Introducción a La Metrología [Modo de Compatibilidad]

11

INSTITUTO ECUATORIANO DE NORMALIZACIN

LABORATORIO DE PRUEBAS DE CALIBRACIN

Ing. Diego Almeida

METROLOGIA

METROLOGA DE : MASA VOLUMEN LONGITUD PRESIN ESTIMACIN DE LA INCERTIDUMBRE

METROLOGA DE : MASA VOLUMEN LONGITUD PRESIN ESTIMACIN DE LA INCERTIDUMBRE

INSTITUTO ECUATORIANO DE NORMALIZACIN

LABORATORIO DE PRUEBAS DE CALIBRACIN

Ing. Diego Almeida

2Es importante que recuerde:Es importante que recuerde:

* * Mantener una actitud positiva, concentrarse Mantener una actitud positiva, concentrarse en el curso,en el curso,

* * Retroalimentar al grupo con sus experiencias Retroalimentar al grupo con sus experiencias respecto al respecto al tema,tema,

* * Aclarar sus dudas y ser puntual.Aclarar sus dudas y ser puntual.

33

SEMINARIO DE METROLOGIA:

* Masa* Volumen* Longitud* Presin* Estimacin de la incertidumbre

44

3PROGRAMA DEL MODULO ASEGURAMIENTO METROLOGICO

HORARIO LUNES MARTES MIRCOLES JUEVES VIERNES

16:00 A 17:45 PRINCIPIOS BSICOS DE METROLOGA

METROLOGIA DE MASA (BALANZAS)

INCERTIDUMBRE EN BALANZASMETROLOGIA DE VOLUMEN

INCERTIDUMBRE EN VOLUMEN

METROLOGIA DE LONGITUD

17:45 A 18:15RECESO RECESO RECESO RECESO RECESO

18:15 A 20:00 INCERTIDUMBRE EN LAS MEDICIONES

CONTINUACINMETROLOGA DE MASA (PRACTICAS)

METROLOGIA DE VOLUMEN PRACTICAS

METROLOGIA DE PRESION (PRACTICA)

EVALUACIN

Al final de este programa de capacitacin losparticipantes conocern los criterios para laverificacin de instrumentos de pesar y medir en lasmagnitudes de Masa, Volumen, presin y longitudutilizando:

Procedimientos normativos Criterios de evaluacin internacionales

(error mximo permitido) Criterios para estimacin de la incertidumbre

OBJETIVO GENERAL

4INFRAESTUCTURA NACIONAL DE LA CALIDAD

Normalizacin y Reglamentos tcnicosMetrologaEnsayosEvaluacin de la calidadCertificacin y acreditacin

7

Resea histrica Organismos metrolgicos internacionales,

regionales y nacionales Aspectos conceptuales

88

PRINCIPIOS BSICOS METROLGICOSRESUMEN

5Ciencia de las mediciones, de los mtodos y medios que garantizan la uniformidad y las formas de alcanzar la exactitud requerida en las mediciones.

Los principales campos de la metrologa ataen a:

Las unidades de medida y sus patrones su establecimiento, reproduccin, conservacin y diseminacin;

Las mediciones: sus mtodos, su ejecucin, la estimacin de su incertidumbre;

Los instrumentos de medicin: sus propiedades examinadas desde el punto de vista de su utilizacin final;

Los observadores: sus cualidades referidas a la ejecucin de mediciones, por ejemplo la lectura de indicaciones de instrumentos de medicin.

99

METROLOGA

METROLOGIACiencia de la Medida

Nota: La Metrologa comprende todos los aspectos, tanto tericos como prcticos, que se refieren a las mediciones, cualesquiera que sean sus incertidumbres y en cualquiera de los campos de la ciencia y de la tecnologa en que tengan lugar

Norma Tcnica Ecuatoriana NTE INEN 2 056:95Metrologa. Vocabulario Internacional de trminos fundamentales y

generalesNumeral 3.2.2 10

6La metrologa abarca todos los problemas tantotericos como prcticos relacionados con lasmediciones, cualquiera sea la exactitud de lasmismas.

Segn la magnitud considerada, la metrologa sedivide en: metrologa de longitudes, metrologadel tiempo; metrologa de masa; metrologa demagnitudes elctricas; metrologa de fuerza, etc.

Segn el campo de aplicacin, la metrologa sedivide en metrologa industrial; metrologaastronmica, metrologa mdica, etc.

1111

H2O10 cm = 1 dm

V = 1000 cm3 = 1 dm3 = 1 litro

1000 g

M = 1 kg = 1000 g

5.000 a.d. Cristo. Comienzan a utilizarse las unidades de medida. El hombre eligi su propio cuerpo como base para las primeras unidades de medida(unidades antropomrficas). 2.750 a.d. Cristo. Unidad de longitud ms antigua, el "Real Codo Egipcio". 2.500 a.d. Cristo. Primer patrn sin fundamento corporal.

Es una regla graduada que reposa en las rodillas de dos estatuas del Rey-Dios Gudea. Constitua el patrn legal de la unidad de Lagash. 1.100. Se define la yarda inglesa por la distancia comprendida entre la punta de la nariz de Enrique I hasta su dedo pulgar con el brazo totalmente estirado. 1.287-1.327.Entre los reinados de Enrique III y Eduardo II se dicto diferente normativa, basada en la longitud del pie del regente en ese momento. 1.610. Galileo descubre la ley del pndulo y fabrica un telescopio de potencia. 1.614. John Napier realiza el descubrimiento matemtico de los logaritmos. Basndose en los mismos William Oughtred construy la primera regla deslizante. 1.631. Pierre Vernier descubre el principio de divisin del tornillo micromtrico. Gascoigne fue el primero en utilizar el micrmetro, si bien no lo utiliz para la medicin. 1.668. Se crea en Francia un patrn de longitud denominado Toesa de Chatelet, formado por una barra de hierro empotrada en el exterior de un muro del Gran Chatelet de Pars. 1.791. La Asamblea Nacional Francesa adopta un sistema de medidas cuya unidad bsica es el metro, definido como la diezmillonsima parte del cuadrante del meridiano terrestre. As se creo el primer sistema mtrico decimal, que se denomin genricamente Sistema Mtrico. Se basaba en dos unidades fundamentales: El metro y el kilogramo. 1.799. Se deposita en los archivos de Francia el primer prototipo del metro, formado por una regla de platino sin inscripciones ni marcas.

