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Edición <strong>digital</strong> 1<br />

PROCEDIMIENTO ME- <strong>011</strong><br />

PARA LA CALIBRACIÓN DE<br />

“BÁSCULAS PUENTE”.<br />

08


Edición <strong>digital</strong> 1<br />

Este procedimiento ha sido revisado, corregido y actualizado, si<br />

ha sido necesario.<br />

La presente edición se emite en formato <strong>digital</strong>. Hay disponible<br />

una edición en papel que se puede adquirir en nuestro<br />

departa<strong>me</strong>nto de publicaciones.<br />

Este procedimiento de calibración es susceptible de modificación<br />

permanente a instancia de cualquier persona o entidad. Las<br />

propuestas de modificación se dirigirán por escrito, justificando<br />

su necesidad, a cualquiera de las siguientes direcciones:<br />

Correo postal<br />

Centro Español de Metrología<br />

C/ del Alfar, 2,<br />

28760 Tres Cantos, Madrid<br />

Correo electrónico<br />

cem@cem.es


MINISTERIO<br />

DE INDUSTRIA, TURISMO<br />

Y COMERCIO<br />

ÍNDICE<br />

Página<br />

1. OBJETO ............................................................................................ 4<br />

2. ALCANCE .......................................................................................... 4<br />

3. DEFINICIONES ................................................................................. 4<br />

4. GENERALIDADES ............................................................................ 8<br />

5. DESCRIPCIÓN ................................................................................ 11<br />

5.1. Equipos y materiales................................................................ 11<br />

5.2. Operaciones previas ................................................................ 12<br />

5.3. Proceso de calibración............................................................. 13<br />

5.4. Toma y tratamiento de datos ................................................... 16<br />

6. RESULTADOS................................................................................. 19<br />

6.1. Cálculo de incertidumbre.......................................................... 19<br />

6.2. Interpretación de resultados..................................................... 28<br />

7. REFERENCIAS ............................................................................... 28<br />

7.1. Docu<strong>me</strong>ntos necesarios para realizar la calibración ............... 28<br />

7.2. Otras referencias para <strong>con</strong>sulta ............................................... 29<br />

8. ANEXOS .......................................................................................... 29<br />

ANEXO I: Determinación del valor nominal de la carga de<br />

sustitución y su incertidumbre asociada.......................................... 29<br />

ANEXO II: Ejemplo numérico de aplicación<br />

del procedimiento descrito............................................................... 33<br />

Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 3 de 42


1. OBJETO<br />

MINISTERIO<br />

DE INDUSTRIA, TURISMO<br />

Y COMERCIO<br />

El presente procedimiento tiene por objeto describir un método para la<br />

calibración de los instru<strong>me</strong>ntos de pesaje de funcionamiento no<br />

automático denominados “Básculas Puente”.<br />

2. ALCANCE<br />

El procedimiento descrito en este <strong>docu<strong>me</strong>nto</strong>, es de aplicación para<br />

aquellos instru<strong>me</strong>ntos de pesaje de funcionamiento no automático,<br />

equilibrio automático, semiautomático o no automático, graduados del<br />

tipo básculas puente.<br />

Este procedimiento está basado en la referencia [5].<br />

3. DEFINICIONES<br />

Alcance máximo (Max) [3] (T.3.1.1)<br />

Capacidad máxima de pesaje sin tener en cuenta la capacidad aditiva<br />

de tara.<br />

Alcance mínimo (Min) [3] (T.3.1.2)<br />

Valor de carga por debajo del cual, los resultados de las pesadas<br />

pueden estar afectadas por un error relativo excesivo.<br />

Báscula puente<br />

Instru<strong>me</strong>nto de pesaje especial<strong>me</strong>nte <strong>con</strong>cebido para pesar vehículos.<br />

Calibración. [4] (2.39)<br />

Operación que bajo <strong>con</strong>diciones especificadas establece, en una<br />

pri<strong>me</strong>ra etapa, una relación entre los valores y sus incertidumbres de<br />

<strong>me</strong>dida asociadas obtenidas a partir de los patrones de <strong>me</strong>dida, y las<br />

correspondientes indicaciones <strong>con</strong> sus incertidumbres asociadas y, en<br />

una segunda etapa, utiliza esta <strong>información</strong> para establecer una<br />

Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 4 de 42


MINISTERIO<br />

DE INDUSTRIA, TURISMO<br />

Y COMERCIO<br />

relación que permita obtener un resultado de <strong>me</strong>dida a partir de una<br />

indicación.<br />

NOTA 1 Una calibración puede expresarse <strong>me</strong>diante una declaración, una<br />

función de calibración, un diagrama de calibración, una curva de calibración o<br />

una tabla de calibración. En algunos casos, puede <strong>con</strong>sistir en una corrección<br />

aditiva o multiplicativa de la indicación <strong>con</strong> su incertidumbre correspondiente.<br />

NOTA 2 Conviene no <strong>con</strong>fundir la calibración <strong>con</strong> el ajuste de un sistema de<br />

<strong>me</strong>dida, a <strong>me</strong>nudo llamado incorrecta<strong>me</strong>nte “autocalibración”, ni <strong>con</strong> una<br />

verificación de la calibración.<br />

NOTA 3 Frecuente<strong>me</strong>nte se interpreta que única<strong>me</strong>nte la pri<strong>me</strong>ra etapa de esta<br />

definición corresponde a la calibración.<br />

Dispositivo indicador [3] (T.2.4)<br />

Dispositivo que proporciona el resultado de pesada de forma visual.<br />

Dispositivo <strong>me</strong>didor de carga [3] (T.2.1.3)<br />

Parte del instru<strong>me</strong>nto que sirve para <strong>me</strong>dir la masa de la carga <strong>con</strong> la<br />

ayuda de un dispositivo equilibrador que equilibra la fuerza recibida del<br />

dispositivo transmisor de carga, y de un de un indicador o una<br />

impresora.<br />

Dispositivo receptor de carga [3] (T.2.1.1)<br />

Parte del instru<strong>me</strong>nto destinada a recibir la carga.<br />

Dispositivo transmisor de carga [3] (T.2.1.2)<br />

Parte del instru<strong>me</strong>nto que sirve para transmitir al dispositivo <strong>me</strong>didor de<br />

carga la fuerza producida por la carga que actúa sobre el dispositivo<br />

receptor de carga.<br />

Error de indicación [3] (T.5.5.1)<br />

La indicación de un instru<strong>me</strong>nto <strong>me</strong>nos el valor verdadero<br />

(<strong>con</strong>vencional) de la masa.<br />

Escalón real (d) [3] (T.3.2.2)<br />

Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 5 de 42


MINISTERIO<br />

DE INDUSTRIA, TURISMO<br />

Y COMERCIO<br />

Valor expresado en unidades de masa de:<br />

− la diferencia entre los valores correspondientes a dos señales de<br />

escala <strong>con</strong>secutivas, para indicación analógica; o<br />

− la diferencia entre dos indicaciones <strong>con</strong>secutivas, para indicación<br />

<strong>digital</strong>.<br />

Excentricidad<br />

Diferencia entre las indicaciones de una báscula al situar una misma<br />

carga en diferentes posiciones no centradas sobre el dispositivo<br />

receptor de carga.<br />

Incertidumbre de <strong>me</strong>dida [4] (2.26)<br />

Pará<strong>me</strong>tro no negativo que caracteriza la dispersión de los valores<br />

atribuidos a un <strong>me</strong>nsurando, a partir de la <strong>información</strong> que se utiliza.<br />

NOTA 1 La incertidumbre de <strong>me</strong>dida incluye componentes procedentes de<br />

efectos sistemáticos, tales como componentes asociadas a correcciones y a<br />

valores asignados a patrones, así como la incertidumbre debida a la definición.<br />

Algunas veces no se corrigen los efectos sistemáticos estimados y en su lugar<br />

se tratan como componentes de incertidumbre.<br />

NOTA 2 El pará<strong>me</strong>tro puede ser, por ejemplo, una desviación típica, en cuyo<br />

caso se denomina incertidumbre típica de <strong>me</strong>dida (o un múltiplo de ella), o una<br />

semiamplitud <strong>con</strong> una probabilidad de cobertura determinada.<br />

NOTA 3 En general, la incertidumbre de <strong>me</strong>dida incluye nu<strong>me</strong>rosas<br />

componentes. Algunas pueden calcularse <strong>me</strong>diante una evaluación tipo A de la<br />

incertidumbre de <strong>me</strong>dida, a partir de la distribución estadística de los valores<br />

que proceden de las series de <strong>me</strong>diciones y pueden caracterizarse por<br />

desviaciones típicas. Las otras componentes, que pueden calcularse <strong>me</strong>diante<br />

una evaluación tipo B de la incertidumbre de <strong>me</strong>dida, pueden caracterizarse<br />

también por desviaciones típicas, evaluadas a partir de funciones de densidad<br />

de probabilidad basadas en la experiencia u otra <strong>información</strong>.<br />

