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NORMA TCNICA NTC-ISOCOLOMBIANA 7500-1

2007-07-25

MATERIALES METLICOS.VERIFICACIN DE MQUINAS DE ENSAYOUNIAXIALES ESTTICOS. PARTE 1: MQUINASDE ENSAYO DE TRACCIN/COMPRESINVERIFICACIN Y CALIBRACIN DEL SISTEMADE MEDIDA DE FUERZA

E: METALLIC MATERIALS. VERIFICATION OF STATIC UNIAXIALTESTING MACHINES. PART 1: TENSION/COMPRESSIONTESTING MACHINES. VERIFICATION AND CALIBRATION OFTHE FORCE MEASURING SYSTEM

CORRESPONDENCIA: esta norma es idntica (IDT) a lanorma UNE-EN ISO 7500-1:2006

DESCRIPTORES: ensayo; ensayo de tensin;calibracin; fuerza; mquina.

I.C.S.: 77.140.10

Editada por el Instituto Colombiano de Normas Tcnicas y Certificacin (ICONTEC) Apartado 14237 Bogot, D.C. - Tel. (571) 6078888 - Fax (571) 2221435

Prohibida su reproduccin Primera actualizacinEditada 2007-08-03

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PRLOGO

El Instituto Colombiano de Normas Tcnicas y Certificacin, ICONTEC, es el organismonacional de normalizacin, segn el Decreto 2269 de 1993.

ICONTECes una entidad de carcter privado, sin nimo de lucro, cuya Misin es fundamentalpara brindar soporte y desarrollo al productor y proteccin al consumidor. Colabora con elsector gubernamental y apoya al sector privado del pas, para lograr ventajas competitivas enlos mercados interno y externo.

La representacin de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalizacin Tcnicaest garantizada por los Comits Tcnicos y el perodo de Consulta Pblica, este ltimocaracterizado por la participacin del pblico en general.

La NTC-ISO 7500-1 (Primera actualizacin) fue ratificada por el Consejo Directivo de 2007-07-25.

Esta norma est sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda entodo momento a las necesidades y exigencias actuales.

A continuacin se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma atravs de su participacin en el Comit Tcnico 2. Metrologa.

ACEGRASAS S.A.

AMG E.UECOPETROLEMPRESA DE LICORES DECUNDINAMARCA

INTERTEK

SOANSES

Adems de las anteriores, en Consulta Pblica el Proyecto se puso a consideracin de lassiguientes empresas:

A SELLASEG INGENIERA LTDA. ACUEDUCTO, AGUA Y ALCANTARILLADO DE BOGOT AGROGESTION XXI

ASMECON Y/O JOS MARLON VEGATORRES ASOCRETOSBSCULAS INDUSTRIALES DECOLOMBIABSCULAS MORESCOBCI LTDA.CALORCOL S.A.CEMENTOS PAZ DEL ROCENTRAGASCENTROAGUAS S.A. E.S.P.CHALLENGER S.A.COATS CADENA LABORATORIOLONGITUDES

COLCERAMICACOLCLINKERCOMPROIND LTDA.CONTACTOS MUNDIALES

E&MELECTRO PORCELANA GAMMAEMPRESA DE ACUEDUCTO Y ALCANTARILLADO DE BOGOTEMPRESA LICORERA DECUNDINAMARCAENGICAST LTDA.EQUIPESAJES LTDA.EQUIPOS Y CONTROLES INDUSTRIALESESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERAEXTRUCOLFENALCOFIBER GLASS

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FUNDACIN CENTRO DE CALIDAD YMETROLOGA-CCMGASES DE BOYAC Y SANTANDERGESTIN AMBIENTALGESTIN EN CALIDAD Y AMBIENTEEMPRESARIALGUILLERMO POMBO & CIA E.U.HELBERT & CIA LTDAHOLCIMHORNOS Y MONTAJES INDUSTRIALESLTDA.ICP ECOPETROLIMPROTEC LTDA.INDUSTRIAS PHILIPS S.A.INGENIERA DE SERVICIOSLABORATORIO DE FUERZAINGENIO RIOPAILA S.A.LABORATORIO CONTROL DE CALIDADDEL EJERCITOMATRICES TROQUELES Y MOLDES CA.LTDA.METRN QUALITY CONSULTINGMETROPYME LTDA.MINISTERIO DE DESARROLLOMULTI-INGENIERA

PINZUAR LTDA.POSTOBN S.A.PREINT LTDA.PROASEM LTDA.PRODUCTOS DORIA S.A.PROENFARPROMETALICOS S.A. LABORATORIOMASAS Y ALANZASPROMIGAS E.S.PRECT-CARSENA LABORATORIO DE MEDICIONESLONGITUDINALESSERVINTEGRAL LTDA.SHELL COLOMBIA S.A.SIGMA E.U.STIVE FROLICHSUPERINTENDENCIA DE INDUSTRIA YCOMERCIOTECNIBASCULAS LTDA.THERMAL CERAMICSUNILEVER ANDINA S.A.UNIVERSIDAD MANUELA BELTRNUNIVERSIDAD NACIONALUNIVERSIDAD UIS

ICONTEC cuenta con un Centro de Informacin que pone a disposicin de los interesadosnormas internacionales, regionales y nacionales y otros documentos relacionados.

