Comparateurs de masse

Un comparateur de masse, ou une balance de comparateur de masse, est un instrument de mesure gravimétrique offrant une résolution élevée et une répétabilité exceptionnelle, permettant de déterminer avec précision la plus petite différence de masse. Les comparateurs de masse à fenêtre offrent une résolution élevée dans une « fenêtre » autour d'une valeur de poids définie et sont utilisés uniquement pour l'étalonnage et la détermination de la masse à l'intérieur de cette fenêtre. Cependant, les comparateurs de masse à plage complète sont très polyvalents et peuvent être utilisés non seulement pour la détermination de la masse, mais aussi pour des applications de pesage générales, notamment lorsqu'il y a de petits échantillons et de grandes charges de tare ou lorsque des échantillons de grande et de petite qualité doivent être combinés dans un seul processus de pesage. Votre représentant METTLER TOLEDO local peut vous fournir un service GWP^® Recommendation gratuit pour identifier le comparateur de masse le mieux adapté à vos besoins individuels.

Dans un processus de pesage normal, la balance est étalonnée et le résultat du poids de tout article placé sur la balance est mesuré à partir de zéro gramme. Ce processus est appelé « pesage absolu ». La comparaison de masse, qui est utilisée pour l'étalonnage des poids, est un type spécifique de pesage différentiel dans lequel le point de référence n'est pas la balance étalonnée mais le poids de référence auquel le poids étalon est comparé. C'est la raison pour laquelle ces types de balances sont appelés comparateurs de masse. Lors de l'étalonnage d'un poids étalon, le poids de référence auquel il est comparé doit être supérieur d'au moins une classe de précision au poids étalon. Cependant, le poids de référence doit également être étalonné par rapport à un autre poids d'une classe de précision encore plus élevée. Cette chaîne de comparaisons assure la traçabilité métrologique de la définition du kilogramme basée sur la constante de Planck.

La principale application pour laquelle les comparateurs de masse sont utilisés est l'étalonnage de masse. Pour les poids de classe inférieure, en particulier les classes M1 à M3, F1 et F2, les comparateurs de masse manuels fournissent des résultats d'une précision suffisante. Pour les poids de classe E1 ou E2, les comparateurs de masse robotisés ou automatisés sont recommandés car l'incertitude de mesure est nettement plus faible. Ceci est principalement dû à l'absence d'influence de l'opérateur. Dans les instituts nationaux de métrologie (INM), qui s'efforcent en permanence d'effectuer des mesures avec la plus petite incertitude possible, les comparateurs de masse sous vide ou à pression constante sont utilisés car ils permettent d'effectuer des mesures dans des conditions constantes. Les influences telles que l'altitude géographique, la poussée de l'air et les conditions météorologiques peuvent être éliminées. Les instituts nationaux de métrologie et les centres de recherche en métrologie utilisent les comparateurs de masse pour la recherche scientifique afin de mesurer de très petits changements de masse ou de force.

Outre les applications métrologiques, les comparateurs de masse peuvent être utilisés dans toute industrie où les performances d'une balance ordinaire ne répondent pas aux exigences de précision du client ou de l'application. Pour ces applications, les comparateurs de masse sont considérés comme des balances à haute performance. Voici quelques applications industrielles typiques :

• Formulation : lorsque les niveaux de tolérance sont faibles et que le pesage dépasserait la plage de pesage sûre d'une balance standard.
• Pesage différentiel : lorsque la différence de masse est très faible et qu'une balance ordinaire ne peut pas fournir de résultats fiables (le niveau d'incertitude est trop élevé par rapport à la différence de masse mesurée).
• Remplissage de gaz : de lourdes bouteilles de gaz sont remplies d'une masse de gaz relativement faible.
• Érosion : pour tester les lubrifiants, l'abrasion des engrenages est analysée après avoir fait tourner le moteur pendant une période donnée.
• Mesures de force : lorsqu'une force appliquée est compensée par la cellule de pesée.

Un comparateur de masse et une balance présentent la même conception et fonctionnent selon les mêmes principes. La différence entre un comparateur de masse et une balance réside dans les performances, en particulier la lisibilité et la répétabilité.

Pour une capacité de 1 kg, ce tableau illustre les différences de lisibilité et de répétabilité :

Les spécifications des balances de laboratoire ordinaires correspondent aux principales propriétés de performance : répétabilité (RP), excentricité (EC), non-linéarité (NL) et sensibilité (SE). Cependant, comme l'étalonnage de poids est effectué par pesage différentiel, les comparateurs de masse ont comme spécification supplémentaire la répétabilité ABA du pesage différentiel (RP ABA).

Selon la réglementation, un comparateur de masse utilisé uniquement pour l'étalonnage de poids n'a pas besoin d'être étalonné. En effet, le poids étalon est comparé à un poids de référence ; le poids de référence est étalonné et assure la traçabilité pour le BIPM, ainsi que la définition du kilogramme. Cependant, pour protéger votre investissement et garantir en permanence des performances de mesure élevées, METTLER TOLEDO recommande d'effectuer une maintenance préventive de routine.