NOTA 4 En general, para una <strong>información</strong> dada, se sobrentiende que la<br />

incertidumbre de <strong>me</strong>dida está asociada a un valor determinado atribuido al<br />

<strong>me</strong>nsurando. Por tanto, una modificación de este valor supone una modificación<br />

de la incertidumbre asociada.<br />

Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 6 de 42


MINISTERIO<br />

DE INDUSTRIA, TURISMO<br />

Y COMERCIO<br />

Instru<strong>me</strong>nto de pesaje [3] (T.1.1)<br />

Instru<strong>me</strong>nto de <strong>me</strong>dida que sirve para determinar la masa de un<br />

cuerpo, utilizando la acción de la gravedad sobre dicho cuerpo.<br />

Instru<strong>me</strong>nto de equilibrio automático [3] (T.1.2.3)<br />

Instru<strong>me</strong>nto en el que la posición de equilibrio se obtiene sin la<br />

intervención de un operador.<br />

Instru<strong>me</strong>nto de equilibrio no automático [3] (T.1.2.5)<br />

Instru<strong>me</strong>nto en que la posición de equilibrio se obtiene entera<strong>me</strong>nte por<br />

el operador.<br />

Instru<strong>me</strong>nto de equilibrio semiautomático [3] (T.1.2.4)<br />

Instru<strong>me</strong>nto <strong>con</strong> un rango de pesaje de equilibrio automático, en el que<br />

el operador interviene para modificar los limites de dicho rango.<br />

Instru<strong>me</strong>nto graduado [3] (T.1.2.1)<br />

Instru<strong>me</strong>nto que permite la lectura directa del resultado completo o<br />

parcial de una pesada.<br />

Instru<strong>me</strong>nto de pesaje de funcionamiento no automático [3] (T.1.2)<br />

Instru<strong>me</strong>nto de pesaje que requiere la intervención de un operador<br />

durante el proceso de pesada; por ejemplo, para depositar o retirar la<br />

carga a <strong>me</strong>dir del receptor de carga, así como para la obtención del<br />

resultado.<br />

Rango de pesaje [3] (T.3.1.4)<br />

Intervalo comprendido entre el alcance mínimo y el alcance máximo.<br />

Repetibilidad [3] (T.4.3)<br />

Aptitud de un instru<strong>me</strong>nto para proporcionar resultados similares,<br />

cuando la misma carga es depositada varias veces y de forma<br />

Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 7 de 42


MINISTERIO<br />

DE INDUSTRIA, TURISMO<br />

Y COMERCIO<br />

práctica<strong>me</strong>nte idéntica sobre el receptor de carga, en <strong>con</strong>diciones de<br />

ensayo razonable<strong>me</strong>nte <strong>con</strong>stantes.<br />

4. GENERALIDADES<br />

La calibración de las básculas puente objeto de este procedimiento<br />

<strong>con</strong>siste funda<strong>me</strong>ntal<strong>me</strong>nte en aplicar al dispositivo receptor de carga<br />

valores de masa <strong>con</strong>ocidos <strong>con</strong> exactitud, anotar las indicaciones del<br />

dispositivo indicador y calcular el error para cada valor de masa (carga)<br />

seleccionado.<br />

Debido a la utilización generalizada de “pesas” patrón (término <strong>con</strong><br />

implicación de <strong>me</strong>trología legal, que lleva implícito el cumplimiento de<br />

ciertos requisitos de diseño, <strong>con</strong>strucción, clasificación en clases de<br />

precisión así como unos errores máximos permitidos) en lugar de<br />

“masas” patrón, en este procedimiento hablaremos siempre de pesas<br />

de referencia, o pesas patrón.<br />

Un instru<strong>me</strong>nto de pesaje está <strong>con</strong>stituido funda<strong>me</strong>ntal<strong>me</strong>nte por un<br />

dispositivo receptor de carga, un dispositivo transmisor de carga y un<br />

dispositivo <strong>me</strong>didor de carga.<br />

En aquellos instru<strong>me</strong>ntos de pesaje de funcionamiento no automático<br />

<strong>con</strong> indicación <strong>digital</strong>, <strong>con</strong> objeto de <strong>me</strong>jorar la resolución del<br />

instru<strong>me</strong>nto se puede recurrir al cálculo del valor de indicación anterior<br />

al redondeo (P), a través del siguiente procedimiento:<br />

Al aplicar en el dispositivo receptor de carga una cierta carga (m), se<br />

obtiene en el dispositivo indicador <strong>digital</strong> la lectura (l ).<br />

A <strong>con</strong>tinuación se añaden sucesiva<strong>me</strong>nte pesas adicionales de, por<br />

ejemplo, 1/10 del escalón de la báscula (d) hasta que la indicación del<br />

instru<strong>me</strong>nto au<strong>me</strong>nta de una manera no ambigua un escalón (l+d). La<br />

carga adicional (Δm) añadida sobre el receptor de carga nos permite<br />

<strong>con</strong>ocer la indicación (P) antes del redondeo utilizando la fórmula<br />

siguiente:<br />

P = l+1/2 d - Δm<br />

Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 8 de 42


MINISTERIO<br />

DE INDUSTRIA, TURISMO<br />

Y COMERCIO<br />

Ejemplo: Aplicamos una carga de m =100 kg y leemos l =100 kg.<br />

Añadimos carga adicional Δ m = 4 kg hasta leer 120 kg.<br />

P<br />

Δ m<br />

110 kg<br />

100 kg 120 kg<br />

d = 20 kg<br />

Entonces tenemos que el valor de la indicación anterior al redondeo<br />

será:<br />

P = 100 kg +1/2(20) kg - 4 kg = 106 kg<br />

La simbología utilizada en este procedimiento es la siguiente:<br />

b kg Recorrido (máxima variación de la indicación durante<br />

el ensayo de excentricidad)<br />

δ lb<br />

kg Variación de la indicación asociada a la repetibilidad.<br />

δ lh<br />

kg Corrección de<br />

reversibilidad.<br />

la indicación asociada a la<br />

δ lr<br />

kg Influencia observada debida a la resolución del<br />

instru<strong>me</strong>nto.<br />

δ kg Corrección de la indicación debida a la excentricidad.<br />

lΔexc δ mpD<br />

kg Corrección asociada a la deriva del valor de masa de<br />

las pesas de referencia.<br />

δ m kg Corrección asociada a utilizar el valor nominal de las<br />

pi<br />

pesas de referencia.<br />

d kg Escalón del dispositivo indicador.<br />

d 0 kg Escalón del dispositivo indicador a carga cero.<br />

ei kg Error de la indicación para la carga i.<br />

Δ Di kg Deriva de masa <strong>con</strong> el tiempo de la pesa de<br />

referencia.<br />

ν eff Grados efectivos de libertad<br />

Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 9 de 42


MINISTERIO<br />

DE INDUSTRIA, TURISMO<br />

Y COMERCIO<br />

Δexc kg Error de excentricidad.<br />

Δexc,i kg Excentricidad para la carga i.<br />

Δl kg Diferencia de indicación entre la carga de sustitución<br />

y las pesas de referencia que se quiere sustituir<br />

Δm kg Carga adicional.<br />

hi kg Error de reversibilidad para la carga i.<br />

Lexc kg Indicación nominal de la báscula en el ensayo de<br />

excentricidad<br />

li kg Indicación leída en el dispositivo indicador para la<br />

carga i.<br />

l i′<br />

kg Indicación para la carga i en el proceso de descarga.<br />

l i<br />

kg Valor <strong>me</strong>dio de la indicación para la carga i.<br />

lij kg Indicación j leída en el dispositivo indicador para la<br />

l 0<br />

l 0′<br />

carga i.<br />

kg Indicación a carga nula antes de iniciar el proceso de<br />

carga-descarga.<br />

kg Indicación a carga nula obtenida después de finalizar<br />

el proceso de carga-descarga.<br />

LSt kg Carga de pesas de referencia<br />

Lsub kg Carga de sustitución<br />

LT kg Carga de prueba obtenida <strong>me</strong>diante sustitución<br />

Max kg Alcance máximo del campo de <strong>me</strong>dida.<br />

<strong>me</strong>p kg Máximo error permitido.<br />

Min kg Alcance mínimo del campo de <strong>me</strong>dida.<br />

m pi<br />

P<br />

kg<br />

kg<br />

Valor nominal del <strong>con</strong>junto de pesas de referencia<br />

utilizadas en la carga i.<br />

Valor de la indicación anterior al redondeo.<br />

r kg Resolución del indicador.<br />

Valor de referencia de la densidad del aire = 1,2<br />

ρ 0<br />

kg/m<br />

3<br />

kg/m 3<br />

ρc kg/m<br />

3<br />

Valor de referencia de la densidad de las pesas =<br />

8000 kg/m 3<br />

2<br />

si kg 2<br />

U kg<br />

Varianza experi<strong>me</strong>ntal para la carga i.<br />

Incertidumbre expandida de la calibración.<br />

uc kg Incertidumbre combinada.<br />

ui kg Contribución a la incertidumbre<br />

u b<br />

kg Incertidumbre asociada a la repetibilidad<br />

u h<br />

kg Incertidumbre asociada a la reversibilidad<br />

u r<br />

kg Incertidumbre asociada a la resolución<br />

u exc<br />

kg Incertidumbre asociada a la excentricidad<br />

Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 10 de 42


MINISTERIO<br />

DE INDUSTRIA, TURISMO<br />

Y COMERCIO<br />

u kg Incertidumbre asociada al empuje del aire sobre los<br />

m pBi<br />

patrones de masa<br />

5. DESCRIPCIÓN<br />

5.1. Equipos y materiales<br />

Para la calibración de las básculas puente se utilizarán los<br />

siguientes equipos y materiales auxiliares:<br />

5.1.1. Pesas de referencia<br />

Se utilizará un <strong>con</strong>junto de pesas calibradas cuyo valor<br />

nominal, cantidad y clase de exactitud esté en<br />

<strong>con</strong>sonancia <strong>con</strong> el tipo, alcance máximo y clase de<br />