DIRECCIN DE NORMALIZACIN

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NORMA TCNICA COLOMBIANA NTC-ISO 7500-1 (Primera actualizacin)

CONTENIDO

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1. OBJETO Y CAMPO DE APLICACIN......................................................................1

2. REFERENCIAS NORMATIVAS.................................................................................1

3. TRMINOS Y DEFINICIONES...................................................................................1

4. SMBOLOS Y SU SIGNIFICADO...............................................................................2

5. INSPECCIN GENERAL DE LA MQUINA DE ENSAYO.......................................3

6. CALIBRACIN DEL SISTEMA DE MEDIDA DE FUERZA DE LAMQUINA DE ENSAYO ............................................................................................3

6.1 GENERALIDADES.....................................................................................................36.2 DETERMINACIN DE LA RESOLUCIN.................................................................4

6.3 DETERMINACIN PREVIA DE LA RESOLUCIN RELATIVA DELINDICADOR DE FUERZA .........................................................................................4

6.4 PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIN .....................................................................5

6.5 EVALUACIN DEL INDICADOR DE FUERZA.........................................................8

7. CLASE DE LA ESCALA DE LA MQUINA DE ENSAYO........................................9

8. INFORME DE VERIFICACIN ..................................................................................9

8.1 GENERALIDADES.....................................................................................................9

8.2 INFORMACIN GENERAL .......................................................................................9

8.3 RESULTADOS DE LA VERIFICACIN ..................................................................10

9. INTERVALOS ENTRE VERIFICACIONES..............................................................10

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TABLAS

Tabla 1 Smbolos Y Su Significado.......................................................................................2

Tabla 2. Valores caractersticos del sistema de medida de fuerza....................................9

FIGURA

Figura 1. Diagrama esquemtico para la determinacin de la reversibilidad...................8

ANEXOS

ANEXO A(Normativo) INSPECCIN GENERAL DE LA MQUINA DE ENSAYO...................................................11

ANEXO B(Informativo) INSPECCIN DE LOS PLATOS DE CARGA DE LAS MQUINAS DE ENSAYOA COMPRESIN....................................................................................................................12

ANEXO C(Informativo) MTODO ALTERNATIVO DE CLASIFICACIN DE LAS MQUINAS DE ENSAYO .........13

ANEXO D(Informativo) INCERTIDUMBRE DE LOS RESULTADOS DE CALIBRACIN DEL SISTEMADE MEDIDA DE FUERZA......................................................................................................14

BIBLIOGRAFA......................................................................................................................18

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MATERIALES METLICOS. VERIFICACIN DE MQUINAS DE ENSAYO UNIAXIALES ESTTICOS. PARTE 1: MQUINAS DE ENSAYO DE TRACCIN/COMPRESINVERIFICACIN Y CALIBRACIN DEL SISTEMA DE MEDIDA DE FUERZA

1. OBJETO Y CAMPO DE APLICACIN

Esta parte de la norma especifica la verificacin de las mquinas de ensayo detraccin/compresin.

La verificacin consiste en:

- una inspeccin general de la mquina de ensayo, incluyendo sus accesorios para laaplicacin de fuerza;

- una calibracin del sistema de medida de fuerza.

NOTA Esta parte de la norma se refiere a la verificacin esttica de los sistemas de medida de fuerza no siendolos valores de calibracin necesariamente vlidos para las aplicaciones de gran velocidad o de ensayos dinmicos.En la bibliografa se proporciona informacin adicional relativa a los efectos dinmicos.

2. REFERENCIAS NORMATIVAS

El siguiente documento normativo referenciado es indispensable para la aplicacin de estedocumento normativo. Para referencias fechadas, se aplica nicamente la edicin citada. Parareferencias no fechadas, se aplica la ltima edicin del documento normativo referenciado(incluida cualquier correccin).

NTC 4350, Materiales metlicos. Calibracin de instrumentos de medida de fuerza utilizadospara la verificacin de mquinas de ensayo uniaxial.

3. TRMINOS Y DEFINICIONES

Para los fines de esta norma, se aplica el trmino y la definicin siguiente.

3.1 Calibracin. Conjunto de operaciones que establecen, bajo condiciones especificadas, larelacin entre los valores de magnitudes indicados por un instrumento de medicin o sistemade medida, o valores representados por una medida material o por un material de referencia, ylos valores correspondientes utilizando patrones.

