Fatores de Impacto Associados à Pesagem

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1 Fatores de Impacto Associados à Pesagem Ricardo Gentil /10/2012 0

2 Agenda Conceitos Básicos Unidades de Pesagem Características Gerais de Balanças Características Metrológicas Cuidados para Obtenção de Resultados Metrologia / Seleção do Peso Padrão Correto 1

3 Pesagem além do tempo "Papyrus of Ani A pesagem do coração comparada a pena da verdade, 1250 AC Signo de Libra Igualdade entre dia e noite para os babilônios. Balança utilizada para comércio 2

4 Mettler Toledo Primeira balança analítica de um único prato, introduzida em

5 Resultados de Pesagem: Essencial para o seu processo 4

6 Conceitos Básicos Peso Massa Massa = Volume x Densidade Peso = Massa x Gravidade Grandezas Distintas 5

7 Conceitos Básicos Massa é a unidade constante de quantidade de matéria que o objeto possui. Massa = Volume x Densidade Grandeza Escalar A unidade típica de massa é o kg ou g 6

8 Conceitos Básicos Peso depende da gravidade exercida sobre o objeto multiplicada pela massa Peso = Massa x Gravidade Grandeza Vetorial A unidade de peso atual é o Newton 7

9 Agenda Conceitos Básicos Unidades de Pesagem Características Gerais de Balanças Características Metrológicas Cuidados para Obtenção de Resultados Metrologia / Seleção do Peso Padrão Correto 8

10 Unidades de Pesagem Sistema Métrico 120g 1 tonelada = 1000 kg 1 kg = 1000 g 1 g = 1000 mg 1 mg = 1000 µg 9

11 Unidades de Pesagem Terminologia 1 kg um quilograma ou 1 quilo 1 g um grama 1 mg um miligrama/ um milésimo de grama 1 µg um micrograma/ um micronésimo de grama 10

12 Unidades de Pesagem Resolução 4 casas 0,1 mg 3 casas 1 mg 2 casas 10 mg ou centésimo de grama 1 casas 0,1 g ou décimo de grama 11

13 Unidades de Pesagem Conversão de unidades de massa 1000 kg 1000 g X 1000 mg 1000 X 1000 µg X

14 Agenda Conceitos Básicos Unidades de Pesagem Características Gerais de Balanças Características Metrológicas Cuidados para Obtenção de Resultados Metrologia / Seleção do Peso Padrão Correto 13

15 Características Gerais de Balanças Resolução (readability) = menor unidade mostrada 0,00001 g depois do ponto decimal Capacidade Máxima = total do intervalo de pesagem

16 Características Gerais de Balanças Cargamínima= Menor peso liquido da balança dentro dos erros aceitáveis Portaria 236/94 determina uma carga mínima para cada balança Peso mínimo Menor valor líquido conforme tolerancia de processo. 15

17 É possível medir 0.1 mg com uma balança de 0.1 mg de resolução? 100 % 50 % 150 % ? mg % 0.5 Qual é a indicação de um peso de 0.05 mg? Que é a indicação de um peso de mg? Qual é a diferença entre os pesos? Qual é a diferença em porcentagem sobre a resolução? 100% 100 % mg 0.1 mg 0.1 mg 1 mg

18 É possível medir 1 mg com uma balança de 0.1 mg de resolução? 100 % 0.5 Qual é a indicação de um peso de 0.95 mg? Qual é a indicação de um peso de mg? Qual é a diferença entre os pesos? Qual é a diferença em % da resolução? 10 % % 105 % 1 mg 1 mg 0.1 mg 1 mg 10?%

19 Erro em porcentagem da resolução Resolução = 0.1 mg Qual a precisão necessária para sua medida? Peso = 0.1 mg Peso = 1 mg Peso = 10 mg Peso = 100 mg Peso = 1 g Peso = 10 g Peso = 100 g Peso = 200 g 100 % 10 % 1 % 0.1 % 0.01 % % % % 18