exactitud de la báscula puente objeto de la calibración.<br />

Para poder trabajar <strong>con</strong> el valor nominal de las pesas sin<br />

tener en cuenta correcciones, se debe cumplir que el<br />

<strong>con</strong>junto de las pesas de referencia utilizadas en el<br />

proceso de calibración deberán tener un error <strong>con</strong>junto<br />

<strong>me</strong>nor o igual a 1/3 del error máximo deseado en la<br />

báscula puente para la carga <strong>con</strong>siderada. A su vez la<br />

máxima desviación de su valor nominal será inferior a 2/3<br />

<strong>me</strong>p de su clase de OIML y su incertidumbre expandida<br />

(k=2) <strong>me</strong>nor o igual 1/3 <strong>me</strong>p de su clase.<br />

5.1.2. Instru<strong>me</strong>ntos <strong>me</strong>didores de las <strong>con</strong>diciones ambientales<br />

Para la determinación de las <strong>con</strong>diciones ambientales, se<br />

recomienda utilizar un termó<strong>me</strong>tro <strong>con</strong> resolución de<br />

indicación de al <strong>me</strong>nos 0,1 °C y una incertidumbre de 1 °C<br />

(k=2).<br />

5.1.3. Medios auxiliares de transporte, manipulación y limpieza<br />

− Camión <strong>con</strong> grúa hidráulica o similar.<br />

− Eslingas.<br />

− Guantes de protección.<br />

Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 11 de 42


MINISTERIO<br />

DE INDUSTRIA, TURISMO<br />

Y COMERCIO<br />

− Cepillos de limpieza.<br />

− Etc.<br />

5.2. Operaciones previas<br />

5.2.1. Para calibrar una báscula puente y poder emitir su<br />

certificado, es deseable que esté perfecta<strong>me</strong>nte<br />

identificada a nivel de todos sus posibles componentes<br />

(dispositivo indicador, células de carga, dispositivos<br />

periféricos, dispositivos receptores, etc.), presentando al<br />

<strong>me</strong>nos los datos de marca y/o modelo y nº de serie de una<br />

forma permanente.<br />

Es reco<strong>me</strong>ndable que ade<strong>más</strong> se indique en el<br />

instru<strong>me</strong>nto su alcance máximo y escalón.<br />

En el caso de que el instru<strong>me</strong>nto de pesaje objeto de la<br />

calibración no disponga de los referidos datos de<br />

identificación, se debe proceder a la identificación del<br />

mismo de la <strong>me</strong>jor forma posible (ej.: <strong>me</strong>diante etiqueta<br />

adhesiva anti-transferible) de forma que no surja duda<br />

alguna en cuanto a la correspondencia entre el<br />

instru<strong>me</strong>nto calibrado y el certificado de calibración<br />

emitido.<br />

5.2.2. La calibración se realizará usual<strong>me</strong>nte al aire libre a<br />

temperatura estable. Las <strong>con</strong>diciones atmosféricas<br />

necesarias para la calibración serán aquellas que estén<br />

dentro del intervalo de temperatura para el cual está<br />

previsto que la báscula funcione correcta<strong>me</strong>nte<br />

(usual<strong>me</strong>nte -10 °C / + 40 °C).<br />

Se deberán tener en cuenta para la validez de los<br />

resultados que los agentes atmosféricos (viento, lluvia,...)<br />

no actúen sobre el funcionamiento del instru<strong>me</strong>nto de una<br />

forma adversa.<br />

Se <strong>con</strong>sidera que la temperatura es estable cuando la<br />

diferencia entre las temperaturas extremas anotadas<br />

durante la prueba no sobrepasa 1/5 del intervalo de<br />

temperatura del instru<strong>me</strong>nto <strong>con</strong>siderado, sin sobrepasar<br />

Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 12 de 42


MINISTERIO<br />

DE INDUSTRIA, TURISMO<br />

Y COMERCIO<br />

5 °C y que la velocidad de variación (gradiente) no<br />

sobrepase los 5 °C por hora.<br />

5.2.3. En el caso de básculas puente del tipo eléctricas, se<br />

dejarán <strong>con</strong>ectadas a la tensión eléctrica y encendidas el<br />

tiempo de estabilización preceptivo (indicado en el manual<br />

del fabricante o si no se dispone del mismo, un tiempo<br />

mínimo de 30 minutos) antes de iniciar la calibración.<br />

Asimismo, se procurará dejar las pesas de referencia en<br />

las proximidades de la báscula el tiempo necesario para<br />

que adquieran la misma temperatura de equilibrio.<br />

5.2.4. Mantener limpio y libre de movimiento el dispositivo<br />

receptor de carga (plataforma). Comprobarlo en todo<br />

mo<strong>me</strong>nto.<br />

5.2.5. La utilización de las pesas de referencia ha de realizarse<br />

de acuerdo a las buenas prácticas de laboratorio. No se<br />

deben producir impactos violentos al depositarlas sobre la<br />

plataforma.<br />

5.2.6. Las pesas de referencia han de limpiarse de polvo o<br />

partículas previa<strong>me</strong>nte a las pruebas.<br />

5.2.7. En el caso de básculas electrónicas, entre dos pruebas<br />

<strong>con</strong>secutivas, se mantendrá la plataforma descargada al<br />

<strong>me</strong>nos 15 minutos.<br />

5.2.8. Comprobar el ajuste de cero y la repetibilidad de la<br />

indicación sin carga sobre el dispositivo receptor. Si el<br />

instru<strong>me</strong>nto no indica cero cuando no existe carga sobre el<br />

dispositivo receptor o la indicación no es estable, se debe<br />

proceder a su ajuste antes del inicio de las pruebas.<br />

5.3. Proceso de calibración<br />

Se realizarán las siguientes pruebas:<br />

− Excentricidad.<br />

− Repetibilidad.<br />

− Carga - Descarga.<br />

Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 13 de 42


MINISTERIO<br />

DE INDUSTRIA, TURISMO<br />

Y COMERCIO<br />

La secuencia de ejecución de las mismas no se preestablece,<br />

dejándose a criterio del técnico dicha secuencia en función de las<br />

características específicas de la báscula, su ubicación, su<br />

instalación, los <strong>me</strong>dios de ensayos disponibles, etc.<br />

Con anterioridad a las pruebas se realizarán tres precargas <strong>con</strong><br />

valor cercano al valor del alcance máximo (Max) o valor máximo<br />

del rango de <strong>me</strong>dida a calibrar de la báscula, <strong>con</strong> objeto de que se<br />

produzcan los posibles acoplamientos <strong>me</strong>cánicos y excitación<br />

eléctrica de las células de carga en el caso de instru<strong>me</strong>ntos<br />

electrónicos.<br />

5.3.2. Excentricidad<br />

Se evaluará el comportamiento de la báscula <strong>me</strong>diante la<br />

colocación de una misma carga, modificando el punto de<br />

aplicación de la misma.<br />

a) Se elegirá una carga de prueba de valor nominal igual o<br />

1<br />

cercano a la fracción de alcance máximo (Max),<br />

n −1<br />

siendo n el nú<strong>me</strong>ro de puntos de apoyo de la báscula.<br />

b) Se pone el indicador a cero.<br />

c) Se colocará la carga de prueba sucesiva<strong>me</strong>nte en el<br />

centro del dispositivo receptor y en cada uno de los n<br />

puntos de apoyo sobre una superficie del mismo orden<br />

de magnitud que la fracción 1/n de la superficie del<br />

receptor de carga.<br />

Cuando dos de los puntos de apoyo estén muy<br />

cercanos uno del otro para que la carga de ensayo<br />

pueda ser distribuida como se ha indicado, la carga<br />

debe ser doblada y se distribuirá en el doble de la<br />

superficie a ambos lados del eje que une los dos<br />

puntos de apoyo.<br />

d) Se tomará los valores de indicación de la báscula en<br />

cada punto de prueba. Se calculará el valor de la<br />

Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 14 de 42


MINISTERIO<br />

DE INDUSTRIA, TURISMO<br />

Y COMERCIO<br />

5.3.3. Repetibilidad<br />

indicación antes del redondeo por <strong>me</strong>dio de cargas<br />

adicionales, en el caso de indicación <strong>digital</strong>. Después<br />

de cada retirada de la carga, debe registrarse la<br />

indicación sin carga que puede, si es adecuado, ser<br />

ajustada a cero.<br />

La prueba se realiza <strong>con</strong> al <strong>me</strong>nos una carga de referencia<br />

