metrologia

Edicin digital 1

08 PROCEDIMIENTO ME- 004 PARA LA CALIBRACIN DE HERRAMIENTAS

DINAMOMTRICAS

Edicin digital 1

Este procedimiento ha sido revisado, corregido y actualizado, si ha sido necesario. La presente edicin se emite en formato digital. Hay disponible una edicin en papel que se puede adquirir en nuestro departamento de publicaciones. Este procedimiento de calibracin es susceptible de modificacin permanente a instancia de cualquier persona o entidad. Las propuestas de modificacin se dirigirn por escrito, justificando su necesidad, a cualquiera de las siguientes direcciones: Correo postal Centro Espaol de Metrologa C/ del Alfar, 2, 28760 Tres Cantos, Madrid Correo electrnico [email protected]

Procedimiento ME-004. Edicin DIGITAL 1 Pgina 3 de 36

MINISTERIO DE INDUSTRIA TURISMO Y COMERCIO

NDICE

Pginas 1.- OBJETO .............................................................................................5 2.- ALCANCE...........................................................................................5 3.- DEFINICIONES..................................................................................5 4.- GENERALIDADES.............................................................................7 4.1.- Recomendaciones para el uso de las herramientas

dinamomtricas ....................................................................... 11 4.2.- Recomendaciones para el mantenimiento de las

herramientas dinamomtricas ..................................................11 5.- DESCRIPCIN.................................................................................13 5.1.- Equipos y materiales................................................................13 5.2.- Operaciones previas ................................................................14 5.3.- Procedimiento de calibracin...................................................17 5.4.- Toma y tratamiento de datos ...................................................19 6.- RESULTADOS .................................................................................22 6.1.- Clculo de incertidumbres........................................................22 6.2.- Interpretacin de resultados.....................................................30 6.3.- Criterios de aceptacin y rechazo............................................31 7.- REFERENCIAS................................................................................31



8.- ANEXOS ...........................................................................................32

ANEXO I. Calibracin de llave dinamomtrica tipo I y clases A, B y C .....32

ANEXO II. Secuencia para llave dinamomtrica tipo II y clases A y G.....34

ANEXO III. Secuencia para un destornillador dinamomtrico tipo II..35



1. OBJETO El presente procedimiento tiene por objeto mostrar un mtodo posible para la calibracin de herramientas dinamomtricas. 2.- ALCANCE Este procedimiento es de aplicacin a las herramientas dinamomtricas de lectura directa tipo I (clases A, B, C, D y E), a las herramientas dinamomtricas de disparo tipo II (clases A, B, C, D, E, F y G) segn la norma UNE-EN ISO 6789: 2004 (ISO 6789: 2003) [1]. 3.- DEFINICIONES

Calibracin [2] (6.11) Conjunto de operaciones que establecen, en condiciones especificadas, la relacin entre los valores de una magnitud indicados por un instrumento de medida o un sistema de medida, o los valores representados por una medida materializada o por un material de referencia, y los valores correspondientes de esa magnitud realizados por patrones

NOTAS 1 El resultado de una calibracin permite atribuir a las indicaciones los valores

correspondientes del mensurando o bien determinar las correcciones a aplicar en las indicaciones.

2 Una calibracin puede tambin servir para determinar otras propiedades

metrolgicas tales como los efectos de las magnitudes de influencia.

3 Los resultados de una calibracin puede consignarse en un documento denominado, a veces, certificado de calibracin o informe de calibracin.



Incertidumbre de medida [2] (3.9) Parmetro, asociado al resultado de una medicin, que caracteriza la dispersin de los valores que podran razonablemente ser atribuidos al mensurando. NOTAS 1 El parmetro puede ser, por ejemplo, una desviacin estndar (o un mltiplo

de sta) o la semiamplitud de un intervalo con un nivel de confianza determinado.

2 La incertidumbre de medida comprende, en general, varios componentes.

Algunos pueden ser evaluados a partir de la distribucin estadstica de los resultados de series de mediciones y pueden caracterizarse por sus desviaciones estndar experimentales. Los otros componentes, que tambin pueden ser caracterizados por desviaciones estndar, se evalan asumiendo distribuciones de probabilidad, basadas en la experiencia adquirida o en otras informaciones.

