Metrología de uso diario: balanzas

Siguiendo con los artículos de difusión de la metrología para el público general hoy hablaremos de las balanzas.

La mayoría de la gente usa en su vida cotidiana una balanza, ya sea porque está preocupada por su silueta, se usa para cocinar o se interviene en transacciones comerciales.

Básicamente existen cuatro tipos de balanzas de uso común:

  • Resorte
  • Contrapeso
  • Celda de carga
  • Analítica

Todas las balanzas usadas en transacciones comerciales deben cumplir con la recomendación OIML R76 y deben estar aprobadas por metrología legal de su país.

Balanzas de resorte

Son el tipo más sencillo de balanzas. En ellas un resorte se estira con el peso y esto provoca un movimiento de una aguja proporcional al estiramiento. Estas balanzas con el uso pueden sufrir una falta de exactitud.

Estas balanzas son muy comunes en transacciones comerciales de alimentos.

Balanzas de contrapeso

Es una balanza analógica donde se colocan pesas hasta igualar el peso balanceando el platillo. Se ven comúnmente en salud y eran comunes en el pesado de joyas. Estas balanzas pueden ser muy exactas dependiendo de las pesas y de qué tan bien este balanceado el brazo en vacío y de su sensibilidad.

Balanzas con celda de carga

Son las balanzas granatarias más comunes. Van desde los gramos hasta las toneladas. Las celdas de carga son elementos que al tener un peso sufren una compresión y producen una señal eléctrica. Las balanzas pueden tener entre 1 y 4 celdas de carga dependiendo de su configuración. La exactitud de la balanza esta relacionada con la exactitud y sensibilidad de la celda de carga.

Balanzas analíticas

Son balanzas de laboratorio o para pesadas de materiales preciosos.

El mecanismo de la balanza esta conformado por una plato asociado a un pistón y un electroimán. El plato con el peso mueve el pistón y este pasa por el medio del electroimán produciendo una señal eléctrica proporcional al peso aplicado. Estas balanzas tienen alta sensibilidad y exactitud. Para mantener la exactitud es recomendable tener una pesa externa para la verificación periódica y el ajuste.

Uso de balanzas

Las balanzas suelen presentar los siguientes efectos que pueden disminuir su precisión:

  • Excentricidad
  • Repetibilidad
  • Nivelación
  • Histeresis
  • Sensibilidad
  • Ambiente
  • Rango

Excentricidad

La excentricidad es la diferencia entre mediciones de la misma masa realizadas en distinta posición del plato. Esto sirve para compensar el hecho que en la mayoría de las pesadas lo que se quiere pesar no está exactamente en el centro. En los certificados de calibración se informa la excentricidad en las posiciones de la figura 1. Cuando realizamos una pesada o simplemente estamos adquiriendo un producto asegurarse que el objeto a pesar esté en el centro.

Figura 1

Repetibilidad

La repetibilidad informa qué tan bien una balanza repite cuando se aplica en su superficie la misma masa. En la calibración se realiza en el centro del plata.

Nivelación

Las balanzas si no están bien niveladas disminuyen su exactitud significativamente. En la vida diaria se debe controlar que estén lo mejor niveladas posible. En las balanzas con nivel esto se realiza controlando que la burbuja este lo mejor alineada posible (ver figura 2), si no es así se ajustan las patas hasta que este nivelada. Otra forma de realizar esto si la balanza no posee nivel y no poseemos equipamiento, es colocar un objeto redondo sobre la balanza y ver si se mueve. Si se mueve la balanza esta mal nivelada.

Figura 2

Esto es muy común en comercios, no por deslealtad del comerciante, sino por falta de conocimiento ya que la desnivelación puede causar errores positivos o negativos.

Histéresis

Figura 3

Histéresis es la diferencia de la indicación entre la misma masa pesada cuando se realizan incrementos de masa o decrementos de masa, esto quiere decir en pesadas realizadas en subida o en bajada. Ver figura 3.

Sensibilidad

La sensibilidad de cualquier equipo es la señal de entrada más pequeña que resulta en una señal de salida detectable. Cuanto más sensibilidad tenga una balanza la misma puede detectar cantidades más chicas. Esto es un atributo que en las digitales no cambia, pero las analógicas (de aguja) pueden sufrir pérdidas de sensibilidad.

Ambiente

El ambiente es crítico para la instalación de la balanza. Corrientes de aire y cambios bruscos de temperatura y vibraciones pueden afectar la pesada. Por lo tanto debe ser evitado poner una balanza a la salida de un equipo de aire o cerca de motores y en la medida de lo posible en mesadas antivibratorias. Para mas información sobre mesadas para balanzas ver REINGENIA

Rango

El rango de una balanza es el máximo y el mínimo que puede medir. Todas las balanzas tienen un mínimo por debajo del cual la medición no es confiable y un máximo por encima del cual la balanza puede sufrir daño parcial (pérdida de ajuste o de calibración) o daño total (dejar de funcionar).

Calibración de balanzas

Las balanzas de uso en mediciones industriales deben ser calibradas periódicamente por un laboratorio reconocido (Ver Listado de organismos de Acreditación por información de laboratorios acreditados en cada país)

Ajuste de balanzas

La medición de las balanzas debe ser corregida periódicamente ya que en general van dejando de ser exactas. En el caso de balanzas de industria o laboratorio es recomendable tener una pesa de ajuste y realizar este ajuste con esa pesa durante la calibración.

Conclusiones

La selección de balanzas tanto sea para uso industrial, hogareño o para uso comercial debe ser realizada en base a las necesidades y seleccionando una balanza de rango cercano al máximo que se requiera medir y que cuyo mínimo de pesada sea adecuado, ya que una mala selección del rango puede hacer que el error de la pesada sea mayor del tolerado.

La instalación de la balanza es otro factor critico para la buena pesada, no solo debemos elegir una superficie adecuada (antivibratoria y lo mas plana que se pueda), sino ademas en un ambiente estable térmicamente y asegurarnos que este bien nivelada.

Luego de instalada la balanza de la industria debe ser calibrada por un organismo competente.

Todas las balanzas deben ser usadas intentando pesar en el centro del plato y siempre en un valor adecuado para el rango de la balanza para disminuir el error de medición.

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