que debería seleccionarse de manera que tenga una<br />

relación razonable <strong>con</strong> el alcance máximo y la resolución<br />

del instru<strong>me</strong>nto, para permitir una valoración del<br />

comportamiento del instru<strong>me</strong>nto.<br />

a) Se introduce la carga de referencia por el sentido usual<br />

de entrada a la báscula.<br />

b) Se anotarán las indicaciones y se calculará el valor de<br />

la indicación antes del redondeo por <strong>me</strong>dio de cargas<br />

adicionales, en el caso de indicación <strong>digital</strong>.<br />

c) Se retira la carga de referencia. Después de cada<br />

retirada de la carga, debe registrarse la indicación sin<br />

carga que puede, si es adecuado, ser ajustada a cero.<br />

d) Se introduce la carga de referencia por el sentido<br />

<strong>con</strong>trario al expresado en a).<br />

e) Se repiten b) y c).<br />

h) Se retira la carga de referencia y se repite todo el<br />

proceso al <strong>me</strong>nos 1 vez <strong>más</strong>.<br />

Esta sistemática se repite <strong>con</strong> cada una de las cargas de<br />

prueba seleccionadas.<br />

5.3.4. Carga-descarga<br />

Obtención de los valores indicados por el dispositivo<br />

indicador en relación a los valores <strong>con</strong>ocidos de cargas de<br />

Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 15 de 42


MINISTERIO<br />

DE INDUSTRIA, TURISMO<br />

Y COMERCIO<br />

referencia depositados sobre el dispositivo receptor de<br />

carga (plataforma) y evaluación de los errores<br />

(correcciones de calibración) <strong>me</strong>diante su diferencia. Se<br />

obtendrán los errores para los valores de carga de<br />

referencia en el proceso de carga y en el de descarga.<br />

a) Elegiremos al <strong>me</strong>nos cinco valores de carga de<br />

referencia representativos (por ejemplo: Min; puntos<br />

usuales de funcionamiento; Max).<br />

Se podrán utilizar cargas de sustitución para calibrar la<br />

báscula hasta su alcance máximo. El valor de la carga<br />

de sustitución se determina como un valor <strong>me</strong>dio de la<br />

indicación corregido del error de la báscula en el punto<br />

de carga de sustitución <strong>con</strong>siderado (ver anexo I).<br />

b) Realizar un ciclo de carga-descarga <strong>con</strong>tinuo<br />

(monótona<strong>me</strong>nte). Debe prestarse especial atención<br />

durante el proceso de carga y descarga de las pesas,<br />

en au<strong>me</strong>ntar o disminuir respectiva<strong>me</strong>nte las mismas<br />

de manera monótona.<br />

Se procederá a aplicar las cargas de prueba elegidas,<br />

según proceda, desde cero, o un valor de carga<br />

correspondiente por ejemplo a “10 d” en el caso de un<br />

instru<strong>me</strong>nto <strong>con</strong> un dispositivo automático de puesta a<br />

cero, hasta el alcance máximo y a <strong>con</strong>tinuación se<br />

retirara hasta volver al inicio. Se registrarán las<br />

indicaciones a todas las cargas, incluidas las<br />

indicaciones a carga cero.<br />

En el caso de que el uso de la báscula puente lo permita, se<br />

puede realizar la calibración sólo para cargas crecientes (ciclo<br />

de carga <strong>con</strong>tinuo). Este hecho se hará <strong>con</strong>star en le<br />

certificado.<br />

5.4. Toma y tratamiento de datos<br />

La toma de datos se podrá realizar de forma manual o <strong>me</strong>diante<br />

ordenador y un bus de comunicación (RS232, IEEE, ...), que<br />

Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 16 de 42


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DE INDUSTRIA, TURISMO<br />

Y COMERCIO<br />

comunique <strong>con</strong> el dispositivo indicador. En este último caso, se<br />

deberá validar el programa informático utilizado antes de realizar la<br />

calibración, y se <strong>con</strong>servarán los ficheros de datos primarios que<br />

permitan re<strong>con</strong>struir la calibración realizada.<br />

Asimismo, el tratamiento de datos podrá realizarse de una manera<br />

manual o automática. En este último caso, se introducirán los<br />

datos obtenidos de los ensayos vía teclado y se procesará en una<br />

hoja de cálculo.<br />

Si se hace de manera automática la hoja de cálculo debería estar<br />

validada, por ejemplo haciendo una vez los cálculos a mano y<br />

compararlos <strong>con</strong> los resultados que da el programa de cálculo.<br />

La presentación de los resultados de las <strong>me</strong>didas efectuadas y la<br />

determinación de los pará<strong>me</strong>tros detallados a <strong>con</strong>tinuación, se<br />

recogerán en tablas. En el ejemplo del anexo II, se proponen los<br />

modelos de tablas de recogida de datos para las diferentes<br />

pruebas.<br />

A partir de los datos registrados en los diferentes pasos<br />

establecidos en el apartado anterior, se calcularán los valores de<br />

los siguientes pará<strong>me</strong>tros que caracterizarán la calibración de la<br />

báscula puente:<br />

a) Repetibilidad:<br />

−<br />

li<br />

1<br />

=<br />

n<br />

n<br />

∑ lij<br />

j=<br />

1<br />

n<br />

2 1<br />

−<br />

si = ( lij<br />

− li<br />

n −1∑<br />

j=<br />

1<br />

donde si 2 es la varianza experi<strong>me</strong>ntal:<br />

b) Excentricidad<br />

Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 17 de 42<br />

)<br />

2


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Δ<br />

exc,<br />

i<br />

( − l )<br />

Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 18 de 42<br />

=<br />

l i<br />

l i : indicación en la posición i de referencia del dispositivo<br />

receptor.<br />

l 1:<br />

indicación en la posición central del dispositivo receptor.<br />

NOTA:<br />

En el caso de instru<strong>me</strong>ntos <strong>con</strong> indicación <strong>digital</strong> se utilizará la<br />

indicación anterior al redondeo en lugar de la indicación directa del<br />

instru<strong>me</strong>nto:<br />

c) Error de indicación<br />

El error de indicación se determina tanto para los valores en<br />

carga ascendente (carga) como descendentes (descarga)<br />

como:<br />

e = l − m<br />

i<br />

i<br />

m pi : valor nominal de las pesas de referencia utilizadas para<br />

la carga i.<br />

l i : Indicación para la carga i.<br />

d) Reversibilidad:<br />

para la carga i:<br />

h<br />

i<br />

= l<br />

i′<br />

− l<br />

i<br />

l i′<br />

: indicación para la carga i en el proceso de descarga.<br />

l i : indicación para la carga i en el proceso de carga.<br />

para carga cero:<br />

pi<br />

1


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h<br />

0<br />

= l<br />

0′<br />

−l<br />

0<br />

l 0′ : indicación sin carga después del proceso de descarga.<br />

l 0 : indicación sin carga antes del proceso de carga.<br />

En el caso de que el uso de la báscula puente lo permita, se<br />

puede realizar la calibración sólo para cargas crecientes (ciclo<br />

de carga <strong>con</strong>tinuo). En este caso no se tomará en cuenta esta<br />

componente.<br />

Curva de interpolación<br />

6. RESULTADOS<br />

Para el caso de básculas <strong>con</strong> indicación <strong>digital</strong>, <strong>con</strong> objeto de<br />

disponer de los valores de indicación en aquellas cargas que no<br />

han sido utilizadas en la calibración, se calcula la curva de<br />

interpolación. El anexo C de la referencia [5] tiene amplia<br />

<strong>información</strong> sobré cómo hacerlo así como de la forma<br />

adecuada de determinar la incertidumbre de dicha curva.<br />

Para el caso de básculas puente <strong>con</strong> dispositivo de indicación<br />

analógico (romanas, esferas, etc.) en principio no se aplicará la<br />

determinación de la curva de interpolación, a no ser que se<br />

realicen estudios di<strong>me</strong>nsionales de la escala y se compruebe el<br />

correcto espaciado de sus marcas.<br />

6.1. Cálculo de incertidumbre<br />

Para la estimación y cálculo de las incertidumbres se aplicarán los<br />

criterios establecidos en la Guía de Incertidumbres de Medida<br />

editada por el Centro Español de Metrología [1], y el <strong>docu<strong>me</strong>nto</strong><br />

