Mass comparators

Een mass comparator of een mass comparator balans is een gravimetrisch meetinstrument met een hoge resolutie en een uitzonderlijke reproduceerbaarheid, waardoor het kleinste massaverschil nauwkeurig vastgesteld kan worden. 'Window range' mass comparators kunnen wegen met een hoge resolutie in een bepaald bereik rond een gedefinieerde gewichtswaarde en worden alleen gebruikt voor massakalibratie en massabepaling voor massa's binnen dit bereik. 'Full range' mass comparators zijn echter uitermate veelzijdig en kunnen niet alleen voor gewichtsbepaling, maar ook voor algemene weegtoepassingen worden gebruikt. En dan vooral bij kleine monsters en grote tarragewichten of wanneer grote en kleine monsterhoeveelheden in één weegproces gecombineerd moeten worden. Uw lokale product specialist van METTLER TOLEDO kan u van een gratis GWP^® Recommendation voorzien, zodat u de beste mass comparator voor uw individuele behoeften kunt identificeren.

Tijdens een standaard weegproces wordt de balans gekalibreerd en wordt de gewichtswaarde van een voorwerp op de balans vanaf nul gram gemeten. Dit proces heet 'absoluut wegen'. Massavergelijking wordt gebruikt voor gewichtskalibratie en is een specifiek soort differentieel wegen waarbij het referentiepunt niet de gekalibreerde balans is, maar het referentiegewicht waarmee het kalibratiegewicht wordt vergeleken. Vandaar dat dit soort balans een mass comparator wordt genoemd. Wanneer een gewicht wordt gekalibreerd, moet het referentiegewicht waarmee het wordt vergeleken minstens één nauwkeurigheidsklasse hoger zijn dan het te kalibreren gewicht. Het referentiegewicht moet echter ook op basis van een ander gewicht met een nog hogere nauwkeurigheidsklasse worden gekalibreerd. Deze serie vergelijkingen levert de metrologische traceerbaarheid op basis van de definitie van de kilogram conform de constante van Planck.

De voornaamste toepassing voor mass comparators is massakalibratie. Bij lagere gewichtsklassen, met name M1 tot M3, F1 en F2, leveren handmatige mass comparators resultaten die nauwkeurig genoeg zijn. Bij E1- of E2-gewichten worden robotgestuurde of geautomatiseerde mass comparators aanbevolen, aangezien de meetonzekerheid dan veel kleiner is. Dit komt voornamelijk door de afwezigheid van menselijke invloeden. In nationale metrologische instituten (NMI's) die voortdurend streven naar metingen met de kleinste meetonzekerheid, worden vacuüm- of constante-druk mass comparators gebruikt, aangezien deze instrumenten metingen onder constante omgevingsvoorwaarden mogelijk maken. Invloeden zoals geografische hoogte, opwaartse kracht van de lucht en weersomstandigheden kunnen geëlimineerd worden. Nationale metrologische instituten en metrologische onderzoekscentra gebruiken mass comparators voor wetenschappelijk onderzoek en de meting van zeer kleine massa- of krachtverschillen.

Niet alleen worden mass comparators voor metrologische toepassingen gebruikt, maar ook in industrieën waarin een standaard balans niet aan de nauwkeurigheidsvereisten van de klant of toepassing voldoet. Voor deze toepassingen worden mass comparator balansen met een groter prestatievermogen genoemd. Enkele typische industriële toepassingen zijn:

• Receptuur: wanneer de tolerantieniveaus laag zijn en wegingen het veilige weegbereik van een standaard balans kunnen overschrijden
• Differentiële wegingen: wanneer het massaverschil erg klein is en een standaard balans geen betrouwbare resultaten kan leveren (de meetonzekerheid is te groot vergeleken met het te meten massaverschil).
• Gasflessen vullen: zware gasflessen worden met een relatief kleine gasmassa gevuld.
• Wrijving: voor het testen van smeermiddelen wordt de slijtage van tandwielen geanalyseerd nadat de motor een bepaalde tijd heeft gedraaid.
• Krachtmetingen: als een toegepaste kracht door de weegcel wordt gecompenseerd.

Een mass comparator en een balans hebben hetzelfde ontwerp en functioneren op basis van dezelfde principes. Het verschil tussen een mass comparator en een balans zijn de prestaties, met name de afleesbaarheid en de reproduceerbaarheid.

Deze tabel illustreert het verschil in afleesbaarheid en reproduceerbaarheid bij een capaciteit van 1 kg.

