BALANZAS. TEMPERATURA. PRESION. HUMEDAD. Diccionario de términos y definiciones de pesada. Una guía práctica de la terminología de pesada.

Transcripción

1 BALANZAS. TEMPERATURA. PRESION. HUMEDAD. LTDA. Diccionario de términos y definiciones de pesada. Una guía práctica de la terminología de pesada.

2 Introducción La implementación de los sistemas de gestión de calidad ha obligado a utilizar términos técnicos y definiciones en su debida acepción. Con la presente información queremos referirnos a los términos y definiciones técnicas mas importantes a tener en cuenta, esto permitirá que todos hablemos en el mismo idioma. Puesto que la frecuencia de calibración en una balanza o pesa también tiene también suma importancia para valorar los resultados de pesada, al final se explican los intervalos de calibración mas corrientes. Glosario Instrumento de pesaje: Instrumento que utiliza la acción de la gravedad para determinar la masa de un cuerpo. Balanza analítica : El concepto balanza analítica lo utilizamos para balanzas de laboratorio de alta sensibilidad que pueden determinar pesos con una exactitud de 0,1 mg ó mayor. Normalmente con ella se pesan cargas de hasta unos 200 gramos. Precisión de indicación : Precisión de indicación de una balanza es la mínima diferencia entre dos medidas que se puede leer en el indicador. En un indicador digital esa diferencia es el menor paso de cifras, también llamado valor de escala. Las precisiones de indicación (o valores de paso) son por ejemplo, en balanzas analíticas en semimicrobalanzas en microbalanzas escalón numérico 0,1 mg escalón numérico 0,01 mg escalón numérico 0,001 mg Resolución : Número de medidas individuales dentro del intervalo ó campo de medida. Intervalo de medida dividido por precisión de indicación. Resolución = Carga máxima Precisión de indicación Carga Máxima Precisión de indicación Resolución 8000 g. 1 g d g. 1 mg d. Sensibilidad : La sensibilidad es la medida de la pendiente de la curva característica de pesada. Se determina a partir de la variación de la indicación dividida por la carga puesta. 2

3 Fig. 1 Pendiente de la curva característica de pesada. Por ejemplo, si se pone una carga de 100 g, debe aparecer también 100 g en el indicador de la balanza como resultado de medida. La gráfica presenta, junto a la línea característica correcta, otras líneas con pendiente (sensibilidad) excesiva e insuficiente. Calibración : Determinación de la diferencia entre el valor mostrado y el correcto. El desvío se expresa mediante un factor de calibración. Con este factor hay que corregir cualquier resultado de medida. Ajuste : Proceso que lleva a un aparato medidor a un buen estado operativo. Determinación de la diferencia entre valor técnico y real, seguida por ajuste del instrumento con reducción al mínimo del desvío de medida. Un ajuste se puede efectuar automática, semiautomática o manualmente. Ajuste de la sensibilidad : El ajuste de sensibilidad de los instrumentos de pesaje permite, en primera instancia, adaptarlos al valor de la gravedad existente en el lugar donde se instalan. También corrige variaciones de indicación motivados por cambios de temperatura y de presión barométrica. El ajuste de una balanza representa la relación correcta entre carga puesta y peso indicado en el lugar de instalación de la balanza. Tiene una importancia decisiva para la exactitud, es decir, para la coincidencia entre el valor de peso verdadero y el mostrado de una masa. A diferencia del ajuste, en una calibración sólo se determina la diferencia entre carga puesta y valor mostrado, pero no se llevan a coincidencia. Por tanto, el resultado obtenido hay que multiplicarlo por un factor de calibración después de cada pesada. Ejemplo: - El platillo está cargado con una masa de 80 g. y el indicador señala 79,9 g. - Una vez ajustada la sensibilidad, el Indicador señala el valor correcto, 80,0 g. Ajuste: 80,0 g = 80,0 g Calibración: 79,9 g x factor = 80,0 g El factor de calibración es en este caso 1,0013 Calibración: Determinación de la relación entre carga puesta y valor mostrado. El valor leído ha de ser corregido por el factor calculado. 3