7PASES

CONVENCIN DEL METRO INSTITUTOMETROLGICO NACIONAL

NMICONFERENCIA GENERAL DE

PESAS Y MEDIDASCGPM

COMIT 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 FOTOMETRA

C.C DE TERMOMET.

C.C DE RAD. ION

C.CDE UNIDADES

C.C DE MASA Y MAGNITUDES

RELACIONADAS

LABORATORIO NACIONAL

ORGANISMO INTERNACIONAL DE METROLOGIA

1313

PATRONES INTERNACIONALES

PATRONES NACIONALES

PATRONESSECUNDARIOS

PATRONES DE TRABAJO

ORGANIZACIONES REGIONALES DE METROLOGA ( MROs )

14

8CIPM - MRA

APNDICE C

SIMAMERICA

34 NMIPAISES

MIEMBROS

EUROMETEUROPA

COOMETEX UNION SOVIETICA

APMPASIA Y EL PACFICO

SADCMETAFRICA

MENAMETAFRICA Y ARABIA

(NMI)PAISES

MIEMBROS

(NMI)PAISES MIEMBROS

(NMI)PAISES

MIEMBROS

(NMI)PAISES

MIEMBROS

(NMI)PAISES

MIEMBROS

JCRBCOMIT DE ENLACE ENTRE LOS ORGANISMOS REGIONALES DE METROLOGA

(RMOS) Y EL BIPM

MRA Acuerdo de Reconocimiento Mutuo es un soporte de la confianza mutua en la validez de los certificados de medicin y calibracin. Es elreconocimiento mutuo de los patrones nacionales de medicin y de los certificados de medicin y calibracin emitidos por los NMIsAPNDICE C. Contiene por cada NMI una lista de magnitudes, rangos y capacidades de medicin y calibracin (CMCs) expresadas como unaincertidumbre. Las Incertidumbres deben ser consistentes con los resultados de las comparaciones claves y suplementarias listadas en el Acuerdo deReconocimiento Mutuo (MRA).El BIPM mantiene el Apndice C electrnicamente en una base de datos y est disponible a los consumidores de los servicios de medicin y calibracin deun NMI.

LOS ORGANISMOS REGIONALES DE METROLOGA (RMOS)Y EL CIPM

1515

1616

9INSTITUTO ECUATORIANO DE NORMALIZACION

LABORATORIO DE PRUEBAS DE CALIBRACION

17

18

10

LA METROLOGIA EN EL ECUADORLABORATORIO DE PRUEBAS DE CALIBRACIN

Funciones del LPC.INFRAESTRUCTURA METROLGICA

* Documentos de referencia* Diseminacin de la informacin* Recurso Humano* Recurso Material

CLIENTES:* Internos* Externos

RESULTADOS OBTENIDOS

RELACIONES INTERINSTITUCIONALES

RELACIONES INTERNACIONALES 1919

Coordinador del Laboratorio de Pruebas de Calibracin

Ing. Qum. Arturo Arvalo

Coordinador de CalidadDra. Mara Altamirano

Asistente Administrativo del LPC

Eulalia Mora

Tcnicos de Recepcin y Entrega

Franciso Ramirez y Marcelo Paucar

Asistente Administrativo de Servicios Tecnolgicos

Roco Paredes

Departamento de Pesas y Medidas

Jefe de Pesas y Medidas, JPyM

Sr. Alberto Tern

Laboratorio de Volumen

Jefe de Laboratorio, JLFs. Manuel Salazar

Laboratorio de Presin y Fuerza

Jefe de Laboratorio, JLFs. Ren Chanchay

Laboratorio de MasaJefe de Laboratorio, JL Fs. Ren Chanchay

Laboratorio de Longitud

Jefe de Laboratorio, JL Fs. Manuel Salazar

Laboratorio de Temperatura

Jefe de Laboratorio, JL Ing. Diego Almeida

Tcnicos de laboratorio

TLMary Amores Marcelo PaucarRal Hidalgo

Tcnico de laboratorio

TLManuel SalazarWilson Gallegos


TLWilson GallegosManuel Salazar


TLRen ChanchayAlexandra Benavides


TLAlberto TernFrancisco Cevallos


TLDiego Almeida Marco Proao

11

CUADRO RESUMEN DE INSTRUMENTOS CALIBRADOS ANUALMENTE

AREA O MAGNITUD

EXISTENCIA SEGN 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 Presin 0 195 1624 21,6 339 254 231 96 80 97 132 176 172 137 2053 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

2222

1435

20432262

28492483

2698

3232

2577

3513 3666 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

A O

TOTAL DE PATRONES, INSTRUM ENTOS, EQUIPOS Y M AQUINAS CALIBRADOS ANUALM ENTE

12

23

L de Longitudm

L de Volumenm3

L de Masakg

L de Temperaturak

Laboratorio de Pruebas de Calibracin

INEN - ECUADOR

L de PresinPa= N/m2

L de FuerzaN=Kg*m/s2

Calibracin deBalanzas


24

13

Laboratorio de TemperaturaPatrones Primarios

Punto Triple del AguaLa fraccin de 1/273,126 de la temperatura del PTA

25

Resistencias de platino: PT25, PT25,5 y PT100

Termopares: Pt-Pd y Tipo S


26

Hornos: (200 a 1200) C(-45 a 140) C

Medios Isotermos

Bao de Mantenimiento del PTA: (-5 a 110) CBaos: Alcohol (-38 a 110) CAceite (20 a 250) C

14


27

SUPERTERMOMETRO II (Puente)HART-1590Transferencia de exactitud a 25 - 1 ppm 0,00025Rango: 0 a 500 k ohms

