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GUIA PARA LA CALIBRACIÓN DE PESAS2021-09-061 versiónde prueba (objeto de calibración) con la fuerza ejercida en el mismo sentido por una masa de valorconocido (referencia) del mismo valor nominal. En dicha comparación intervienen otras fuerzas (verfigura 1) asociadas al empuje del aire (𝐹⃗1 ) y al conjunto de interacciones eléctricas, magnéticas o decualquier otro origen que se creen en la masa por causas diversas; los valores numéricos de estasinteracciones son, generalmente, de varios órdenes de magnitud menores a 𝐹⃗0 y 𝐹⃗1 , por lo que sepueden despreciar en las calibraciones habituales, salvo en las calibraciones de más alta exactitud osiempre y cuando se tenga la certeza de que su orden de magnitud no es despreciable.Figura 1. Diagrama de cuerpo libre en un proceso de pesajeLa fuerza de influencia más significativa y que en la mayoría de los casos no es despreciable es ladebida al empuje del aire (𝐹⃗1 ), la cual está en función del volumen de la pesa y de la densidad del aire.El equilibrio mecánico en un proceso de pesaje se logra cuando actúan sobre el cuerpo las fuerzas 𝐹⃗0(peso), 𝐹⃗1 (empuje del aire) y 𝐹⃗2 (fuerza de reacción normal del platillo de la balanza), según muestrala Figura 1.La ecuación de equilibrio se describe de la siguiente manera:Donde,𝐹⃗2 𝐹⃗0 𝐹⃗1(1)𝐹⃗0 𝑚𝑔⃗𝐹⃗1 𝜌* 𝑉𝑔⃗*⃗ 𝜃4𝐹⃗2 𝐾(2)(3)(4)*⃗ es una constante de proporcionalidad que representa el valor de la aceleraciónEn la ecuación (4), 𝐾local de caída libre en el lugar de ubicación del instrumento de calibración, luego es posible suponer*⃗ 𝑔⃗; y el término qc es la respuesta del instrumento de pesaje en unidades de su división deque 𝐾escala. Cuando no es determinada su sensibilidad, estos valores se consideran de forma razonablecomo unidades de masa.Sustituyendo las expresiones para las fuerzas (ecuaciones 2, 3 y 4) en la ecuación (1) se obtiene:Página 8 de 32Código: M-06-F-017 (V1)

GUIA PARA LA CALIBRACIÓN DE PESAS2021-09-061 versión(𝑚 𝜌* 𝑉) 𝐼(5)La ecuación (5) constituye la ecuación básica de un proceso de pesada.Si se aplica la ecuación (5) en un proceso de calibración en donde 𝐼" e 𝐼 representan la indicación delinstrumento de pesaje cuando es colocada la masa de prueba y la masa de referencia, se obtiene:(𝑚" 𝜌*" 𝑉" ) 𝐼"(6)(𝑚 𝜌* 𝑉 ) 𝐼 (7)En esta ecuación 𝜌*" representa la densidad del aire cuando es colocada la masa de prueba y 𝜌* esla densidad del aire cuando se mide la masa de referencia. Para efectos prácticos se considera queestos valores son iguales, luego 𝜌*" 𝜌* 𝜌* . En un proceso de calibración, en donde la diferenciade indicación entre la masa de prueba y la masa de referencia es 𝐼 𝐼" 𝐼 , las ecuaciones (6) y (7)se reescriben como:𝑚" 𝜌* 𝑉" (𝑚 𝜌* 𝑉 ) 𝐼" 𝐼 𝑚" 𝐼 𝑚 𝜌* (𝑉" 𝑉 )(8)(9)El lado izquierdo de la ecuación (9) representa el valor de la masa de la pesa bajo calibración, 𝑚 esla masa del patrón de referencia, y el término 𝜌* 9𝑉( 𝑉 : está asociado a la corrección por empuje delaire [4].6. DESCRIPCIÓN DE ACTIVIDADES6.1. Método de calibraciónPara la calibración de masas se sigue el método de comparación directa en el que se comparan dosmasas de igual valor nominal. Una de ellas hace de referencia (se identificará de ahora en adelantecon la letra A) y otra de prueba (se identificará de ahora en adelante con la letra B), con el fin de estimarel valor desconocido de la masa de prueba, partiendo del valor de referencia. Las secuencias paraseguir son distintas según la clase de exactitud de las masas bajo calibración o el número de masas acalibrar; en todas, se coloca de forma correlativa las masas A y B sobre el plato del instrumento depesaje de manera que minimice posibles errores de deriva a lo largo del ciclo.Los ciclos de comparación directa por doble sustitución ABBA y comparación directa por sustituciónsimple ABA son usados frecuentemente en la calibración de patrones de masa clase E y F; el ciclo decomparación directa de varios patrones de masa con el mismo valor nominal con una pesa dereferencia AB1 BnA, es una variación del método ABA usado frecuentemente en la calibración depatrones de masa clase M, no se recomienda su uso en calibración de pesas clase E y F.Página 9 de 32Código: M-06-F-017 (V1)

