分析天秤(天びん)は、小さなサンプルの質量を高精度に測定するための高精度分析機器です。科学研究、分析化学、品質管理の現場で一般的に使用され、重量のわずかな変動が重大な影響を及ぼすことがあります。メトラー・トレドの分析天秤(天びん)は、22~520gの容量と0.001~1mgの読み取り精度を持ち、密度測定、サンプル調製、差分計量、配合、ピペットの校正などの繊細な用途に最適です。
メトラー・トレドの計量セルは、正確で信頼性の高い結果を提供するために専門的に設計され、精密に設計されています。
金属ケーシング、過負荷保護、高品質の素材により、分析天びんは長年にわたって信頼できる性能を発揮します。
分析天びんは、半分析天びんとも呼ばれ、高精度で質量を測定する研究室用分析機器の一種であり、通常、0.1mg(小数点以下4桁)以下の可読性を持ちます。分析天びんは、高感度の計量セルを備えているため、不安定で不正確な結果の原因となる空気の動きからサンプルと容器を保護するために、天びん風防を備えています。メトラー・トレドの分析天びんは、22 g~520 gの計量容量と、0.001 mg~1 mgの可読性を提供します。
最新の分析天びんには、内部テストや調整、直感的なタッチスクリーン操作、品質保証、電動ドアなど、精度の維持や計量エルゴノミクスの向上に役立つさまざまな機能や特徴が装備されていることが多くあります。メトラー・トレドの分析天びんは、EasyDirectやLabX™などの専用データ管理ソフトウェアとの接続も可能です。メトラー・トレドのXPR分析天びんは、StaticDetect™も搭載しており、サンプルや容器の静電気による計量誤差を自動で評価し、誤差が事前に設定した限界値を超えた場合に警告を表示します。XPR分析天びんは、自動粉体・液体分注用に簡単にアップグレードすることもできます。分析天びんには、USB、RS232、LANなどの接続オプションがあり、結果のデジタル転送を可能にし、さまざまな周辺機器、アクセサリー、データシステムへの接続を容易にします。
メトラー・トレドの分析天びんの計量原理は、電磁力補正に基づいています。計量天びんハウジング内の計量セルは、計量皿に置かれた対象物に反作用の電磁力を発生させます。分析天びんは、この補正電磁力の大きさを対象物の重量として解釈します。その結果は、適切な単位(グラム、ミリグラム、マイクログラムなど)で天びん端子に表示されます。
ラボ用分析天びん(読み取り精度0.1mg以下)の計量皿は、天びん風防の中に設置されます。この天びん風防は、ドラフト(隙間風)などの外部環境の影響から試料と容器を保護し、計量性能全般を向上させます。これは、結果の正確さが最も重要である分析計量において特に重要です。
分析天びんは、単純な計量用途だけでなく、標準調製やサンプル調製、調合、密度測定、フィルター測定などにも使用されます。
計量前に、まず計量天びんが水平であることを確認してください。標準操作手順(SOP)で必要な場合は、天びんを調整する必要があります。
計量物を計量する場合は、サンプルを容器に入れるのではなく、計量天びんをゼロにして計量皿の中央に計量物を置くだけです。詳しくは無料ガイドをご覧ください:正しい計量方法
分析天びんをきれいにすることは、使用者の安全のため、また結果の精度に影響するクロスコンタミネーションを避けるために非常に重要です。また、分析天びんをよくメンテナンスすることで、天びんの寿命を延ばすことができます。
分析天びんの計量皿、ドリップトレイ、ハウジング、ターミナルはティッシュで拭くことができます。分析天びんは、市販の中性洗剤や70%エタノール、イソプロパノールなどの洗浄剤で洗浄できるよう、高品質で耐久性のある材料で作られています。アセトンは、プラスチックハンドル、接着パーツ、端子と相性が悪いため、分析天びんの洗浄には使用しないでください。
SOPに明記されていない場合、分析天びんは、使用状況にもよりますが、少なくとも週1回または月1回清掃することをお勧めします。多くのラボでは、分析用天びんを毎日点検することを推奨しています。有毒なサンプルを計量している場合は、計量後すぐに分析天びんを清掃する必要があります。
メトラー・トレドのすべての分析天びんモデルには、簡単にクリーニングできる機能が付いています。