MULTMETRO INDICADOR DE TERMOPARESFLUKE 8508 ARango de 0 a 1 000 VExactitud 3 ppm de la lectura

28

Termopar (Tipo N)OMEGA NHXL-14G-RSC-18

TRPP / HART-5681-SSPRTs Pt 25 / Estabilidad:0,001 C

TRPP / HART 5628-20-SSPRTs Pt 25,5/ Estabilidad:0,002 C

Termopar Pt-Pd (Tipo S)ELECTROHERM/ Estabilidad: 0,05 C

TRPI / HART 5614-20-SSPRTs Pt 100/Estabilidad:0,01 C

15

29

Termo-higrmetroHART-1621-H

Cmara de Generacin de Humedad y Temperatura-20 a 100C / 30 a 95 %HR

Registradores de temp. y humedad:-20 a 50C

TERMMETRO DE PRECISIN HART-1529

Rango: -189 a 960 CInstrumento porttil de alta exactitud desde 0,004 C (-100 C) hasta 0,024 C (600 C)

Laboratorio de Masa

30

16

31

Patrones de masa TRANSMETRIC1 mg a 20 kgPatrn Nacional1 kg (un punto)Cert. NISTCert. Del Juego:INEN

32

Patrones de masa HAFNER

1 mg a 20 kg

Patrn de Referncia1 kgCert. NIST

Cert. Del Juego:INEN

17

33

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

34

Comparador de Masa Mettler Toledo AX 206

Capacidad: 211 gDiv. Esc.: 0,001 mgRepet: 0,004 mgDes. Est. : 0,0031 mgOIML Clase E2

18

35

Comparador de masaMettler Toledo UMX5

Capacidad: 5 gDiv. Esc.: 0,1 gRepet: 0,4 gDes. Est. : 0,3 g

Calibracin de:Masas de 1 mg a 5 gClase E2

36

Capacidad: 30 100 gDiv. Esc.: 1 mgDesv. Est.: 3 mg

Calibracin de:Masas de 2 kg a 30 kgClase F1

Comparador de masa Voland

19

37

Capacidad: 1 000 kgDiv. Esc.: 1 gDesv. Est.: 0,11 g

Calibracin de:Masas de 50 kg a 1000 kgClase M1

Balanza de brazos iguales Russell

Pesas de 250 kg NBS

Cert. INEN

38

Balanza Mettler Toledo XP 8002 S

Capacidad: 8 100 gDiv. Esc.: 10 mgRepet: 8 mgDes. Est. : 5,7 mg


20

39

Balanza Mettler Toledo SR 32 001

Capacidad: 32 100 gDiv. Esc.: 0,1 gRepet: 0,1 gDes. Est. : 0,026 g


Calibracin de balanzas

40

21

Calibracin de Balanzas

41

Calibracin de Balanzas Gran Capacidad

42

22


43


44

23


45


46

24

Laboratorio de Presin

47


48

25


49


50

26


51

Laboratorio de Fuerza

52

27

Laboratorio de Fuerza

53


54

28


55


56

29

Laboratorio de Volumen Grande

57


58

30


59


60

31


61

MagnitudUnidad fundamental SI

Nombre Smbololongitudmasatiempocorriente elctricatemperatura termodinmicacantidad de sustanciaintensidad luminosa

metro kilogramosegundoamperiokelvinmole

candela

mkgsAK

molcd

62

UNIDADES FUNDAMENTALESLas 7 unidades fundamentales del SI han sido seleccionadas por razones histricas y prcticas.

NOTA: Se utilizan smbolos para las unidades fundamentales y no debe confundirse con abreviaturas

32

DEFINICIONES DE LAS UNIDADES FUNDAMENTALES DEL SI

El metro es la unidad de longitud del trayecto recorrido en el vaco por la luz, durante un intervalo de tiempo de 1/299 792 458 de segundo.

El segundo, es la duracin de 9 192 631 770 perodos de la radiacin correspondiente a la transicin entre dos niveles hiperfinos del estado fundamental del tomo de Cesio 133.

El amperio, es la intensidad de una corriente constante que, mantenida en dos conductores paralelos, rectilneos, de longitud infinita, de seccin transversal circular despreciable y colocados a un metro de distancia uno del otro en el vaco, producira entre stos conductores una fuerza igual a 2 x 10-7 newtones por metro de longitud.

El kelvin, es la unidad de temperatura termodinmica, es la fraccin 1/273,16 de la temperatura termodinmica del punto triple del agua.

63

DEFINICIONES DE LAS UNIDADES FUNDAMENTALES DEL SI

El mol, es la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades elementales como tomos hay en 0,012 kilogramos de carbono 12.Cuando se usa la mole, las entidades elementales deben ser especificadas y pueden ser tomos, molculas, iones, electrones, otras partculas o grupos especificados de tales partculas.

La candela, es la intensidad luminosa en una direccin dada, de una fuente que emite una radiacin monocromtica de frecuencia 540 x 1012hertzios y donde la intensidad radiante en esa direccin es de 1/683 vatios por cada estereoradin.

La sptima unidad fundamental que corresponde a la masa y que se refiere al kilogramo, est definida por medio del prototipo internacional del kilogramo, un cilindro hecho de una aleacin de platino (fraccin de masa 0,90 90%) e iridio (fraccin de masa 0,10 10%). Este es guardado por la Oficina Internacional de Pesas y Medidas (Bureau International des Poids et Mesures, BIPM) en el Pabelln de Breteuil, en Svres, en las afueras de Pars.