Vase [VIM] [1]

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5. INSPECCIN GENERAL DE LA MQUINA DE ENSAYO

La verificacin de la mquina de ensayo slo debe llevarse a cabo si la mquina estfuncionando correctamente. Con este objeto, se debe realizar una inspeccin general de lamquina antes de proceder a la calibracin del sistema de medida de fuerza de la misma(vase el Anexo A).NOTA Una buena prctica metrolgica requiere la realizacin de una calibracin previa a cualquiermantenimiento o ajuste de la mquina de ensayo.

6. CALIBRACIN DEL SISTEMA DE MEDIDA DE FUERZA DE LA MQUINA DEENSAYO

6.1 GENERALIDADES

Esta calibracin debe realizarse para cada una de las escalas de fuerza utilizadas y con todos

los indicadores de fuerza empleados. Cualquier dispositivo accesorio (por ejemplo, aguja,registrador) que pueda afectar al sistema de medida de fuerza, cuando se utilice, debeverificarse de acuerdo con el numeral 6.4.6.

Si la mquina de ensayo est provista de varios sistemas de medida de fuerza, cada sistemadebe considerarse como una mquina de ensayo diferente. Se debe seguir el mismoprocedimiento con mquinas de ensayo hidrulicas de doble pistn.

La calibracin se debe realizar utilizando instrumentos de medida de fuerza con la siguienteexcepcin. Si el valor de la fuerza a verificar est por debajo del lmite inferior del instrumentode medida de fuerza de menor alcance utilizado en el procedimiento de calibracin, se utilizanmasas conocidas.

Cuando sea necesario ms de un instrumento de medida de fuerza para calibrar una escala defuerza, la mxima fuerza aplicada al instrumento de menor alcance debe ser la misma que lafuerza mnima aplicada al siguiente instrumento de medida de fuerza de mayor alcance. Si seutiliza un juego de masas conocidas para verificar las fuerzas, se debe considerar al conjuntode las mismas como un nico instrumento de medida de fuerza.

La calibracin debe llevarse a cabo con fuerzas indicadas constantes, F i. Cuando no puedautilizarse este mtodo, la calibracin puede realizarse con fuerzas reales constantes.

NOTA 1 La calibracin se puede realizar incrementando lentamente la fuerza aplicada. La palabra "constante"significa que se usa el mismo valor de F i (o F ) para las tres series de medida (vase el numeral 6.4.5).

Los instrumentos usados para la calibracin deben tener una trazabilidad certificada al sistemainternacional de unidades.

El instrumento de medida de fuerza debe cumplir con los requisitos especificados en la normaNTC 4350. La clase del instrumento debe ser igual o mejor que la clase para la cual se va acalibrar la mquina de ensayo. En caso de pesos muertos, el error relativo de la fuerzagenerada por estos pesos debe ser inferior o igual al 0,1 %.

NOTA 2 La ecuacin exacta que proporciona la fuerza, F, en Newton, generada por un peso muerto de masa m,en kilogramos, es:

=m

air nmg F

1 (1)

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Esta fuerza puede calcularse usando la siguiente frmula aproximada:

F = mg n (2)

El error relativo de la fuerza se puede calcular por medio de la frmula:

n

nmgg

m F F += (3)

6.2 DETERMINACIN DE LA RESOLUCIN

6.2.1 Indicacin anloga

El ancho de los trazos de la graduacin en la escala debe ser uniforme y el ancho del punterodebe ser aproximadamente igual al ancho de uno de los trazos de la graduacin.

La resolucin, r , del indicador debe obtenerse a partir del cociente entre el ancho del puntero yla distancia entre centros de dos trazos adyacentes de la escala graduada (divisin de escala).Las relaciones recomendadas son 1:2, 1:5 1:10, siendo igual a 2,5 mm mayor la distanciarequerida para la determinacin de una dcima de una divisin de la escala.

6.2.2 Indicacin digital

La resolucin se considera como el mnimo incremento del indicador digital, siempre que, conel instrumento descargado y con el sistema de motores y controles en funcionamiento, laindicacin numrica no flucte en ms de un incremento.

6.2.3 Fluctuacin en las lecturas

Si la fluctuacin de las lecturas es mayor que el valor calculado previamente para la resolucin(con el instrumento de medida de fuerza descargado y estando encendidos el motor y/o elmecanismo de accionamiento y control para determinar la suma de todo ruido elctrico), debeconsiderarse esta resolucin, r , como igual a la mitad del rango de fluctuacin aumentado enun incremento.

NOTA 1 As se determina slo la resolucin debida al ruido del sistema y no se tienen en cuenta los errores decontrol, por ejemplo, en el caso de mquinas hidrulicas.

NOTA 2 Para mquinas autoescalables, la resolucin del indicador cambia al hacerlo la resolucin o ganancia delsistema.