EA-4/02. (antigua guía EAL-R2 “ Expression of Uncertainty of<br />

Measure<strong>me</strong>nt in Calibration”) [3],<br />

Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 19 de 42


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En pri<strong>me</strong>r lugar se determinará la expresión de la magnitud de<br />

salida (que es el error ei de la báscula puente a calibrar en cada<br />

punto i de calibración), en función de las distintas magnitudes de<br />

entrada.<br />

ei = li<br />

− ( mpi<br />

+ δmpi<br />

+ δmpDi<br />

+ δmpBi<br />

) + δlh<br />

+ δlb<br />

+ δlr<br />

+ δlΔexc<br />

donde:<br />

e i Error de la indicación para la carga i.<br />

l Indicación del dispositivo indicador para la carga i.<br />

i<br />

m pi<br />

δ lb<br />

Valor nominal del <strong>con</strong>junto de pesas de referencia<br />

utilizadas en la carga i.<br />

Corrección asociada a la repetibilidad de la báscula, de<br />

valor esperado b l δ =0, <strong>con</strong> una incertidumbre asociada ub<br />

.<br />

δ lh<br />

Corrección asociada a la reversibilidad de la báscula, de<br />

valor esperado δ lh<br />

= 0, <strong>con</strong> una incertidumbre asociada<br />

uh .<br />

δ lr<br />

Influencia observada debida a la<br />

instru<strong>me</strong>nto, de valor esperado δ lr<br />

incertidumbre asociada ur<br />

resolución del<br />

= 0, <strong>con</strong> una<br />

δ lΔexc Corrección asociada a la excentricidad en la situación de<br />

la carga, de valor esperado δ lΔexc = 0, <strong>con</strong> una<br />

incertidumbre asociada uexc<br />

δ mpi<br />

Corrección asociada a utilizar el valor nominal de las<br />

pesas de referencia de valor esperado δ mpi<br />

= 0, <strong>con</strong> una<br />

incertidumbre asociada u .<br />

Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 20 de 42<br />

m pii<br />

δ mpDi<br />

Corrección asociada a la deriva del valor de masa de las<br />

pesas de referencia de valor esperado δ mpDi<br />

= 0, <strong>con</strong> una<br />

incertidumbre asociada u .<br />

δmpBi<br />

m pDi<br />

Corrección asociada al empuje del aire sobre pesas de<br />

referencia de valor esperado δ m pBi = 0, <strong>con</strong> una<br />

incertidumbre asociada u<br />

.<br />

m pBi


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Y COMERCIO<br />

NOTAS:<br />

En el caso de instru<strong>me</strong>ntos <strong>con</strong> indicación <strong>digital</strong> y la utilización de pesas<br />

adicionales se sustituirá el valor de lectura l por el de lectura antes del<br />

redondeo P .<br />

Las cargas de sustitución habrá que <strong>con</strong>siderarlas como una pesa de<br />

referencia <strong>más</strong> en aquellos puntos de calibración donde intervengan (ver<br />

anexo I).<br />

A <strong>con</strong>tinuación, se <strong>con</strong>sideran las siguientes <strong>con</strong>tribuciones a la<br />

incertidumbre final:<br />

6.1.1. Debida a la magnitud de entrada l i (valor observado):<br />

- Repetibilidad:<br />

De las cargas de referencia ensayadas se tomará el mayor<br />

valor de la desviación típica (si max) y se <strong>con</strong>siderará global<br />

para todo el campo de <strong>me</strong>dida calibrado del instru<strong>me</strong>nto.<br />

La varianza se obtiene suponiendo una distribución<br />

normal:<br />

si<br />

max ub<br />

n<br />

=<br />

- Reversibilidad:<br />

Se <strong>con</strong>sidera corrección nula y la varianza se tomará para<br />

cada carga i como la mayor entre<br />

h<br />

u =<br />

h<br />

i max<br />

3<br />

<strong>con</strong> hi max el máximo de los hi para las distintas cargas i, y<br />

li<br />

h0<br />

u h<br />

Max 3<br />

=<br />

Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 21 de 42


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donde h0 es la reversibilidad en el cero.<br />

- Resolución:<br />

Se <strong>con</strong>sidera corrección nula y la varianza se obtiene<br />

suponiendo distribuciones rectangulares para dos<br />

<strong>con</strong>tribuciones: una para la indicación <strong>con</strong> carga en el<br />

intervalo definido por ± d/2 (d es el escalón del dispositivo<br />

indicador para la carga i ) y otra para la indicación sin<br />

carga en el intervalo definido por ± d0 (d0 es el escalón del<br />

dispositivo indicador en el cero).<br />

u r<br />

=<br />

d d0<br />

+<br />

12 12<br />

Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 22 de 42<br />

2<br />

2<br />

Si el modelo del instru<strong>me</strong>nto es <strong>con</strong>for<strong>me</strong> a la OIML R 76<br />

[3] o a la UNE EN 45501 [6] se puede <strong>con</strong>siderar d0/2 en<br />

vez de d0 para esta <strong>con</strong>tribución.<br />

- Excentricidad:<br />

Se <strong>con</strong>sidera corrección nula y la varianza se obtiene<br />

suponiendo una distribución rectangular como<br />

Δexc<br />

max<br />

uexc<br />

= li<br />

Lexc<br />

12<br />

Δexc<br />

<strong>con</strong> max el máximo valor de la excentricidad que se ha<br />

obtenido, Lexc la indicación nominal de la báscula en el<br />

ensayo de excentricidad.<br />

6.1.2. Debida a las pesas de referencia<br />

Dado que para obtener el valor nominal de carga del punto<br />

de calibración i, usual<strong>me</strong>nte se utilizan un <strong>con</strong>junto de<br />

pesas de referencia simultánea<strong>me</strong>nte, la incertidumbre<br />

típica del <strong>con</strong>junto empleado, <strong>con</strong>siderando covariancias<br />

entre ellas, se obtendrá por <strong>me</strong>dio de la suma aritmética<br />

de las componentes individuales:


MINISTERIO<br />

DE INDUSTRIA, TURISMO<br />

Y COMERCIO<br />

u mp<br />

mp<br />

i<br />

ij<br />

= ∑<br />

=<br />

n<br />

j u<br />

1<br />

- Uso del valor nominal:<br />

Por simplicidad se puede optar por trabajar <strong>con</strong> el valor<br />

nominal de las pesas de referencia, es decir sin tener<br />

en cuenta su posible desviación al nominal, siempre<br />

que se cumpla lo establecido en el apartado 5.1.1.<br />

Para este supuesto, se emplearan las clases de<br />

exactitud de las pesas de referencia utilizadas de<br />

acuerdo <strong>con</strong> las reco<strong>me</strong>ndaciones internacionales de la<br />

OIML R111 y R47 en las que se les asigna una<br />

tolerancia de ± mpe para el valor nominal de masa i.<br />

Para estimar las incertidumbres se supondrá una<br />

distribución de probabilidad rectangular en el intervalo<br />

± mpe:<br />

mpe<br />

u =<br />

mp<br />

i 3<br />

- Uso del valor real <strong>con</strong>vencional de masa:<br />

Se tomará el dato de la incertidumbre declarada en el<br />

certificado de calibración de la pesa y, en ese caso, se<br />

corregirá el valor nominal de la pesa <strong>con</strong> el del<br />

certificado δmpcert:<br />

u<br />

u =<br />

icert<br />

mp<br />

i k<br />

- Deriva de la masa de las pesas de referencia:<br />

Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 23 de 42


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Y COMERCIO<br />

En el caso de utilizar las pesas <strong>con</strong> sus valore reales de<br />

masa <strong>con</strong>vencional, se debe tomar en <strong>con</strong>sideración la<br />

deriva de las masas <strong>con</strong> el tiempo.<br />

De los datos experi<strong>me</strong>ntales obtenidos en las diversas<br />

calibraciones de las pesas de referencia podemos<br />

obtener el valor de la deriva en masa en un cierto<br />

período (ΔDi) (usual<strong>me</strong>nte un año). Para operar, se<br />

<strong>con</strong>sidera corrección nula y la incertidumbre se estima<br />

<strong>con</strong>siderando una distribución de probabilidad<br />

rectangular:<br />

umpDi<br />

ΔDi<br />

=<br />

3<br />

Si no se <strong>con</strong>ocen datos experi<strong>me</strong>ntales sobre la deriva<br />

