A calibração de peso padrão determina a massa convencional do peso, com a incerteza associada, por comparação com um peso de referência de classe superior em um comparador de massa ou balança. O resultado é avaliado contra o erro máximo admissível (EMA) da classe do peso, definido na recomendação OIML R 111-1.
Resumo rápido
- As classes da OIML R 111 vão de E1 (a mais exata) a M3: E1, E2, F1, F2, M1, M1-2, M2, M2-3 e M3. As classes M1-2 e M2-3 só existem de 50 kg a 5.000 kg.
- Para 1 kg, o EMA é ±1,6 mg na classe E2, ±5 mg na F1, ±16 mg na F2 e ±50 mg na M1.
- A incerteza expandida da calibração (k = 2) não pode passar de um terço do EMA da classe.
- O peso só atende à classe se o desvio da massa convencional em relação ao nominal não passar do EMA menos a incerteza.
- O método mais usado é a pesagem por substituição em ciclos ABBA, que cancela a deriva do comparador.
O que é um peso padrão?
É uma medida materializada de massa, com forma, material, acabamento e propriedades magnéticas controlados, usada para calibrar ou verificar balanças e outros pesos. Na indústria, os pesos padrão aparecem em três papéis: verificação diária de balanças de processo e de laboratório, calibração de balanças pela equipe interna e referência de laboratórios de calibração de massa.
A referência internacional para pesos é a recomendação OIML R 111-1:2004, da Organização Internacional de Metrologia Legal. Ela define classes, erros máximos admissíveis, requisitos de material, densidade, magnetismo e rugosidade, e os métodos de ensaio.
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O que é massa convencional?
É o valor que a calibração de um peso informa, e não a massa “verdadeira”. Por convenção, massa convencional é a massa de um peso de referência com densidade de 8.000 kg/m³ que equilibra o peso em ar com densidade de 1,2 kg/m³, a 20 °C. A convenção existe porque os pesos são usados no ar, e o empuxo muda o resultado conforme a densidade do material. Para pesos de aço inoxidável usados em condições normais, a diferença entre as duas massas é pequena, mas nas classes E e F ela precisa ser tratada.
Quais são as classes de peso padrão e o EMA de cada uma?
A tabela mostra o erro máximo admissível, em miligramas, para valores nominais comuns. Os números são da tabela 1 da OIML R 111-1:2004.
| Valor nominal | E2 | F1 | F2 | M1 | M2 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 g | 0,03 | 0,10 | 0,3 | 1,0 | 3,0 |
| 10 g | 0,06 | 0,20 | 0,6 | 2,0 | 6,0 |
| 100 g | 0,16 | 0,5 | 1,6 | 5 | 16 |
| 500 g | 0,8 | 2,5 | 8 | 25 | 80 |
| 1 kg | 1,6 | 5 | 16 | 50 | 160 |
| 2 kg | 3 | 10 | 30 | 100 | 300 |
| 5 kg | 8 | 25 | 80 | 250 | 800 |
| 10 kg | 16 | 50 | 160 | 500 | 1.600 |
| 20 kg | 30 | 100 | 300 | 1.000 | 3.000 |
Repare no padrão da tabela: cada classe tem EMA cerca de três vezes maior que a anterior. Não é coincidência. Um peso de uma classe é calibrado com pesos da classe acima, e a regra de um terço da incerteza depende dessa folga.
Qual classe escolher?
A escolha depende da balança que o peso vai calibrar ou verificar. Para balanças regulamentadas, o regulamento técnico metrológico aprovado pela Portaria Inmetro nº 157/2022 (item 2.7.1) estabelece que os pesos padrão usados nos ensaios não podem ter erro maior que um terço do erro máximo admissível da balança para a carga aplicada. A própria OIML R 111 traz a mesma orientação, remetendo à recomendação de balanças (OIML R 76). Para calibração, a lógica é parecida: o peso não pode dominar a incerteza. O guia EURAMET cg-18, referência para calibração de balanças, mostra como essa contribuição entra na conta. Na indústria, balanças de processo e expedição costumam usar pesos M1 ou F2; balanças analíticas de laboratório pedem F1 ou E2.
Como é feita a calibração de peso padrão?
O peso é calibrado individualmente, por comparação com um padrão de massa nominal igual ou combinação de padrões. Não se calibra peso “em vários pontos”: quem é ensaiado em pontos da faixa é a balança. A confusão aparece até em respostas automáticas de busca, e o método correto está no anexo C da OIML R 111-1.
- Inspeção visual. Riscos, amassados, oxidação e sujeira mudam a massa. Peso danificado não deveria seguir para a calibração sem avaliação.
- Limpeza e estabilização térmica. O peso precisa ficar no ambiente do laboratório por tempo suficiente para igualar a temperatura com a do comparador. Nas classes mais exatas, isso leva horas.
- Registro das condições ambientais. Temperatura, umidade e pressão atmosférica, para calcular a densidade do ar e a correção de empuxo quando necessária.
- Pesagem por substituição. No ciclo ABBA, o comparador lê o padrão (A), o peso em calibração (B), o peso em calibração de novo (B) e o padrão (A). A diferença é calculada pela média, o que cancela a deriva linear do comparador. Repete-se o ciclo algumas vezes.
- Cálculo da massa convencional. Massa do padrão mais a média das diferenças, com as correções aplicáveis.
- Cálculo da incerteza. Padrão, repetibilidade das diferenças, resolução do comparador, empuxo e, nas classes mais exatas, magnetismo e excentricidade.
- Avaliação contra a classe. Compara-se o desvio em relação ao nominal com o EMA, descontada a incerteza.
