1. 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 escalón numérico 0,1 mg
en semimicrobalanzas escalón numérico 0,01 mg
en microbalanzas 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. 8000 d.
10000 g. 1 mg. 10000000 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.
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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.
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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.
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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
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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.
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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 electrornecá-
nico que convierte la fuerza ejercida por la masa a pesar en una señal correspondien-
te, 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 varia-
ciones 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.
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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.
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