de las masas de las pesas de referencia, el modo <strong>más</strong><br />

simplificado y habitual de operar es <strong>con</strong>siderar<br />

corrección nula y para estimar las incertidumbres se<br />

supondrá una distribución de probabilidad rectangular<br />

en el intervalo ±mpe:<br />

- Empuje del aire:<br />

mpe<br />

umpD<br />

i 3<br />

=<br />

En la referencia [5] se estudia esta <strong>con</strong>tribución de<br />

forma muy exhaustiva. Como estamos en el caso en el<br />

que el instru<strong>me</strong>nto se ha ajustado de forma<br />

independiente a la calibración la forma <strong>más</strong> sencilla de<br />

acuerdo do <strong>con</strong> la referencia [5] es:<br />

⎛ 0, 1⋅<br />

ρ0<br />

=<br />

⎜ ⋅ m<br />

⎝ ρc<br />

um pBi<br />

pi<br />

mpe ⎞<br />

+<br />

4 3<br />

⎟<br />

⎠<br />

donde ρ0 es1,2 kg/m 3 y ρc es 8000 kg/m 3 . Para el caso de las<br />

masas de sustitución ver el anexo I.<br />

Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 24 de 42<br />

3


MINISTERIO<br />

DE INDUSTRIA, TURISMO<br />

Y COMERCIO<br />

Así pues, las <strong>con</strong>tribuciones a la incertidumbre de <strong>me</strong>dida se<br />

determinan tomando como base los diferentes pará<strong>me</strong>tros<br />

evaluados en el proceso de calibración (ver tabla 1).<br />

La incertidumbre típica combinada uc se obtiene <strong>me</strong>diante la<br />

ecuación de propagación de las varianzas, <strong>con</strong>siderando que no<br />

hay correlaciones entre las magnitudes de entrada.<br />

Una vez obtenida la incertidumbre combinada se calculan los<br />

grados de libertad efectivos, νeff ,a partir de la incertidumbre<br />

combinada y sus <strong>con</strong>tribuciones <strong>me</strong>diante la aplicación de la<br />

fórmula de Welch-Satterthwaite, según las referencias [1] y [2]:<br />

ν<br />

4<br />

uc<br />

eff =<br />

n 4<br />

ui<br />

∑<br />

i= 1 νi<br />

donde νi es infinito si la distribución es rectangular, N-1 si la<br />

distribución es normal siendo N el nú<strong>me</strong>ro de <strong>me</strong>didas en cada<br />

punto y en <strong>con</strong>diciones de repetibilidad o el valor de vi <strong>con</strong>ocido<br />

(por ejemplo el indicado en el certificado de calibración en su<br />

caso).<br />

Según la tabla siguiente a partir del nú<strong>me</strong>ro de grados de libertad<br />

efectivos obtenido se obtiene el factor de cobertura k. Esta tabla se<br />

basa en una distribución t de Student para una fracción del<br />

95,45%.<br />

ν eff 1 2 3 4 5 6 7 8 10 20 50 ∞<br />

k 13,97 4,53 3,31 2,87 2,65 2,52 2,43 2,37 2,28 2,09 2,05 2,00<br />

La incertidumbre expandida se obtiene a partir de la multiplicación<br />

de la incertidumbre combinada por el factor de cobertura k.<br />

U = k ⋅u<br />

c<br />

En el cálculo de la incertidumbre de <strong>me</strong>dida de la calibración,<br />

puede asociarse una incertidumbre a cada uno de los resultados<br />

Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 25 de 42


MINISTERIO<br />

DE INDUSTRIA, TURISMO<br />

Y COMERCIO<br />

obtenidos para los valores de carga ensayados, o bien, asociar<br />

una incertidumbre máxima para el instru<strong>me</strong>nto.<br />

En le caso de calcular la curva de interpolación se seguirá lo<br />

establecido en el anexo C de la referencia [5].<br />

Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 26 de 42


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Y COMERCIO<br />

Magnitud Estimación<br />

l i l i<br />

Incertidumbre<br />

típica<br />

Tabla 1<br />

Distribución<br />

de<br />

probabilidad<br />

<strong>con</strong>siderada<br />

Coeficiente<br />

de<br />

sensibilidad<br />

Contribución a la<br />

incertidumbre<br />

típica<br />

--- --- --- ---<br />

m pi m pi --- --- --- ---<br />

δ lb<br />

0<br />

δlh<br />

u normal 1<br />

b<br />

0 u rectangular 1<br />

h<br />

δ lr<br />

0 u r rectangular 1<br />

δ lΔexc 0<br />

δmpi<br />

mpDi<br />

0<br />

o<br />

δmpcert<br />

δ<br />

umpDi<br />

δmpBi<br />

e i<br />

0<br />

rectangular -1<br />

si max<br />

n<br />

hi<br />

max<br />

3 o<br />

li h0<br />

Max 3<br />

u exc<br />

rectangular 1<br />

d d0<br />

+<br />

12 12<br />

Δexc<br />

max li<br />

Lecc 12<br />

mpe<br />

rectangular<br />

3<br />

u<br />

mp<br />

i<br />

o<br />

-1<br />

o<br />

normal<br />

u<br />

icert<br />

k<br />

ΔDi<br />

3 o<br />

Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 27 de 42<br />

2<br />

mpe<br />

3<br />

⎛ 0, 1⋅<br />

ρ0<br />

mpe ⎞<br />

0 u m pBi rectangular -1 ⎜ ⋅ m pi +<br />

4 3<br />

⎟<br />

⎝ ρc<br />

⎠<br />

ei u<br />

c = ∑<br />

u<br />

2<br />

2<br />

i


MINISTERIO<br />

DE INDUSTRIA, TURISMO<br />

Y COMERCIO<br />

6.2. Interpretación de resultados<br />

De los resultados de las <strong>me</strong>didas efectuadas, se calculan los<br />

valores de los diferentes errores detallados en el punto 5.4 de este<br />

procedimiento, que caracterizan al instru<strong>me</strong>nto de <strong>me</strong>dida.<br />

Los errores obtenidos se podrán comparar <strong>con</strong> los máximos<br />

permitidos establecidos en la OIML R 76 [3] o en la UNE EN 45501<br />

[6], y ello nos indicará la necesidad o no de ajustar el instru<strong>me</strong>nto.<br />

Dado que en la evaluación de la incertidumbre entran los<br />

diferentes errores del instru<strong>me</strong>nto y la incertidumbre de las pesas<br />

de referencia y cargas de sustitución utilizados, es <strong>con</strong>veniente<br />

que se establezca un máximo posible de la incertidumbre. La<br />

experiencia nos dice que este valor puede ser del orden de 3<br />

veces el escalón de la báscula.<br />

El período máximo de validez de la calibración reco<strong>me</strong>ndado es de<br />

12 <strong>me</strong>ses, siendo no obstante el usuario el responsable de su<br />

establecimiento en función del uso, etc.<br />

7. REFERENCIAS<br />

7.1. Docu<strong>me</strong>ntos necesarios para realizar la calibración<br />

Manual de funcionamiento de la báscula puente y de sus<br />

dispositivos principales.<br />

7.2. Otras referencias para <strong>con</strong>sulta<br />

[1] Guía para la expresión de la incertidumbre de <strong>me</strong>dida,<br />

versión española 1ª edición, Ministerio de Fo<strong>me</strong>nto, Centro<br />

Español de Metrología, 1998, Tres Cantos, Madrid.<br />

[2] Docu<strong>me</strong>nto EA-4/02 (antigua guía EAL-R2 (CEA-ENAC-<br />

LC/02)). Expression of the uncertainty of <strong>me</strong>asure<strong>me</strong>nt in<br />

calibrations. Edición 1. EAL. 1997).<br />

Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 28 de 42


8. ANEXOS<br />

MINISTERIO<br />

DE INDUSTRIA, TURISMO<br />

Y COMERCIO<br />

[3] OIML R 76. Instru<strong>me</strong>ntos de pesaje de funcionamiento no<br />

automático. Parte 1: requisitos <strong>me</strong>trológicos y técnicos.<br />

Ensayos. Edición 2006.<br />

[4] Vocabulario Internacional de Metrología. Conceptos<br />

funda<strong>me</strong>ntales y generales y términos asociados. CEM,·3ª<br />

Edición 2008.<br />

[5] EURAMET/cg-18/v.02, Guidelines on the Calibration of Non-<br />

Automatic Weighing Instru<strong>me</strong>nts, Enero 2009.<br />

[6] UNE EN 45501:1995. Aspectos <strong>me</strong>trológicos de los<br />

instru<strong>me</strong>ntos de pesar de funcionamiento no automático.<br />

ANEXO I: Determinación del valor nominal de la carga de<br />

sustitución y su incertidumbre asociada<br />

En la calibración de básculas puente es usual tener que recurrir a la<br />

utilización de cargas de sustitución para poder calibrar el instru<strong>me</strong>nto<br />

en todo su rango de <strong>me</strong>dida.<br />

Según la UNE EN 45501 [6] sólo se permite el uso de cargas de<br />

substitución en instru<strong>me</strong>ntos <strong>con</strong> Max ≥ 1 000 kg y <strong>con</strong> la <strong>con</strong>dición de<br />

que se utilicen patrones de masa correspondientes al mayor de estos<br />

dos valores: 1 000 kg o 50 % de Max. El porcentaje de patrones de<br />

masas podrá reducirse a 35 % de Max si el recorrido (b) no excede de<br />

0,3 d, o a 20 % de Max si el recorrido no excede de 0,2 d.<br />

La utilización de cargas de sustitución en lugar de pesas de referencias<br />

calibradas empeora sustancial<strong>me</strong>nte la incertidumbre del resultado de<br />

la calibración, no obstante en la mayoría de las aplicaciones, estos<br />

valores son aceptables para la utilización del instru<strong>me</strong>nto.<br />

