MEDIÇÃO, CALIBRAÇÃO E VERIFICAÇÃO EM BALANÇAS Francisco E. Magalhães & Marcelo M. Campello Outubro de 2007

Calibração de instrumentos de pesagem Francisco E. Magalhães Marcelo Motta Campello

Instrumento de pesagens

Instrumento de pesagens Balança Eletrônica Balança Analítica

Instrumento de pesagens Balança eletromagnética

Instrumento de pesagens Balança eletrônica com célula de carga

Instrumentos de pesagens Tipos Transporte Manutenção Pré-calibração Classificação Escolha dos padrões e dos pontos Procedimentos de calibração Carregamento excêntrico

Determinação do valor de divisão de verificação Tipo de instrumento Valor de divisão de verificação Graduado sem dispositivo indicador auxiliar e = d Graduado com dispositivo indicador auxiliar e é estabelecido pelo fabricante conforme as condições dos subitens 3.2 e 3.4.2 Não graduado e é estabelecido pelo fabricante conforme as condições do subitem 3.2 Tabela 1 Valor expresso em unidades de massa utilizado para a classificação e a verificação de um instrumento

Determinação do carga mínima Classe de exatidão Valor de divisão de verificação (e) Número de valores de divisão de verificação (n = Max/e) Carga mínima (Min) mínimo máximo (limite inferior) Especial I 0,001g  e 50000 100e Fina II 0,001g  e 0,05g 0,1g  e 100 5 000 100 000 20e 50e Média III 0,1g  e  2g 5g  e 500 10 000 Ordinária IIII 1 000 10e Tabela 2

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Erros máximos permitidos em verificação inicial Para as cargas m, expressas em valores de divisão de verificação e Classe I Classe II Classe III Classe IIII  0,5 e 0  m  50 000 0  m  5 000 0  m  500 0  m  50  1,0 e 50 000<m200 000 5 000<m20 000 500<m2 000 50<m200  1,5 e 200 000 < m 20 000<m100 000 2 000 < m10 000 200 < m 1 000 Tabela 3

Tabela de pesos da OIML R111 Valor nominal Classe E1 Classe E2 F1 F2 Classe M1 Classe M2 M3 50 kg 25 80 250 800 2500 8000 25000 20 kg 10 30 100 300 1000 3000 10000 10 kg 5 16 50 160 500 1600 5000 5 kg 8,0 2 kg 1,0 3,0 1 kg 0,5 1,6 500 g 0,25 0,8 2,5 Tabela 4 - Erros máximos permitidos ±m em mg

Tabela de pesos da OIML R111 Valor nominal Classe E1 Classe E2 F1 F2 Classe M1 Classe M2 M3 500 g 0,25 0,8 2,5 8,0 25 80 250 200 g 0,10 0,3 1,0 3,0 10 30 100 100 g 0,05 0,16 0,5 1,6 5 16 50 50 g 0,03 20 g 0,025 0,08 8 10 g 0,020 0,06 0,20 0,6 2 6 20 5 g 0,016 2 g 0,012 0,04 0,12 0,4 1,2 4 12 1 g 0,010 3 Tabela 4 - Erros máximos permitidos ±m em mg

Tabela de pesos da OIML R111 Valor nominal Classe E1 Classe E2 F1 F2 Classe M1 Classe M2 M3 1 g 0,010 0,030 0,10 0,3 1,0 3 10 500 mg 0,008 0,025 0,08 0,25 0,8 2,5 200 mg 0,006 0,020 0,06 0,20 0,6 2,0 100 mg 0,005 0,016 0,05 0,16 0,5 1,6 50 mg 0,004 0,012 0,04 0,12 0,4 20 mg 0,003 0,03 10 mg 5 mg 2 mg 1 mg Tabela 4- Erros máximos permitidos ±m em mg

EXEMPLOS DE FONTES DE ERROS * Nível * Sujeira * Temperatura ambiente * Umidade relativa do ar * Instabilidade * Vibração

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Medições recomendadas: temperatura, umidade, pressão, dimensional do prato, tempo de estabilização.

1- Repetitividade 2- Exatidão Calibração (parâmetros importantes) 4- Linearidade 3- Excentricidade

Procedimento 1 Limpar toda e qualquer impureza localizada no prato do instrumento de pesagem, principalmente as que podem contaminar ou danificar os pesos-padrão. É recomendado que mesmo após a limpeza se utilize alguma proteção no prato, por exemplo papel de filtro.