Exemplo: peso de 1 kg da classe F1
Situação de exemplo, com números ilustrativos. Um peso de 1 kg da classe F1 (EMA de ±5 mg) é calibrado contra um padrão de 1 kg da classe E2. O certificado do padrão informa massa convencional de 1 kg + 0,30 mg, com U = 0,50 mg (k = 2). O comparador tem resolução de 0,1 mg. Três ciclos ABBA deram as seguintes diferenças entre o peso em calibração e o padrão: +1,2 mg, +1,4 mg e +1,1 mg.
Resultado. A média das diferenças é +1,23 mg. A massa convencional do peso é 1 kg + 0,30 mg + 1,23 mg = 1 kg + 1,53 mg.
| Fonte | Avaliação | u (mg) | Peso na variância |
|---|---|---|---|
| Padrão E2 | 0,50 / 2 | 0,250 | 84 % |
| Repetibilidade (3 ciclos, s = 0,153 mg) | 0,153 / √3 | 0,088 | 10 % |
| Empuxo do ar (estimativa) | tipo B | 0,050 | 3 % |
| Resolução do comparador | 0,1 / √12 × √2 | 0,041 | 2 % |
| Incerteza combinada | 0,273 | 100 % |
Os graus de liberdade efetivos ficam perto de 180, o que leva a k ≈ 2,02 e U ≈ 0,55 mg. A resolução entra multiplicada por √2 porque cada diferença usa duas leituras do comparador.
Avaliação. Duas condições da OIML R 111 precisam ser atendidas:
- Incerteza até um terço do EMA: 0,55 mg ≤ 5/3 = 1,67 mg. Atende.
- Desvio dentro do EMA menos a incerteza: 1,53 mg ≤ 5 − 0,55 = 4,45 mg. Atende.
O peso continua na classe F1 e usa cerca de 42 % do EMA, somando desvio e incerteza (2,08 de 5 mg). Se nas próximas calibrações o desvio crescer de forma consistente, o histórico mostra a deriva antes que o peso saia da classe.
Com que frequência calibrar pesos padrão?
A OIML R 111 não fixa um intervalo. A periodicidade depende da classe, do uso e do histórico. Pesos de laboratório guardados em estojo e usados com luva derivam pouco. Pesos de verificação de balança de expedição, manuseados no chão de fábrica, derivam mais e se danificam com facilidade. Muitas empresas começam com 12 meses para pesos de trabalho e ajustam com o histórico, como descrito em periodicidade de calibração. Uma verificação intermediária, comparando o peso de trabalho com outro peso da casa, ajuda a segurar o intervalo.
Erros comuns com pesos padrão
- Usar peso com classe incompatível com a balança. Peso M1 para verificar balança analítica de 0,1 mg não diz nada sobre ela.
- Ignorar o desvio do certificado. Em verificações finas, use a massa convencional do certificado, e não o nominal.
- Manusear com a mão. Gordura e umidade da pele alteram pesos pequenos e das classes E e F.
- Manter pesos de trabalho sem rastreabilidade externa. A cadeia precisa chegar a um laboratório acreditado ou ao Inmetro, como explica rastreabilidade metrológica.
- Não registrar danos. Peso que caiu no chão precisa de avaliação antes de voltar ao uso.
Como o Sismetro ajuda
No Sismetro, cada peso é um patrimônio marcado como padrão de calibração, com canais de massa, faixa, tolerância, validade em meses e o certificado mais recente visível no cadastro. Ao receber o certificado do laboratório, você digita os resultados por canal, anexa o PDF e aprova com login e senha. A SS de recalibração abre sozinha com a antecedência que você definir, e quando o peso é usado para emitir certificados de balanças, a incerteza dele entra no cálculo como incerteza herdada do padrão. O módulo de calibração e metrologia tem plano grátis para indústria e laboratório.
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Para organizar os seus pesos esta semana
Faça uma lista de todos os pesos da planta com valor nominal, classe, número de identificação, data do último certificado e balanças em que são usados. Confira, para cada um, se a classe é compatível com a balança e se o certificado está válido. Pesos sem identificação ou sem classe conhecida devem sair de uso até serem calibrados. Na sequência, veja como os pesos entram na calibração de balança e como controlar a validade em gestão de padrões de calibração. O verbete padrão de calibração resume o conceito.
Para ver onde os pesos entram no programa de metrologia da planta, consulte o guia geral de calibração.
Peso padrão de referência deve ir para laboratório acreditado; veja como consultar a RBC.
Perguntas frequentes
Como é feita a calibração de peso padrão?
Por comparação com um peso de referência de classe superior, em comparador de massa ou balança, normalmente em ciclos ABBA. O laboratório calcula a massa convencional, a incerteza e avalia se o desvio cabe no erro máximo admissível da classe da OIML R 111.
Qual o erro máximo admissível de um peso de 1 kg?
Pela OIML R 111-1, é ±1,6 mg na classe E2, ±5 mg na F1, ±16 mg na F2, ±50 mg na M1 e ±160 mg na M2.
Qual a diferença entre as classes F1 e M1?
A classe F1 tem erro máximo admissível dez vezes menor do que a M1. Para 1 kg, são ±5 mg contra ±50 mg. Pesos F1 servem para balanças de laboratório; M1 é comum em balanças industriais e comerciais.
Qual a regra de incerteza na calibração de pesos?
A incerteza expandida da massa convencional, com k = 2, deve ser no máximo um terço do erro máximo admissível da classe. Além disso, o desvio em relação ao nominal não pode passar do EMA menos essa incerteza.
Peso padrão precisa ser calibrado em laboratório RBC?
A exigência vem do seu sistema de gestão ou do cliente. Para garantir rastreabilidade sem discussão, o caminho mais usado é a calibração em laboratório acreditado pela Cgcre para massa, na faixa e na classe do peso. A consulta ao escopo do laboratório é pública.