Requisitos metrológicos de instrumentos de pesagem de funcionamento não automático

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1 Requstos metrológcos de strumetos de pesagem de fucoameto ão automátco 1. Geeraldades As balaças estão assocadas de uma forma drecta à produção do betão e ao cotrolo da qualdade do mesmo. Se são as balaças das cetras que pesam os costtutes com que se cofeccoa o betão, é a balaça o laboratóro que permte determar os parâmetros ecessáros para atestar a coformdade dos costtutes, assm como a do produto acabado, como por exemplo a determação da massa volúmca expermetal. A calbração das balaças deve ser realzada por um laboratóro acredtado, com uma perodcdade máxma de um ao, sedo posterormete fetas verfcações termédas pela empresa. Equato as calbrações se devem calcular os erros e as certezas assocadas às medções efectuadas ao equpameto de pesagem, as verfcações, a empresa recorredo a massas própras e adstrtas a esta tarefa lmta-se a calcular o erro dos patamares de carga verfcados. O valor destas massas deve ser cofrmado a cada ova calbração do strumeto de pesagem. As verfcações termédas são muto mportate pos permtem, o tervalo etre calbrações, cotrolar e cohecer a derva da balaça (alteração cotíua ou cremetal do strumeto de pesagem o tempo, devdo à varação das suas propredades metrológcas). A perodcdade das verfcações termédas deve ser estabelecda com base o hstórco e codções de utlzação da balaça. Este cotrolo permte detectar atempadamete avaras ou falhas. De seguda exemplfca-se o procedmeto de calbração de um strumeto de pesagem de fucoameto ão automátco (equpameto que por acção da aceleração da gravdade determa o peso da amostra, colocada sobre o seu prato de pesagem), de letura dgtal ou aalógca, e de equlíbro automátco a sua gama de fucoameto.. Metodologa A calbração de balaças basea-se um prcípo de comparação etre os valores ldos o aparelho dcador do equpameto de pesagem e o valor da massa covecoalmete verdadera (padrões de referêca), colocados sobre o receptor de carga da balaça. Ates de se proceder à calbração do equpameto, há que ter em cota os segutes aspectos:.1 Equpameto ecessáro A título dcatvo, a meor classe de exactdão de pesos padrão a utlzar uma calbração, deverá ter em cota a segute tabela: Capacdade Resolução > 10 g 10g 1g 0,1g 0,01g 1mg 0,1 mg até 0 g M1 F F F1 F1 E E até 1000 g M1 F F F1 E E - até 5000 g M1 F F F1 E - - até 0000g M1 F F1 F até g M1 F F Gradezas de fluêca Lmtes de temperatura regulametares: os strumetos para os quas ão são fxados a placa de característcas téccas os lmtes especas de temperatura, devem coservar as suas propredades metrológcas o teror do tervalo [- 10 º C, + 0 º C].