Procedimento 1 Limpar toda e qualquer impureza localizada no prato do instrumento de pesagem, principalmente as que podem contaminar ou danificar os pesos-padrão. É recomendado que mesmo após a limpeza se utilize alguma proteção no prato, por exemplo papel de filtro. 2 A climatização do instrumento deve ser de no mínimo meia hora. Ligar o instrumento e esperar que os circuitos eletrônicos estabilizem termodinamicamente durante a climatização (no caso de instrumentos eletrônicos).

Procedimento 1 Limpar toda e qualquer impureza localizada no prato do instrumento de pesagem, principalmente as que podem contaminar ou danificar os pesos-padrão. É recomendado que mesmo após a limpeza se utilize alguma proteção no prato, por exemplo papel de filtro. 2 A climatização do instrumento deve ser de no mínimo meia hora. Ligar o instrumento e esperar que os circuitos eletrônicos estabilizem termodinamicamente durante a climatização (no caso de instrumentos eletrônicos). 3 Determinar a classe dos pesos-padrão a serem utilizados através das tabelas e recomendações descritas no capítulo 3.

4 Tarar o instrumento, quando aplicável. Procedimento 2 A climatização do instrumento deve ser de no mínimo meia hora. Ligar o instrumento e esperar que os circuitos eletrônicos estabilizem termodinamicamente durante a climatização (no caso de instrumentos eletrônicos). 3 Determinar a classe dos pesos-padrão a serem utilizados através das tabelas e recomendações descritas no capítulo 3. 4 Tarar o instrumento, quando aplicável.

Procedimento 2 A climatização do instrumento deve ser de no mínimo meia hora. Ligar o instrumento e esperar que os circuitos eletrônicos estabilizem termodinamicamente durante a climatização (no caso de instrumentos eletrônicos). 3 Determinar a classe dos pesos-padrão a serem utilizados através das tabelas e recomendações descritas no capítulo 3. 4 Tarar o instrumento, quando aplicável. 5 Aplicar uma carga maior ou igual a 50% e menor que 100% da capacidade do instrumento (conhecida como pré-carga).

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Procedimento 3 Determinar a classe dos pesos-padrão a serem utilizados através das tabelas e recomendações descritas no capítulo 3. 4 Tarar o instrumento, quando aplicável. 5 Aplicar uma carga maior ou igual a 50% e menor que 100% da capacidade do instrumento (conhecida como pré-carga). 6 Repetir o item 5 por três vezes ou até obter leitura de zero estável.

7 Determinar os pontos de calibração: Procedimento 6 Repetir o item 5 por três vezes ou até obter leitura de zero estável. 7 Determinar os pontos de calibração: pontos recomendados são 10%, 30%, 50%, 70% e 90% da faixa nominal. É recomendado também que os pontos de mudança de faixa sejam incluídos e que os valores escolhidos abranjam a faixa de maior uso do instrumento. O usuário do instrumento pode escolher os pontos desejados, porém devem possuir observações os pontos abaixo da carga mínima.

8 Tarar o instrumento. Procedimento 5 Aplicar uma carga maior ou igual a 50% e menor que 100% da capacidade do instrumento (conhecida como pré-carga). 6 Repetir o item 5 por três vezes ou até obter leitura de zero estável. 7 Determinar os pontos de calibração: pontos recomendados são 10%, 30%, 50%, 70% e 90% da faixa nominal. É recomendado também que os pontos de mudança de faixa sejam incluídos e que os valores escolhidos abranjam a faixa de maior uso do instrumento. O usuário do instrumento pode escolher os pontos desejados, porém devem possuir observações os pontos abaixo da carga mínima. 8 Tarar o instrumento.

Procedimento 8 Tarar o instrumento. 9 Colocar o peso-padrão ou conjunto de pesos-padrão correspondente ao primeiro ponto, com um cronômetro contar 20 segundos após a leitura estabilizar e registrar a leitura.

Procedimento 9 Colocar o peso-padrão ou conjunto de pesos-padrão correspondente ao primeiro ponto, com um cronômetro contar 20 segundos após a leitura estabilizar e registrar a leitura. 10 Retirar o peso-padrão ou conjunto de pesos-padrão, ou seja, retornar ao estado de carga zero e após a leitura estabilizar, tarar caso seja necessário.