MS分析天びんは、クイックロックを介して、分析天びんハウジングから天びん風防を工具を使用することなく簡単に分解・組み立てができます。これにより、MSモデルは清掃が容易なだけでなく、狭い場所への運搬も容易です。
XPR分析天びんでは、ドリップトレイや全ての天びん風防パーツのような、工具不要で簡単に取り外せる部品により、清掃が簡素化されています。部品は食器洗浄機で簡単に洗浄できます。
ゼロ機能により、計量プロセスを開始するゼロ点が得られます。計量皿が重い場合(例えばエルゴクリップを使用している場合)、または計量皿の上に保護マットを敷いている場合、ゼロ機能は、計量セルがすでに認識している重量は計量プロセスの一部として含まれないため、これを事実上無視します。ただし、天びんに載せることができる最大荷重(すなわち、天びんの容量)には、天びんに載せた重量が寄与します。
風袋引き機能を使用すると、天びんは内部で計量皿に載っている重量を記録し、表示をゼロにリセッ トします。計量結果が電子的に記録されるときは、T は風袋重量、N は正味重量、G は総重量を表します。
正しい分析天びんを選ぶことは重要です。正確な計量とは、計量天びんのディスプレイ上の数字だけではありません。プロセスのリスク、公差、要求される品質、関連する規制を知ることによってのみ、必要なレベルの精度を提供する天びんを選択することができます。天びんの性能は、内部精度要件と外部規制の両方を満たす必要があります。分析天びんは、その意図された目的に適合していなければなりません。そうでなければ、すべての計量結果およびその計量結果を利用したその後のプロセスは無効とみなされます。
メトラー・トレドの無料GWP ® Recommendationサービスは、お客様の特定のプロセスと精度要件に適した計装機器を選択するお手伝いをするために設計されています。以下の重要な要素を考慮します:
GWP® は、設置した天びんが目的に合っているかどうかを確認するためにも使用できます。
分析天びんからの計量データを扱うには、いくつかの方法があります。
計量結果を分析天びんからラボ用ジャーナルや他のツールに手動で転送して計算したり、さらに使用したりする方法があります。手動による方法は、プリンタやバーコードリーダーなどのアクセサリを使用することで強化できます。以下のビデオで、MS-TS分析天びんでUSBバーコードリーダーを使用する方法をご覧ください。
手作業によるミスをなくすために、メトラー・トレドの分析天びんはPCや他のメトラー・トレドの分析機器に簡単に接続でき、USBやイーサネットなどのさまざまなインターフェースを通じてデジタルデータの収集と保存ができます。
MS-TS分析天びんをイーサネットやワイヤレスネットワークに接続する方法については、以下のビデオをご覧ください。
StandardとAdvancedの分析天びんラインは、Easydirect Balanceソフトウェアに接続することができ、最大10台の分析天びんから計量データを収集することができます。
Excellence分析天びんは、ドロップ・トゥ・カーソルで結果をPCに直接取り込むことができ、LabX™データ管理ソフトウェアとの互換性により、最適化および完全デジタル化されたワークフローを実現します。機器とタスクの集中管理、ユーザーガイダンス、結果の安全な保存により、LabXは効率を高め、トレーサビリティを提供し、規制要件を満たすのに役立ちます。
メトラー・トレドの分析天びんは、ソフトウェアを追加することなく、簡単なデータ転送でお客様をサポートします。まず、分析天びんをUSBケーブルでPCに接続します。
専用ソフトウェアを使用することで、データ管理の可能性が広がります:
分析天びんとミクロ天びんの顕著な違いの一つは、読み取りの小数点以下の桁数です。メトラー・トレドの分析天びんは、1mgから0.001mgの範囲で読み取ることができます。代表的なアプリケーションには、サンプル調製、計量標準、密度測定などがあります。
メトラー・トレドのミクロ天びんおよびウルトラミクロ天びんは、ラボ用天びんの中で最高の精度を誇り、1μg(小数点以下6桁)および0.1μg(小数点以下7桁)の読み取りが可能です。代表的なアプリケーションには、粒子状物質(フィルター)の計量、ピペットの校正、残留農薬試験、ステントの計量などがあります。
さらなる違いは、高い繰返し精度と構造に見られます。ミクロ天びんは、小さな円筒形の計量室と、非常に小さなサンプルを計量する際に人間工学的に役立つ追加の天びんディスプレイを備えています。
