Errores Máximos Permitidos en Células de Carga (III)

Seguimos con la recomendación OIML R60, que sirve de marco para los ensayos en la certificación de células de carga en Europa.

Dentro de este constexto, hoy vamos a abordar los ensayos de fluencia (Creep).

La fluencia o Creep viene definida como el cambio en la indicación de una celda que carga que ocurre con el tiempo mientras se encuentra bajo una carga constante y mientras todas las condiciones ambientales y otras variables también permanecen constantes.

Habitualmente, cuando se realiza un ensayo de Creep se toman valores también de retorno a cero después de creep. Veamos en qué consiste este ensayo y cuales son los errores máximos permitidos.

El ensayo de Creep debe repetirse en cada temperatura, -10, 20 y 40º, antes de realizarlo es conveniente realizar una serie de precaras y que la célula lleve suficiente tiempo alimentada para tener una lectura estable.

 Variación permitida de resultados

 Creep

Con una carga máxima constante, D_max, entre 90% y 100% de la carga máxima que soporta la célula de carga (E_max), aplicada a la celda de carga, la diferencia entre la lectura inicial y cualquier lectura obtenida durante los próximos 30 minutos no deberá exceder en 0,7 veces el valor absoluto del mpe para la carga aplicada (si vemos las tablas del primer artículo de esta serie tendremos estos valors). La diferencia entre la lectura obtenida a los 20 minutos y la lectura obtenida a los 30 minutos no deberá exceder 0,15 veces el valor absoluto de mpe.

  Retorno de cero

La diferencia entre la lectura inicial de la indicación de carga mínima y la lectura realizada al retornar a la carga mínima, D_min, posterior a la carga máxima, D_max, entre el 90% y el 100% de E_max, que ha sido aplicada durante 30 minutos, no deberá exceder la mitad del valor de la división de verificación de la celda de carga (0,5 v).

 

Errores Máximos permitidos en Células de Carga (II)

Siguiendo con el repaso a la recomendación OIML R60 sobre células de carga, entramos hoy en el tema de temperaturas.

Se definen dos inicaciones básicas a tener en cuenta:

 Efecto de temperatura sobre la indicación de peso muerto mínimo

Cambio en la indicación del peso muerto mínimo debido a un cambio en la temperatura ambiente.

  Efecto de temperatura sobre la sensibilidad

Cambio en la sensibilidad debido a un cambio en la temperatura ambiente.

Los límites de temperatura habituales son de -10 a 40ºC

A la hora de hacer un ensayo es importante otorgar el tiempo suficiente para conseguir la estabilización de temperatura de la celda de carga. Se debe prestar particular atención a este requerimiento para celdas de carga grandes. El sistema de carga deberá tener un diseño tal que no introducirá gradientes térmicos significativos dentro de la celda de carga. La celda de carga y sus medios conectores (cables, tubos, etc.) que son integrales o contiguos deberán estar a la misma temperatura de prueba. El indicador deberá mantenerse a temperatura ambiente. El efecto de la temperatura sobre los medios conectores auxiliares deberá ser considerado al determinar los resultados. 

 1.- efecto de temperatura sobre la indicación de peso muerto mínimo

Tomar lecturas sin carga a distintas temperaturas que incluyan -10º y 40ºC

Calcular la diferencia entre las indicaciones de prueba promedio para cada temperatura en secuencia y dividir f para obtener el cambio en términos de v.

C_M = (indicación en T₂ – indicación en T₁) / f

Dividir C_M por (T₂ – T₁)  y multiplicar el resultado por 5 para las clases B, C y D, o por 2 para la clase A. Esto da el cambio en v a los 5ºC para las clases B, C y D, o en v a los 2ºC para la clase A.

Multiplicar el resultado precedente [(D_max – D_min) / n] / v_min para dar el resultado final in unidades de v_min a los 5ºC para las clases B, C y D, o en unidades de v_min a los 2ºC para la clase A; este resultado final no debe exceder p_LC.

p_LC ≤ [(D_max – D_min) / n] / v_min

que habitualmente es 0,7

  

2.-   Efecto de temperatura sobre la sensibilidad

Se realiza una carga/descarga como la indicada en el artículo anterior pero para cada temperatura, tipicamente un ensayo en 40º, otro en 20º y un tercero en -10ºC.

En ningún caso el error debe superar los límites establecidos como mep.

 

Errores Máximos Permitidos en Células de Carga (I)

Vamos a hablar de los errores máximos permitidos según la recomendación OIML R60, la norma que sirve de marco a la certificación de las células de carga.


Errores máximos permitidos para cada clase de precisión

Los máximos errores permitidos de la celda de carga para cada clase de precisión (la indicación de la celda de carga que ha sido ajustada a cero en el peso muerto mínimo, E_min) se refieren al número máximo de divisiones de verificación de la celda de carga especificados para cada celda de carga (ver artículo anterior) y al valor real de la división de verificación de la celda de carga, v.

Máximo Error Permitido
El mpe (maximo error permitido)  deberá tener los valores derivados que utilizan las expresiones contenidas en la columna izquierda de la tabla adjunta. El factor de distribución, p_LC, acostumbra a ser 0,7
Los errores máximos permitidos para las celdas de carga pueden ser positivos o negativos y se aplican tanto a cargas crecientes como decrecientes.
Los límites de error indicados incluyen errores debidos a no-linealidad, histéresis y efecto de temperatura sobre la sensibilidad de ciertos rangos de temperatura, habitualmente de -10 a 40ºC en células de carga C3

Errores máximos permitidos (mpe) en la aprobación de modelo

Tomemos un ejemplo para ver como se aplican estas tablas.

Tenemos una célula de carga FLE1 de 100 kg, clase C3, 3000 divisiones.
Se hace una carga descarga a 100 kg con los siguientes resultados:

La gráfica resultante de carga y descarga tiene esta forma

en rojo están los valores de los errores máximos permitidos
Se calculan del siguiente modo:
Primero se calcula el escalon de verificación = lectura a plena carga / numero de divisiones (en este caso 3000)


A partir de aquí el mep de las primeras 500 divisiones será 0.35 x escalon
de la 500 a la 2000:  0.7 x escalón
a partir de la 2000: 1.05 x escalón



Según la normativa OIML R60, el cálculo correcto sería trabajar en vez de a plena carga, a una carga del 75%. De la carga mínima (0kg) a esa carga se definiría la recta ideal, sobre la que se delimitarían los errores máximos. Las lecturas deberían hacerse en una carga a 20ºC. En este ejemplo, para simplificar y a título ilustrativo el cálculo se ha hecho al 100% de la carga.