64

33

UNIDADES FUNDAMENTALES DEL SI

65

A K

mol s

cd

kg

m

Temperatura

Tiempo

Longitud

Masa

Intensidadluminosa

Corriente elctrica

Cantidad desustancia

Magnitud Unidad SI derivada Expresada en trminos de

unidades bsicas SI y unidades

derivadas SIngulo planongulo slidofrecuenciafuerzapresin, esfuerzoenerga, trabajo, cantidad de calorpotencia, flujo de energacarga elctrica, cantidad de electricidadpotencial elctrico, diferencia de potencial,tensin elctrica, fuerza electromotrizcapacitanciaresistencia elctricaconductancia elctricaflujo magnticodensidad de flujo magnticoinductanciatemperatura Celsiusflujo luminosoluminanciaactividad (de un radionclido)dosis absorbida, energa especfica

impartida, kerma, ndice de dosisabsorbida

dosis equivalente, ndice de dosisequivalente

actividad cataltica (de las enzimas)

radin, radestereorradin, srhertzio, Hznewton, Npascal, Pajulio, Jvatio, Wculombio, Cvoltio, V

faradio, Fohmio, siemens, Sweber, Wbtesla, Thenrio, Hgrado Celsius1), Clumen, lmlux, lxbecquerel, Bqgray, Gy

sievert, Sv

katal2), kat

1 rad = 1 m/m = 11 sr = 1 m2/m2 = 11 Hz = 1 s-11 N = 1 kg m/s21 Pa = 1 N/m21 J = 1 N m1W = 1 J/s1 C = 1 A s1 V = 1 W/A

1 F = 1 C/V1 = 1 V/A1 S = 1 -11 Wb = 1 V s1 T = 1 Wb/m21 H = 1 Wb/A1 C = 1 K1 lm = 1 cd sr1 lx = 1 lm/m2s-1

J/kg

J/kg

1 kat = mol/s1) El grado Celsius es un nombre especial para la unidad Kelvin para uso en valores declarados de temperatura Celsius2) El katal es un nombre especial para expresar valores de la actividad cataltica de las enzimas en trminos del ndice de conversin de una reaccin indicadora especificada, usada en los campos de la medicina y la bioqumica, materias relacionadas con la salud y la seguridad humanas.

66

Unidades Derivadas del SI con nombres y smbolos especiales

34

Mltiplos SubmltiplosFactor Nombre Smbolo Factor Nombre Smbolo

102410211018

10151012109

106103102101

yottazettaexa

petateragiga

megakilo

hectodeca

YZE

PTG

Mkh

da

10-110-210-3

10-610-910-12

10-1510-1810-2110-24

decicentimili

micronanopico

femtoatto

zeptoyocto

dcM

nP

fazy

67

PREFIJOS DEL SI

6868

35

JERARQUIA DE LA CALIBRACIN Y TRAZABILIDAD

EQUIPOS DE TRANSFERENCIA

PATRONES DE TRABAJOLABORATORIO O CENTRO

DE CALIBRACIN EN EMPRESA

INSTRUMENTOS DE MEDICIN

PRODUCCIN EN EMPRESA

PATRONES NACIONALES

PATRONES DE REFERENCIA

ASPECTOS CONCEPTUALES DE METROLOGIA

PATRON INTERNACIONAL (DE MEDICIN): Patrnreconocido por un acuerdo internacional para servircomo referencia internacional para la asignacin devalores a otros patrones de la magnitud considerada.

PATRN DE MEDICIN: Medida materializada,instrumento de medida, material de referencia osistema de medida destinado a definir, realizar,conservar o reproducir una unidad o uno o variosvalores de una magnitud para que sirvan dereferencia.

7070

36

PATRN NACIONAL: Patrn reconocido por unadecisin nacional, en un pas, para servir comoreferencia para la asignacin a otros patrones de lamagnitud considerada.

PATRN DE REFERENCIA: Patrn, en general de la ms alta calidad metrolgica disponible en un lugar dado o en una organizacin determinada, de la cual se derivan las mediciones hechas en dicho lugar.

37

EXACTITUD DE MEDIDA: Grado de concordanciaentre el resultado de una medicin y un valorverdadero del mensurando.NOTAS:

1. El concepto exactitud es cualitativo2. El trmino precisin no debe utilizarse por

exactitud

7373

CALIBRACIN. Conjunto de las operaciones que establecen, encondiciones especificadas, la relacin entre los valores indicados por uninstrumento de medicin, un sistema de medicin o los valoresrepresentados por una medida materializada, y los correspondientes valoresconocidos de una determinada magnitud medida.

El resultado de una calibracin permite determinar los errores de indicacin del instrumento de medicin, del sistema de medida, o de la medida. materializada, o bien asignar valores a seales de referencia sobre escalas arbitrarias.

Una calibracin puede tambin determinar otras propiedades metrolgicas.

El resultado de una calibracin puede consignarse en un documento llamado certificado de calibracin o informe de calibracin.

7474

valores indicados por un instrumento de medicin,

un sistema de medicin los valores representados

por una medida materia-lizada

Valores conocidos de una determinada magnitud medida

ERROR

X - S = E

38

Indicacin Del

Instrumento (lectura)

Valor verdadero (patrn)

ERROR

X - S = E

ERROR MXIMO PERMITIDO (DE UN INSTRUMENTO DE MEDICIN):Valores extremos de un error permitido por especificaciones, reglamentos, etc., para un instrumento de medida dado.

NOTA: Este Trmino es denominado frecuentemente como tolerancia.7575

ERROR: Indicacin de un instrumento de medida menos un valor verdadero de la magnitud de entrada correspondiente.

INCERTIDUMBRE DE MEDIDA: Parmetro, asociado al resultado deuna medicin, que caracteriza la dispersin de los valores que podranrazonablemente ser atribuidos al mensurando.

7676

39

=ix FACTOR DE INFLUENCIA

=y RESULTADO DE LA MEDICIN

MODELO MATEMTICO

EFECTOS ALEATORIOSPATRNEQUIPOSOPERADORLECTURA DE CEROHISTRESIS DEL INSTRUMENTOEXENTRICIDADESCONDICIONES AMBIENTALES

TEMPERATURAHUMEDADPRESION ATM.VIBRACIONES

[ ]=

=

N

ii

ic xu

x

fyu1

22

)()(

v

m=

[ ] [ ]22

22

2

)()(1)( vuv

mmu

vuc

+

=

vm

1=

2v

m

v=

)(2)( uU =cuU 2=

VERIFICACIN. Confirmacin, mediante el examen y provisin deevidencia de que se ha cumplido con los requisitos especificados.