メトラー・トレドの分析天びんはすべて電子天びんですが、すべての電子天びんが分析天びんというわけではありません。電子天びんとは、サンプルの重量を電気信号に変換する現代の天びんのことです。分析天びんを含む電子天びんは、ロードセルを装備し、何らかの電子補正を使用しています。分析天びんでは、そのような技術の例として電磁力補正があります。
天びん校正とは、天びんの性能を評価することです。分析天びんを校正する必要性は、分析天びんが使用される場所や適用される規制があるかどうかによって異なります。また、校正にかかる費用と比較して、誤った分銅結果を得た場合のリスクと費用への影響を考慮することも重要です。
規制された環境では、天びん校正は、天びんが期待通りに動作しているという確実性を提供するため、必要条件となります。分析天びん校正は、計量機器がISO、GLP/GMP、IFS、BRCなどの標準を満たすことを保証します。
高精度の計量結果が不可欠な場合、分析天びんを校正しないことを選択することはリスクの高い戦略となり得ます。このような環境では、校正されていない機器を使用すると、次のような生産上の問題が発生する可能性があります:
分析天びん校正を日常点検と混同してはなりません。校正は認可されたサービス技術者によって行われますが、日常的な点検は装置のユーザーによって実行されます。十分な頻度で実施すれば、定期検査は潜在的な許容範囲外の結果を早期に特定するのに役立ちます。
天びん校正についての詳細はこちらをクリックしてください。
分析天びん校正は、認定サービス技術者が標準手順に従って行う必要があります。サービス技術者は通常、専用のソフトウェアを使用してプロセスをサポートし、校正証明書を提供します。文書化された分析天びん校正は、医薬品やバイオテクノロジーなどの規制環境では不可欠です。
校正には、測定標準に対する分析天びんの性能を評価することが含まれます。これには、計量皿に置かれた校正済み分銅の既知の値と天びんの指示計を比較するなど、いくつかの試験が含まれます。技術者は、天びんが要件を満たしているかどうかを合否判定で確認することができます。
天びん校正は、プロセスリスク(すなわち、計量結果が不正確であった場合の悪影響の大きさ)に応じて実施する必要があります。分析天びんは、校正の合間にユーザーによって定期的に検査され、継続的に正確な結果を保証し、潜在的な問題を早期に特定する必要があります。
メトラー・トレドのGWP(Good Weighing Practice™)® は、計量機器の確実な選定、操作、校正のための世界的な科学計量標準です。
すべての測定には、ある程度の不確かさが伴います。測定の不確かさは、使用者や環境などによるランダムな誤差と、使用するたびに測定器の性能に生じる固有の微小なばらつきなどによる系統的な誤差に起因します。
分析天びんで何かを計量するたびに、その結果にはある程度の不確かさがあります。この不確かさは、結果と一緒に申告する必要があります。不確かさが高すぎると、その結果を信頼できないかもしれません。相対測定の不確かさは、計量範囲の下限でより大きくなるため、少量の計量には注意が必要です。
分析天びんにおける計量誤差は、通常、振動、すきま風、静電気などの外部からの影響によって生じます。分析天びん上の静電気とメトラー・トレドのソリューションの詳細については、「分析天びんへの静電気の影響とは」、「静電気を除去するにはどうすればよいですか」、および「静電気と計量ガイド」をご覧ください。
分析天びんの測定不確かさは、天びんの感度、非直線性、偏心、再現性の評価から決定されます。設置時と設置場所で測定の不確かさを決定することはグッドプラクティスであり、天びん校正サービス/校正のたびに再評価されます。分析天びんでのいかなる測定も、測定の不確かさの宣言なしには正確であるとはみなされません。
分析天びんの最小重量はそれぞれ異なり、ロードセルの性能、設置場所、周囲条件、要求される計量精度によって異なります。最小重量は、この最小重量を下回る計量器の精度限界であり、相対測定の不確かさは要求される計量精度よりも大きく、計量結果は信頼できません。 相対測定の不確かさは、絶対測定の不確かさを荷重で割ることによって求められ、通常はパーセントで表されます。