GUIA PARA LA CALIBRACIÓN DE PESAS2021-09-061 versión6.2 Equipos y materiales Patrones de masa (referencia)Los patrones de masa utilizados como referencia deben estar calibrados por el INM o porlaboratorios acreditados por el Organismo Nacional de Acreditación ONAC (si operan en territoriocolombiano), o por otros organismos de acreditación firmantes de Acuerdos de ReconocimientoMutuo multilaterales (MRA) con ILAC o IAAC, que tengan incorporado dentro de su alcance deacreditación la capacidad de medición y calibración para la magnitud masa y deben contar con elcertificado de calibración vigente, teniendo en cuenta los periodos de calibración establecidos porel laboratorio para cada uno de ellos. Se espera que el cambio en el valor de masa para un patrónde referencia en función del tiempo (deriva) no sea mayor que la incertidumbre asociada a dichopatrón.Las pesas usadas como referencia deber ser al menos una clase de exactitud superior que laspesas a calibrar, esto es, el error máximo permitido de la pesa de referencia debe ser menor oigual a un tercio del error máximo permitido de la pesa a calibrar, luego:1𝐸𝑀𝑃 𝐸𝑀𝑃"3(10)Los patrones de masa, debido a sus características físicas y metrológicas, requieren unascondiciones especiales para su manipulación. A continuación se presentan algunasrecomendaciones para asegurar y mantener adecuadamente un patrón de masa:oNo manipular las pesas con las manos desnudas, aunque las manos estén limpias el sudornatural mancha las pesas; el roce accidental con las manos también puede alterar laspesas.oPreferiblemente, tomar las pesas con accesorios diseñados para tal fin, tales como pinzasu horquillas. Si es necesario manipular las pesas con la mano, colocarse guantes de látexy sobre estos los guantes de algodón o hilo, con el fin de evitar que la transpiración de lapiel manche la pesa.oPara manipular pesas de geometría paralelepípeda clase M y mayores a 5 kg, serecomienda utilizar guantes de cuero suave aun cuando se requiera el uso de instrumentosauxiliares tales como montacargas, grúas para izaje o eslingas, entre otros.oNo agregar etiquetas o adhesivos en la superficie de las pesas para su identificación, estadebe ir en su caja, estuche o en el lugar de almacenamiento. Para la identificación de pesasde geometría paralelepípeda clase M y mayores a 5 kg, se recomienda seguir lasPágina 10 de 32Código: M-06-F-017 (V1)

2021-09-06GUIA PARA LA CALIBRACIÓN DE PESAS1 versiónindicaciones establecidas en el numeral 13.6 de la norma NTC 1848, asegurando que éstasea unívoca e indeleble.oColocar las pesas sobre superficies secas y de textura suave, pueden ser bandejasmetálicas, vidrio o madera y sobre láminas de papel de filtro o papel blanco sin ningún tipode impresión.oPreferiblemente, mantener las pesas dentro de campanas de vidrio o en sus respectivosestuches. No es recomendable dejar las pesas expuestas al medio ambiente.oLas pesas de geometría paralelepípeda clase M y mayores a 5 kg no requieren un estuchepara su almacenamiento, no obstante es necesario asegurar que son ubicadas en un lugarlibre de polvo, humedad excesiva, y fuera del alcance de personal no autorizado para sumanipulación. Se recomienda no apilar las pesas al momento de su almacenamiento, otomar todas las precauciones necesarias en caso de que esto sea absolutamentenecesario.oEn caso de prestar el servicio de limpieza y ajuste de patrones de masa, es necesariocontar con un área independiente para realizar dicho proceso, y asegurar que el área decalibración esté libre de contaminación cruzada.oPara realizar el proceso de limpieza, se recomienda usar diferentes paños de tela suave ypreferiblemente de color blanco (sin ningún tipo de tinturas), y líquidos no abrasivos comosoluciones de alcohol o agua destilada.oLuego de la limpieza se da un tiempo prudente de estabilización de la pesa antes de suuso. Los tiempos recomendados están establecidos en la norma NTC 1848 [1] y sepresentan en la Tabla 1.Tabla 1. Tiempos de estabilización de las pesas después de limpieza.E1E2F1F2 a M3Después de limpieza con alcohol7 a 10 días3 a 6 días1 a 2 días1 horaDespués de limpieza con aguadestilada4 a 6 días2 a 3 días1 día1 horaClase de exactitudoSe debe instruir a todo el personal sobre la representación física y metrológica de las pesas,dado que éstas materializan una masa patrón. Solamente el personal entrenado dellaboratorio puede manipular las pesas.Página 11 de 32Código: M-06-F-017 (V1)