NOTA: Con respecto al manejo de un equipo de medicin, la verificacin proporciona una manera para controlar que las desviaciones entre los valores indicados por un instrumento de medicin y los correspondientes valores conocidos de una cantidad medida, son consecuentemente ms pequeos que el error mximo permitido en una norma, regulacin o especificacin propia para el manejo del instrumento de medicin.

El resultado de una verificacin conduce a una decisin ya sea para restablecer el equipo al servicio, para realizar ajustes, para reparar o dar de baja, o para declararlo obsoleto. En todos los casos se requiere conservar en los registros individuales de los instrumentos de medicin una constancia escrita de la verificacin efectuada.

40

7979

8080

101 kg

Valor verdadero 100 kg

99 kg

errorerror

error

Incertidumbre 1/3 emp

Error mximo permitido (tolerancia)

Valor promedio ( V )+U

- U

41

EXACTITUD DE UN INSTRUMENTO DE MEDIDA

Aptitud de un instrumento de medida para darrespuestas prximas a un valor verdadero.

CLASE DE EXACTITUD:

Grupo de instrumentos de medida que satisfacendeterminadas exigencias metrolgicas destinadas aconservar los errores dentro de lmites especificados.

NOTA: Una clase de exactitud se indica habitualmente por unnmero o smbolo adoptado por convenio y denominado ndicede clase.Ejemplo: E1, E2, F1, F2, M1, M2, M3 8181

ERRORES MXIMOS PERMITIDOS

8282

Valor Nominal m en mg

Clase E1 Clase E2 Clase F1 Clase F2 Clase M1 Clase M2 Clase M35 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

42

83

IncertidumbreBIPM

PATRN DE REFERENCIA

PATRN DE TRABAJOLABORATORIO

SECUNDARIO

ORGANIZACIN

INEN

PATRN DE TRABAJO

PATRN NACIONAL

PATRN DE TRANSFERENCIA

INSTRUMENTO DE MEDICIN

PATRN DE TRABAJO

Trazabilidad

ComparacionesPATRONESNACIONALES

DE OTROSPASES

PATRN DE REFERENCIA

Calibraciones

84

CADENA DE TRAZABILIDAD

8484

43

85

PATRN NACIONALDE VOLUMEN (50 litros)

Calibracin de volumen (hidrocarburos)

50 LTemperatura

Densidad

Masa

50 L

100l3 000L

500L

500L

Cadena de trazabilidad de PEMEX Ductos

Calibracin de los Sistemas de Medicin dePEMEX en Ductos, Carga y Descarga de Auto,Carro y Buques - tanque.

86

JERARQUIA DE LA CALIBRACIN Y TRAZABILIDAD

8686






PATRONES NACIONALES


8686






PATRONES NACIONALES


44

TRAZABILIDAD:Propiedad del resultado de una medicin o de unpatrn tal que pueda relacionarse con referenciasdeterminadas, generalmente a patrones nacionaleso internacionales, por medio de una cadenaininterrumpida de comparaciones teniendo todas lasincertidumbres determinadas.

8787

VALIDACIN:Verificacin de aptitud para el uso.CONFIRMACIN METROLGICA:Conjunto de las operaciones requeridas paraasegurar la conformidad de un equipo de medicincon los requisitos prescritos para la utilizacinprevista.CORRECCIN:Valor que sumado algebraicamente al resultado deuna medicin, compensa un supuesto errorabsoluto.

8888

45

AJUSTE:Operacin destinada a llevar un aparato demedicin a un estado de funcionamiento y de faltade error sistemtico, conveniente para su uso.

RESOLUCIN:Expresin cuantitativa de la aptitud de undispositivo indicador para permitir distinguir demanera significativa entre valores de la magnitudindicada, vecinos entre s.

8989

ESTABILIDAD:Aptitud de un instrumento de medicin paraconservar constantes las caractersticasmetrolgicas.

DERIVA (DRIFT):Variacin lenta en el tiempo de una caractersticametrolgica de un instrumento de medicin.

9090

46

91

MedirComparar una magnitud desconocida con una magnitud de la misma naturaleza, tomada como referencia (patrn de medicin).

Se expresa por un valor numrico acompaado de una incertidumbre.

Incertidumbre de medicin: parmetro asociado al resultado de una medicin que caracteriza la dispersin de valores que podran ser razonablemente atribuidos al mensurando.

Las unidades de medicin se seleccionan por convencin. En la actualidad con referencia a fenmenos fsicos fundamentales.

92

La medicin de magnitudes fsicas y qumicas es una actividad que incide en todos los aspectos de la vida en una sociedad moderna:

En la industria En las transacciones comerciales Prcticas de equidad en el comercio En los sistemas de salud En la proteccin del ambiente La investigacin tecnolgica y cientfica

47

93

Una pobre infraestructura en metrologa, pruebas y calidad, llev en 1999 a la Unin Europea a establecer un embargo sobre las importaciones de la Perca del Nilo, provocando prdidas de 100 millones de US dlares/ao y la prdida de 150 000 empleos.

Importancia de la infraestructura metrolgica en

pases en desarrollo o economas emergentes.

94

La comercializacin y almacenaje de los granos involucraaspectos relacionados con el manejo de granos, en el cualel contenido de humedad juega un papel importante. Porejemplo: una carga de 25,000 toneladas de arroz con 14 %de humedad, representa 3500 toneladas de agua. Si elcontenido de humedad fuera 13%, entonces la cargacontiene 3250 toneladas de agua. Si suponemos que elprecio de un 1 kg del grano cuesta (US$ 0,70), entonces ladiferencia (ganancia o prdida) es de $175,000 dlares.