6.2.4 Unidad

La resolucin, r , debe expresarse en unidades de fuerza.

6.3 DETERMINACIN PREVIA DE LA RESOLUCIN RELATIVA DEL INDICADOR DEFUERZA

La resolucin relativa, a, del indicador de fuerza se define por medio de la relacin:

100x F r

a = (4)

en donde

r = es la resolucin definida en el numeral 6.2; F = es la fuerza en el punto considerado.

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La resolucin relativa debe determinarse para cada punto de calibracin y no debe exceder delos valores recogidos en la Tabla 2 para la clase de la mquina que se est verificando.

6.4 PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIN

6.4.1 Alineacin del instrumento de medida de fuerzaLos instrumentos de medida de fuerza de traccin se montan en la mquina de ensayo de talmanera que se minimicen los posibles efectos de flexin (vase la NTC 4350). Para laalineacin de un instrumento de medida de fuerza a compresin, se monta un cojinete de cargacon un asiento esfrico en el instrumento si la mquina no lo tiene ya incorporado.

NOTA Si la mquina tiene dos reas de trabajo con un dispositivo indicador y aplicador de fuerza comn, podrarealizarse una calibracin, de forma que, por ejemplo, la compresin en el rea de trabajo superior iguale la traccinen el rea de trabajo inferior, y viceversa. El certificado debera incluir el comentario apropiado.

6.4.2 Compensacin de temperatura

La calibracin debe realizarse a una temperatura ambiente comprendida entre 10 C y 35 C.La temperatura a la cual se lleva a cabo la calibracin debe anotarse en el informe deverificacin.

Se debe establecer un periodo de tiempo suficiente para permitir que el instrumento de medidade fuerza alcance un periodo estable de temperatura. La temperatura del instrumento demedida de fuerza debe permanecer estable en un intervalo de 2 C durante la realizacin decada serie de calibracin. En caso necesario, se deben aplicar correcciones de temperatura alas lecturas tomadas (vase la NTC 4350).

6.4.3 Acondicionamiento de la mquina de ensayo

La mquina, con el instrumento de medida de fuerza situado en posicin, debe cargarse almenos tres veces entre cero y la mxima fuerza a medir.

6.4.4 Procedimiento

Se debe utilizar el mtodo siguiente: se aplica a la mquina una fuerza dada F i, indicada por elindicador de fuerza de la misma, y se anota la fuerza real, F , indicada por el instrumento demedicin de fuerza.

Si no es posible utilizar este mtodo, la fuerza real, F , indicada por el instrumento de medicinde fuerza se aplica a la mquina de ensayo y se anota la fuerza, F i, indicada por el instrumentode fuerza de la mquina a verificar.

6.4.5 Aplicacin de fuerzas discretas

Deben efectuarse tres series de medida con valores de fuerza ascendente. Para mquinas queno puedan aplicar ms de cinco valores discretos de fuerza, ningn valor de error relativo debeexceder de los valores indicados en la Tabla 2 para una clase dada. En mquinas que puedanaplicar ms de cinco valores discretos de fuerza, cada serie de medida debe comprender, almenos, cinco valores discretos de fuerza en intervalos aproximadamente iguales entre el 20 %y el 100 % del alcance mximo de la escala.

Si se lleva a cabo la calibracin con fuerzas por debajo del 20 % del rango, se deben realizarmedidas de fuerza suplementarias aproximadamente al 10 %, 5 %, 2 %, 1 %, 0,5 %, 0,2 % y0,1 % de la escala hasta el lmite inferior de calibracin, inclusive.

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NOTA 1 El limite inferior de la escala puede determinarse multiplicando la resolucin, r, por:

- 400 para la clase 0,5;

- 200 para la clase 1;

- 100 para la clase 2;- 67 para la clase 3.

Para mquinas de ensayo con indicadores autoescalables, deben aplicarse al menos dosvalores de fuerza en cada escala en la que no cambie la resolucin.

NOTA 2 Antes de cada serie de medida, el instrumento de medida de fuerza puede girarse un ngulo de 120, ypuede realizarse un ciclo de precarga.

Para cada valor de fuerza discreta, debe calcularse la meda aritmtica de los valoresobtenidos para cada serie de mediciones. Con estos valores medios se debe calcular el errorrelativo de exactitud y el error relativo de repetibilidad del sistema de medicin de fuerza de lamquina de ensayo (vase el numeral 6.5).

La lectura del indicador debe ponerse a cero antes de cada serie de medicin. La lectura decero se debe tomar aproximadamente 30 s despus de que se haya eliminado completamentela fuerza. En el caso de un indicador analgico, se debe comprobar tambin que la aguja oscilalibremente alrededor del cero y, si se usa un indicador digital, que cualquier fluctuacin de cerose registra inmediatamente, por ejemplo, mediante un indicador de signo (+ o -).