2 . Factores de fluêca Para satsfazer as exgêcas metrológcas devem ter-se em cota os segutes factores eretes aos equpametos: - estado de coservação e lmpeza acetável; - estar velado; - ão estar sujeto a vbrações, - ão sofrer corretes de ar, - sem lmtações e restrções de carácter mecâco ou eléctrco, - localzação a operação deverá ser realzada o local de stalação do equpameto, o mas possível de acordo com as codções de utlzação corretes.. Número e selecção dos potos de calbração Para o strumeto a calbrar covém regstar: o úmero mímo de potos de calbração, mas o zero. A selecção dos referdos potos de calbração correspoderão a cargas ao logo da gama de trabalho do strumeto partdo do mímo até ao máxmo, o valor da meor dvsão da escala (resolução- d) e o valor da capacdade máxma (alcace - Max). O prmero poto de calbração será gual ao alcace mímo do fabrcate (quado dspoível). Caso tal ão seja cohecdo, o prmero poto de calbração será gual a 0d ou 1 mg se 0d < 1 mg. A selecção dos potos de calbração deve ser programada de forma a mmzar a utlzação de váras cargas o mesmo poto de calbração, e de acordo com o peddo do utlzador, garatdo também o mímo de acumulação de certezas. Nos casos em que o strumeto de pesagem possu mas do que uma escala, e cosequetemete dferetes valores de dvsão, a calbração segurá a metodologa acma descrta, com a excepção de passar a cotemplar a calbração de cada escala, mas o zero. Sempre que possível os potos de calbração serão dcados pelo clete. Caso cotráro a selecção dos potos de calbração fque ao lvre arbítro do Laboratóro sempre com a auêca do clete.. Establdade do strumeto de pesagem Após a lgação à correte eléctrca, o strumeto de pesagem de dcação dgtal deve permaecer a establzar durate uma hora. Utlzar luvas de algodão e/ou pças para o mauseameto das massas padrão etre a caxa que as acodcoa e o strumeto de pesagem e vce-versa. Notar que a aqusção das leturas, ou seja, o tervalo de tempo que decorre desde a colocação da carga sobre o prato do strumeto até à letura, deve varar de 10 a 60 segudos, depededo do tempo de establzação dcado pelo fabrcate da balaça. Se aquado da specção cal se verfcar que, mesmo reudas as codções ecessáras para se realzar a calbração (de acordo com o descrto o poto.), o dspostvo dcador da balaça apreseta stabldade a letura, dever-se-á cosderar como resolução (ou meor dvsão), o meor valor que se cosegue ler, e regstar tal facto o campo de observações do regsto de calbração.. Esao prévo Ates de se car a calbração faz-se uma specção vsual da balaça. O equpameto ates de ser calbrado deve estar em estado de coservação e lmpeza acetável. Para verfcar se a balaça tem algum desvo cosderável as leturas que se realzarão, proceder-seá ao deomado esao prévo, que se deserola da segute forma:

3 1. Seleccoar uma carga aproxmadamete gual a 1/ do alcace máxmo;. Colocar, leta e cudadosamete a(s) carga(s), sobre a zoa cetral do prato do strumeto;. Dexar establzar - etre 10 a 60 s ler e regstar o valor dcado pelo strumeto;. Retrar a(s) carga(s) do prato; 5. Fazer o zero do strumeto (teclas RESET ou TARE ); 6. Seleccoar uma carga aproxmadamete gual a / do alcace máxmo; 7. Colocar, leta e cudadosamete a(s) carga(s), sobre a zoa cetral do prato do strumeto; 8. Dexar establzar - etre 10 a 60 s ler e regstar o valor dcado pelo strumeto; 9. Retrar a(s) carga(s) do prato; 10. Fazer o zero do strumeto (teclas RESET ou TARE ); 11. Realzar a regulação ou auto-regulação do strumeto, quado aplcável. Nota: O ajuste deve ser feto de acordo com as struções do fabrcate, com um peso adstrto à balaça, ou com uma carga que seja acete pelo strumeto, que em algus casos poderá ser dcada a especfcação do fabrcate. Depededo do fabrcate e do modelo do strumeto de pesagem, dever-se-á seleccoar a maor valor de carga possível detro da gama de medção, com a faldade de aumetar a exactdão essa mesma gama de medção. Em qualquer dos casos, deve-se regstar quas as cargas utlzadas e mecoar o valor total da carga o relatóro de calbração, em campo destado a este regsto. 5. Esao de excetrcdade Procede-se ao esao de excetrcdade, tal como se dca de seguda, para verfcar os desvos resultates da aplcação excêtrca da força exercda pelos pesos o prato da balaça: 1. Aplcar uma carga aproxmadamete gual a um terço do alcace máxmo (Max) ao poto 1 do receptor de carga do strumeto, de acordo com o esquema abaxo dcado;. Colocar, leta e cudadosamete a(s) carga(s), sobre a zoa cetral do prato do strumeto;. Dexar establzar - etre 10 a 60 s ler e regstar o valor dcado pelo strumeto;. Retrar a(s) carga(s) do prato; 5. Fazer o zero do strumeto (teclas RESET ou TARE ); 6. Segudo a oretação do setdo dos poteros do relógo, coloque e retre a mesma carga os potos,, e 5, regstado os valores das dcações do resultado da pesagem. O valor da excetrcdade deve ser calculado como a dfereça etre a dcação dada em cada posção excêtrca e a dcação dada ao cetro. Regsta-se o valor da excetrcdade máxma