3 Se entiende que el resultado de la medicin es la mejor estimacin del valor

del mensurando, y que todos los componentes de la incertidumbre, comprendidos los que provienen de efectos sistemticos, tales como los componentes asociados a las correcciones y a los patrones de referencia, contribuyen a la dispersin.

Esta definicin es la de la Gua para la expresin de la incertidumbre de medida [10] donde sus bases estn expuestas con detalle (en particular ver 2.2.4 y anexo D). Par de torsin o Par de apriete

Es el producto de una fuerza tangencial por la distancia entre su punto de aplicacin y un centro de rotacin. Su unidad en el sistema internacional de unidades (SI) es el Nm.



4.- GENERALIDADES

Los tipos principales de herramientas dinamomtricas que son objeto del presente procedimiento pueden dividirse fundamentalmente en dos:

Tipo I: herramientas dinamomtricas de lectura directa

Son herramientas manuales de aplicacin y lectura directa del par de torsin generado y que a su vez para el objeto de este procedimiento se dividirn en 5 clases.

Clase A: llave dinamomtrica de barra a torsin o flexin

Clase B: llave dinamomtrica de caja rgida con escala graduada, dial o visor



Clase C: llave dinamomtrica de caja rgida e indicador electrnico de medida

Clase D: destornillador dinamomtrico con escala graduada, dial o visor

Clase E: destornillador dinamomtrico con indicador electrnico de medida

Tipo II: herramientas dinamomtricas de disparo

Son herramientas manuales de aplicacin directa del par de torsin generado que producen un salto o disparo al llegar al valor de consigna. Se dividirn en 7 clases.



Clase A: llave dinamomtrica regulable con escala graduada o con visor

Clase B: llave dinamomtrica con par de torsin fijo

Clase C: llave dinamomtrica regulable sin escala graduada



Clase D: destornillador dinamomtrico regulable con escala graduada o con visor

Clase E: destornillador dinamomtrico con par de torsin fijo

Clase F: destornillador dinamomtrico regulable sin escala graduada



Clase G: llave dinamomtrica con barra de flexin, regulable con escala graduada

4.1.- Recomendaciones para el uso de las herramientas dinamomtricas

Utilizar la herramienta solamente para las funciones que ha sido diseada. Utilizar la herramienta aplicando la carga a la misma distancia del brazo en la que fue calibrada y en sentido perpendicular a dicho brazo. En el caso de las herramientas de disparo, no sobrepasar el valor de par de torsin despus de actuar el dispositivo de disparo. Utilizar la herramienta de la forma ms alineada posible. Se recomienda hacer varias cargas antes de usar la herramienta. No poner etiquetas en el maneral de las herramientas.

4.2.- Recomendaciones para el mantenimiento de las herramientas dinamomtricas

En el caso de las herramientas de disparo, guardarlas con el dispositivo de disparo sin carga. Procurar guardar la herramienta en un lugar donde no le afecte negativamente las condiciones ambientales. Antes de guardar la herramienta se limpiar adecuadamente y en algunos casos se lubricar segn recomendacin del fabricante.



Tabla 1: Smbolos, unidades y denominacin

Smbolos Designacin

jM Indicacin en la medicin j Mij Indicacin j a la carga i

j0M Indicacin a carga cero en la medicin j

Mi Media de las indicaciones a la carga i

jrM Contribucin debida a la resolucin de la herramienta en la lectura de jM

j0rM Contribucin debida a la resolucin de la herramienta en la lectura de j0M

TbM Contribucin debida a la desviacin con la variacin del tiempo de aplicacin

de carga

LbM Contribucin debida a la desviacin con la variacin con la variacin de la

longitud del brazo

bM Contribucin debida a la reproducibilidad 'bM Contribucin debida a la repetibilidad M Contribucin debida a la variacin de aplicacin de fuerza M Contribucin debida a la variacin de la posicin de montaje

tcmM Contribucin debida al sistema de calibracin de par de torsin tcmM Contribucin debida a la deriva del patrn de par de torsin. i Variacin de la posicin de montaje ji

SA Desviacin respecto al patrn en la carga i y la medicin j

i Variacin de la aplicacin de la fuerza Deriva del patrn entre calibraciones i ndice de cargas j ndice de mediciones n Nmero de mediciones a cada carga

'ib Repetibilidad para cada carga i ( )u x Incertidumbre tpica de x



ib Reproduciblilidad para cada carga i

Tib Desviacin con la variacin del tiempo de aplicacin de carga

Lib Desviacin con la variacin de la longitud del brazo U Incertidumbre expandida k Factor de cobertura

r Resolucin de la llave

NOTA: Las indicaciones y sus variaciones, son de las llaves dinamomtricas, excepto en las llaves de Tipo 2 , en las que corresponden a las variaciones de las indicaciones del patrn.