El error relativo de cero calculado en cada una de las series se debe anotar utilizando lasiguiente ecuacin:

1000

0 x N i F

F f = (5)

6.4.6 Verificacin de los accesorios

El buen estado de funcionamiento y la resistencia debida a la friccin de los dispositivosmecnicos accesorios (aguja, registrador) se deben verificar por uno de los siguientesmtodos, atendiendo si la mquina se utiliza normalmente con o sin accesorios:

a) Mquina usada normalmente con los accesorios: se deben realizar tres series demediciones con fuerza ascendente (vase el numeral 6.4.5) con los accesorios

conectados para cada escala de medida de fuerza que se utilice y una seriecomplementaria de medida sin los accesorios para el menor rango utilizado.

b) Mquina usada normalmente sin accesorios: se deben realizar tres series de medidacon fuerza ascendente (vase el numeral 6.4.5) con los accesorios desconectados paracada escala de medida de fuerza que se utilice y una serie complementaria de medidacon los accesorios conectados, para la menor escala utilizada.

En ambos casos, el error relativo de exactitud, q, se debe calcular para las tres series normalesde mediciones y el error relativo de repetibilidad, b, se debe calcular a partir de las cuatroseries. Los valores obtenidos para b y q deben ser conformes con los indicados en la Tabla 2para la clase considerada, debiendo satisfacerse las siguientes condiciones:

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- para calibracin con fuerza indicada constante:

q, F

F F

c

ci 51100

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Y

X

i

i

X Fuerza lineal

Y Lectura de fuerza en el indicador de fuerza

Figura 1. Diagrama esquemtico para la determinacin de la reversibilidad

6.5 EVALUACIN DEL INDICADOR DE FUERZA

6.5.1 Error relativo de exactitud

El error relativo de exactitud, expresado como un porcentaje de la fuerza real media, F vienedado por la ecuacin:

100x F

F F q i

= (10)

En el caso particular en que la calibracin se est realizando con una fuerza real constante, elerror relativo de exactitud viene dado por la ecuacin:

100x F

F F q i

= (11)

6.5.2 Error relativo de repetibilidad

El error relativo de repetibilidad, b, para cada valor discreto de fuerza, es la diferencia entre losvalores mximo y mnimo medidos respecto de la media. Viene dado por la expresin:

100x F

F F b .mn.mx = (12)

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En el caso particular de la calibracin realizada con una fuerza real constante, el error relativode repetibilidad viene dado por la ecuacin:

100x F

F F b .imn.imx

= (13)

6.5.3 Concordancia entre dos instrumentos de medicin de fuerza

Cuando son necesarios dos instrumentos de medicin de fuerza para calibrar una escala demedida y se aplica separadamente la misma fuerza nominal a ambos (vase el numeral 6.1), elvalor de la diferencia entre los errores relativos de exactitud obtenidos con cada uno de losinstrumentos no debe exceder de 1,5 veces el valor de la repetibilidad correspondiente a laclase de la mquina indicada en la Tabla 2, es decir, q1 - q 2 < 1,5 b.

7. CLASE DE LA ESCALA DE LA MQUINA DE ENSAYO

La Tabla 2 proporciona los valores mximos permitidos para los diferentes errores relativos delsistema de medida de fuerza y para la resolucin relativa del indicador de fuerza quecaracteriza una escala de la mquina de ensayo de acuerdo con la clase apropiada.

Una escala de medida del indicador de fuerza slo se debe considerar conforme si lainspeccin es satisfactoria para el rango de medida comprendido entre al menos el 20 % y el100 % del alcance nominal.

Tabla 2. Valores caractersticos del sistema de medida de fuerza

Valor mximo permitido%

Error relativo deClase de laescala de la

mquina Precisinq

Repetibilidadb

Reversibilidad a v

Cero f o

Resolucin relativaa

0,5 0,5 0,5 0,75 0,05 0,251 1,0 1,0 1,5 0,1 0,52 2,0 2,0 3,0 0,2 1,0

3 3,0 3,0 4,5 0,3 1,5a De acuerdo con el numeral 6.4.8, el error relativo de reversibilidad slo se determina cuando se solicita.

8. INFORME DE VERIFICACIN

8.1 GENERALIDADES

El informe de verificacin debe contener al menos la siguiente informacin.

8.2 INFORMACIN GENERAL

a) Referencia a esta parte de la norma;

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b) Identificacin de la mquina de ensayo (fabricante, modelo, ao de fabricacin si seconoce, nmero de serie) y, si fuera aplicable, la identificacin especfica del indicadorde fuerza (marca, modelo, nmero de serie);

c) Localizacin de la mquina;

d) Modelo, clase y nmero de referencia del instrumento de medida de fuerza empleado,nmero del certificado de calibracin y fecha de validez de este certificado;

e) Temperatura de calibracin;

f) Fecha de verificacin;

g) Nombre o marca de la autoridad verificadora.

