Comparatori di massa

Un comparatore di massa è uno strumento per misure gravimetriche con un'alta risoluzione e una ripetibilità eccezionale, che consente di determinare accuratamente anche la minima differenza nella massa. I comparatori di massa a finestra offrono una risoluzione elevata all'interno di una "finestra" attorno a un valore di peso definito e vengono utilizzati per la taratura e la determinazione delle masse in questo intervallo. I comparatori di massa a range completo, invece, sono molto versatili e possono essere utilizzati sia per la determinazione del peso che per applicazioni di pesatura generali, in particolare quelle che prevedono campioni piccoli e contenitori di tara grandi, oppure quando è necessario combinare quantità grandi e piccole di campioni in un unico processo di pesatura. L'esperto METTLER TOLEDO locale può offrirvi il servizio GWP^® Recommendation gratuito per identificare il comparatore di massa più adatto alle vostre esigenze individuali.

In un regolare processo di pesatura, la bilancia viene tarata e il risultato del peso di qualsiasi oggetto posto su di essa viene misurato a partire da zero grammi. Questo processo viene chiamato "pesatura assoluta". Il confronto di peso, che viene impiegato per la taratura dei pesi, è una specifica tipologia di pesatura differenziale in cui il punto di riferimento non è la bilancia tarata, ma il peso di riferimento con cui il peso di prova viene confrontato. Ecco perché questo tipo di bilancia viene chiamato comparatore di massa. Nel caso della taratura di un peso di prova, il peso di riferimento impiegato per il confronto deve appartenere almeno a una classe di accuratezza superiore. Tuttavia, anche il peso di riferimento deve essere tarato con un altro peso appartenente a una classe di accuratezza ancora superiore. Questa catena di confronti fornisce la tracciabilità metrologica per la definizione del chilogrammo secondo la costante di Planck.

L'applicazione principale in cui vengono utilizzati i comparatori di massa è la taratura delle masse. Per i pesi di classe inferiore (in particolare quelli delle classi da M1 a M3, F1 e F2), i comparatori di massa manuali forniscono risultati sufficientemente accurati. Per i pesi di classe E1 o E2, si consigliano i comparatori di massa robotici o automatici, dato che l'incertezza di misura è notevolmente inferiore. Ciò è dovuto principalmente all'assenza di influenza dell'operatore. Gli istituti di metrologia nazionali (NMI), che puntano a ottenere misure con il minor livello di incertezza possibile, utilizzano comparatori di massa con camera del vuoto o a pressione costante, che consentono di effettuare misure a condizioni stabili. È così possibile eliminare influenze come l'altitudine, la spinta statica dell'aria e le condizioni atmosferiche. Gli istituti di metrologia nazionali e i centri di ricerca metrologica utilizzano i comparatori di massa per studi scientifici che richiedono la misura di variazioni minime nella massa o nella forza.

Oltre all'ambito della metrologia, i comparatori di massa possono essere utilizzati in qualsiasi settore in cui le prestazioni di una normale bilancia non soddisfano i requisiti di accuratezza del cliente o dell'applicazione. Nell'ambito di queste applicazioni, i comparatori di massa vengono considerati come bilance con prestazioni superiori. Alcune applicazioni industriali tipiche sono:

• Formulazione: quando i livelli di tolleranza sono bassi e la pesatura non rientrerebbe nell'intervallo di sicurezza di una bilancia standard.
• Pesatura differenziale: quando la differenza di massa è molto piccola e una regolare bilancia non è in grado di fornire risultati affidabili (il livello di incertezza è troppo elevato rispetto alla differenza di massa da misurare).
• Riempimento con gas: pesanti bombole vengono riempite con una massa relativamente piccola di gas.
• Abrasione: per testare i lubrificanti, gli ingranaggi vengono esaminati allo scopo di rilevare eventuali tracce di abrasione dopo aver lasciato il motore in funzione per un determinato periodo di tempo.
• Misure della forza: quando una forza applicata viene compensata dalla cella di pesatura.

Un comparatore di massa e una bilancia hanno lo stesso design e funzionano secondo gli stessi principi. La differenza tra un comparatore di massa e una bilancia risiede nelle prestazioni, in particolare in termini di risoluzione e ripetibilità.

Per una portata di 1 kg, la seguente tabella illustra le differenze di risoluzione e ripetibilità:

Le regolari bilance da laboratorio vengono specificate in base alle loro proprietà principali: ripetibilità (RP), eccentricità (EC), non linearità (NL) e sensibilità (SE). Tuttavia, dato che la taratura dei pesi viene eseguita tramite pesatura differenziale, i comparatori di massa dispongono dell'ulteriore specifica relativa alla ripetibilità della pesatura differenziale ABA (RP ABA).

Secondo le normative, un comparatore di massa esclusivamente impiegato per la taratura dei pesi non ha bisogno di essere tarato. Questo perché il peso di prova viene confrontato con un peso di riferimento, che viene tarato e garantisce la tracciabilità rispetto al BIPM e alla definizione del chilogrammo. Tuttavia, per proteggere il vostro investimento e assicurare prestazioni di misura sempre elevate, METTLER TOLEDO consiglia di effettuare regolarmente la manutenzione preventiva.

Quando i comparatori di massa vengono utilizzati in altre applicazioni, è fondamentale applicare al comparatore di massa XPR-C gli stessi standard di qualità associati a qualsiasi altra bilancia analitica o di precisione.

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.

Il monitoraggio ambientale è fondamentale nella taratura della massa in quanto garantisce che fattori quali temperatura, umidità e pressione atmosferica siano controllati e documentati. Le variazioni di queste condizioni possono influire sull'accuratezza e sull'incertezza dei risultati di taratura. Monitorando continuamente questi parametri ambientali, le organizzazioni possono migliorare la precisione delle loro attività di taratura.

Le tabelle nelle nostre schede tecniche e brochure per la taratura dei pesi si applicano specificamente quando il laboratorio di taratura si trova al di sotto dei quattrocento metri sul livello del mare. Se il laboratorio di taratura si trova al di sopra di tale soglia, l'incertezza della misura può aumentare a causa del maggiore contributo dell'incertezza di galleggiamento dell'aria (densità del peso). Consultate i rappresentanti di vendita METTLER TOLEDO se avete bisogno di ulteriori indicazioni.