5. DESCRIPCIN

5.1. Equipos y materiales

5.1.1. Patrones

Para la calibracin de las herramientas dinamomtricas se dispondr de los equipos patrones de par, de tipo elctrico o mecnico, en rangos suficientes como para cubrir todo el campo de medida de las mismas. La exactitud del sistema de calibracin (conjunto de patrn, dispositivo indicador, sistema generador de par de torsin,) deber ser tal que la incertidumbre mxima no exceder del 1% del valor del par de torsin aplicado. Los patrones, herramientas dinamomtricas, as como el resto de piezas adyacentes a ellas, deben estar diseados para soportar pares de torsin en sentido horario, anti-horario o ambos, segn su construccin, sin influencias significativas de fuerzas cruzadas y momentos flectores.

5.1.2. tiles de conexin



Se dispondr de un juego de adaptadores y conexiones para permitir acoplar los patrones y las herramientas dinamomtricas a calibrar. Los mismos se fabricarn de acuerdo a la capacidad mxima de par de torsin de la herramienta, siendo su tamao normado por ejemplo por la norma UNE-EN ISO 6789, [6] (ver tabla 2).

Tabla 2: Acopladores cuadrados

Mximo valor de par

(N.m) Acoplamientos cuadrados

(mm) 30 6,3

135 10 340 12,5 1000 20 2100 25

5.1.3. Dispositivos medidores de las condiciones ambientales (temperatura, humedad).

Para la determinacin de las condiciones ambientales se utilizarn instrumentos con exactitudes similares a la de la siguiente tabla:

Tabla 3

Instrumento Resolucin Exactitud Termmetro 0.1 C 1 C Higrmetro 1 % h.r. 5 % h.r.

5.2. Operaciones previas

Realizar los ajustes y operaciones previas que indique el manual de uso del fabricante del equipo patrn para dejarlo en situacin de iniciar la calibracin.



A continuacin en el caso de llave dinamomtrica, se colocar en el banco de calibracin lo ms paralela posible al brazo de palanca del banco de calibracin, verificando que el mismo coincida con el punto indicado por el fabricante, y en el caso de no estar marcado, con el centro del maneral de la misma. En el caso de destornillador dinamomtrico, lo ms alineado posible. En las herramientas dinamomtricas de lectura directa (tipo I) se comprobar el ajuste a cero y se registrar dicho valor. Si es un indicador analgico se realizar la lectura de forma perpendicular a la escala. En las herramientas de disparo (tipo II) se realizarn varias cargas sin tomar lecturas (tpicamente 5), slo para que sus componentes mecnicos se activen. En las herramientas de lectura directa (tipo I) se aplicarn tres precargas a la capacidad mxima de la misma, en la direccin en la que se vaya a realizar la calibracin. La duracin de cada precarga ser al menos de 30 s. Se recomienda tomar la lectura. 5.2.1.- Antes de iniciar la calibracin debemos comprobar que los

instrumentos a calibrar estn perfectamente identificados: nmero de serie, marca, modelo, cables de conexin, nmero de hilos conductores (4 o 6 hilos), capacidad nominal de las herramientas, sentido de aplicacin del par, etc.

En caso de que no exista alguno de estos datos, se proceder a la identificacin del instrumento de la mejor forma posible, de tal modo que no exista duda alguna en cuanto a la correspondencia entre el instrumento calibrado y el certificado emitido.

5.2.2.- La calibracin se realizar en una sala o recinto

metrolgicamente acondicionado, con temperaturas comprendidas entre 18 C y 28 C (preferiblemente entre 20 C y 23 C) y humedades relativas comprendidas entre el 28



% y el 75 %. Durante la realizacin de los ensayos de calibracin la temperatura deber ser estable y no variar en ms de 1 C.