Procedimento 10 Retirar o peso-padrão ou conjunto de pesos-padrão, ou seja, retornar ao estado de carga zero e após a leitura estabilizar, tarar caso seja necessário. 11 Colocar o peso-padrão ou conjunto de pesos-padrão correspondente ao próximo ponto, com um cronômetro contar 20 segundos após a leitura estabilizar e registrar a leitura.

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Procedimento 11 Colocar o peso-padrão ou conjunto de pesos-padrão correspondente ao próximo ponto, com um cronômetro contar 20 segundos após a leitura estabilizar e registrar a leitura. 12 Retirar o peso-padrão ou conjunto de pesos-padrão, ou seja, retornar ao estado de carga zero e após a leitura estabilizar, tarar caso seja necessário.

13 Repetir os itens 11 e 12 até o último ponto da faixa. Procedimento 11 Colocar o peso-padrão ou conjunto de pesos-padrão correspondente ao próximo ponto, com um cronômetro contar 20 segundos após a leitura estabilizar e registrar a leitura. 12 Retirar o peso-padrão ou conjunto de pesos-padrão, ou seja, retornar ao estado de carga zero e após a leitura estabilizar, tarar caso seja necessário. 13 Repetir os itens 11 e 12 até o último ponto da faixa.

14 Repetir dos itens 8 ao 13 para as demais séries. Procedimento 13 Repetir os itens 11 e 12 até o último ponto da faixa. 14 Repetir dos itens 8 ao 13 para as demais séries.

Carregamento excêntrico O ensaio de excentricidade deve ser feito usando um peso-padrão cujo valor seja o mais próximo de 1/3 da faixa nominal a ser calibrada. 1 Tarar o instrumento, quando aplicável. 2 Aplicar um peso-padrão para o carregamento no centro do prato, esperar estabilizar, contar 20 segundos e registrar a leitura .

Carregamento excêntrico 3 Retirar o peso-padrão, ou seja, retornar ao estado de carga zero e após a leitura estabilizar, tarar caso seja necessário. 4 Aplicar o peso-padrão novamente na posição mostrada na figura, esperar estabilizar, contar 20 segundos e registrar a leitura. 5 Retirar o peso-padrão, ou seja, retornar ao estado de carga zero e após a leitura estabilizar, tarar caso seja necessário 6 Repetir os itens 4 e 5 até o último o quarto quadrante. 7 Medir (d2) a distância do centro do prato ao vértice ou borda 8 Medir (d1) a maior distância entre duas posições consecutivas fora do centro

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Cálculo de alguns erros do instrumento nominal /g Valor nominal da massa aplicada VVC /g Valor real da massa aplicada Valor médio das leituras para cada valor nominal Diferença entre a média e o VVC para cada valor nominal Diferença entre o valor máximo e o valor mínimo para cada valor nominal Soma linear dos erros de exatidão e reprodutibilidade Total absoluto dividido pelo valor nominal vezes 100% Média /g Exatidão / g Reprodutibilidade /g total absoluto /g total relativo /%

REGISTRO DOS DADOS DE CALIBRAÇÃO - EXEMPLO Número Número/letra Nome fab. No controle numero 5500 10 5000 Especial I Número Número/letra Nome fab. X 25 50 730 0,1

REGISTRO DOS DADOS DE CALIBRAÇÃO - EXEMPLO 10 10,0 10,1 10,2 20 20,0 20,1 50 50,0 50,1 100 100,0 100,1 200 200,1 200,0 500 500,1 500,2

4 3 1/6 2 5 REGISTRO DOS DADOS DE CALIBRAÇÃO - EXEMPLO Valor nominal: 2000 4 3 2000,2 0,2 2000,1 0,1 1/6 2000,1 0,1 2000,1 0,1 2 5 2000,1 0,1 2000,1 0,1

REGISTRO DOS DADOS DE CALIBRAÇÃO - EXEMPLO CÁLCULO DOS ERROS DO INSTRUMENTO 1 10 10,0000 0,1 0,2 0,4 2 20 20,0000 0,1 0,2 0,4 3 50 50,0000 0,1 0,2 0,4 4 100 100,0000 0,1 0,2 0,4 5 200 200,0000 0,1 0,2 0,4 6 500 500,0002 200 0,1 0,2 0,4

Introdução ao cálculo das incertezas instrumento padrão Ambiente Linearidade Sensib Vibração Deriva Qualidade da Energia Divisão de escala Excentricidade Estabilidade Vento, IE Impureza 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

INTERVALO