Lorsque les comparateurs de masse sont utilisés dans d'autres applications, il est crucial d'appliquer les mêmes normes de qualité à votre balance de comparateur de masse XPR-C qu'à toute autre balance d'analyse ou de précision.

Un logiciel d'étalonnage de masse dédié permet de réduire les erreurs dans le laboratoire de masse grâce à un flux de travail guidé et à des options de synchronisation. Tous les résultats et mesures sont automatiquement transférés du comparateur de masse au logiciel, ce qui garantit une traçabilité totale.  En outre, les possibilités de gestion des clients, des poids et des documents réduisent le temps consacré à la gestion des données et augmentent le rendement du laboratoire d'étalonnage. Mettler Toledo offre tous les avantages mentionnés avec son logiciel d'étalonnage de poids MC Link 2.

Tout d'abord, le système stimule l'efficacité et la productivité en permettant un étalonnage ininterrompu, ce qui permet de traiter plusieurs jeux de poids en continu sans nécessiter d'interaction humaine. Cette capacité est encore renforcée par l'option de traitement de nuit, qui maximise la productivité du laboratoire en utilisant les heures non travaillées. En outre, le système robotisé garantit des mesures sans erreur, car tous les poids sont vérifiés pour leurs valeurs nominales avant toute mesure réelle, ce qui crée un processus rationalisé et fiable. Des mises à jour en temps réel par le biais de notifications automatisées, envoyées par courrier électronique ou par SMS, permettent aux utilisateurs d'être informés de l'état d'avancement des tâches d'étalonnage.

En termes de précision, l'intégration de comparateurs de masse de haute précision avec une répétabilité exceptionnelle permet l'étalonnage des classes de précision les plus élevées. Le système robotisé minimise l'influence humaine, réduisant ainsi les erreurs courantes associées à un placement imprécis des poids, à des temps de stabilisation incohérents et à l'impact de la chaleur corporelle. De plus, il offre la possibilité d'un délai d'acclimatation, ce qui donne aux poids le temps de s'ajuster avant que les mesures ne soient prises. Effectuer des mesures pendant la nuit permet également d'atténuer les effets des changements de pression et des vibrations à court terme, offrant ainsi un environnement plus stable pour l'étalonnage.

Le comparateur de masse robotisé réduit considérablement les erreurs, car il gère automatiquement les résultats de pesage et les données environnementales, éliminant ainsi les erreurs de transcription. L'assistance logicielle disponible pour l'importation de paramètres de mesure complets diminue encore la probabilité d'erreurs. En outre, le risque d'égarer ou de perdre des poids - en particulier les plus petits, comme les poids en fil de fer et en feuille - est considérablement réduit.

En ce qui concerne la diffusion des poids, le système automatisé permet une diffusion transparente et efficace des jeux de poids, de 1 kg jusqu'aux plus petits poids, garantissant une traçabilité complète à l'étalon de référence. En revanche, la diffusion manuelle peut être un processus fastidieux impliquant de nombreux groupes de mesure, alors que l'automatisation rationalise considérablement cet effort.

En outre, la protection des précieux poids de référence est renforcée par la réduction de l'abrasion lors de leur manipulation par le système robotisé. Cette manipulation soigneuse contribue à maintenir leur tolérance sur une plus longue période, ce qui permet de prolonger les intervalles d'étalonnage et de réduire les temps d'arrêt.

Enfin, l'optimisation des coûts est un avantage clé, car l'automatisation du processus d'étalonnage minimise les risques associés à la perte ou au mélange des poids, en particulier des plus petits. Cette efficacité permet aux employés de se concentrer sur d'autres tâches importantes pendant que le système robotisé gère automatiquement les tâches d'étalonnage, ce qui permet d'optimiser les coûts globaux de la main-d'œuvre.

En résumé, l'utilisation d'un comparateur de masse robotisé pour l'étalonnage des poids permet non seulement d'accroître l'efficacité et la précision, mais aussi d'améliorer la productivité globale et la sécurité des opérations de laboratoire.

La surveillance de l’environnement est cruciale dans l’étalonnage de masse, car elle permet de s’assurer que des facteurs tels que la température, l’humidité et la pression atmosphérique sont contrôlés et documentés. Les variations de ces conditions peuvent affecter la précision et l’incertitude des résultats d’étalonnage. En surveillant en permanence ces paramètres environnementaux, les organisations peuvent améliorer la précision de leurs activités d’étalonnage.

Les tableaux de nos fiches techniques et brochures pour l’étalonnage des poids s’appliquent spécifiquement lorsque le laboratoire d’étalonnage se trouve en dessous de quatre cents mètres au-dessus du niveau de la mer. Si le laboratoire d’étalonnage est situé au-dessus de ce seuil, l’incertitude de la mesure peut augmenter en raison de la plus grande contribution de l’incertitude de flottabilité de l’air (densité du poids). Consultez les représentants commerciaux de METTLER TOLEDO si vous avez besoin de conseils supplémentaires.