Comparadores de Massa

A massa é uma quantidade física que é a medição da quantia de material no qual um objeto consiste. A massa de um objeto é a mesma, independentemente de onde a medição é feita. O peso descreve a “carga” de um objeto e é dependente da força gravitacional exercida sobre ele. Como a força gravitacional varia entre locais diferentes no mundo e também por altitude no mesmo lugar, as balanças devem ser ajustadas no ponto de uso. Peso = massa x gravidade. Como exemplo, um objeto pesado na lua registrará somente um sexto de seu peso na terra. Entretanto, a massa do objeto é constante.

Um comparador de massa, ou uma balança comparadora de massa, é um instrumento de medição gravimétrico com alta resolução e repetibilidade excepcional, permitindo que a menor diferença em massa seja determinada com precisão. Os comparadores de massa de intervalo de janela oferecem pesagem de alta resolução em uma “janela” em torno de um valor de peso definido, e são usados simplesmente para a calibração e a determinação de massas dentro dessa janela. Entretanto, os comparadores de massa de intervalo integral são altamente versáteis e podem ser usados não só para a determinação de peso, como também para aplicações de pesagem gerais, especialmente aquelas nas quais há pequenas amostras e grandes cargas de tara, ou quando qualidades de amostra grandes e pequenas precisam ser combinadas em um processo de pesagem. Seu representante local da METTLER TOLEDO pode oferecer uma Recomendação GWP^® gratuita para identificar qual comparador de massa é ideal para as suas necessidades individuais.

Em um processo de pesagem regular, a balança é calibrada e o resultado do peso de qualquer item colocado na balança é medido a partir de zero g. Esse processo é chamado de “pesagem absoluta”. A comparação de massa, que é usada para a calibração de peso, é um tipo específico de pesagem diferencial no qual o ponto de referência não é a balança calibrada, mas o peso de referência em relação ao qual o peso padrão é comparado. Por isso que esse tipo de balança é conhecido como um comparador de massa. Ao calibrar um peso padrão, o peso de referência ao qual ele é comparado deve ser pelo menos uma classe de precisão superior ao peso padrão. Entretanto, o peso de referência também deve ser calibrado com relação a outro peso em uma classe de precisão ainda maior. Essa cadeia de comparações fornece rastreabilidade metrológica de acordo com a definição de quilograma baseada na constante de Planck.

A principal aplicação dos comparadores de massa é a calibração de massa. Para pesos de classe inferior, em especial as classes M1 a M3, F1 e F2, os comparadores de massa manuais fornecem resultados de precisão suficiente. Para pesos de classe E1 ou E2, os comparadores de massa robóticos ou automatizados são recomendados, pois a incerteza de medição é significativamente inferior. Isso se deve principalmente à falta da influência do operador. Nos Institutos Nacionais de Metrologia (NMIs), que continuamente tentam obter medições com a menor incerteza, são usados os comparadores de massa de pressão ou vácuo constante, pois eles permitem que as medições sejam realizadas sob condições constantes. Influências como altitude geográfica, empuxo de ar e condições de peso podem ser eliminadas. Os Institutos Nacionais de Metrologia e os centros de pesquisa de metrologia usam comparadores de massa na pesquisa científica para medir mudanças muito pequenas em massa ou força.

Além de aplicações metrológicas, os comparadores de massa podem ser usados em qualquer indústria em que o desempenho de uma balança regular não atenda aos requisitos de precisão do cliente ou da aplicação. Para essas aplicações, os comparadores de massa são designados como balanças de desempenho superior. A seguir, veja algumas aplicações industriais típicas:

• Formulação: quando os níveis de tolerância são baixos e a pesagem violaria o intervalo de pesagem seguro de uma balança padrão.
• Pesagem Diferencial: quando a diferença em massa é muito pequena e uma balança regular não pode fornecer resultados confiáveis (o nível de incerteza é muito alto comparado à diferença da massa sendo medida).
• Envase de Gás: cilindros de gás pesado são envasados com uma massa de gás relativamente pequena.
• Raspagem: para testar lubrificantes, as engrenagens são analisadas quanto a abrasão após o uso do motor por um determinado período.
• Medições de Força: quando uma força aplicada é compensada pela célula de pesagem.

Um comparador de massa e uma balança têm o mesmo design e funcionam de acordo com os mesmos princípios. A diferença entre um comparador de massa e uma balança é o desempenho, em especial, a resolução e a repetibilidade.

Para a capacidade de 1 kg, esta tabela ilustra as diferenças de resolução e repetibilidade:

As balanças de laboratório regulares são especificadas pelas propriedades principais de desempenho: repetibilidade (RP), excentricidade (EC), não linearidade (NL) e sensibilidade (SE). Entretanto, como a calibração de peso é realizada por pesagem diferencial, os comparadores de massa são especificados adicionalmente com ABA de repetibilidade de pesagem diferencial (RP ABA).

De acordo com os regulamentos, um comparador de massa usado unicamente para calibração de peso não precisa ser calibrado. Isso é porque o peso de teste é comparado a um peso de referência; o peso de referência é calibrado e garante a rastreabilidade de acordo com o BIPM e a definição do quilograma. Entretanto, para proteger seu investimento e garantir um alto desempenho de medição contínuo, a METTLER TOLEDO recomenda a execução de manutenção preventiva rotineiramente.

Quando os comparadores de massa são usados em outras aplicações, é crucial aplicar à sua balança comparadora de massa XPR-C os mesmos padrões de qualidade de qualquer outra balança analítica ou de precisão.