PAGINA: 1 de 15 CONTROL DE CAMBIOS FECHA VERSIÓN DESCRIPCIÓN DEL CAMBIO ID. FLUJO 1 Inclusión de documento para el fortalecimiento de la metodología para la calibración de instrumentos de medición 01.072.482 ELABORADO POR: REVISADO POR: APROBADO POR: Jefe de Mantenimiento Electrónico-Electrico Director Ingeniería Mantenimiento Gerente de operaciones
PAGINA: 2 de 15 1. OBJETIVO Definir la metodología a seguir para realizar la calibración de balanzas de un solo plato. 2. DESCRIPCIÓN El instructivo aplica para aquellas balanzas monoplano de laboratorio o industriales cuyo alcance máximo sea 50 kg, con escala continua, ya sean analíticas o electrónicas. 2.1 GENERALIDADES 2.1.1 Equipos requeridos Como patrón para realizar la calibración se usará: Masas patrones de una clase adecuada a la balanza a calibrar y que cubren todo el rango de calibración calibradas según OIML R 111 Se recomienda utilizar para la medida de condiciones ambientales instrumentos con exactitud de al menos 1 o C para la medida de la temperatura y ±5 % hr para la medida de la humedad relativa. 2.1.2 Operaciones previas Se anotarán las condiciones ambientales durante la calibración del recinto en el que están ubicados los equipos sujetos a calibración.
PAGINA: 3 de 15 Las condiciones ambientales se deben encontrar entre 18-23 ºC en temperatura y la humedad debe ser menor que 65% Hr. Los patrones a emplear se situaran próximos a la balanza, dejándolos estabilizar el tiempo necesario aproximadamente 2 horas, se conectaran todos los indicadores electrónicos de la balanza con el fin de que se estabilice eléctricamente y térmicamente. No se usará, a no ser que sea imprescindible, agua destilada, alcohol o cualquier otra sustancia para limpiar las pesas, o la balanza; solo se utilizarán brochas de cerdas suaves para eliminar motas de polvo u otro material que haya quedado sobre la superficie, o con una gamuza seca que no deje restos de hilos o partículas. Se comprobará que funcionan todos los sistemas mecánicos, eléctricos y ópticos de la balanza. Antes de proceder a la calibración se comprobará el movimiento libre de los elementos móviles de la balanza, eliminando cualquier pereza o falta de nivelación, procediendo al ajuste y tarado cuando sea necesario, siguiendo las instrucciones del fabricante y en el punto indicado en ellas, o en su defecto el 50% o el fondo de escala. El ajuste debe ser realizado siempre que exista desviación en la pesada que se realiza. 2.2 CALIBRACIÓN La calibración se realizará determinando la corrección de calibración, así como su incertidumbre suponiendo que la balanza se va a utilizar para la realización de medidas absolutas. Se realizarán los siguientes estudios: 1- Repetitividad de las lecturas. 2- Efecto del descentramiento de carga (excentricidad). 3- Corrección de calibración. Repetitividad de las lecturas: La repetitividad de la balanza es una medida de lo bien que ésta será capaz de medir de forma repetitiva una masa. Junto con el resto de las pruebas a realizar, nos asegura que el valor de la masa obtenido es el correcto.
PAGINA: 4 de 15 La repetitividad de las medidas se expresa normalmente en términos de la desviación típica obtenida de una serie de lecturas repetidas, entre 5 veces y 3 veces como mínimo en el caso en que la pesa o pesas sean mayores de 100 kg. Para una buena balanza el valor obtenido de esta diferencia nunca debería exceder tres veces su resolución. La repetitividad deberá realizarse siempre de manera que simule lo más realmente posible la utilización habitual de la balanza. La manera de realizar el estudio de repetitividad será, una vez ajustado el cero, colocar y quitar la masa o masas patrón un número de veces acorde con lo descrito anteriormente, anotando, cada vez que se obtenga la estabilidad, el valor indicado. Después de cada retirada de la masa se deberá comprobar que la indicación es cero ajustándose si no fuese así antes de continuar. Efecto del descentramiento de carga: Este efecto se produce cuando el centro de masas de las pesas a medir no coincide con el centro del platillo, dando lugar a desviaciones o defectos de descentramiento. Es difícil dar valores que puedan utilizarse para corregir las lecturas de la balanza, porque el efecto, no siempre es lineal con respecto a la carga o la posición. Este ensayo, se realiza para estudiar las diferencias en las lecturas de la balanza, cuando las cargas se sitúan fuera del centro geométrico del plato. El efecto es fácil de medir, se realizará mediante el siguiente proceso: Situar la masa o masas Patrón en el centro del platillo y efectuar la lectura. Después realizar la misma operación con las masas desplazadas del centro a las posiciones 1, 2, 3 y 4 indicadas en la figura, haciendo la lectura correspondiente en cada posición y anotando los resultados en una tabla adecuada. La medida de este efecto vendrá dada por la diferencia entre el valor obtenido en la posición central y cada uno de los valores obtenidos en el resto de las posiciones.