20 Características Gerais de Balanças Tipos Ultra-micro 0,1 µg 0,0001 mg 7 casas Micro balança 1 µg 0,001 mg 6 casas Semi micro analítica 0,01 mg 0,00001 g 5 casas Analítica 0,1 mg 0,0001 g 4 casas Balança de precisão (ainda com capela) Balança de precisão (0,01 g - química) Balança de precisão (0,1 g industrial) 1 mg 0,001 g 3 casas 10 mg 0,01 g 2 casas 100 mg 0,1 g 1 casa 19

21 Agenda Conceitos Básicos Unidades de Pesagem Características Gerais de Balanças Características Metrológicas Cuidados para Obtenção de Resultados Metrologia / Seleção do Peso Padrão Correto 20

22 Tecnologia de pesagem Tecnologia Convencional - Medição por Tensão F Wheatstones` Bridge 2 1 R 1 R 4 4 U B R 2 R U A

23 Tecnologia de pesagem Tecnologia de Compensação Eletromagnética de Carga 22

24 Repetibilidade Tecnologia Convencional - medição por tensão Tecnologia de compensação eletromagnética de carga 23

25 Estabilidade Térmica Calor Frio Com uma balança de qualidade, as pesagens de igual magnitude mostram o mesmo resultado, apesar das variações de temperatura. Variação de temperatura 24

26 Estabilidade Térmica 1. Ajuste interno =>Comodidade 200 g 100 g 2. Ajuste interno automático: Variação de 2 C 1 peso interno permitindo 2 pontos de ajustes 3. Ajuste interno automático com linearização: Ponto Zero 100 g 200 g 2 pesos internos permitindo 3 pontos de ajustes Ajusta e lineariza a cada variação de 2 C 25

27 Estrutura da Balança Analítica (0.01mg) 26

28 Linearidade A linearidade expressa a exatidão segundo a qual a balança mantém uma relação linear entre a carga depositada e o valor indicado. 27

29 Histerese Uma balança de qualidade mostra os mesmos valores nas pesagens ascendentes e nas pesagens descendentes. Graças à utilização de materiais de qualidade excelente e à melhor tecnologia de células, a curva de erros é mínima. 28

30 Pro Fully Automatic Calibration Technology 2 pesos internos para ajuste automático Ajuste controlado por tempo e variação de temperatura 29

31 Repetibilidade A Repetibilidade é uma forma de medir a capacidade de uma balança, em pesagens repetidas com uma mesma carga, de proporcionar os mesmos resultados pesando nas distintas condições de medição 30

32 Repetibilidade Repetibilidade Quanto menor o desvio, melhor a Repetibilidade do instrumento Para avaliar Repetibilidade, a carga e as condições de medida precisam permanecer constantes 10,0 g 10,0 g 10,0 g 10,1 g 10,2 g 10,1 g 10,1 g 10,1 g 10,1g Desvio padrão = 0,07 31

33 Repetibilidade Depende de: N Construção do equipamento ajuste do instrumento Condições ambientais de instalação g s = ± g s = ± g 32

34 Comparação de modelos Modelo XP204 XS204 AB204-S/FACT MS204S Capacidade Máxima 220 g 220 g 220 g 220 g Resolução 0,0001 g 0,0001 g 0,0001 g 0,0001 g Repetibilidade 0,05 mg 0,07 mg 0,1 mg 0,09 mg 33

35 Calibração Verificação Ajuste Calibração determina a relação entre a indicação e o valor verdadeiro da magnitude medida, utilizando padrões, certificados e rastreáveis. Ajuste Regular o equipamento de medição de modo que a indicação se desvie o menos possível do valor verdadeiro, e que o desvio se mantenha dentro dos limites tolerados. Verificação - Controle metrológico oficial cujo objetivo é declarar que o instrumento satisfaz as normas de verificação e que se atende as tolerâncias máximas permitidas. 34

36 Agenda Conceitos Básicos Unidades de Pesagem Características Gerais de Balanças Características Metrológicas Características Cuidados para Obtenção Técnicas de Resultados Metrologia / Seleção do Peso Padrão Correto 35

37 Cuidados para obtenção de resultados Utilizar uma mesa de pesagem adequada Não instalar a balança perto de saídas de ar condicionado Não instalar a balança perto de janelas Somente um acesso de passagem 36