NOTA.- Como recomendacin es preferible acotar los intervalos admisibles para los cuales la influencia de dichas magnitudes es irrelevante, que intentar dar una correccin difcil de determinar si la variacin de las magnitudes es muy grande.

5.2.3.- Los patrones, las herramientas dinamomtricas y los

dispositivos indicadores debern permanecer al menos 1 hora en el lugar donde se realizar la calibracin para que adquieran la temperatura de la sala. En el caso de herramientas elctricas debern permanecer al menos 30 minutos conectadas en tensin y encendidas para su estabilizacin, si es posible.

5.2.4.- En el caso de calibraciones de herramientas dinamomtricas por comparacin, se seleccionar el patrn de par de torsin a utilizar tratando siempre que el par de torsin mximo en ambos instrumentos sea lo ms similar posible, siendo siempre de mayor capacidad el del transductor patrn.

5.2.5.- Se controlar si existen golpes u otros daos similares en los instrumentos a calibrar, as como la legibilidad de las divisiones de las escalas de los indicadores. Asimismo, se comprobar el sentido de trabajo de las herramientas dinamomtricas y el correcto funcionamiento de dispositivos tales como blocajes, fiel de arrastre en dial, etc.



5.2.6.- Se recomienda que antes de iniciar la calibracin, todos los componentes que se utilizarn para la materializacin de la medida de par de torsin y sus tiles de montaje, se sometan a dos precargas que excedan del 8% al 12 % de la capacidad nominal de la herramienta dinamomtrica a calibrar, manteniendo dichas precargas entre 1 minuto y 1,5 minutos. Con esta precaucin, se intenta evitar posibles problemas de roturas o deslizamientos durante el proceso de calibracin. Esta prueba no se har si no admite la herramienta esta sobrecarga.

5.3- Procedimiento de calibracin

La calibracin podr ser realizada en modo directo o inverso, siendo el ms comnmente utilizado el inverso. La operativa del procedimiento inverso ser buscar el valor de carga de consigna en la herramienta sometida a calibracin y tomar la indicacin o lectura correspondiente en el patrn. 5.3.1.- Obtencin de los puntos de calibracin.

Para obtener cada uno de los puntos de calibracin, los valores de par de torsin de referencia aplicados sern siempre de forma creciente no montona, es decir, pasando siempre por el valor de cero antes de aplicar el siguiente valor de par de torsin de referencia. La calibracin se realizar en un rango que comprenda los valores desde el 20 % a un valor del 100 % de la capacidad nominal de la herramienta dinamomtrica. Se elegirn al menos 3 valores de carga repartidos de forma uniforme en dicho rango, coincidiendo el primero de ellos con el 20 %, el segundo aproximadamente al 60 % y el ltimo al 100 %.



En el caso en el que la graduacin del 20 % del valor mximo de par de torsin no est marcada sobre la herramienta dinamomtrica, deben controlarse las tolerancias a la graduacin inferior ms prxima. Se realizarn cinco reiteraciones consecutivas para cada una de las cargas seleccionadas, excepto en el caso de las herramientas regulables sin escala graduada, (tipo II, clases C y F) donde se realizarn 10 reiteraciones. El intervalo de tiempo entre dos cargas tiene que ser lo ms similar posible. La aproximacin al valor de carga se realizar sin brusquedades. A partir del 80 % del valor de consigna, la carga debe ser aplicada en un tiempo comprendido entre 2 s y 4 s, salvo indicacin distinta del fabricante. No debe registrarse el valor hasta que se considere que la seal es estable. En el caso de herramientas dinamomtricas tipo I, si se sobrepasa el valor de consigna, debe reiniciarse la medicin. En el caso de herramientas dinamomtricas tipo II se har otra medicin por cada carga pero aplicando la carga en el menor tiempo posible (nunca inferior a 2 s entre el 80 % y el 100 % del valor de consigna). En el caso de llave dinamomtrica, se modificar la longitud de aplicacin de carga 10 cm como mnimo siempre y cuando las caractersticas de la llave as lo permitan dentro del maneral (preferiblemente hacia el exterior) y se har 1 medicin por cada carga. Se girar el dispositivo 90, se realizar una precarga, se esperar 30 segundos y se har 1 medicin por cada carga. En el caso de llave dinamomtrica que se pueda girar y realizar esta parte, se volver a colocar para que la aplicacin de la carga coincida con el centro del maneral.