4 Ajuste: Se regula la sensibilidad de la balanza hasta que el valor mostrado coincida con la carga puesta. El resultado correcto se puede leer directamente sin corrección. Exactitud: Capacidad de un aparato medidor para proporcionar valores de la magnitud de partida próximos al valor verdadero. Precisión : Grado de aproximación mutua entre resultados de mediciones consecutivas de la misma magnitud, realizadas bajo las mismas condiciones de medida (ver Repetibilidad). Esquema para la diferenciación entre exactidud y precisión Si la repetibilidad es buena, las mediciones individuales están muy próximas, mientras que se dispersan si la repetibilidad es mala. Precisión: Grado de coincidencia mutua de varios valores medidos (mediciones individuales x); la precisión es independiente de la posición del valor verdadero (centro de la diana). Exactitud: Grado de la desviación del valor verdadero. En la gráfica: distancia entre los valores individuales o medios ( ) y el centro. Linealidad : La linealidad predice si la balanza puede seguir bien la relación lineal entre la carga puesta y el valor indicado. Para ello entre carga cero y carga máxima se representa una recta como línea característica de pesada. La no linealidad define la anchura de la banda dentro de la cual puede haber una desviación de más o de menos del valor medido frente a la línea característica ideal. Por ejemplo en la METTLER AT200, el desvío máximo de la forma lineal de la línea característica es de ±0.15 mg a lo largo de todo el campo de pesada de 200 g. Ensayo de excentricidad : Ensayo realizado desplazando sistemáticamente una carga sobre el receptor con objeto de determinar si la indicación de la balanza es suficientemente insensible a cambios de emplazamiento de la carga sobre el dispositivo receptor de carga. 4

5 Estabilidad de medida: Capacidad de un aparato para mantener sus características metrológicas invariables con el tiempo. Resultado de medida : Valor asignado a una magnitud, obtenido a través de una medición. Resultado de medida corregido: Cuando se corrige la desviación sistemática. Incertidumbre de medida: Parámetro asignado al resultado que caracteriza la dispersión de los valores medidos. La incertidumbre de medida está formada por componentes de error aleatorios y sistemáticos. - Desviación de medida aleatoria: originada por el límite de rendimiento del instrumento medidor, la incertidumbre de medida puede expresarse, p. ej., como múltiplo de la desviación típica. - Desviación de medida sistemática: Por lo general no es una distribución normal. Se obtiene a partir de la desviación de medida menos la desviación de medida aleatoria. Material de referencia: Material o sustancia de homogeneidad suficiente, cuyos valores característicos están determinados con tanta exactitud, que pueden utilizarse para calibrar aparatos medidores, evaluar procedimientos o asignar características físicas. Trazabilidad: Cualidad de un patrón, ó de un resultado de medida, de poder referirlo a través de una cadena ininterrumpida de comparaciones, a patrones adecuados de validez nacional o internacional, estando determinadas todas las incertidumbres. Procedimiento de trabajo estándar (SOP: «Standard Operating Procedare»): Instrucciones de trabajo definidas para una operación cuyo desarrollo está claramente documentado. Las instrucciones han de seguirse con el máximo rigor a fin de garantizar una comparabilidad de los resultados. Patrón de referencia: La masa es una magnitud que no se puede deducir físicamente a partir de una constante natural. Está definida por un patrón internacional, el kilogramo patrón del BTPM (Bureau International des Poids et Mesures) de Sévres, París. Pesas de control: Es necesario garantizar que la indicación de balanzas diferentes coincida en todo el mundo con el patrón de masa internacional. La determinación de masas absolutas sólo es posible, en último término, por medio de mediciones comparativas con el kilogramo patrón en París. De ahí que cada país disponga de un patrón de peso propio de alta exactitud, derivado del kilogramo patrón de París. En los distintos países se derivan otros patrones de peso refiriéndolos al patrón específico del país. Repetibilidad: La repetibilidad se define como el grado de aproximación mutua de mediciones consecutivas de la misma magnitud, efectuadas bajo las mismas condiciones de medida. Estas condiciones reciben el nombre de condiciones de repetibilidad y comprenden: - el mismo procedimiento de medida - el mismo observador - el mismo aparato medidor, utilizado bajo las mismas condiciones - él mismo lugar - repetición dentro de un intervalo de tiempo corto 5