38 Cuidados para obtenção de resultados Utilizar o menor recipiente possível - Manuseio Sempre utilizar pinças Não colocar as mãos na câmara de pesagem Ligar a balança 30 minutos antes da primeira pesagem 37

39 Cuidados para obtenção de resultados Temperatura... Motivo: Diferença de temperatura gera correntes de ar dentro da câmara; O efeito depende do tamanho e forma do frasco; Transferência de calor da mão não é crítica. Medida corretiva: Segurar as amostras com pinças; Não pesar amostras quentes ou frias temperatura ambiente; Use frasco com mínima superfície possível ErlenMeyer; Nunca por a mão no interior da câmara de pesagem. 38

40 Cuidados para obtenção de resultados Umidade... H 2 O Motivo: Amostras voláteis; Amostras higroscópicas. Medidas corretivas: Cobrir a amostra; Utilizar frascos com bocal estreito. X Vídeo -1 39

41 Cuidados para obtenção de resultados Cargas eletrostáticas... Motivo: Cargas elétricas se atraem ou se repelem; Podem surgir cargas pela fricção com o ar, pano, etc... No ar seco a carga dissipada é pequena. Vídeo - 1 Medida corretiva: Aumentar a umidade relativa do ar > 40% utilizando um pequeno frasco com água no interior da câmara; Tratamento dos frascos com spray antiestático; Dispositivo de descarga eletrostática; Usar frascos de metal. 40

42 Cuidados para obtenção de resultados Eletromagnetismo... Motivo: Objetos magnéticos mostram uma atração mútua; Forças adicionais são interpretadas como carga/peso. Medidas corretivas: Vídeo -1 Desmagnetizar a amostra; Aumentar a distancia entre a amostra e o prato de pesagem; - Colocar a amostra numa plataforma de cortiça. Pesagem por baixo da balança ou abaixo da mesa. 41

43 Agenda Conceitos Básicos Unidades de Pesagem Características Gerais de Balanças Características Metrológicas Cuidados para obtenção de resultados Metrologia / Seleção do Peso Padrão Correto 42

44 Metrologia Metrologia Cientifica Rastreabilidade Reconhecimento Mutuo Metrologia Legal Aprovação de modelo Inspeção 43

45 Metrologia 44

46 Metrologia Laboratórios acreditados 45

47 Metrologia Reconhecimento internacional (exceto balanças) 46

48 Metrologia Sistema Internacional de unidades (SI) Metro Massa (kilograma) 47

49 Metrologia Grandeza massa Protótipo Internacional Cilindro de altura 39 mm x 39mm Material - Pt (90%) - Ir (10%) Densidade - 21,5 g/cm3 Localização - Bureau International des Poids et Measures (BIPM) em Paris INMETRO 66 48

50 Pesos padrão Classificação de Pesos Padrões segundo a Portaria 233/94 Aspectos principais: máximos erros permitidos: E1 E2 F1 F2 3x E1 3x E2 3x F1 classe E1: exatidão que pode ser alcançada com a tecnologia atual e excelentes condições ambientais o valor real do peso padrão não é conhecido: 200g ± 0,3 mg Classe E2 49

51 Pesos padrão Pesos em arame e lâmina 1mg a 500mg são identificadas através do número de segmentos Nominal [mg] Lâminas Arames 5, 50, 500 Pentágono 5 segmentos 2, 20, 200 quadrado 4 segmentos 1, 10, 100 Triângulo 3 segmentos 50

52 Número de incrementos de uma balança Cálculo de pontos Capacidade (g) Resolução (dígitos) = Número de incrementos Ex. XP205 = 220 g 0,00001 = 22 milhões de pontos Máx. = 220 g R = 0,01 mg 51

53 Seleção do pesos padrão Qual classe de peso para qual balança? Classe de exatidão recomendada para os pesos Número de incrementos da balança Classe conforme Portaria 233 Até 6000d Até 30000d Até d Acima de d M1 F2 F1 E2 Número de incrementos = carga máxima / resolução 52

54 Obrigado!!! RICARDO GENTIL Especialista de Produtos Divisão LAB Mettler-Toledo Ind. e Com. Ltda Alameda Araguaia, Alphaville Fone: (11) Celular: (11) Fax: (11) ricardo.gentil@mt.com 53