GUIA PARA LA CALIBRACIÓN DE PESAS2021-09-061 versión Instrumentos de pesajeLos instrumentos de pesaje, en el contexto de la calibración de patrones de masa, son usadoscomo dispositivos de transferencia2, luego no es necesario que estén calibrados por el INM opor un laboratorio de calibración acreditado por el ONAC o por otro organismo de acreditaciónfirmante de Acuerdos de Reconocimiento Mutuo. No obstante lo anterior, para el aseguramientode la validez de las mediciones, es necesario tener en cuenta una serie de aspectos, a saber:oEl instrumento de pesaje debe estar ubicado en un lugar estable que permita minimizarlas vibraciones, y que esté reservado solamente para éste. Además, deben evitarsecorrientes de aire, fuentes de calor o fuentes electromagnéticas, dado que todas estasvariables pueden afectar el resultado de una calibración.oSe debe asegurar que el instrumento de pesaje esté nivelado antes de su uso.oSe recomienda usar una mesa auxiliar para colocar los patrones de masa y registrar losdatos.oSe recomienda seguir las indicaciones del fabricante relacionadas con el tiempo deencendido de los instrumentos de pesaje antes de su uso.oAunque no es necesaria la calibración de estos instrumentos, el laboratorio debeimplementar y documentar un método sistemático que permita asegurar la validez delas mediciones realizadas con el instrumento de pesaje, y tomar decisiones comomantenimiento o reemplazo del equipo en caso de que sea pertinente. En el numeral6.7 de este documento se presentan algunas herramientas estadísticas que permitenrealizar esto.Para asegurar que el instrumento de pesaje es idóneo para lograr las Capacidades de Medicióny Calibración esperadas por un laboratorio de calibración, se recomienda que la resolución delinstrumento 𝑑 cumpla la siguiente condición [6],𝑑 𝐸𝑀𝑃"10(11)2Un dispositivo de transferencia se define como un “dispositivo utilizado como intermediario para compararpatrones de medida. Nota: Algunas veces, los propios patrones se utilizan como dispositivos de transferencia”.Ver [5].Página 12 de 32Código: M-06-F-017 (V1)

GUIA PARA LA CALIBRACIÓN DE PESAS2021-09-061 versión Instrumentos para control de condiciones ambientalesSe usan los instrumentos de medición de condiciones ambientales del laboratorio destinados aesta actividad para las variables temperatura, presión y humedad relativa (o bien temperaturade punto de rocío), las cuales son necesarias para la determinación de la densidad del aire.Dado que el cálculo de la densidad del aire es fundamental en la calibración de patrones demasa, los instrumentos de medición de condiciones ambientales deben estar calibrados por elINM o por un laboratorio acreditado por el Organismo Nacional de Acreditación ONAC u otroorganismo de acreditación firmante de Acuerdos de Reconocimiento Mutuo. Accesorios adicionalesDentro de los accesorios que se requieren para asegurar el éxito en un proceso de calibración,se tienen:ooooooooo Pinzas para manipulación de pesas.Guantes blancos fabricados en tela suave.Guantes de látex sin polvo, en caso de que sea necesario la manipulación de laspesas con las manos.Bayetilla para limpieza, fabricados en tela suave.Bayetilla, papel filtro o papel blanco (sin impresiones) para colocar las pesas.Perilla para soplarPincel de brocha suaveBlusa, zapatones y gorro, si es necesario.Polipastos, grúas, montacargas y eslingas para manipulación de pesas grandes.Requisitos metrológicos del equipamiento y sistemas de mediciónLos requisitos metrológicos y características físicas de los patrones están especificados en la normaNTC 1848 [1].6.3. Condiciones ambientalesLa calibración de pesas debe ser llevada a cabo a condiciones ambientales estables, bajo presiónatmosférica ambiente y a temperatura controlada.Es importante que la diferencia de temperatura entre las pesas y el instrumento de pesaje sea lo máspequeña posible. Manteniendo las pesas de referencia y de prueba en la misma área antes de lacalibración, se puede reducir esta diferencia de temperatura.De acuerdo con la norma NTC 1848 [1], las condiciones ambientales de temperatura y humedadrelativa para el almacenamiento y calibración de pesas son:Página 13 de 32Código: M-06-F-017 (V1)