PAGINA: 5 de 15 Este efecto se medirá a 1 /3 ó mitad del rango total de la balanza. Puesto que el efecto no es lineal, no tienen por qué obtenerse mayores valores a cargas más grandes, evitando así el producir algún daño en el mecanismo de la balanza al situar grandes cargas lejos del eje del platillo. El error de excentricidad Eecc vendrá dado por la máxima diferencia entre el valor de la posición Ii y la posición central I1 encontrado entre las cuatro posiciones descentradas. Eecc = li l1 Corrección de calibración: Cuando una balanza se va a utilizar para medida directa deberán comprobarse a lo largo de toda la escala (20%, 40%, 60%, 80%, 100%) los valores indicados con respecto a un juego de pesas calibradas, esto servirá para comprobar cuánto se desvía la balanza respecto a los valores nominales y aplicar por tanto las correcciones o ajustes necesarios. La corrección de calibración en cada punto será la diferencia obtenida entre la indicación Ij y e l valor de la masa patrón excepto en el punto en el que se ha realizado el estudio de repetitividad (60%), donde la corrección es la diferencia entre el valor de la media de las indicaciones en ese punto y el valor de la masa patrón.
PAGINA: 6 de 15 2.2.1 Toma de datos Todas las anotaciones y observaciones que se realicen durante la calibración quedarán reflejadas en el formato F-090202-001 Informe de calibración balanzas. Se deberán anotar como mínimo los siguientes datos: Identificación del instrumento y de los patrones utilizados. Campo de medida y división de escala del equipo. Lecturas obtenidas durante la calibración en cada una de las pruebas. Anomalías antes y durante la calibración Condiciones ambientales Fecha de realización Cualquier observación que pudiera afectar a la realización correcta del informe de calibración. 2.3 RESULTADOS DE LA CALIBRACIÓN Una vez finalizada la calibración, y obtenidos los valores de descentramiento de carga, repetitividad, etc, es necesario analizar los resultados finales y asignar unos valores de incertidumbre. Estos resultados se darán de forma clara, indicando los valores encontrados de los errores o de las correcciones y su incertidumbre. 2.3.1 Corrección de la calibración E La corrección de calibración en cada punto será la diferencia obtenida entre la indicación y el valor de la masa patrón excepto en el punto que se ha realizado el estudio de repetitividad, donde la corrección es la diferencia entre el valor de la media de las indicaciones en ese punto y el valor de la masa patrón: E20% = (Indicación 1) (Valor masa patron1) E40% = (Indicación 2) (Valor masa patron2) E60% = (Indicación 3) (Valor masa patron3) E80% = (Indicación 4) (Valor masa patron4) E100% = (Indicación 5) (Valor masa patron5)
PAGINA: 7 de 15 2.3.2 Incertidumbre Para la incertidumbre se cuenta con las siguientes contribuciones: Contribución por repetitividad: es la incertidumbre obtenida con las indicaciones en el estudio de repetitividad: U (rep.) = s= desviación estándar. n=número de medidas tomadas en un mismo mensurando. Contribución asociada a la resolución de la balanza: debido a la resolución (Tolerancia de la balanza) de la balanza se considera una distribución rectangular: U (res.) = Contribución por error de excentricidad: el error de excentricidad es la máxima diferencia entre la posición central I1 y el resto de las posiciones de prueba. U (exc.) = Contribución debida a la masa de referencia: se utiliza su valor nominal, asumiendo como incertidumbre típica tolerancia de acuerdo con su clase, además en los puntos de calibración en que se utilicen más de una masa patrón, la incertidumbre típica del patrón será la suma lineal de las tolerancias típicas de las masas que intervengan en él. U (m.p) = Contribución por empuje de aire: esta incertidumbre es ocasiona por el empuje que experimenta el cuerpo debido a la densidad del aire.
PAGINA: 8 de 15 U (e.a) = Incertidumbre típica de la calibración: la incertidumbre típica u(e) de la calibración en cada punto vendrá dada por la composición siguiente: u(e) = ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2.4 CRITERIOS DE ACEPTACIÓN Una vez realizada la calibración y sus cálculos asociados un equipo se considerara apto si el valor de la corrección calculada y su incertidumbre calculada en función del uso del equipo es inferior a la tolerancia admisible para el equipo de medida. Las tolerancias del instrumento están tomadas de NTC 2031 INSTRUMENTOS DE PESAJE DE FUNCIONAMIENTO NO AUTOMÁTICO. REQUISITOS METROLÓGICOS Y TÉCNICOS. ENSAYOS. De la anterior norma se extrae que la tolerancia es ±1,5e, donde e es la escala de verificación. Por los general e es igual a la división de escala de la balanza. Los errores máximos permisibles en servicio serán el doble de los errores máximos permisibles en la verificación inicial.