*Rice Quality Workshop 2003

*Efectos en la comercializacin del arroz

48

95

Fig. 1a Mean values and standard deviation for Glucose concentration in sample 1

Certified value U 3U

CERTIFIED VALUE: 88.7 mg/dLUncertainty (U): 1.68 mg/dL

70.0

80.0

90.0

100.0

110.0

7390

2315

4817

5429

2710

3811

7375

9359

5437

6344

2556

7663

1740

9900

8063

7636

7266

1524

5528

6527

8127

2161

7242

2890

4617

4953

6865

4891

3337

6840

6986

6234

8224

3554

2667

9983

7786

8004

1952

2991

2884

4483

3207

3683

LABORATORY CODE

CONC

ENTR

ATIO

N (m

g/dL

)

*Colorimetric (QH) Dried Chemestry (QS) O2 Electrod (O2Z)Not reported (NR)METHOD:

EU Directive on IVD: CEN/TC 140ISO/TC 212 for IVD test systems

Ejemplo: Ensayos de aptitud para la medicin de glucosa, colesterol y creatinina en suero humano Impacto sobre la salud y el comercio

En octubre de 2002 el CENAM organiza un ensayo de aptitud para medir glucosa, colesterol, creatinina y calcio en suero humano. Envan resultados 46 laboratorios de los 80 invitados a travs de 4 asociaciones clnicas.

De acuerdo con la NOM-064-SSA1-1993 se requiere una variacin < 5% reproducibilidad y exactitud para los equipos de reactivos utilizados para diagnostico

50 % de los laboratorios participantes estn fuera de especificaciones para exactitud y 7 % para reproducibilidad

96

Contribuciones del NIST a los materiales de referencia

Mediciones de Colesterol en E.U.A.

Se ha estimado que la mejora en la precisin iniciada desde 1969,

produce ahorros de $100 M/ao en el costo de tratamientos

1967 SRM 911 Colesterol Puro1980 Mtodo definitivo para Colesterol

en suero

1981 1er SRM 909 Colesterol en suero humano

1988 SRMs 1951 & 1952 Colesterol en suero

1996-97 Valores totales para HDL, LDL y Triglicridos

1949 23.7%

1969

1980

1986

1990-1994

18.5%

11.1%

6.4%

5.5-7.2%

Enfermedad mal atendida

Tratamientos innecesarios

Decesos Gasto $$Valor correcto

FalsosNegativos

FalsosPositivos

2000 3%

49

97

468$ 6.33640 mL (0,2 %)

Prdida anualmillones de pesos

Precio efectivo por litro

Diferencia entre volumen pagado y volumen

despachado en 20 L

$ 6,654

$ 6,355

$ 6,324

$ 6,323

12 216995 mL (4,5%)

1 172100 mL (0, 5%)

58,35 mL (0,025%)

11, 71 mL (0,005 %)

468$ 6.33640 mL (0,2 %)

Prdida anualmillones de pesos

Precio efectivo por litro

Diferencia entre volumen pagado y volumen

despachado en 20 L

$ 6,654

$ 6,355

$ 6,324

$ 6,323

12 216995 mL (4,5%)

1 172100 mL (0, 5%)

58,35 mL (0,025%)

11, 71 mL (0,005 %)

PROY-NOM-005 SCFI 2005Especificacin ajuste del error a cero

Se ha considerado un precio ponderado promedio de los precios oficiales de las gasolinas Magna y Premium en 2004 de $6,3 229 por litro.

98

Los errores en la mediciones son costosos

USA Programa Nacional de pesas y medidasCosto por ciudadano 0,50 dlares

5 galError de

Perjuicio econmico de 125 millones US/ao, equivalente al costo anual de todos los programas de W & M combinadas.

Considerando las decenas de miles de productos que se venden o compran

cada da Magnitud de las dimensiones econmicas que esto implica

Dr. Stephen Carpenter, NIST. Asamblea General del SIM, Sept., 2003

50

99

Impacto Econmico

Si se considera una mejora del 0,1% en laincertidumbre de medicin la reduccin del conflictoeconmico en las transacciones comerciales degasolina magna, diesel y turbosina, considerando unprecio promedio de los tres productos de $5.00 porlitro, sera de $ 2,5 millones de pesos diarios que alao representan 912,4 millones, ms de 4 veces elpresupuesto del CENAM en el ao 2000.

100

Mide todo lo que es mesurable

y haz mesurableaquello que parece que no

puede ser medidoGalileo Galilei, Circa 1600(Traduccin Libre)

DIMENSIN CIENTFICA DE LA METROLOGA

Retrato por Justus Sustermans, 1636 Tomado de:http://www-groups.dcs.st-and.ac.uk/~history/PictDisplay/Galileo.html

51

Metrologa: un punto de vista religioso

Numero pondere et mensura Deus omnia condidit

Sir Isaac Newton Dios cre todo por nmero, peso y

medida

101

A manera de conclusiones algunas reflexiones

Metrologa, la ciencia de las mediciones:

Dependemos crecientemente de mediciones exactas y confiables sustentadas en constantes fundamentales de la naturaleza.

Desde la ms temprana existencia de la humanidad, mediciones confiables fueron necesarias para un comercio equitatativo.

102

52

A manera de conclusiones algunas reflexiones

La salud y seguridad humanas dependen de mediciones confiables para el diagnstico y la terapia, as como la produccin y el comercio de productos alimenticios y medicamentos.

103

GRACIAS POR SU ATENCIN

104

53

105105

VERIFICACIN DE INSTRUMENTOS DE PESAR NO AUTOMTICOS

BALANZASOIML R 76-1; NTE INEN 2 134ClasificacinError mximo permitidoProcedimiento de Ensayos- Carga, excentricidad y repetibilidad- Evaluacin y conclusin

PLATAFORMA DE LA BALANZA

PESASOIML R 111; NTE INEN 2 145ClasificacinError mximo permitido

BALANZAS

ERRORES MXIMOS PERMITIDOS

106106

Valor Nominal m en mg

Clase E1 Clase E2 Clase F1 Clase F2 Clase M1 Clase M2 Clase M35 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

54

CLASIFICACIN DE LAS BALANZAS

Exactitud Especial I

Exactitud Alta II

Exactitud Media III

Exactitud Ordinaria IIII

107107

DEFINICIONES

1. Intervalo de escala Real (d)Valor expresado en unidades de masa de:

* La diferencia entre los valores quecorresponden a dos marcas de escalaconsecutivas, en indicadores analgicos.