5.3.2.- Caractersticas particulares.

5.3.2.1.- Herramientas tipo II, clases B y E Al ser herramientas con ajuste fijo (el valor del par de torsin viene prefijado por el fabricante), se calibrar solamente en dicho valor, realizndose como mnimo 5 reiteraciones.

5.3.2.2- Herramientas de par de torsin tipo II, clases C y F Antes de comenzar la calibracin se deber ajustar el valor del par de torsin a calibrar, seleccionndolo a travs del accesorio que la herramienta en cuestin tiene incorporado y posteriormente comprobarlo con las indicaciones del patrn. Esta comprobacin se realizar dos o tres veces.

5.4- Toma y tratamiento de datos

A partir de los datos obtenidos en cada punto de calibracin, se determinar la media, la desviacin de cada valor, sus errores y sus incertidumbres. En los mrgenes de temperatura y humedad relativa indicados no es necesario introducir correcciones por variaciones ambientales. Habr que determinar los siguientes valores, 1) Las deformaciones del patrn,

jiM

En cada medicin se obtienen como:

j0ji MMM j = i es el ndice de la carga j es el ndice de la medicin 0j se refiere a la indicacin del patrn a carga cero de la medicin j.



NOTA.- En el caso de ser calibracin directa, M ser la indicacin de la herramienta, j el ndice de la indicacin de la herramienta y 0j la indicacin de la herramienta a carga cero de la medicin j. 2) Determinacin del valor medio, iM Se realizar de acuerdo a la siguiente frmula,

=

=n

jii j

Mn

M1

1

donde n es el nmero de mediciones a la carga i sin cambio de posicin o tiempo de aplicacin (5, excepto tipo II, clases C y F, que son 10). 3) Determinacin de la desviacin

jiSA

Se realizar de acuerdo a la siguiente frmula,

( ) ( )j

j

jii

iiS M

MxA

100%

=

donde xi es el valor indicado en la herramienta dinamomtrica en cada carga i. NOTA.- El patrn y la herramienta tienen que indicar en las mismas unidades. En el caso de ser calibracin directa, xi es el valor indicado en el patrn. Indiferentemente, si la calibracin es directa o inversa, el denominador ser siempre la lectura del patrn. 4) Determinacin de la repetibilidad, 'ibSe obtendr a partir de la a partir de la desviacin tpica de las mediciones, de acuerdo con la siguiente frmula,



( )21

'

11

==

n

jiii MMn

bj

5) Determinacin de la desviacin con la variacin del tiempo de aplicacin de carga, (slo para tipo II). Tib

jj 0TTjTiMMM =

jTiiTiMMb =

donde Tj es el ndice de la indicacin del patrn con variacin del tiempo de aplicacin de carga y T0j se refiere a la indicacin del patrn a carga cero de la medicin j 6) Determinacin de la desviacin con la variacin de la longitud del brazo, (slo para llaves dinamomtricas) Lib

jj 0LLjLiMMM =

jiiLiMMb =

donde Lj es el ndice de la indicacin del patrn con variacin de la longitud del brazo y L0j se refiere a la indicacin del patrn a carga cero de la medicin j. 7) Determinacin de la reproducibilidad, ib

jj 0jGiMMM =

jGiiiMMb =



donde Gj es el nmero de medicin de la indicacin del patrn con cambio de posicin de giro a 90 y Gj0 se refiere a la indicacin del patrn a carga cero de la medicin j. 8) Variacin de aplicacin de fuerza, i , slo para llaves dinamomtricas Se estima que la variacin mxima es cos0-cos10 = 0,0152, luego

ii M0152,0= 9) Variacin de la posicin de montaje , i , En llaves dinamomtricas, cos0-cos3 = 0,0014, luego,

ii M0014,0= En destornilladores dinamomtricos, cos0-cos5 = 0,0038, luego,

ii M0038,0=

6. RESULTADOS

6.1. Clculo de incertidumbres Para la estimacin y clculo de las incertidumbres se han aplicado los criterios establecidos en la Gua de Incertidumbres de Medida, editada por el Centro Espaol de Metrologa, que ha tomado como base la gua ISO Guide to the expression of uncertainty in Measurement, [3] y la gua EA-4/02 Expression of the Uncertainty of Measurement in Calibration [4].