PAGINA: 9 de 15 2.4.1 Tolerancia pesas patrón 2.5 USO DEL SOFTWARE KALIBRA 2.5.1 Generalidades Una vez que el usuario ha ingresado su nombre de usuario y contraseña correctamente, el sistema lo lleva a una pantalla con el menú de opciones principal. En esta pantalla el usuario deberá seleccionar la opción balanza haciendo clic sobre el título del ítem o sobre la imagen que representa la opción. En esta nueva pantalla, encontrará las tres diferentes opciones dedicadas a las balanzas, Calibración, Revisa/Verifica, editar registro y si
PAGINA: 10 de 15 existen calibraciones sin aprobar Listado por aprobar, así como también una lista con los equipos disponibles en el sistema. Antes de comenzar debe seleccionar un equipo de la lista con el cual trabajar. Una vez seleccione un equipo, el sistema mostrará una información, una gráfica de seguimiento y un listado histórico de calibraciones anteriores, donde se ofrece la posibilidad de aprobar el procedimiento (si no ha sido aprobado todavía), ver los datos con los cuales se hizo la calibración e imprimir un informe con los detalles de la calibración.
PAGINA: 11 de 15 2.5.2 Calibración Una vez el usuario ha seleccionado el equipo de trabajo, hace clic en el botón Calibración y el sistema lo lleva a formulario de calibración. NOTA: Para que los cálculos se hagan de manera correcta, todos y cada uno de los valores, deben llevar solo números, y si el valor tiene una parte decimal, esta se separa con el signo punto.. Paso 1. Registrar condiciones ambientales Paso 2. Introducir los datos de comparación los cuales son los puntos de comparación del patrón contra el instrumento a calibrar. Prueba de excentricidad: En esta ventana se realiza la prueba de excentricidad, en la casilla PATRÓN se introduce el valor de la pesa patrón con la cual se va a realizar la prueba, y las casillas L1 a L5 se introducen los valores de dicha prueba. Prueba de repetitividad y errores de indicación: En la ventana de repetitividad se debe introducir los siguientes datos: -El valor de las pesas patrón a utilizar, y la tolerancia de dichos patrones:
PAGINA: 12 de 15 -El valor de indicación en cada punto establecido y la prueba de repetitividad: Paso 3. Dar clic en el botón calcular. A continuación, se mostrará si el instrumento está conforme o no lo está. También una información adicional de los cálculos.
PAGINA: 13 de 15 Gráfica de error encontrada. Paso 4. Si la calibración del equipo no es conforme, genera un mensaje de alerta, informando que debe calibrarse como se muestra en la figura. CASO 1: GUARDAR DATOS SIN AJUSTE Por norma es necesario documentar como estaba el instrumento previo a un ajuste y posterior a un ajuste, esto se realizar dando clic en el botón GRABAR SIN AJUSTE esto toma los datos que están en el formulario, y los graba en la base de datos de la aplicación.
PAGINA: 14 de 15 Esto se realiza dando clic en el botón mostrado en la siguiente imagen. CASO 2. GUARDAR DATOS CON AJUSTE Después de grabar los datos sin ajuste, el botón desaparece, si el equipo necesita ser ajustado, el usuario observará como aparece un nuevo botón, tal como se ve en la siguiente imagen: Seguido de adjuntar los datos SIN AJUSTE se le realizan las operaciones necesarias hasta que el instrumento este dentro de los límites de tolerancia permitida, luego se realiza de nuevo los pasos 2, 3 y 4, y para grabar los datos se hace clic en el botón rojo Grabar Con Ajuste. 2.5.3 Listado por aprobar En la ventana principal del equipo, puede aparecer una información como la mostrada en la siguiente imagen: Esto indica que existen calibraciones para este tipo de equipos que necesitan ser aprobadas o que aún no han sido aprobadas.
PAGINA: 15 de 15 Para acceder al listado de equipos que necesitan ser aprobados, haga clic en el botón Ver listado, a continuación el sistema muestra una nueva ventana con el listado. En esta lista se puede encontrar la fecha en que se realizó la calibración, el modelo del equipo, etc., tal y como se muestra en la siguiente imagen: Si desea ver más detalles o aprobar la calibración, debe hacer clic en el ícono en forma de lupa de la columna ver, al hacer clic en este ícono, la aplicación le mostrará todos los detalles del equipo, tal y como si hubiese sido seleccionado del listado de equipos que aparece en la parte izquierda. Documentación de referencia: Procedimiento de calibración CEM-Miner ME-005 EA-4/02. Requisitos generales para la competencia de los laboratorios de Ensayo y calibración NTC-ISO/IEC 17025 Expression of the Uncertainly of Measurement in Calibration. UNE-EN 45501 Aspectos metrológicos de los instrumentos de pesar de funcionamiento no automático. Calibration of weighing machines. Ukas Publication. OIML R 11 International Recommendation, Weights od classes.