Standaard laboratoriumbalansen worden gespecificeerd door de voornaamste prestatiekenmerken: reproduceerbaarheid (RP), excentriciteit (EC), niet-lineariteit (NL) en gevoeligheid (SE). Als een gewichtskalibratie echter door middel van een differentiële weging wordt uitgevoerd, worden mass comparators extra gespecificeerd met een differentiële weegreproduceerbaarheid ABA (RP ABA).

Volgens de regels hoeft een mass comparator die alleen voor gewichtskalibratie wordt gebruikt, niet gekalibreerd te worden. Dit omdat het kalibratiegewicht met een referentiegewicht wordt vergeleken. Het referentiegewicht wordt gekalibreerd en dit garandeert de traceerbaarheid naar de BIPM en de definitie van de kilogram. Ter bescherming van uw investering en als garantie van uitstekende meetprestaties raadt METTLER TOLEDO echter aan om regelmatig preventief onderhoud uit te voeren.

Als mass comparators voor andere toepassingen worden gebruikt, is het van cruciaal belang om dezelfde kwaliteitsnormen op uw XPR-C mass comparator balans toe te passen als op elke andere analytische of precisiebalans.

A dedicated mass calibration software helps to reduce errors in the mass lab due to the guided workflow and timing options. All results and measurements are automatically transferred from the mass comparator to the software, ensuring full traceability.  In addition, the customer-, weight- and document management possibilities reduce time spent on data management and increase the throughput of the calibration laboratory. Mettler Toledo offers all the mentioned benefits with its weight calibration software MC Link 2. 

Calibrating weights with a robotic mass comparator offers a range of significant benefits that enhance both efficiency and accuracy in laboratory settings.

Firstly, the system boosts efficiency and productivity by enabling uninterrupted calibration, allowing multiple weight sets to be processed continuously without the need for human interaction. This capability is further enhanced by the option for overnight processing, which maximizes lab productivity by utilizing non-working hours. Additionally, the robotic system ensures error-free measurements, as all weights are verified for their nominal values before any actual measurements take place, creating a streamlined and reliable process. Real-time updates via automated notifications, delivered through email or SMS, keep users informed about the status of calibration tasks.

In terms of accuracy, the integration of high-accuracy mass comparators with exceptional repeatability allows the calibration of the highest accuracy classes. The robotic system minimizes human influence, thereby reducing common errors associated with imprecise weight placement, inconsistent stabilization times, and the impact of body heat. Moreover, it offers the option for acclimatization delays, giving weights time to adjust before measurements are taken. Conducting measurements overnight also helps to mitigate the effects of short-term pressure changes and vibrations, providing a more stable environment for calibration.

The robotic mass comparator significantly reduces errors, as it automatically manages weighing results and environmental data, thus eliminating transcription mistakes. The software support available for importing complete measurement settings further diminishes the likelihood of errors occurring. Additionally, the risk of misplacing or losing weights—particularly smaller ones like wire and sheet weights—is substantially lowered.

When it comes to disseminating weights, the automated system provides seamless and efficient dissemination of weight sets, from 1 kg down to the smallest weights, ensuring complete traceability to the reference standard. In contrast, manual dissemination can be a time-consuming process involving numerous measurement groups, whereas automation streamlines this effort significantly.

Furthermore, the protection of valuable reference weights is enhanced through reduced abrasion during handling by the robotic system. This careful handling helps maintain their tolerance over a longer period, leading to extended calibration intervals and less downtime.

Finally, cost optimization is a key advantage, as the automation of the calibration process minimizes the risks associated with losing or mixing up weights, particularly smaller ones. This efficiency allows employees to concentrate on other valuable tasks while the robotic system manages calibration jobs automatically, resulting in optimized overall labor costs.

In summary, the use of a robotic mass comparator for calibrating weights not only increases efficiency and accuracy but also enhances the overall productivity and safety of laboratory operations.

Milieumonitoring is cruciaal bij massakalibratie, omdat het ervoor zorgt dat factoren zoals temperatuur, vochtigheid en atmosferische druk worden gecontroleerd en gedocumenteerd. Variaties in deze omstandigheden kunnen van invloed zijn op de nauwkeurigheid en onzekerheid van kalibratieresultaten. Door deze omgevingsparameters continu te monitoren, kunnen organisaties de precisie van hun kalibratieactiviteiten verbeteren.

De tabellen in onze datasheets en brochures voor gewichtskalibratie zijn specifiek van toepassing wanneer het kalibratielaboratorium zich onder de vierhonderd meter boven zeeniveau bevindt. Als het kalibratielaboratorium zich boven die drempel bevindt, kan de onzekerheid van de meting toenemen door de grotere bijdrage van de onzekerheid van het luchtdrijfvermogen (dichtheid van het gewicht). Neem contact op met de verkoopvertegenwoordigers van METTLER TOLEDO als u extra advies nodig hebt.