天びんの最小重量を決定するためには、作業環境において測定の不確かさを評価する必要があります。あるいは、繰返し精度は、天びんの下限範囲における誤差の主な原因であるため、最小重量を決定するために、天びん容量の5%以下の小さな分銅を使用して実施し、評価することができます。
メトラー・トレドの分析天びんのMinWeigh機能は、校正済み分銅技師によって実行され、天びんに加えられる試料の重量を監視します。サンプルの重量が、決定された許容最小重量値を下回る場合、天びんのディスプレイは赤色に変わり、重量値は表示されません。
静電気は、不安定で再現性のない計量結果につながる可能性があります。静電気によって計量皿に力がかかり、それが分析天びんの結果に直接影響します。静電気の帯電は、計量エラーの隠れた最大の原因の1つであり、計量プロセスがいつ影響を受けるかを認識できることが重要です。静電気が計量セルに影響を及ぼしている兆候として、計量天びんの測定値が不安定になったり、測定値が一方向にずれたりすることがあります。どちらの場合も、天びんが落ち着かなかったり、計量結果が出るまで通常より長く待たなければならないことがあります。また、目標重量に到達するために、容器に粉をどんどん加えなければならない経験もあるかもしれません。しかし、試料や容器の電荷が比較的早く発散されないと、気づかないうちに結果に誤差が生じることがあります。誤差は数ミリグラムから100mgに及ぶことがあります。
メトラー・トレドのXPR分析天びんには、独自のStaticDetect™機能が組み込まれており、サンプルや容器の静電気による計量結果の誤差を自動評価します。StaticDetect™は、誤差が事前に定義された限界値を超えた場合に警告を表示します。
無料ホワイトペーパーを読む:計量中の静電荷
可能な限り、サンプルや計量容器への静電気の蓄積を低減または除去するための予防措置を講じることで、エラーや不安定性、あるいは計量結果の表示が遅くてイライラするような事態を避けることができます。静電気を軽減するための予防策には、以下のようなものがあります:
メトラー・トレドのXPR分析天びんには、特許取得済みのStaticDetect™センサーが搭載されており、サンプルや容器の静電気を自動検出します。計量天びんは計量誤差を測定し、ユーザー定義の制限値を超えた場合に警告を表示します。StaticDetectとイオナイザの同期動作により、計量対象物に帯電した静電気が自動的に除去されます。
静電気の帯電とその背後にある物理学に関する追加情報を読むには、ここをクリックしてください。
メトラー・トレドのXPR分析天びんは、オプションの液体分注モジュールを取り付けることができます。この研究室用液体ディスペンサーは、XPR分析天びん計量皿上の容器に直接液体を分注します。XPR自動ラボ用液体ディスペンサーの利点は、希望する濃度の溶液を作る際に、実際の分注量に従って精密分注し、高精度の溶液を作ることができることです。
分析天びんの計量範囲は、その天びんで計量できる最大量のことで、計量天びん容量とも呼ばれます。分析天びんを選択する際には、風袋容器の重量も含めて、計量したい最大量について慎重に検討する必要があります。 200gの分析天びんが一般的な選択で、小さなサンプルを比較的大きな容器で計量することができます。 詳細については、「分析天びんの容量をすぐに確認するには?」を参照してください。
分析天びんの容量は200gが一般的ですが、多くのモデルがあります。メトラー・トレドの分析天びんは、22gから520gまでの容量があります。余分な容量のグラムは、風袋容器の使用を考慮したものです。しかし、分析天びんはその可読性によって定義され、小数点以下4桁(0.1mg)以上でなければなりません。メトラー・トレドの分析天びんでは、モデル名の数字が容量を示し、最後の数字が可読性の小数点以下の桁数を示しています。例えば、XPR205は小数点以下5桁(0.01mg)の200g分析天びん(実測220g)、MX104は小数点以下4桁(0.1mg)の100g分析天びん(実測120g)です。
型名XPR226CDRのCはコンパレータ分析天びんであることを示します。XPR226CDRは、特に高精度を追求した高性能分析天びんです。質量決定研究室や分銅校正用分銅サービス業者による高精度質量測定アプリケーションに最適なラボ用分析機器です。このような用途では、分銅を標準分銅と比較するため、コンパレータ天びんと呼ばれています。しかし、高精度が要求される分析天びん用途にも使用できます。
