Calibracion De Balanza

Universidad Nacional Autónoma De México. Laboratorio de Metrología.

Facultad de Química. Prof. Silvia Reyes Salinas.

Químico. Alanis Rojas Karla Paola, Linares Jurado Areli, Vega De León Esteban.

Práctica 5: Calibración de Balanza.

RESUMEN

En el presente trabajo se ejemplifica la calibración de una balanza analítica clase especial I, empleada comúnmente en el

laboratorio; dicha calibración se realizó con un juego de pesas clase E2 trazables a los patrones de medición Nacional e

Internacional. Así mismo dentro de la calibración se hace un análisis del estado metrológico de la balanza, a través de

criterios de confiablidad, repetibilidad, reproducibilidad y trazabilidad en las mediciones.

OBJETIVO

Realizar una calibración de una balanza analítica mediante

diversos procedimientos y criterios que den información

sobre la confiabilidad, la repetibilidad, la reproducibilidad y

la trazabilidad de las mediciones en la balanza, para

asegurar que las próximas mediciones realizadas en dicha

balanza estén trazadas a los patrones nacionales e

internacionales del sistema métrico internacional.

INTRODUCCIÓN.

La masa es la cantidad de materia que contiene un cuerpo.

Todo cuerpo tiene masa. A mayor cantidad de materia,

mayor cantidad de masa. Las rocas, los árboles, los

automóviles, el aire, las montañas, el agua y todo lo que

compone el planeta y el Universo tienen masa. La cantidad

de masa de un objeto sólido, líquido o gaseoso se

determina con las balanzas. En la Tierra la masa y el peso

de los objetos son similares en cualquier punto de la

corteza terrestre, dado que la gravedad es casi contante en

cualquier sitio. Una balanza permite comparar el peso

conocido de un cuerpo contra el de uno de peso

desconocido. El tipo de balanza que se utiliza depende del

tipo de objeto o material cuyo peso se quiere medir. Por

ejemplo, para medir el peso de un objeto con un peso de

kilos se usa la balanza granataria, mientras que para

determinar el peso de una persona se usan las básculas, o

bien para medir objetos muy pequeñas con pesos de

gramos o miligramos se emplean balanzas especializadas

para ello. El peso se define como la fuerza de atracción que

ejerce la Tierra o cualquier astro sobre un cuerpo, es decir,

es la interacción entre la masa y la fuerza de gravedad.

Cuanto mayor es la fuerza con que un objeto es atraído por

otro, mayor es el peso del primero. En cambio la masa es

una medida absoluta de la materia, no depende de la

gravedad y no cambia en ninguna condición. La unidad

para medir la masa establecida por el Sistema Internacional

de Unidades (SI), organización que determina las medidas

y unidades estándar, es el kilogramo (kg).

La característica más importante de las balanzas es que

poseen muy poco margen de error, lo que las hace ideales

para utilizarse en mediciones muy precisas. Las balanzas

analíticas generalmente son digitales y algunas pueden

desplegar la información en distintos sistemas de unidades.

A causa de dicha característica es importante que las

mediciones que se hacen en ellas representen lo

mejormente el valor de la masa contenida en el objeto, y

estas estén relacionadas o sean trazables a los diversos

patrones de medición de masa, esto se logra mediante la

calibración constante de las balanzas empleando patrones

que sean adecuados a las mismas.

Descripción de la Balanza Analítica Digital común.

El desarrollo tecnológico de la electrónica ha permitido

simplificar enormemente el manejo de las balanzas, reducir

los intervalos de pesada y prescindir de salas de pesaje

específicas, como antiguamente había para las analíticas

mecánicas.

Las balanzas electrónicas involucran tres elementos

básicos:

1.- Un mecanismo de transferencia – formado por:

palancas, apoyos, guías - que concentra la carga del peso

en una fuerza simple [F] que puede ser medida.

[ F = ∫P∂a ] La integral de la presión sobre el área permite

calcular la fuerza.

2. Un transductor de medida, conocido con el nombre de

celda de carga, que produce una señal de salida

proporcional a la fuerza de carga, en forma de cambios en

el voltaje o en la frecuencia.

3. Un circuito electrónico analógico-digital que finalmente

presenta el resultado de la pesada en forma digital.

Fig. 1 Elementos básicos de

la balanza digital.

Las balanzas de laboratorio operan de acuerdo al principio

de compensación de fuerza electromagnética, aplicable a

desplazamientos o pares de fuerza, donde se combina la

exactitud de los componentes mecánicos con los sistemas

automáticos de lectura.

Funcionamiento.

Las partes móviles (platillo de pesaje, columna de soporte

[a], bobina, indicador de posición y carga [G] – objeto que

pesamos –) son mantenidas en equilibrio (en flotación) por

una fuerza de compensación [F] que es igual al peso. La

fuerza de compensación es generada por el flujo de una

corriente eléctrica, a través de una bobina ubicada en el

espacio de aire existente en un electroimán cilíndrico. La

fuerza F se calcula mediante la ecuación: [F = I x I x B],

donde: I = corriente eléctrica, l = longitud total del alambre

de la bobina y B = intensidad de flujo magnético en el

espacio de aire del electroimán. Con cualquier cambio en la

carga (peso/masa), el sistema móvil (mecánico) responde,

desplazándose verticalmente una fracción de distancia,

detectada por un fotosensor [e], que como resultado envía

una señal eléctrica al servoamplificador [f] que cambia el

flujo de corriente eléctrica que pasa por la bobina del imán

[c], de forma que el sistema móvil retorne a la posición de

equilibrio al ajustarse el flujo magnético en el electroimán.

En consecuencia, el peso de la masa G se puede medir de

forma indirecta, a partir del flujo de corriente eléctrica que

pasa por el circuito midiendo el voltaje [V] a través de una

resistencia de precisión [R]. [V = I x R]. Hasta la fecha se

han desarrollado muchos sistemas que utilizan la

electrónica para efectuar mediciones muy exactas

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