GUIA PARA LA CALIBRACIÓN DE PESAS2021-09-061 versiónTabla 2. Condiciones ambientales durante calibración.Clase de pesaE1E2F1F2M1Cambio de temperatura durante la calibración 0.3 C por hora con un máximo de 0.5 C por 12 horas 0.7 C por hora con un máximo de 1 C por 12 horas 1.5 C por hora con un máximo de 2 C por 12 horas 2 C por hora con un máximo de 3.5 C por 12 horas 3 C por hora con un máximo de 5 C por 12 horasClase de pesaE1E2FCambio de humedad relativa durante la calibración40 % a 60 % con un máximo de 5 % por 4 horas40 % a 60 % con un máximo de 10 % por 4 horas40 % a 60 % con un máximo de 15 % por 4 horas6.4. Proceso de calibración6.4.1 Operaciones previasDe acuerdo con el intervalo del juego de pesas que se desee calibrar se seleccionan los equipos decomparación. Los equipos de comparación siempre deben estar conectados a la red de suministro deenergía eléctrica por lo menos con 24 horas de antelación. Antes de iniciar el proceso de calibraciónse debe verificar que no exista polvillo o partículas sobre el platillo del instrumento de pesaje, por tantose debe hacer una limpieza soplando aire con la perilla o limpiando con un pincel.Para la selección del patrón de referencia en una calibración, se tiene en cuenta la clase de exactitudde la pesa de prueba; en cualquier caso, se debe asegurar que la clase de exactitud del patrón dereferencia sea mejor respecto a la pesa de prueba.Antes de la calibración, el juego de pesas o la pesa se deben someter a una inspección con el fin dedeterminar la presencia de impurezas, deformidades, manchas, rayones o cualquier otro aspecto físicoque pueda afectar el resultado de la calibración y en caso de ser necesario a limpieza antes de sucalibración; es importante dejar registro de lo evidenciado. Las pesas deben identificarse unívocamentey ubicarse en áreas debidamente señalizadas.En caso de limpiar una pesa o juego de pesas, se debe realizar una medición de las pesas a calibrarantes y después de dicho proceso, evitando en todo momento que el platillo del instrumento de pesajese contamine. Los resultados de la medición antes y después de la limpieza deben ser reportados alcliente en el certificado de calibración.Página 14 de 32Código: M-06-F-017 (V1)

2021-09-06GUIA PARA LA CALIBRACIÓN DE PESAS1 versiónEn caso de realizar ajustes a una pesa o juego de pesas con cavidad, se debe realizar una calibraciónde las pesas antes y después del proceso de ajuste. Los resultados antes y después de este procesodeben ser reportados al cliente en el certificado de calibración.6.4.2 Proceso de calibraciónA continuación se describen los pasos a seguir para el proceso de calibración:a) Registro de las condiciones ambientales, puede ser al principio y al final de la medición oregistrando las variaciones máximas y mínimas durante la calibración. Las condicionesambientales durante todo el proceso deben estar bajo los límites establecidos en numeral 6.3de este documento.b) Realización de un ciclo de pesada teniendo en cuenta el método de calibración seleccionado.c) Repetición del ciclo de pesada 𝑛 veces. La cantidad mínima de ciclos a realizar de acuerdo conla clase de exactitud se presenta en la tabla 23.d) Estimación del valor de masa de las masas a calibrar y evaluación de la incertidumbre demedición asociada.e) Estimación del valor de masa convencional de las masas a calibrar de la incertidumbre demedición asociada.Tabla 2. Cantidad mínima de ciclos de pesajeClase de exactitudNúmero mínimo de ciclos ABBANúmero mínimo de ciclos ABANúmero mínimo de ciclos AB1 BnAE1355E2233F1122F2111M1, M2, M3111El ajuste interno del instrumento de pesaje solamente se debe realizar antes de iniciar el proceso decalibración, luego se recomienda hacer al menos cuatro (4) pre pesadas con la pesa de pruebacolocando la pesa de manera suave sin golpear el platillo; no es necesario registrar estos datos.Registrar las condiciones ambientales iniciales y continuar con los pasos descritos anteriormente.6.4.2.1 Método ABBAUna vez que la pesa patrón (referencia) se coloca sobre el plato de la balanza, se espera que seestabilice la lectu

6.5.1.2 Incertidumbre estándar combinada de la masa convencional .22 6.5.2. Incertidumbre expandida de medición .22 6.6. Aseguramiento de la validez de los resultados.23 6.7. Presentación de los resultados.23 7. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .24 8. ANEXOS.25. Página 3 de 32 Código: M-06-F-017 (V1) 2021-09-06 1 versión GUIA PARA LA CALIBRACIÓN DE PESAS PRESENTACIÓN .