分析天びんで計量できる最大量は、天びんの容量によって制限されます。メトラー・トレドの分析天びんは、22gから最大520gまでの容量を提供しています。メトラー・トレドの分析天びんはすべて、天びんの上に何かを落としたり、過大な荷重がかかったりした場合に、繊細な計量セルを損傷から保護するための過負荷保護機能を備えています。また、最大荷重を超えると警告が表示されます。分析天びんで計量できる最小量は、希望するプロセスの公差/精度など、さまざまな要因によって異なります。"分析天びんの最小重量は?"をご参照ください。
分析天びんバブルは、通常、天びんのどこかにある小さなガラスドームで、液体と気泡が入っています。分析天びんバブルは、天びんを水平にするために使用します。分析結果を正確にするためには、分析天びんを水平にすることが重要です。分析天びんは、高精度の計量セルが載せた物の全重量を記録するように、水平になるように設計されています。分析天びんが水平でない場合、重量の値は傾きの角度の2乗に比例して真の値からずれます。天びんの気泡を見下ろしたとき、気泡は中央にあるべきです。気泡が中央にない場合は、気泡が中央に戻るまで天びんの足を回転させて水平を調整することができます。
メトラー・トレドのExcellenceおよびAdvancedレベル分析天びんには、どの足をどの方向にどれだけ回す必要があるかを表示するグラフィカルな水平調整ガイダンスが組み込まれており、わずか数秒で簡単に天びんを完璧に水平にすることができます。分析天びんの多くは、もはや物理的な天びんバブルを備えていません。
ほとんどのメトラー・トレドの分析天びんでは、水準器は天びんの前面、ディスプレイの近くにあります。古いモデルの分析天びんでは、水準器は天びんの後部に向かって右側にあります。しかし、分析天びんの新しいモデルの多くは、画面上の水準器ガイドを備えた電子分析天びんを採用しているため、物理的な水準器は必要なくなりました。
分析天びんは、分析天びんとミクロ分析天びんに分けられます。定義上、分析天びんは少なくとも小数点以下4桁以上(0.1mg以下)の読み取りが可能でなければならりません。分析天びんは、比較的大きな容器で少量の計量が可能です。メトラー・トレドのミクロ分析天びんは、小数点以下6桁(0.001mgまたは1μg)の読み取りが可能で、計量セルの感度が高いため、2つ目の内側天びん風防があり、そのため吊り下げ式計量皿が小さくなっています。天びんの容量は32gと52gで、分析天びんより少量になります。
しばしば、ミクロ天びんは分析天びんと一緒にグループ化されることがあります。しかし、メトラー・トレドでは、小数点以下6桁(1 µg)以上の高い可読性、わずか数グラムの容量、異なる天びん構造の組み合わせにより、これらを別個に分類しています。これらの計量天びんは通常、フィルター上の粒子状物質の計量や貴金属の測定など、計量される量が極めて少ない非常に高精度のアプリケーションに使用されます。
分析天びんは、上皿天びんと種類が異なり、精度、読みやすさ、容量、およびそのデザインが異なります。
分析天びん(左)と上皿天びん(右):
分析天びんは、上皿天びんに比べ、1mgから0.001mgまでの高い読みやすさと、高感度の計量セルを備えています。そのため、分析天びんは、22~520gの容量で非常に小さなサンプルを非常に正確に計量することができます。分析天びんには、サンプルと容器を空気の動きから保護し、安定した環境を維持する天びん風防が常に装備されています。分析天びんは、研究室用サンプル調製、製剤、微分計量、密度測定、ピペットの定期点検、その他の用途に一般的に使用されています。
詳しくは「天びんにはどのような種類がありますか?」をご覧ください。
メトラー・トレドは幅広い天びんを提供しています:
お客様の用途に適した天びんをお選びいただくために、メトラー・トレドはグローバル計量標準であるGood Weighing Practice™(GWP® )を制定しました。メトラー・トレドの無料GWP® Recommendationサービスは、お客様の特定のアプリケーションニーズとプロセス精度要件を満たす正しい天びんを選択するお手伝いをいたします。