8.3 RESULTADOS DE LA VERIFICACIN

Los resultados de la verificacin deben mencionar:

a) Cualquier anomala encontrada durante la inspeccin general;

b) Para cada sistema de medida de fuerza utilizado, el modo de calibracin (traccin,compresin, traccin/compresin), la clase de cada escala calibrada y, si fuerarequerido, los valores individuales de los errores relativos de exactitud, repetibilidad,reversibilidad, cero y resolucin;

c) El lmite inferior de cada escala a la que se aplica la caracterizacin.

9. INTERVALOS ENTRE VERIFICACIONES

El tiempo entre dos verificaciones depende del tipo de mquina de ensayo, de las normas demantenimiento y de la frecuencia de uso. A menos que se especifique lo contrario, serecomienda que se realicen verificaciones a intervalos no mayores de 12 meses.

En cualquier caso, la mquina debe verificarse si se realiza un cambio de ubicacin querequiera desmontaje, o si se somete a ajustes o reparaciones importantes.

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ANEXO A(Normativo)

INSPECCIN GENERAL DE LA MQUINA DE ENSAYO

A.1 GENERALIDADES

La inspeccin general de la mquina de ensayo (vase el numeral 5) debe llevarse a caboantes de la calibracin del sistema de medida de fuerza y debe comprender lo siguiente.

A.2 EXAMEN VISUAL

El examen visual debe verificar:

a) Que la mquina est en buen estado de funcionamiento y no se ve afectadanegativamente por ciertos aspectos de su estado general, como son:

- un desgaste pronunciado o defectos en los elementos de gua del cabezal mvilo en las mordazas;

- holguras en el montaje de las columnas y del cabezal fijo;

b) Que la mquina no est afectada por condiciones ambientales (vibraciones,interferencias en el suministro elctrico, efectos de corrosin, variaciones locales detemperatura, etc.);

c) Que las masas se pueden identificar correctamente, en caso de usarse dispositivos depndulo con masas cambiables.

A.3 INSPECCIN DE LA ESTRUCTURA DE LA MQUINA

Debe realizarse una revisin para asegurar que la estructura y los sistemas de anclajepermiten que la fuerza se aplique axialmente.

A.4 INSPECCIN DEL MECANISMO DE ACCIONAMIENTO DEL CABEZAL

Debe verificarse que el mecanismo de accionamiento del cabezal permite una variacin suavey uniforme de la fuerza y que hace posible la obtencin de diferentes valores de fuerza con lasuficiente exactitud.

NOTA El mecanismo de accionamiento debera permitir las velocidades de deformacin de la probeta requeridaspara determinar las propiedades mecnicas especificadas.

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ANEXO B(Informativo)

INSPECCIN DE LOS PLATOS DE CARGA DE LAS MQUINAS DE ENSAYO ACOMPRESIN

Los platos de carga estn instalados permanentemente en la mquina de ensayo o constituyencomponentes especficos de la mquina de ensayo.

Se debera verificar que los platos de carga cumplen su funcin de acuerdo con los requisitosde la mquina de ensayo.

A menos que se especifiquen otros requisitos en determinadas normas de ensayo, ladesviacin mxima de la planitud debera ser de 0,01 mm medidos sobre 100 mm.

Cuando el plato es de acero, su dureza debera ser igualo mayor que 55 HRC.

En mquinas usadas para ensayar probetas sensibles a esfuerzos de flexin, deberacomprobarse si el plato superior apoya en un asiento esfrico que, en ausencia de carga, notiene prcticamente holgura y es fcil de ajustar hasta un ngulo de aproximadamente 3.

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ANEXO C(Informativo)

MTODO ALTERNATIVO DE CLASIFICACIN DE LAS MQUINAS DE ENSAYO

Este mtodo alternativo de clasificacin de las mquinas de ensayo se basa en el concepto deerror global, el cual requiere que todos los valores (no slo la media) estn dentro de ciertoslmites.

El error de exactitud de una mquina de ensayo se determina como un porcentaje de la fuerzaaplicada o indicada por la mquina de ensayo. Usando los smbolos recogidos en la Tabla 1, elerror relativo se calcula de la siguiente forma:

100x F

F F q i

= (C.1)

El error de repetibilidad se determina basndose en la definicin de repetibilidad en elvocabulario OIML[2], en el que slo se ha de cambiar una variable, siendo esta variable otraaplicacin de aproximadamente la misma fuerza. En este caso, el clculo de la repetibilidadque determina la exactitud de la mquina de ensayo se hace desde una aplicacin de fuerza aotra de aproximadamente el mismo valor. Se recomienda que sean necesarias dosaplicaciones de aproximadamente el mismo valor de fuerza para calcular la repetibilidad y quela repetibilidad se calcule a partir de la diferencia algebraica entre los errores de exactitud:

21 qqb = (C.2)

en donde

q1 y q2 son los errores relativos para cada aplicacin de fuerza.