* La diferencia entre dos valores deindicacin consecutivos, en indicadoresdigitales.

108108

55

2. Intervalo de escala de Verificacin (e)

Valor expresado en unidades de masa, usadopara la clasificacin de la balanza.

DATOS PARA LA CLASIFICACION DE LA BALANZA

1. Intervalo de escala real (d)

2. Intervalo de escala de verificacin (e)

3. Nmero de intervalos de escala de verificacin (n)

n= Mx / e

56

CLASIFICACIN DE LOS INSTRUMENTOSClase de exactitud

Intervalo de escala de

verificacin e

Nmero de intervalos de escala de verificacin

n = Max/eCapacidad mnima Mn

(lmite inferior)MNIMO MXIMO

EspecialI

0,001 g e* 50 000 - 100 e

AltaIl

0,001g e 0,05 g0,1 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

57

Errores Mximos permitidos (emp)NOTA: Los emp en servicio son el doble de los emp en la verificacin 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

113113

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

58

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

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

59

ERRORES MAXIMOS PERMITIDOS PARA BALANZAS EN USO (NTE INEN 2 134)

x 1e x 2 e x 3 e x Capac. Mx.

BALANZAS 1er RANGO 2do RANGO 3er RANGO VALOR e

CLASE I 50 000 e 200 000 e Max. e = d

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

117117

LOS PATRONES PARA LA VERIFICACION

Los patrones usados para la verificacin debentener un error no mayor a 1/3 del error mximopermitido del instrumento para la carga aplicada.

Este requisito se cumple cuando las pesas estnconforme al sistema de clasificacin de la OIML yson usadas as:

118118

60

CLASE DE PESA CLASE DE EXACTITUDDEL INSTRUMENTO

E2, F1 I en verificacin inicialF1, F2 II en verificacin inicialM1, M2 III en verificacin inicialM2, M3 IIII en verificacin inicial

119119

CLASE DE PESA CLASE DE EXACTITUDDEL INSTRUMENTO

E2, F1 I en verificacin inicialF1, F2 II en verificacin inicialM1, M2 III en verificacin inicialM2, M3 IIII en verificacin inicial

61

Lugar de la calibracin

La calibracin se realiza normalmente en el lugar donde se usa el instrumento para pesar.

Si un instrumento para pesar se cambia a otro lugar despus de la calibracin, posibles efectos debidos a:

diferencia en la aceleracin de la gravedad local, variacin en las condiciones ambientales, condiciones mecnicas y trmicas durante el transporte

pueden alterar muy probablemente el funcionamiento del instrumento y posiblemente invalidar la calibracin. Por este motivo el movimiento del instrumento despus de la calibracin 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 debera aceptar el certificado de calibracin como prueba de trazabilidad.

Prerrequisitos

Verificar la validez de la calibracin de los patrones de masa requeridos

Verificar que la balanza este en buenas condiciones de operacin.

La persona que ejecuta el ensayo debe haber adquirido aptitudes para la calibracin de balanzas mediante una experiencia previa.

62

Pruebas en la calibracinExcentricidadRepetibilidadCarga

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 continuacin:1. Centro2. Superior izquierda3. Inferior izquierda4. Inferior derecho5. Superior derecho

63

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 Leccdebera ser al menos de Max/3, o como mnimo Min + (Max -Min)/3 . Si estn disponibles, se deberan considerar las indicaciones del fabricante, y limitaciones evidentes debidas al diseo 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 determinacin de los errores de indicacin.

Antes de la prueba la indicacin se ajuste a cero. La carga de prueba se coloca primero en la posicin 1, y despus se mueve a las otras 4 posiciones en orden arbitrario. Al final se puede colocar nuevamente en la posicin 1.

Las indicaciones ILi se registran para cada carga. Despus de remover cada vez la carga se tiene que verificar si la indicacin regresa a cero y si es necesario se ajusta a cero la indicacin, se registran las indicaciones sin carga I0j

64

Ensayo de repetibilidad

La prueba consiste en la colocacin repetitiva de la misma carga en el receptor de carga, bajo condiciones idnticas 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 determinacin de errores de indicacin.

La carga de prueba debera ser, hasta donde sea posible, de una sola pieza.

La prueba se realiza con al menos una carga de prueba LT la cual debera ser elegida con una relacin razonable al Max y la resolucin del instrumento, que permita una valoracin del desempeo del instrumento.

Ensayo de Repetibilidad

Para instrumentos con una divisin de escala d constante, una carga de 0,5Max LT Max es muy comn; este valor es comnmente reducido para instrumentos en donde LT > 0,5 Max podra 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 aplicacin especfica del instrumento.

La prueba se puede realizar en varios puntos de prueba, con cargas de prueba LTj, 1 j kL con kL = nmero de puntos de prueba.

Antes de la prueba, la indicacin se ajusta a cero. La carga se tiene que aplicar por lo menos 5 veces, y al menos 3 veces cuando LT 100 kg.

65

Ensayo de Repetibilidad

Se registran las indicaciones ILi para cada colocacin de la carga.

Cada vez que se remueve la carga, se tiene que verificar si la indicacin regresa a cero, y la indicacin debe ajustarse a cero si esta no regresa a cero; registrando las indicaciones sin carga I0i.

Adicionalmente, se registra el estado del dispositivo de indicacin a cero, si este est disponible.