La carga de sustitución la utilizaremos como una pesa patrón <strong>más</strong> y por<br />

lo tanto debemos <strong>con</strong>ocer su valor de masa, su error y la incertidumbre<br />

asociada.<br />

Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 29 de 42


MINISTERIO<br />

DE INDUSTRIA, TURISMO<br />

Y COMERCIO<br />

El instru<strong>me</strong>nto en calibración se usa como comparador para ajustar la<br />

carga de substitución Lsub de manera que origine aproximada<strong>me</strong>nte la<br />

misma indicación l que la carga correspondiente LSt formada por<br />

patrones de masa. Una pri<strong>me</strong>ra carga de prueba LT1 formada por<br />

patrones de masa mp1 se indica como:<br />

l(LSt) = l(mp1)<br />

Después de retirar LSt, se deposita una carga de substitución Lsub1 y se<br />

ajusta para dar aproximada<strong>me</strong>nte la misma indicación:<br />

de manera que<br />

l(Lsub1) ≈ l(mp1)<br />

Lsub1 = mp1 + l(Lsub1) - l(mp1) = mp1 + Δl1<br />

La siguiente carga de prueba LT2 se forma añadiendo mp1 que es<br />

reemplazada nueva<strong>me</strong>nte por una carga de sustitución ≈ Lsub1 ajustada<br />

a ≈ I(LT2).<br />

LT2 = Lsub1 + mp1= 2 mp1 + Δl1<br />

La siguiente carga de sustitución será Lsub2 tal que<br />

de manera que<br />

l(Lsub2) ≈ l(LT2)<br />

Lsub2 = LT2 + l(Lsub2) - l(LT2) = 2 mp1 + Δl1+ Δl2<br />

La siguiente carga de prueba será<br />

LT3 = Lsub2 + mp1= 3 mp1 + Δl1+ Δl2<br />

El procedimiento puede ser repetido para generar cargas de prueba<br />

LTn = nmp1 +Δl1 + Δl2 + ... +Δln-1<br />

El valor de LTn se toma como masa <strong>con</strong>vencional de la carga de prueba.<br />

Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 30 de 42


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Cuando una carga de prueba está formada por cargas de substitución<br />

la incertidumbre típica para la suma LTn = nmp1 + Δl1 + Δl2 + ... +Δln-1<br />

viene dada por la siguiente expresión:<br />

u²(LTn) = n²u²(mp1) + 2[u²(l1 ) + u²(l2) + ... + u²(ln-1)]<br />

Cuando u(I) = <strong>con</strong>st, la expresión se simplifica a<br />

u²(LTn) = n²u²(mc1) + 2 (n-1) u²(l)<br />

En u(mp1) se incluirán las <strong>con</strong>tribuciones de uso del valor (nominal o<br />

<strong>con</strong>vencional), deriva y empuje del aire de acuerdo al apartado 6.1.2.<br />

Las incertidumbres u(lj) deben incluirse también para las indicaciones<br />

en las que la carga de substitución se ha ajustado de manera que la Δl<br />

correspondiente es cero. Incluirán <strong>con</strong>tribuciones por resolución,<br />

repetibilidad y excentricidad de acuerdo al apartado 6.1.1 y empuje del<br />

aire sobre las cargas de sustitución. También entrará la <strong>con</strong>tribución<br />

por reversibilidad en el cero ya que hay descargar total<strong>me</strong>nte la balanza<br />

para el cálculo de la carga de sustitución.<br />

En este caso no se incluirá la <strong>con</strong>tribución por resolución del cero. En el<br />

caso de indicación <strong>digital</strong>, donde utilizamos la indicación anterior al<br />

redondeo, se utiliza como escalón representativo “1/10 d” ya que las<br />

pesas adicionales que hemos utilizado para su evaluación han sido de<br />

valor 1/10 d.<br />

Respecto a las <strong>con</strong>tribuciones por repetibilidad y excentricidad se<br />

pueden utilizar <strong>con</strong>tribuciones globales asignables al instru<strong>me</strong>nto de<br />

acuerdo a los ensayos anteriores o se pueden realizar los ensayos<br />

específicos correspondientes para cada carga de sustitución.<br />

La <strong>con</strong>tribución por empuje del aire sobre las cargas de substitución<br />

dependerá de los materiales que se han utilizado para la carga así<br />

como la variación de la densidad del aire durante las <strong>me</strong>didas.<br />

Una opción <strong>con</strong>servadora <strong>con</strong>siste en suponer una variación máxima<br />

de la densidad del aire <strong>me</strong>dia del lugar. La densidad del aire <strong>me</strong>dia del<br />

lugar puede calcularse a partir de la altitud por <strong>me</strong>dio de la ecuación<br />

A1.5-1 de [5]. En cuanto la variación máxima podemos suponer ±10%.<br />

Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 31 de 42


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La densidad de la carga de sustitución se puede suponer como (8000 ±<br />

1000) kg/m 3 si se <strong>con</strong>sidera que práctica<strong>me</strong>nte toda la carga es hierro,<br />

acero, plata o latón. Para otros materiales, como por ejemplo el<br />

aluminio, esta <strong>con</strong>sideración no sería válida. La <strong>con</strong>tribución a la<br />

incertidumbre quedaría como sigue:<br />

um pBi<br />

⎛<br />

⎜<br />

0,<br />

1⋅<br />

ρ<br />

=<br />

⎜<br />

⎝ ρc<br />

0<br />

⋅ m<br />

1000⋅<br />

ρ<br />

+<br />

2<br />

ρ<br />

Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 32 de 42<br />

pi<br />

Se puede disminuir esta <strong>con</strong>tribución determinando de forma<br />

experi<strong>me</strong>ntal la variación de la densidad del aire <strong>me</strong>diante la <strong>me</strong>dida de<br />

las <strong>con</strong>diciones ambientales y la utilización de la <strong>información</strong> del anexo<br />

A de [5].<br />

c<br />

0<br />

⎞<br />

⎟<br />

⎠<br />

3


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ANEXO II: Ejemplo numérico de aplicación del procedimiento descrito<br />

Calibración de una báscula puente <strong>con</strong> indicación <strong>digital</strong><br />

a. Datos <strong>me</strong>trológicos de la báscula puente so<strong>me</strong>tida a calibración:<br />

• Alcance máximo (Max): 60 000 kg.<br />

• Alcance mínimo (Min): 400 kg.<br />

• Escalón (d): 20 kg.(en el cero se <strong>con</strong>sidera la mitad ya que el modelo es<br />

<strong>con</strong>for<strong>me</strong> a la UNE EN 45501)<br />

• Nº de divisiones: 3000.<br />

• Clase de exactitud: <strong>me</strong>dia (III).<br />

• 6 puntos de apoyos.<br />

• Limites de temperatura de funcionamiento: -10 °C / + 40 °C.<br />

• La densidad del aire <strong>me</strong>dia en el emplazamiento es de 1,05 kg/m 3 .<br />

b. Equipos y materiales empleados:<br />

• Juego de pesas calibradas de 100 kg, 200 kg, 500 kg, 1000 kg de clase<br />

de exactitud M1 (OIML R111) que hacen un total de 22 000 kg. Exactitud:<br />

5x10 -5 M.<br />

• Juegos de pesas de 1 kg, 2 kg, 5 kg, 10 kg, 20 kg, 50 kg de clase de<br />

exactitud M1 (OIML R111).<br />

• Carga de sustitución para la pri<strong>me</strong>ra carga de sustitución de 20 000 kg<br />

<strong>con</strong>stituido por un camión cargado <strong>con</strong> material no higroscópico (ejemplo:<br />

vigas <strong>me</strong>tálicas).<br />

• Carga de sustitución para la segunda carga de sustitución de<br />

40 000 kg <strong>con</strong>stituido por un camión cargado <strong>con</strong> material no<br />

higroscópico (ejemplo: bobinas de chapa).<br />

Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 33 de 42


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• Medios auxiliares de manipulación: camión <strong>con</strong> grúa, carretilla<br />

elevadora, etc.<br />

• Medidor de <strong>con</strong>diciones ambientales<br />

c. Toma y tratamiento de datos:<br />

Las <strong>me</strong>didas obtenidas en el transcurso de la calibración se dan en las<br />

tablas 2, 3 y 4.<br />

Las pesas patrón se utilizaran <strong>con</strong> su valor nominal sin realizar<br />

corrección a su nominal, dado que se cumple la <strong>con</strong>dición establecida<br />

en 5.1.1.<br />

⇒ Entrada<br />

Posición<br />

Carga (m )<br />

(kg)<br />

Tabla 2: Excentricidad<br />

Indicación<br />

l (kg)<br />

VISOR<br />

2<br />

3<br />

1<br />

4<br />

7 6<br />

5<br />

carga<br />

adicional<br />

Δm (kg)<br />

P<br />

(kg)<br />

1 12000 12000 12 11998<br />

2 12000 12000 14 11996<br />

3 12000 12000 14 11996<br />

4 12000 12000 10 12000<br />

5 12000 12000 12 11998<br />

6 12000 12000 15 11995<br />

7 12000 12000 12 11998<br />

tinicial: 28,5 °C<br />

tfinal: 28,7 °C<br />

De los resultados obtenidos y recogidos en la tabla 1 podemos<br />

calcular que la máxima variación por excentricidad es<br />

( l − l )<br />

Δ exc,<br />

6 = 6 1 = 3 kg<br />

Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 34 de 42


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Tabla 3: Repetibilidad<br />