はかりの分割、dは、測定スケール上で可能な最小の増分です。分析天びんでは、dは天びんの可読性に相当し、判定可能な最小の重量差となります。これは、天びんの最小重量と混同してはなりません。検証用分銅(e)は、分析用天びんに関連し、直接販売取引における重量結果に使用できる最大小数点以下の桁数に関連します。例えば、e = d の場合、直接販売取引における重量は、天びんの可読性を使用して与えることができます。つまり、dが0.001gの場合、すべての重量結果を小数点第3位まで表示することができます。e=10d、d=0.001gの場合は、小数点以下2桁、つまり0.001g×10までしか表示できません。この場合、分析天びんのディスプレイには、小数点以下3桁目が括弧で囲まれて表示されます。
試料が少量であればあるほど、分析にかかる費用や資源は少なくて済みます。そのため、分析天びんで計量できる試料は少量であることが多いです。少量のサンプルを計量するための簡単なヒントをいくつかご紹介します:
分析天びんがどの程度正確であるかは、その再現性(同じ対象物を同じ条件で繰り返し測定したときの重量値の標準偏差)をチェックすることで調べることができます。正確な分析天びんは、真の値と正確な値の両方を与えます(「分析天びんの精度とは何か?分析天びんの正確さとは何か?その違いとテスト方法は?」を参照)。真度、つまり表示値と実際にかかった分銅との近さは、感度試験で確認することができます。低荷重の場合、繰り返し精度は分析天びんの測定誤差の最大の要因であるため、データシートに記載されているこの仕様は非常に重要です。例えば、XPR205分析天びんの5%荷重時の典型的な繰返し精度は7μgと低いです。このような分析天びんで計量できる最小重量を導き出すには、「分析天びんの最小重量とは?」を参照してください。
分析用天びんの性能とは、研究室において正確で精度の高い測定を行う能力を指します。以下は、一般的に考慮される性能の主要な側面です:
さらに、XPR分析天びんは、温度安定性を向上させるアクティブ温度制御テクノロジーを搭載しています。
検定付き天びんは,取引証明用天びんとも呼ばれ,OIML R76に定義されているように,"非自動天びん" の地域的、法的要件に従う分析天びんです。検定付き分析天びんでは、正味計量結果は、より高いレベルの管理に準拠しなければなりません。"検定付き天びん"という用語には、取引証明(LFT)天びん、認証天びん、および承認天びんが含まれます。
検定付き天びんは、消費者保護と公正な取引を支援するものであり、以下のような場合に必要となる場合があります:
取引証明用天びん、または検定付き分析天びんは簡単に識別できます。メトラー・トレドでは、承認モデルには特定のモデル呼称があります:XPR205は承認モデルではありませんが、XPR205/A、XPR205/AC、XPR205/Mは承認モデルです。A、AC、Mなどの接尾文字は分析天びんの使用地域によって異なります。同じ原則は、メトラー・トレドの他の分析天びんモデル(XSR、MS、ME、ML-T)にも当てはまります。
機器の説明表示は、OIML R76-1 に従ってモデルラベル(およびタイプラベル)にあります:
さらに、製造後に密封されているかどうかを確認することで、検定付き分析天びんモデルを識別することができます。これにより、分析天びんが不正に開けられたり、改ざんされたりするのを防ぐことができます。
最初のステップは、分析天びんを設計することで、最大容量、読みやすさ、精度などの要求仕様を考慮します。これには、天びんが信頼できる一貫した測定を提供できるようにするための慎重なエンジニアリングが必要です。メトラー・トレドの分析天びんはすべて、スイスで厳格な技術に従って設計されています。メトラー・トレドの分析天びんは、次のようなプロセスで製造されています:
下記は分析天びんの主な構成要素です:
最も使用される分析天びんは、特定の工業、アプリケーション、および最大容量、可読性、精度、および内蔵調整、データ接続性、ユーザーインターフェースなどの機能のような個々の要件などの要因によって異なります。最適な分析天びんを選択する前に、ラボ用天びんの特定のニーズ、アプリケーション、お客様のプロセス要件を考慮することをお勧めします。GWP®の推奨サービスについては、当社の専門家にお問い合わせください。お客様のニーズに合った分析天びんを選ぶ方法を無料でステップバイステップでご案内いたします。