Como la segunda aplicacin de la fuerza no tiene por qu ser idntica a la primera, lasvariables asociadas con las habilidades del operario o con los parmetros de control de lamquina no influyen en la repetibilidad de exactitud de la medida de fuerza.

La clasificacin de la mquina de ensayo indicada en la Tabla 2 no vara, slo cambian elmtodo de clculo de la exactitud y los cambios de repetibilidad. El uso de este mtodo hacems fcil la automatizacin del proceso de calibracin.

NOTA Si se usa este mtodo alternativo, debera indicarse en el informe una referencia a su utilizacin.

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ANEXO D(Informativo)

INCERTIDUMBRE DE LOS RESULTADOS DE CALIBRACIN DEL SISTEMA DEMEDICIN DE FUERZA

D.1 INTRODUCCIN

Es posible calcular la incertidumbre del sistema de medicin de fuerza durante la calibracin,bien a partir de los lmites de la especificacin o bien a partir de las lecturas obtenidas. Estosclculos se detallan en las siguientes secciones.

Como el error de exactitud, como margen de error conocido, normalmente no se corrigedurante la calibracin, si cumple con las especificaciones de la Tabla 2, el intervalo razonabledonde se encontrar el error relativo estimado, E , debera ser E = q U , donde q es el errorrelativo de exactitud definido en el numeral 6.5.1 yU es la incertidumbre expandida [3].

D.2 FUERZAS ASCENDENTES

D.2.1 Estimacin del error relativo medio

La mejor estimacin del error relativo medio en la fuerza indicada por la mquina de ensayo esq, el error relativo de exactitud. Asociado con esta estimacin del error relativo medio existeuna incertidumbre expandida, U , que viene dada por;

=

== n

iic u x k u x k U

1

2 (D.1)

en donde

k = es el factor de cobertura;

U c = es la incertidumbre combinada;

U 1 a U n = son las incertidumbres tpicas correspondientes.

U , a U n incluyen trminos relacionados con la repetibilidad, la resolucin y el patrn de

transferencia. Otras contribuciones a la incertidumbre que deben considerarse pueden incluirlos efectos de la carga en el extremo (aplicacin de la fuerza) y la influencia del operador.

D.2.2 Repetibilidad

La incertidumbre tpica relacionada con la repetibilidad, urep, es la desviacin tpica de laestimacin del error relativo medio.

( ) ( )

=

=

n

j jrep F F n F n

u1

2

1

11001 (D.2)

en donden = nmero de lecturas a cada escala de fuerza nominal;

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F j = valor de la fuerza medida (unidades de fuerza);

F = media de fuerzas medidos (unidades de fuerza).

Cuando se emplee el mtodo alternativo de clasificacin de mquinas de ensayo (vase el Anexo C), entonces:

( ) ( )=

=

n

iirep qqnn

u1

2

1

1 (D.3)

en donde

n nmero de lecturas a cada escala de fuerza nominal;

q error medido en la escala de fuerza nominal (%);

q media del error medido en la escala de fuerza nominal (%).

D.2.3 Resolucin

La incertidumbre tpica relacionada con la resolucin relativa,U res , procede de una distribucinrectangular:

32

aresu = (D.4)

D.2.4 Patrn de transferencia

La incertidumbre tpica asociada al patrn de transferencia, U std , viene dada por:

2222 C B Auu cal std +++= (D.5)

en donde

U cal es la incertidumbre tpica relativa del patrn de transferencia;

A, B y C son, donde proceda, contribuciones debidas a la temperatura, la deriva y la aproximacin lineala la curva polinomial.

D.2.5 Incertidumbre expandida Una vez que se hayan tenido en cuenta todas las incertidumbres tpicas pertinentes(incluidas las otras contribuciones citadas anteriormente), la incertidumbre combinada, U c, semultiplica por un factor de cobertura, k , que proporciona la incertidumbre expandida, U . Serecomienda emplear un valor de k = 2, aunque k tambin puede calcularse a partir delnmero de grados efectivos de libertad. Deberan seguirse los principios establecidos en lareferencia bibliogrfica [3].