6 La distribución de errores por carga reiterada de la misma muestra responde a una distribución normal (desviación de medida.aleatoria). Por tanto, como medida de repetibilidad se utiliza la desviación típica de las mediciones individuales obtenidas. Definición de la desviación típica Si se carga un peso múltiples veces bajo condiciones repetidas, se obtiene una distribución de los resultados según la curva de campana de Gauss. De forma gráfica, la desviación típica (sd) se define como la distancia entre la curva y el valor medio a 3/8 del máximo. La función correspondiente, la curva de campana de Gauss, es Media Aritmética La media aritmética está dada por : En el caso de balanzas de alta resolución el valor de la reptibilidad no es sólo una característica dada por la balanza. La repetibilidad depende también de las condiciones ambientales (corrientes de aire, fluctuaciones de temperatura, vibraciones) y a veces de la práctica de la persona que pesa. Deriva : Variación lenta de una característica metrológica de un aparato medidor. Tiempo de estabilización : El tiempo de estabilización es el tiempo que la balanza necesita para una pesada. Se define como intervalo entre la colocación de la carga sobre el platillo y el equilibrio del indícador de peso. El tiempo de estabilización depende de las condiciones ambientales (corrientes de aire, vibraciones, etc.) y del ajuste de los parámetros de balanza (precisión de indicación, control de estabilidad (ASD), adaptador del proceso de pesada, adaptador de vibración). Articulación cuchilla-cojinete : Unión realizada con a ayuda de dos piezas, generalmente metálicas llamadas: cuchilla y cojinete. Estas dos piezas se articulan, una con relación a la otra, en torno al eje definido por su linea de contacto. 6

7 Alcance máximo (max) : Capacidad máxima de pesaje, sin tener en cuenta la capacidad aditiva de tara. Alcance mínimo (min) : Valor de la magnitud a medir que corresponde al límite mínimo de la zona de medida. Aceleracion de la gravedad : Aceleracion de movimiento de los cuerpos en caida libre. Su valor no es el mismo en todos los puntos de la tierra, por esta razón las balanzas, que trabajan según determinados principios de pesaje, deben ajustarse en función de la aceleración de la grave dad en el lugar de su utilización. Aceleración de la gravedad en función de la latitud y de la altitud Celda de pesaje : Por regla general esta constituida por un transductor electrornecánico que convierte la fuerza ejercida por la masa a pesar en una señal correspondiente, generalmente eléctrica. Ejemplo: celda de compensación electromagnética de fuerzas. Comparación de masas : Determinación de la diferencia entre la masa desconocida de un objeto y la masa conocida de un patrón. Compensación de temperatura : Dispositivo o medio que sirve para compensar la influencia de la temperatura (ejemplos: disposición particular de los resortes, un programa de cálculo o un elemento de regulación que tenga en cuenta la influencia de la temperatura), es decir, que tiene que compensar la influencia ejercida por variaciones de temperatura sobre el sistema mecánico o electrónico. Desecador : Instrumento que sirve para operaciones de secado. La sustancia a examinar se calienta en él, por ejemplo, por infrarrojos. Este aparato puede montarse directamente sobre una balanza de precisión. 7

8 Cubierta protectora : Funda que sirve para proteger las partes de una balanza que están expuestas a corrosión o son susceptibles de ser dañadas por factores de influencia externos. Detector automático de estabilidad : Un dispositivo que determina cuando han desaparecido las oscilaciones de una balanza, por ejemplo, cuando el sistema mecánico ha alcanzado el equilibrio. Escala óptica : Escala o sección de escala proyectada con la ayuda de un dispositivo apropiado sobre una pantalla de un indicador. Nivelación : Si la balanza no está en posición totalmente horizontal, la atracción terrestre y la fuerza de compensación no se contraponen. El resultado se altera según el coseno del ángulo de inclinación. Remedio: Todas las balanzas ofrecen la posibilidad de nívelación mediante patas reguladoras. I S 0 : Siglas de la "International Organization for Standardization" (organización internacional de normalización), encargada de la normalización internacional de términos, procedimientos de medida, tolerancias, etc. OIML : Siglas de la Organísation Internationale de Métrologie Legale. Esta organización se encarga de estudiar con un fin de unificar los problemas de carácter legislativo y reglamentario de metrología legal cuya solución es de interés internacional. A estos efectos publica Recomendaciones Internacionales sobre los instrumentos de medida ( Recomendaciones de la OIML ). Tiene su sede en París ( BIML ). Recomendaciones de la OIML : Recomendaciones internacionales publicadas por la OIML respecto a las cualidades metrológicas y técnicas de los instrumentos de medida y su verificación. Previo acuerdo con la OIML los estados miembros de la misma están moralmente obligados a tener en cuenta, en lo posible, estas recomendaciones cuando vayan a establecer disposiciones de alcance nacional. BIML : Siglas del Bureau International de Metrologie Legale, que tiene su sede en París. Bibliografía Vocabulario internacional de términos básicos y generales de metrología. BIMP,IEC,IFCC,ISO, IUPAC, IUPAP, OIML Diccionario METTLER de términos de pesada. La nueva balanza analítica AT de METTLER. Instrucciones de manejo METTLER. El ABC de la pesada. Balanzas en la Gestión de Calidad. 8