Clase de exactitud y errores máximos permisibles en masas patrón

Información técnica:

Por: Ing. Boris Escalante Vargas  

Supervisor de la Unidad de Mecánica Física

Clase de exactitud y errores máximos permisibles en masas patrón

Los patrones de masa al igual que todos los instrumentos de medida pertenecen a una jerarquía en cuanto a su exactitud de medida. La recomendación internacional OIML R111-1:2004 establece para ellos 9 clases de exactitud para valores nominales desde 1 mg hasta 5 000 kg.

En la tabla se observa que para un patrón de masa de valor nominal de 1 kg, se tienen hasta 7 clases de exactitud comenzando por la E1 que es la de más alta jerarquía hasta M3 que se usa en aplicaciones donde se requiere d una exactitud baja.

Para saber cuál es el error máximo permisible de un patrón de masa, nos preguntamos:

¿Cuál es su valor nominal?

¿Cuál es su clase de exactitud?

Así para un patrón de valor nominal de 500 g y de clase de exactitud F2 el error máximo permisible es de 8,0 mg

Para determinar cuál es el patrón adecuado para una balanza cualquiera es necesario conocer cuál es el error máximo permisible del instrumento y garantizar que se cumpla que el error máximo permisible del patrón es por lo menos tres veces menor que el error máximo permisible de la balanza (Ec.1).

Ejemplo:

Para una balanza digital cuya capacidad máxima MAX es de 4 000 g y con un escalón de verificación e  de 1 g

MAX = 4 000 g

d = 1 g

Dado que no tiene dispositivos

auxiliares e = d

De la gráfica anterior vemos que la primera zona que llega hasta 500 g y el error máximo permisible EMPBALANZA es de ± 1 g por lo tanto tomando en cuenta la ecuación 1, el error máximo permisible del patrón debe ser:

Hasta el límite de la primera zona de la balanza

Para establecer que patrón es adecuado para esta primera zona se escoge el valor del patrón a utilizar por ejemplo 500 g y luego siguiendo la fila empezamos por el patrón de menor jerarquía, así:

Como podemos observar cualquier patrón sería conveniente ya que EMPPATRÓN ≤ 333 mg y todos cumplen con el requisito. No obstante, el patrón de clase E1 es muy costoso en comparación con el de clase M3 y por esa razón preferimos éste último para esta zona. Lo mismo aplica para los patrones de valor nominal de 200 g y de 100 g ya que el requisito para el patrón es el mismo ya que el EMPBALANZA no cambia.

Para la zona que llega hasta 2 000 g el error máximo permisible EMPBALANZA es de ± 2 g. Tomando en cuenta la ecuación 1, el error máximo permisible del patrón debe ser:

Hasta el límite de la segunda zona de la balanza

Para establecer que patrón es adecuado para esta segunda zona se escoge el valor del patrón a utilizar digamos 1 kg y luego siguiendo la fila empezamos por el patrón de menor jerarquía, así:

Como se puede observar para un patrón de valor nominal de 1 kg en cualquier patrón sería conveniente ya que:

Todos cumplen con el requisito. Preferimos no obstante, el de clase M3 por razones de costo. Ahora bien para un patrón de valor nominal  2 kg debemos escoger el de clase M2 ya que  EMPPATRÓN  ≤ 666 mg y EMP = 1 000 g (clase M3) lo que sobrepasa el requisito establecido.

Para la última zona que llega hasta la capacidad máxima de 4 000 g el error máximo permisible EMPBALANZA es de ± 3 g por lo tanto de acuerdo a la ecuación 1, el error máximo permisible del patrón es:

 

Hasta el límite de la capacidad máxima de la balanza

Para establecer que patrón es adecuado para esta tercera zona se escoge el valor del patrón a utilizar digamos 2 kg + 1 kg y luego siguiendo la fila empezamos por el patrón de menor jerarquía, así:

Como podemos observar para un patrón de valor nominal total de 3 kg o 4 kg los patrones convenientes son de clase M2 ya que tienen que cumplir en cualquier caso y número con:

EMPPATRÓN  ≤ 1 000 mg

Así tenemos el resumen siguiente:

Como conclusión para llevar a cabo la calibración o verificación de del instrumento de pesar del ejemplo debemos contar para todo intervalo de medida del instrumento con un juego de patrones de clase M2 o mejor.

BIBLIOGRAFÍA

•        International Recomendation OIML R111-1, EDITION 2004 (E) Weights of classes E1, E2, F1, F2, M1, M1-2, M2, M2-3 and M3 . Part 1: Metrological and technical requirements.
•    International Recomendation OIML R76-1, EDITION 1992 (E)  Nonautomatic weighing instruments Part 1: Metrological and technical requirements – Tests
•              Documentos Metrológicos, Ing. Fidel Fernandez (SENCAMER).