Puede esperarse como algo razonable que el error relativo medio estimado, E , se encuentredentro del intervalo;

U q E = (D.6)

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Y la fuerza media generada, F , puede expresarse como:

( )U q F F F ii 100 (D.7)

D.3 FUERZAS DESCENDENTES

Para fuerzas descendentes, la incertidumbre combinada, U' c, se calcula a partir de lascontribuciones a la incertidumbre de q y v . Se considera que la contribucin a la incertidumbrede v es igual a la contribucin a la incertidumbre del error de exactitud con fuerzasascendentes, q. De esta forma, la incertidumbre combinada, U' c , se estima como:

cc u x'u 2= (D.8)

La incertidumbre combinada, u' c, se multiplica por un factor de cobertura, k , obteniendo la

incertidumbre expandida, U '. Puede esperarse como algo razonable que el error relativo medioestimado, E ', se encuentre dentro del intervalo:

( ) 'U v q' E += (D.9)

en donde

q error relativo de exactitud con fuerzas ascendentes;

v error relativo de reversibilidad.

La fuerza descendente generada media, F ', puede expresarse como:

( )[ ]'U v q' F ' F ' F ii + 100 (D.10)

EJEMPLOS

- fuerza indicada: 100,0 kN, resolucin 0,5 kN

- fuerzas ascendentes medidas (lecturas 1 a 3): 100,1 kN, 100,8 kN y 100,9 kN

- fuerzas descendentes medidas (lectura 4): 99,5 kN.

- patrn de transferencia de clase 1 ( U std = 0,12 %)

- efectos de deriva, temperatura o de ajuste no significativos- efectos de carga en el extremo o efectos por influencia del operador no significativos

- error relativo de exactitudq = - 0,60 %: cumple con el criterio de la clase 1

- error relativo de repetibilidadb = 0,80 %: cumple con el criterio de la clase 1

- error relativo de reversibilidadv = + 1,39 %: cumple con el criterio de la clase 1

- resolucin relativa a = 0,50 %: cumple con el criterio de la clase 1

- urep = 0,25 % (desviacin tpica del error estimado medio)

- Ures = 0,14 % (incertidumbre tpica de resolucin)

- Ustd = 0,12 % (incertidumbre tpica del patrn de calibracin)

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- U c = 0,31 % (raz cuadrada de la suma de los cuadrados de las tres componentes anteriores)

- u' c = 0,44 % (raz cuadrada de la suma de los cuadrados de las componentes ascendentes y descendentes)

- U = 0,62 % (producto de la incertidumbre combinada y k = 2)

- U ' = 0,88 % (producto de la incertidumbre combinada ascendentes y descendentes y k = 2)

E = (-060 0,62) % (intervalo esperado del error medio con fuerzas ascendentes)

( )[ ]

620600

100,,

F F F ii kN (intervalo esperado de la fuerza media descendentes)

E = -060 + 1,39 0,88 = (0,79 0,88) % (intervalo esperado del error medio con fuerzas ascendentes)

( )[ ]

880790

100,,

' F ' F ' F ii kN (intervalo esperado de la fuerza media descendentes)

NOTA El procedimiento anterior slo proporciona incertidumbres del error de exactitud medio obtenido durante lacalibracin de la mquina de ensayo. No proporciona la incertidumbre asociada a una aplicacin simple de la fuerzadurante la calibracin, ni tampoco representa la incertidumbre de la mquina durante su uso posterior cuandomuchos otros factores han de tenerse en cuenta (por ejemplo, la alineacin de la probeta, la variacin de latemperatura, utillajes).

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BIBLIOGRAFA

[1] NTC 2194, Vocabulario de trminos bsicos y generales en metrologa.

[2] International Organization of Legal Metrology (OIML)Document, Vocabulary of LegalMetrology. Fundamental Terms , 2000.

[3] GTC 51, Gua para la expresin de incertidumbre en las mediciones.

[4] DIXON, M.J., Dynamic Force Measurement, Chapter 4, 55-80 deMaterials Metrologyand Standards for Structural Performance , Ed; DYSON, B.F., LOVEDAY, M.S. y GEE,M.G., Chapman and Hall, London (1995).

[5] SAWLA, A.,Measurement of Dynamic Forces and Compensations of Errors in FatigueTesting, Proceedings of the 12th. IMEKO World Congress "Measurement andProgress ", Beijing, China. Vol. 2 (1991), 403-408.

[6] ISO 6892 Materiales metlicos. Ensayo de traccin a temperatura ambiente. (MetallicMaterials. Tensile Testing at Ambient Temperature ).

[7] ISO 9513 Materiales metlicos. Calibracin de los extensimetros utilizados en ensayosuniaxiales. (Metallic Materials. Calibration of Extensometers used in Uniaxial Testing ).

[8] ASTM E467-98a, Prctica normalizada para la verificacin de cargas dinmicas deamplitud constante en los desplazamientos del sistema de ensayo de fatiga por cargaaxial. (Standard Practice for Verification of Constant Amplitude Dynamic Forces in an

Axial Fatigue Testing System ).

[9] ASTM E4-03, Prcticas normalizadas para la verificacin de la fuerza de las mquinasde ensayo. ( Standard Practices for Force Verification of Testing Machines ).

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