Ensayo de carga

El objetivo de esta prueba es una estimacin deldesempeo del instrumento en el alcance completo dela medicin

Esta prueba se realiza con kL 5 diferentes cargas deprueba LTj, 1 j kL, distribuidas uniformemente sobreel alcance normal de medicin o sobre puntos de pruebaindividuales acordados

Cuando fue acordado un alcance de calibracinsignificantemente mas pequeo, se puede reducir elnmero de cargas de prueba, proporcionando por lomenos 3 puntos de prueba incluyendo Min y Max y ladiferencia entre dos cargas de prueba consecutivas esno mayor a 0,15Max

66

Ensayo de Carga

Es necesario que las cargas de prueba estncompuestas de pesas patrn apropiadas ocargas de sustitucin

Antes de iniciar la prueba, se ajusta a cero laindicacin

Las cargas de prueba LTj normalmente seaplican de alguna de las siguientes maneras:

8888888

m5

m4

m3

m1

m2

ENSAYO DE CARGAa) Aumento por pasos con descarga

entre los mismos

67

8888888

m1

m2

m3

m4

m5

ENSAYO DE CARGAb) Aumento continuo por pasos

8888888

m1

m2

m3

m4

m5

ENSAYO DE CARGAc) Aumento continuo por pasos y

descarga continua por pasos

68

m1 m2m3

m4 m5

8888888

ENSAYO DE CARGAd) Descarga continua por pasos

Ensayo de carga

Con instrumentos multi-intervalos, los mtodos anteriores se pueden modificar para alcances de carga menores que Max, aplicando cargas de tara en forma ascendente y/o descendente, manipulando la funcin de ajuste automtico 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 desempeo del instrumento bajo condiciones especiales de uso, p.e. la indicacin despus del ajuste a cero, la variacin de la indicacin 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. Despus de que cada carga es removida, se tiene que verificar si la indicacin se mantiene en cero y se ajusta a cero si no es as, se registran las indicaciones sin carga I0j

69

ClculosExcentricidad mxima, : Con los valores de lectura de la balanza en el

ensayo de excentricidad se encuentra la excentricidad mxima como sigue:

= Lectura mxima Lectura mnima

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 mximo de repetibilidad: Con los valores de lectura de la balanza en el ensayo de repetibilidad se encuentra el error mximo de repetibilidad de la siguiente manera:

Error Mximo de Repetibilidad = Lectura mxima Lectura Mnima

Histresis Mxima: 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 histresis de la balanza para cada punto verificado de la siguiente manera:

Histresis Mxima = (Lectura en Descensoi Lectura en Ascensoi)Max

MaxExcI

INCERTIDUMBRE EN CALIBRACION DE BALANZAS

70

Modelo Matemtico

CerodeLecturaporCorreccinCerodeLecturabalanzaladehistresisporCorreccinHistresis

balanzaladedadexcentriciporCorreccindadExcentricierrorbalanzaladeasistemticCorreccinL

balanzaladeresolucinporCorreccinsolucinbalanzaladeplatoelencolocadapatrnmasaladealconvencionmasaladeValorm

balanzaladeLecturaL

CerodeLecturaHistresisdadExcentriciLsolucinmL

p

p

==

==

==

=

+++++=

)(Re

Re

[ ]=

=

N

ii

ic xu

x

fyu1

22

)()(

INCERTIDUMBRE COMBINADA

2222Re

2Re

2CerodeLecturaHistresisdadExcentricidpetibilidasolucinpc uuuuuuu +++++=

71

LA CALIBRACIN DE UNA BALANZA ES EN FORMA DIRECTAFACTORES DE INFLUENCIA:1.Patrones (pesas) uP2.Resolucin uResolucin3.Repetibilidad urepetibilidad4.Excentricidad uExcentricidad5.Histresis uHistresis6.Lectura de cero uLectura de cero

Incertidumbre de los patrones (pesas) upSea m1, m2, m3,,mn, las masas utilizadas en la calibracin de la balanza, cada una asociada a su incertidumbre de calibracin u1, u2, u3,,un,respectivamente. La incertidumbre de los patrones viene dada por

223

22

21 ... np uuuuu ++++=

72

La incertidumbre de cada masa se la puede obtener de dos maneras:1.Si se utiliza el certificado de calibracin de las pesas

2.Si se utiliza la clase de exactitud de las pesas

kU

ui =

3.. pme

ui =

Del certificado de calibracin de lapesaFactor de cobertura = 2

INCERTIDUMBRE POR RESOLUCION

INCERTIDUMBRE POR REPETIBILIDAD

32Re

Resolucin

u solucin =

=dpetibilidauRe Desviacin estndar de losDatos del ensayo de repetibilidad

( )=

=

n

ii yy

n 1

2

11

73

INCERTIDUMBRE POR EXCENTRICIDAD

INCERTIDUMBRE POR HISTERESIS

INCERTIDUMBRE POR LECTURA DE CERO32MximaHistresis

uHistresis =

32CerodeLectura

u CerodeLectura =

32MximadadExcentrici

u adExentricid =

INCERTIDUMBRE COMBINADA

2222Re

2Re

2CerodeLecturaHistresisdadExcentricidpetibilidasolucinpc uuuuuuu +++++=

INCERTIDUMBRE EXPANDIDA

cuU 2=

74

Factores de Influencia Ecuacin Clculo

1.- Pesas

2.- Resolucin

3.- Repetibilidad

4.- Histresis

5.- Excentricidad

6.- Lectura Cero

Presupuesto de Incertidumbre en la calibracin de Balanzas

( ) ( )2125 uu +

cuU 2=

LresLLiR ++=

R=RESULTADO DE LA MEDICINLi= LECTURA DEL INSTRUMENTO

L= CORRECCIN SISTEMTICA DEL INST.lres = CORRECCIN POR RESOLUCIN

DIRECTA

Incertidumbre de una medicin

75

[ ] [ ] [ ]222 )()()()( LresuLuLuRuc ++=

)(2)( RuRU c=

76

GRACIAS POR SU ATENCION

77

153153

154154

78

155155

156156

79

157157

158158

80

INEN Diego Almeida

BALANZAS upesa

uderiva

urept.

ulec. cero

uexect.

extresrepderivapesa uuuuuU 222222 ++++=

Balanza Gran Capacidad

extresrepderivapesa uuuuuU 22222 222 ++++=

Introducción a La Metrología [Modo de Compatibilidad]

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