Calibracionde Masas

1 OBJETIVO

El presente procedimiento tiene por objeto establecer el método directo de calibración de masas para determinar el valor convencional de masa de una muestra.

2 CAMPO DE APLICACIÓN

Este procedimiento es aplicable a la calibración de masas y de pesas de clase de exactitud OIML F1 o inferior, de valores nominales de 1 kg a 50 kg en un instrumento de pesaje, mediante la aplicación del método de sustitución y el empleo de una masa patrón de igual valor nominal.

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3.5 NMX-Z-055-IMNC Vigente Metrología - Vocabulario de términos fundamentales y generales.

3.6 NOM-008-SCFI Vigente Sistema General de Unidades de Medida.

3.7 NMX-CH-140-IMNC Vigente Guía para la expresión de incertidumbre en las mediciones.

3.8 NOM-038-SCFI Vigente Pesas de clases E1, E2, F1, F2, M1, M2 y M3

3.9 Recomendación Internacional No. 111 Edición 1994 de la OIML "Pesas de clase E1, E2, F1, F2, M1, M2 y M3

4 DEFINICIONES

Son de aplicación las definiciones generales de la referencia que se indican a continuación, además de otras específicas para el presente procedimiento.

Calibración de masa:

A los efectos de este procedimiento se considera la calibración de masa como un conjunto de operaciones que establecen, en condiciones especificadas, la relación entre los valores de masa de una muestra de masa desconocida, y el valor de una masa conocida denominada patrón.

Masa:

Es una magnitud física que determina la cantidad de materia que tiene un cuerpo.

Muestra:

Masa objeto de la calibración.

Masa patrón:

Masa o conjunto de masas (ya con un valor conocido) utilizadas como referencia para calibrar otras masas (muestras).

Error de masa:

Desviación del valor de una masa respecto a su valor nominal.

Pesa:

Medida materializada de masa, regulada de acuerdo a sus características físicas y metrológicas: forma, dimensiones, material, calidad superficial, valor nominal y error máximo permitido.

Clase de exactitud de las pesas:

Clasificación de las pesas de acuerdo a ciertos requisitos metrólogicos y límites de tolerancia expuestos en recomendaciones Internacionales.

Densidad:

La densidad de un cuerpo es el cociente entre la masa del cuerpo y el volumen del mismo.

Valor convencional de masa:

Para un cuerpo a 20 °C, la masa convencional o el valor convencional del resultado de pesaje en el aire es la masa de una pesa de referencia de densidad 8 000 kg m-3 que le equilibra en un aire de densidad 1,2 kg. m-3

Instrumento de pesaje:

Instrumento de medida utilizado para determinar la masa de un cuerpo a partir de la fuerza ejercida sobre el cuerpo por el campo gravitacional de la tierra.

Empuje:

Fuerza ascendente que se opone a la fuerza debida al peso, ejercida sobre el cuerpo por el medio que le rodea. El empuje es función de la densidad del medio en el que se encuentra el cuerpo, del volumen del cuerpo y de la aceleración de la gravedad en el lugar donde se encuentra el cuerpo; según la ecuación:

E = - p. V• 9

Desviación estándar experimental

Para una serie de (n) mediciones de un mismo mensurando, la magnitud (s) que caracteriza la dispersión de los resultados, viene dada por la fórmula.

siendo Xi el resultado de la i-ésima medición y la media aritmética de los n resultados considerados:

Incertidumbre de medida:

Parámetro, asociado al resultado de una medición, que caracteriza la dispersión de los valores que podrían razonablemente ser atribuidos al mensurando.

NOTAS

1. El parámetro puede ser, por ejemplo, una desviación estándar (o un múltiplo de ésta) o la semi amplitud de un intervalo con un nivel de confianza determinado.

2. La incertidumbre de medida comprende, en general, varios componentes. Algunos pueden ser evaluados a partir de la distribución estadística de los resultados de series de mediciones y pueden caracterizarse por sus desviaciones estándar experimentales.

Los otros componentes, que también pueden ser caracterizados por desviaciones estándar, se evalúan asumiendo distribuciones de probabilidad, basadas en la experiencia adquirida o en otras informaciones.