En el siguiente apartado se describe un mtodo para el clculo de la incertidumbre de medida de una calibracin. De acuerdo con el tipo de instrumento de medida que sea calibrado podr ser necesario aadir alguna componente ms, lo cual ser debidamente justificado.

El tratamiento que sigue es de carcter general sin especificar el tipo de mquina de par de torsin utilizado.

La calibracin del instrumento de medida de par de torsin se har por comparacin, usando una mquina de calibracin de par de torsin con escalones de par de torsin conocidos, o un equipo de calibracin con un instrumento patrn. Teniendo en cuenta todas las posibles magnitudes de influencia de acuerdo con la notacin establecida en la tabla 1, la ecuacin de modelo ser:

tcmtcm

'bbbbrrii

MMMM

MMMMMMMMLT0jj

+++++++++=

donde,

tcmtcmbbbbrr MMMMMMMMMM LTjj ,,,,,,,,, '0 , tienen contribuciones nulas para el clculo del valor de , pero s

jiM

contabilizan el clculo de su incertidumbre.

Las principales contribuciones de incertidumbre son:

1 - Incertidumbre debida a la repetibilidad de las mediciones, 'bM Viene dada como,

nbMu ib

'

' )( =



siendo n el nmero de mediciones. 2 - Incertidumbre debida a la resolucin, jM La contribucin de incertidumbre debida a la resolucin de la herramienta en la lectura de Mj es:

12)( rMu

jr=

3 - Incertidumbre debida a la resolucin,

j0rM (slo para tipo I)

La contribucin de incertidumbre debida a la resolucin de la herramienta en la lectura de es:

j0rM

12)(

0

rMujr=

4 - Incertidumbre debida a la desviacin con la variacin del tiempo de aplicacin de carga,

TbM (slo para tipo II)

3)( iTb

bMu

T=

5 - Incertidumbre debida a la desviacin con la variacin de la longitud del brazo,

LbM (slo para llaves dinamomtricas)

3)( Lib

bMuL

=

6 - Incertidumbre debida a la reproducibilidad, bM



3)( ib

bMu =

Debido a condiciones especficas de montaje de las herramientas dinamomtricas segn UNE-EN ISO 6789:2004 [1], se tendrn que tener en cuenta otras contribuciones a la incertidumbre: 7 - Incertidumbre debida a la variacin de la aplicacin de fuerza, M (slo para llaves dinamomtricas)

3)M(u i =

8 - Incertidumbre debida a la variacin de la posicin de montaje, M .

3)M(u i =

9 - Incertidumbre debida al sistema de calibracin de par de torsin,

tcmM . Para la incertidumbre asociada a la calibracin del patrn se tomar la de todo el sistema, no slo la del certificado de calibracin del patrn, y vendr dada por:

kMUMu tcmtcm

)()(

=

siendo el k el factor de cobertura. 10 - Incertidumbre debida a la deriva del patrn de par de torsin

tcmM .



Para la incertidumbre asociada a la deriva del patrn se determinar a partir de la diferencia de valores entre historial de calibraciones, y vendr dada por:

3)M(u tcm

= donde es la diferencia de valores entre calibraciones. En el caso de no disponer de dicho historial, vendr dada por:

kMU

Mu tcmtcm)(

)( =



Tabla 4: Contribuciones a la incertidumbre combinada

Magnitud

Valor estimado

Distribucin de probabilidad

Incertidumbre tpica

Coef. de sensibilidad

Contrib. a la incertidumbre

tpica

iX xi ( )ixu ic ( )yui iM

iM normal

(Tipo A) )( 'bMu 1 nbi

'

Resolucin en Mj 0 Rectangular

(Tipo B) )(jr

Mu 1 12r

Resolucin en el cero (herramientas tipo I) 0

Rectangular (Tipo B) )(

0 jrMu -1

12r

Variacin tiempo de aplicacin de carga

(herramientas tipo II) 0 Rectangular (Tipo B) )( Mu Tb 1 3

Tib

Variacin longitud del brazo (llaves

dinamomtricas) 0 Rectangular (Tipo B) )( Mu

Lb 1

3Lib

Reproducibilidad 0 Rectangular (Tipo B) )( bMu 1 3ib

Variacin aplicacin de fuerza (llaves

dinamomtricas) 0 Rectangular (Tipo B) )( Mu 1 3

i

Variacin posicin de montaje 0

Rectangular (Tipo B) )( Mu 1 3

i

Patrn 0

Normal (Tipo B) )( tcmMu 1 k

MU tcm)(

Deriva del patrn 0

Normal o Rectangular

(Tipo B) )( tcmMu 1 k

MU tcm )( 3

Incertidumbre combinada ( )= yuMu ii 2)( Incertidumbre expandida )()( ii MukMU =



La incertidumbre tpica combinada se define como:

)M(u)M(u)M(u)M(u

)M(u)M(u)M(u)M(u)M(u)M(u)M(u

tcm2

tcm222

b2

b2

b2

r2

r2

b2

iLTj0j'

+++++++++=

La incertidumbre expandida ser:

)()( ii MukMU =

El valor del factor de cobertura k depende del tipo de distribucin de probabilidad de que resulta de la convolucin de las distribuciones de probabilidad de todas sus contribuciones.

)M(u i

Se deber calcular los grados de libertad efectivos, segn el anexo E de EA-4/02 [4]. La incertidumbre relativa expandida W (%) se calcular como:

i

ii M

MUMW

100)()( =

Comentarios: La incertidumbre asociada a la repetibilidad se toma con una evaluacin Tipo A. La incertidumbre asociada a la resolucin se toma como una evaluacin Tipo B basada en una distribucin rectangular, dos veces en las herramientas dinamomtricas tipo I debido a la indicacin de la herramienta en el cero y en el punto de calibracin.

La incertidumbre asociada a la resolucin del patrn se suele despreciar al ser normalmente del orden de 10 veces menor que la de la propia herramienta. Si esto no fuera as, habra que tenerla en cuenta.



La incertidumbre asociada al sistema patrn se toma con una evaluacin Tipo B basada en una distribucin normal.

La incertidumbre asociada al resto de contribuciones se toma como una evaluacin Tipo B basada en una distribucin rectangular, sin ser el semiintervalo ni en variacin del tiempo de aplicacin de carga ni en variacin de la longitud del brazo ni en la reproducibilidad debido a que slo se aplica acortando el tiempo y no alargando, slo se vara la longitud del brazo de forma o creciente o decreciente y slo se gira 90 la llave dinamomtrica. Lo mismo ocurre con la variacin de aplicacin de montaje y de la variacin de aplicacin de fuerza, ya que no se tienen en cuenta para el clculo del valor de .

jiM

En el certificado de calibracin se indicar la incertidumbre expandida y su factor de cobertura. La incertidumbre declarada puede asociarse a cada uno de los resultados obtenidos, o bien suponer una incertidumbre mxima para todo el campo de medida. La asignacin de tiempo entre dos calibraciones depende del tipo y clase de herramienta dinamomtrica, de su mantenimiento, de su utilizacin y de la frecuencia de utilizacin y en cualquier caso es responsabilidad del usuario. Dado el uso de estos instrumentos, se recomienda realizar comprobaciones peridicas entre las calibraciones. NOTAS 1.- La determinacin de la resolucin en escala analgica debe obtenerse a partir de la relacin entre la anchura del ndice o de la traza y la distancia entre los centros de dos divisiones contiguas de la escala (longitud de una divisin). La relacin recomendada sera .



2.- En escala digital (numrica) se considera que la resolucin es el incremento del valor que aparece en el indicador digital, siempre que la indicacin no flucte en ms de este incremento, cuando la herramienta est sin carga. Cuando las lecturas fluctan ms que el valor de la resolucin previamente determinado (con la herramienta sin carga), se tomar como valor de la resolucin, la mitad de la amplitud de la fluctuacin.

6.2. Interpretacin de resultados

Para cada valor de par de torsin ensayado en las 5 primeras mediciones (excepto tipo II, clases C y F, que son 10 mediciones) se pondr la desviacin de cada medida efectuada respecto al valor indicado en la herramienta. Cada deformacin llevar asociado un valor de incertidumbre estimada segn lo indicado en el punto 6.1. Cada valor indicado en la herramienta tendr como mximo una desviacin de:

Desviacin admisible (Tipo I)

Valor mximo de par Clasea

10 Nm > 10 Nm A y D 6 %

B, C y E 6 % 4 % a En el caso de herramientas dinamomtricas con medida

electrnica (clase C y clase E) y con el valor indicado (clase B y clase D), los valores de la desviacin admisible incluyen el error debido a la resolucin del visor.



