivelados, sobre montajes antivibratorios adecuados de campos electr�nicos fuertes. Asimismo, la sala debe contar con climatizaci�n controlada, de modo que durante el proceso de medici�n de masas no se den variaciones desviaciones de temperatura superiores a 1K/h.
Determinar el valor pesado del mesurando, VPm, mediante la expresi�n:
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