3. Se entiende que el resultado de la medición es la mejor estimación del valor del mensurando, y que todos los componentes de la incertidumbre, comprendidos los que provienen de efectos sistemáticos, tales como los componentes asociados a las correcciones y a los patrones de referencia, contribuyen a la dispersión.

4. Generalidades

El método de sustitución es un método de medida por comparación directa en el cual se reemplaza la magnitud a medir por otra de igual naturaleza con un valor tal que los efectos que provoca sobre el dispositivo.

El procedimiento de calibración de masas mediante el método de sustitución permite calcular la masa de una muestra por comparación directa con una masa patrón (de un valor conocido), mediante una secuencia de pesaje establecida y la repetición de un número de ciclos, (n)

Símbolos y Abreviaturas.

mn = Valor nominal

mcp = Valor de masa convencional del patrón

(mcp) c = Valor de masa convencional del patrón en el momento de la calibración

mcm = Valor de masa convencional de la muestra

ecp = error de la masa convencional del patrón.

ecm = error de la masa convencional de la muestra

••e = error de excentricidad del instrumento de pesaje

•• mcp = deriva de la masa patrón

Ip = Indicación del instrumento de pesaje al depositar sobre su dispositivo receptor de carga

el patrón.

Im = Indicación del instrumento de pesaje al depositar sobre su dispositivo receptor de carga

la muestra.

Īp = media de las indicaciones del patrón en un ciclo de medida.

Īm = media de las indicaciones de la muestra en un ciclo de medida.

Im-p = diferencia entre el valor medio de la muestra y el del patrón.

Īm-p = Valor medio de las diferencias de indicación entre el patrón y la muestra

Ī = Indicación media corregida por la excentricidad del instrumento.

Īm-p(max)= máxima diferencia de indicación

Īm-p(min)= mínima diferencia de indicación

s(Īm-p) = desviación típica de las diferencias de indicación entre el patrón y la muestra para un número n de ciclos

sp = desviación típica evaluada en un instrumento bajo control estadístico a partir de un número grande de medidas.

ρp = densidad del patrón.

ρpmáx = valor máximo del intervalo donde se espera encontrar la densidad de la muestra

ρpmin = valor mínimo del intervalo donde se espera encontrar la densidad

ρm = densidad de la muestra

ρmmáx = valor máximo del intervalo donde se espera encontrar la densidad de la muestra.

ρmmin = valor mínimo del intervalo donde se espera encontrar la densidad de la muestra.

ρa = densidad del aire.

ρamáx = valor máximo del intervalo donde se espera encontrar la densidad del aire.

ρamin = valor mínimo del intervalo donde se espera encontrar la densidad del aire.

ρo = densidad de referencia del aire igual a 1,2kg. mֿ³.

n = número de ciclos.

u(ecp) = incertidumbre combinada del error de masa convencional del patrón.

u(ecm) = incertidumbre combinada del error de masa convencional de la muestra.

u(• e) = componente de incertidumbre debida al error de excentricidad del instrumento de pesaje.

u(• mcp) = componente de incertidumbre debida a la deriva del patrón.

u( Ī ) = incertidumbre debida a la medida de indicación del instrumento de pesaje.

u( Ī m-p) = incertidumbre debida a la medida de las diferencias de indicación.

uA( Ī m-p) = componente de la incertidumbre de tipo A de la medida de las diferencias de indicación.

uB( Ī m-p)= componente de la incertidumbre de tipo B de la medida de las diferencias de indicación.

u(mn) = incertidumbre del valor nominal de masa.

u(mcp)c = incertidumbre combinada de la masa convencional del patrón en el momento de la calibración.

u(mcp) = incertidumbre combinada de la masa convencional del patrón.

u(mcm) = incertidumbre combinada de la masa convencional de la muestra.

U(mcp)c = incertidumbre expandida de la masa convencional del patrón en el momento de la calibración.

U(mcm) = incertidumbre expandida de la masa convencional de la muestra.

uA = componente de la incertidumbre de tipo A.

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