Carga: 400 kg<br />

tinicial:28,7 °C<br />

Dirección: ↓ Dirección: ↑ tfinal: 28,5 °C<br />

Indicación<br />

l (kg)<br />

carga<br />

adicional<br />

Δm (kg)<br />

P<br />

(kg)<br />

Indicación<br />

l (kg)<br />

carga<br />

adicional<br />

Δm (kg)<br />

P<br />

(kg)<br />

1 400 11 399 1 400 9 401<br />

2 400 11 399 2 400 11 399<br />

3 400 10 400 3 400 10 400<br />

b400 = P400<br />

− P<br />

max 400min<br />

= 2 kg; s400 = 0,8 kg<br />

Carga: 1000 kg<br />

tinicial:28,5 °C<br />

Dirección: ↓ Dirección: ↑ tfinal: 28,6 °C<br />

Indicación<br />

l (kg)<br />

carga<br />

adicional<br />

Δm (kg)<br />

P<br />

(kg)<br />

Indicación<br />

l (kg)<br />

carga<br />

adicional<br />

Δm (kg)<br />

P<br />

(kg)<br />

1 1000 11 999 1 1000 10 1000<br />

2 1000 11 999 2 1000 10 1000<br />

3 1000 12 998 3 1000 9 1001<br />

b1000 = P1000<br />

− P<br />

max 1000 = 3 kg; s1000 = 1,0 kg<br />

min<br />

Carga: ≈3000 kg (carretilla)<br />

tinicial:28,7 °C<br />

Dirección: ↓ Dirección: ↑ tfinal: 28,7 °C<br />

Indicación<br />

l (kg)<br />

carga<br />

adicional<br />

Δm (kg)<br />

P<br />

(kg)<br />

Indicación<br />

l (kg)<br />

carga<br />

adicional<br />

Δm (kg)<br />

P<br />

(kg)<br />

1 2840 12 2838 1 2840 12 2838<br />

2 2840 12 2838 2 2840 10 2840<br />

3 2840 10 2840 3 2840 10 2840<br />

b3000 = P3000<br />

− P<br />

max 3000 = 2 kg; s3000 = 1,1 kg<br />

min<br />

Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 35 de 42


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Carga: ≈10000 kg (cabeza tractora de camión)<br />

tinicial:28,7 °C<br />

Dirección: ↓ Dirección: ↑ tfinal: 28,8 °C<br />

Indicación<br />

l (kg)<br />

carga<br />

adicional<br />

Δm (kg)<br />

P<br />

(kg)<br />

Indicación<br />

l (kg)<br />

carga<br />

adicional<br />

Δm (kg)<br />

P<br />

(kg)<br />

1 10860 12 10858 1 10860 12 10858<br />

2 10860 12 10858 2 10860 10 10860<br />

3 10860 12 10858 3 10860 10 10860<br />

b10000 = P10000<br />

− P<br />

max 10000 = 2 kg; s10000 = 1,0 kg<br />

min<br />

Carga: ≈20000 kg (1ª carga de sustitución)<br />

tinicial:28,8 °C<br />

Dirección: ↓ Dirección: ↑ tfinal: 28,7 °C<br />

Indicación<br />

l (kg)<br />

carga<br />

adicional<br />

Δm (kg)<br />

P<br />

(kg)<br />

Indicación<br />

l (kg)<br />

carga<br />

adicional<br />

Δm (kg)<br />

P<br />

(kg)<br />

1 20180 2 20188 1 20180 4 20186<br />

2 20180 2 20188 2 20180 4 20186<br />

3 20180 2 20186 3 20180 5 20185<br />

b20000 = P20000<br />

− P<br />

max 20000 = 3 kg ; s20000 = 1,2 kg<br />

min<br />

Carga: ≈40000 kg (2ª carga de sustitución)<br />

tinicial:28,8 °C<br />

Dirección: ↓ Dirección: ↑ tfinal: 28,8 °C<br />

Indicación<br />

l (kg)<br />

carga<br />

adicional<br />

Δm (kg)<br />

P<br />

(kg)<br />

Indicación<br />

l (kg)<br />

carga<br />

adicional<br />

Δm (kg)<br />

P<br />

(kg)<br />

1 40000 7 40003 1 40000 7 40003<br />

2 40000 7 40003 2 40000 7 40003<br />

3 40000 7 40003 3 40000 9 40001<br />

b40000 = P40000<br />

− P<br />

max 40000 = 2 kg; s40000 = 0,8 kg<br />

min<br />

La máxima diferencia de indicación ha sido de 3 kg y la máxima<br />

desviación típica de 1,2 kg, luego asumimos b = 3 kg y s = 1,2 kg<br />

para todo el rango de pesaje de la báscula.<br />

Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 36 de 42


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DE INDUSTRIA, TURISMO<br />

Y COMERCIO<br />

Tabla 4: Carga – Descarga<br />

La temperatura se mantuvo entre 28,5 ºC y 29 ºC. Como pri<strong>me</strong>r<br />

paso se determinarán las cargas de sustitución.<br />

Para la pri<strong>me</strong>ra carga de sustitución ≈ 20000 kg se usan masas<br />

patrón <strong>con</strong> un total de 20000 kg:<br />

Carga Indicación l Carga Indicación antes<br />

adicional Δm del redondeo P<br />

Pesas de<br />

referencia<br />

20000 kg 5 kg 20005 kg<br />

1ª carga de<br />

sustitución<br />

20180 kg 3 kg 20187 kg<br />

Por tanto la masa de la carga de sustitución sería 20182 kg.<br />

Para la segunda carga de sustitución ≈ 40000 kg se usan las masas<br />

patrón <strong>con</strong> un total de 40000 kg:<br />

Carga Indicación l Carga Indicación antes<br />

Pesas de<br />

adicional Δm del redondeo P<br />

referencia + 1ª<br />

carga de<br />

sustitución<br />

40180 kg 5 kg 40185 kg<br />

2ª carga de<br />

sustitución<br />

40080 kg 7 kg 40083 kg<br />

Por tanto la masa de la carga de sustitución sería 40080 kg.<br />

Del ensayo de carga-descarga se obtienen los siguientes resultados:<br />

Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 37 de 42


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Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 38 de 42


MINISTERIO<br />

DE INDUSTRIA, TURISMO<br />

Y COMERCIO<br />

A <strong>con</strong>tinuación se procede a la evaluación de la incertidumbre de<br />

calibración para cada carga ensayada, utilizando como magnitudes<br />

de entrada los errores anterior<strong>me</strong>nte calculados, la resolución de la<br />

báscula, así como la incertidumbre de las pesas de referencia y<br />

cargas de sustitución utilizadas.<br />

En la tabla 5 se desarrollan los cálculos de las distintas<br />

<strong>con</strong>tribuciones a la incertidumbre para las distintas cargas.<br />

En la tabla 6 se recogen los resultados, así como la incertidumbre<br />

expandida para las diferentes cargas de referencia.<br />

Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 39 de 42


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DE INDUSTRIA, TURISMO<br />

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Tabla 6<br />

Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 40 de 42


Carga<br />

( m )<br />

(kg)<br />

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Indicación<br />

l (kg)<br />

Error en<br />

carga<br />

e (kg)<br />

Error en<br />

descarga<br />

e (kg)<br />

Incertidumbre<br />

expandida (*)<br />

(kg)<br />

1000 1001 1 5 14<br />

5000 5002 2 5 14<br />

10000 10002 2 5 14<br />

20000 20005 5 6 15<br />

30182 30185 3 8 16<br />

40182 40182 5 0 18<br />

50080 50042 2 5 23<br />

60080 60083 3 3 25<br />

(*) Factor de cobertura k=2<br />

Interpretación de los resultados:<br />

Los errores obtenidos y recogidos en la tabla 7 son inferiores a los<br />

establecidos en la norma UNE EN 45501 [6] para este tipo de<br />

instru<strong>me</strong>nto.<br />

Las incertidumbres evaluadas responden al criterio de ser <strong>me</strong>nores<br />

de 3 veces el escalón del instru<strong>me</strong>nto.<br />

Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 41 de 42


NIPO: 706-08-007-9<br />

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Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 42 de 42

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