4 Este esao ão se aplca a balaças de prato suspeso. 6. Leturas em codções de repetbldade Para garatr leturas em codções de repetbldade, em cada poto de calbração, e para uma determada carga ou combação de cargas, leva-se o strumeto a zero, coloca(m)-se a(s) carga(s) o cetro do prato, dexa-se establzar, e regsta-se o valor. Retra(m)-se a(s) carga(s) e faz-se o zero do strumeto (depededo do fabrcate do strumeto, correspoderão as teclas RESET ou TARE ). Repete-se esta sequêca o equpameto de acordo com o úmero de leturas defdo. Dever-se-á ter o cudado de cetrar a(s) carga(s), colocado-a(s) o mesmo local, tato quato for possível. Se se verfcar potualmete alguma stabldade o dspostvo dcador, dever-se-á repetr a operação de colocação da carga sobre o prato da balaça, de forma cudada, para verfcar se tal stabldade provém de vbrações troduzdas pela forma como estão a ser colocados os pesos padrão o prato da balaça. No etato, ates de se proceder à repetção desta operação, costatar a exstêca de alguma alteração as codções ambetas do local da calbração que justfquem tal stabldade (corretes de ar, vbrações troduzdas por máquas que operem juto do local da calbração), e procurar elmá-los para assm cotuar a calbração. Se persstr a stabldade do dspostvo dcador, durate as repetções, regstar os valores e cosderar que algus deles (por exemplo: para cco repetções cosderar três) correspodem a valores mas próxmos do valor covecoalmete verdadero da carga e os restates dos correspodem aos valores mas afastados. Desta forma, sem pealzar o erro de medção, pretede-se que a certeza global traduza o tervalo de valores que razoavelmete se poderão atrbur a esse patamar de carga. 7. Esao de exactdão Escolher as cargas regularmete dstrbuídas ao logo da gama de trabalho (salvo peddo expresso pelo Clete), cludo as cargas testadas o esao prévo. A calbração processar-se-á da segute forma: 1. Colocar o strumeto a zero e regstar o valor obtdo (geralmete se o valor for dferete de zero);. Seleccoar a(s) prmera(s) carga(s) que correspode(m) ao prmero poto de calbração. Regstar o(s) ses) valor(es) omal(s);. Colocar, leta e cudadosamete a(s) carga(s) correspodete(s) ao prmero poto de calbração, sobre a zoa cetral do prato do strumeto;. Dexar establzar etre 10 e 60 s ler e regstar o valor dcado o strumeto; 5. Retrar a(s) carga(s) do prato; 6. Fazer o zero do strumeto (teclas RESET ou TARE ); 7. Repetr os potos a 6, até obter o úmero prevamete defdo de leturas o strumeto. Para os restates potos de calbração, repetr os potos a 7.