Desviacin admisible (Tipo II)

Valor mximo de par Clasea

10 Nm > 10 Nm A, B y C 6 % 4 %

D, E, F y G 6 % a En el caso de herramientas dinamomtricas con medida electrnica

(clase A y clase D), los valores de la desviacin admisible incluyen el error debido a la resolucin del visor.

Para las clases C y F la desviacin admisible es entre el valor de par de torsin graduado (media aritmtica de las 10 lecturas) y el valor de par de torsin indicado.

6.3.- Criterios de aceptacin y rechazo

Se comprobar si se cumplen los requisitos descritos en las operaciones previas. Las condiciones ambientales durante la calibracin estarn dentro de los intervalos marcados en el laboratorio, establecidos en el apartado 5.2.2. Se comprobar si se mantienen los valores indicados en la herramienta dentro de la desviacin admisible.

7.- REFERENCIAS

[1] Norma UNE-EN ISO 6789:2004 (ISO 6789: 2003): Herramientas de maniobra para tornillos y tuercas. Herramientas dinamomtricas manuales. Requisitos y mtodos de ensayo para verificar la conformidad del diseo, de la calidad y del procedimiento de recalibracin.

[2] Vocabulario internacional de trminos bsicos y generales de

metrologa (VIM). CEM. 1994.



[3] Gua para la expresin de la Incertidumbre de Medida. (Versin Espaola, Edicin 1 del CEM).

[4] Gua EA-4/02 Expression of the Uncertainty of

Measurement in Calibration. [5] Norma UNE-EN 16-500-92 (ISO 1703): Calibracin de

herramientas dinamomtricas manuales. [6] ME-004. Procedimiento para la calibracin de llaves

dinamomtricas. CEM-MINER. Edicin 1. 1999. 8. ANEXOS

ANEXO I. Calibracin de llave dinamomtrica tipo I, clases A, B y C

El ejemplo siguiente trata de una calibracin con las siguientes caractersticas: Capacidad nominal 300 Nm Resolucin de 0,1 Nm Sentido de aplicacin del par: Horario

0 brazo 90

100%p p p pr r r re e e e

60% c c c ca a a ar r r rg g g g

20% a a a a

0% M1 M2 M3 M4 M5 ML MG



Nm xi M1 M2 M3 M4 M5 ML ( brazo) MG (90) 60 58,902 58,936 58,960 58,931 58,988 58,020 58,579 180 177,322 177,036 177,219 177,206 177,094 174,552 176,976 300 294,791 295,543 295,428 295,230 295,165 290,913 294,489

xi (Nm) AS1 (%) AS2 (%) AS3 (%) AS4 (%) AS5 (%) max AS (%)

60 1,86 1,81 1,76 1,81 1,71 1,86 180 1,51 1,67 1,57 1,58 1,64 1,67 300 1,77 1,51 1,55 1,62 1,64 1,77

Nm

xi b' bL b r (Def. F) (Def. brazo) u Patrn 60 0,032 0,923 0,364 0,100 0,896 0,083 0,006 180 0,112 2,623 0,199 0,100 2,693 0,248 0,018 300 0,289 4,318 0,742 0,100 4,488 0,413 0,030

xi (Nm) iM (Nm)

uc (Nm) k U (Nm) W (%)

60 58,943 5 0,77 2,00 1,5 2,6 180 177,175 3 2,2 2,00 4,4 2,5 300 295,231 1 3,6 2,00 7,3 2,5



ANEXO II. Secuencia para llave dinamomtrica tipo II, clases A y G

0 tiempo brazo 90 100%

p p p p p pr r r r r re e e e e e

60% c c c c c ca a a a a ar r r r r rg g g g g g

20% a a a a a a

0% M1 M2 M3 M4 M5 MT ML MG



ANEXO III. Secuencia para destornillador dinamomtrico tipo II 0 tiempo 90

100%p p p p p pr r r r r re e e e e e

60% c c c c c ca a a a a ar r r r r rg g g g g g

20% a a a a a a

0% M1 M2 M3 M4 M5 MT MG



NIPO: 706-08-007-9

PORTADADEFINITIVA ME-004.docME-004 DIGITAL.doc

metrologia

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