5 8. Cálculo do erro de dcação O erro de dcação E, será calculado de acordo com a segute expressão matemátca, para cada poto de calbração: E = dcação carga aplcada (massa covecoal) A dcação correspode à méda das leturas efectuadas a balaça. 9. Cálculo de certezas 9.1 Fotes de certeza Relatvamete aos padrões: - certeza devda à calbração dos pesos padrão (obtda do Certfcado de Calbração dos pesos); - certeza devda à degradação dos pesos padrão. Quato ao strumeto de pesagem: - certeza devda à resolução do strumeto de pesagem; - certeza devda à dspersão das leturas dadas pelo strumeto; - certeza devda à temperatura (quado especfcada pelo fabrcate, somete para strumetos de pesagem com resolução gual ou feror a 0,01 g). 9. Cálculo da certeza a) certeza devda à calbração dos pesos padrão ( M ) Tpo B - assoca-se à certeza da últma calbração, e assumdo uma dstrbução rectagular (ou Normal, caso seja referda o Certfcado de Calbração) calcula-se a cotrbução para a certeza padrão da gradeza de saída. Na utlzação de váras cargas o mesmo poto de calbração, a cotrbução para a certeza padrão é dada por: M ) (o caso da dstrbução rectagular) 1 M M ) 1 (o caso da dstrbução Normal) M Nota: a udade será o qulograma, múltplo ou submúltplo, de acordo com a udade do strumeto de pesagem sob calbração. b) certeza devda à degradação dos pesos padrão ( D ) Tpo B - assoca-se ao erro máxmo admssível da classe de exactdão em que cada peso se sere. Assumdo uma dstrbução rectagular, calcula-se a cotrbução para a certeza padrão da gradeza de saída. Na utlzação de váras cargas o mesmo poto de calbração, a cotrbução para a certeza padrão é dada por: D ) 1 D c) certeza devda à dspersão dos resultados ( L ) Tpo A - é calculada através dos cco valores obtdos em codções de repetbldade, em cada poto de calbração: x x 1 1 u ( L )

6 A varâca será dada por : d) certeza devda à resolução do strumeto ( R ) Tpo B - é metade da resolução (R), para um strumeto de pesagem de dcação dgtal e metade da resolução cosderada para um strumeto de pesagem de dcação aalógca. A cotrbução para a certeza padrão da certeza de saída, assumdo uma dstrbução rectagular é : R ) R e)certeza devda à temperatura ( T ) Tpo B - é em parte obtda dos dados do fabrcate e assume uma dstrbução rectagular, pelo que a sua cotrbução para a certeza padrão da certeza de saída, é dada pela expressão: Em que T represeta a ampltude máxma da temperatura verfcada durate a calbração (adcoada do valor da certeza de calbração do termómetro, respectvamete ao lmte feror e superor do tervalo de varação); X, o valor médo das leturas em cada poto de calbração e o valor do coefcete de temperatura forecdo pelo fabrcate da balaça. T T X ) 9. Cálculo da certeza padrão A certeza padrão é calculada de acordo com a segute expressão : U P C ) em que C represeta o coefcete de sesbldade, e é dado pela expressão: Y C X com Y a represetar a mesurada e X as gradezas cosderadas fotes de certeza. Geralmete, este coefcete só assumrá valores dferetes de 1 (um) quado se tratar da compoete de certeza relatva à temperatura. 9. Cálculo do úmero de graus efectvos O úmero de graus efectvos será obtdo de acordo com a expressão: V ef 1 U P ( C )) NL Nota: quado se tem três fotes de certeza do mesmo tpo, com gual dstrbução e um úmero de graus de lberdade gual ou superor a 50, pelo Teorema do Lmte Cetral, tem-se que o úmero de graus efectvos é gual a 50 e o factor de expasão k da dstrbução versa de t-studet a cosderar é gual a, certeza expadda da calbração A certeza expadda é dada pela expressão U k U P, sedo k o factor de expasão obtdo da dstrbução versa de t-studet, para uma probabldade expadda de 95,5%.

7 O coefcete de expasão k deverá ser calculado com aproxmação às décmas de udade. Sempre que k seja superor a,0, deve ser mecoado o Certfcado de Calbração, à frete do respectvo valor da certeza expadda. No poto de esao zero, a massa é ula, pelo que se assume, como certeza, um valor gual ao da melhor certeza para as característcas do strumeto de pesagem, ou smplesmete metade do valor da resolução do equpameto.