Massakomparatorer

Massa är en fysisk kvantitet som är ett mått på mängden material i ett föremål och består av. Ett objekts massa är samma oavsett var i universumet mätningen sker. Vikten beskriver ett objekts ”tyngd” och beror på den tyngdkraft som utövas på det. Då tyngdkraften varierar mellan olika platser i världen, och även enligt höjden på samma plats, måste vågar justeras efter punkten där de används. Vikt = massa x tyngdkraft. Som ett exempel kommer ett objekt som vägs på månen att endast registrera en sjättedel av dess vikt på jorden. Men objektets massa är konstant.

En massakomparator är en våg som jämför massa och ett gravimetrisk mätningsinstrument med hög upplösning och exceptionell repeterbarhet som gör det möjligt att noggrant bestämma de minsta massaskillnaderna. Massakomparatorer med fönsterintervall erbjuder högupplöst vägning i ett ”fönster” runt ett definierat viktvärde, och används endast för massakalibrering och massabestämning inom detta fönster. Men massakomparatorer med fullständigt intervall är mycket mångsidiga och kan utöver viktbestämning även användas för allmän vägning. Det gäller i synnerhet för de i vilka det finns små prover och stora egenvikter samt där små provkvaliteter behöver kombineras i en enda vägningsprocess. Din lokala METTLER TOLEDO-representant kan ge dig en kostnadsfri GWP^®-rekommendation för att identifiera vilka massakomparatorer som passar dina enskilda behov bäst.

I en regelbunden vägningsprocess, kalibreras vågen och viktresultatet för ett föremål som placeras på vågen mäts från noll g. Denna process kallas för ”absolut vägning”. Massajämförelse som används för viktkalibrering är en specifik typ av differentialvägning där referenspunkten inte är den kalibrerade vågen, utan referensvikten mot vilken testvikten jämförs. Därför kallas denna typ av våg för en massakomparator. När man kalibrerar en testvikt måste referensvikten mot vilken den jämförs vara minst en noggrannhetsklass högre än testvikten. Men referensvikten måste även kalibreras mot en annan vikt i en ännu högre noggrannhetsklass. Denna jämförelseklass ger spårbarhet för definitionen av kilogrammet baserat på Plancks konstant.

Den primära tillämpningen där massakomparatorer används är i massakalibrering. För lägre viktklasser, särskilt klasserna M1 till M3, F1 och F2, ger manuella massakomparatorer resultat med tillräcklig noggrannhet. För vikter i klass E1 eller E2, rekommenderas robotiserade eller automatiserade massakomparatorer då mätosäkerheten är betydligt lägre. Detta beror framför allt på att ingen operatörer behöver inverka. Hos nationella metrologiska institut (NMIs), som ständigt strävar efter att mäta de minsta osäkerheterna, används massakomparatorer med vakuum eller konstant tryck då dessa gör att mätningar kan utföras under konstanta förhållanden. Påverkan som geografisk höjd, luftflöde och väderförhållanden kan elimineras. Det nationella metrologiska institutet och mättekniska forskningscenter använder massakomparatorer för vetenskaplig forskning för att mäta de minsta förändringarna i massa eller kraft.

Utöver mättekniska tillämpningar kan massakomparatorer användas i vilken bransch som helst där en vanlig vågs prestanda inte uppfyller kunders eller tillämpningens krav på noggrannhet. För dessa tillämpningar kallas massakomparatorer för vågar med högre prestanda. En del vanliga industriella tillämpningsområden är:

• Formulering: när toleransnivåerna är mycket låga och vägningen skulle bryta mot säker vägningsintervall för en standardvåg
• Differentialvägning: när skillnaden i massa är mycket liten och en vanlig våg inte kan ge tillförlitliga resultat (osäkerhetsnivån är för hög jämfört med massaskillnaden som mäts).
• Gasfyllning: tunga gascylindrar fylls med en relativt liten gasmassa.
• Nötning: för att testa smörjmedel analyseras växlar avseende nötning efter att motorns körts under en given tidsperiod.
• Kraftmätningar: när en tillämpad kraft kompenseras av vägningscellen.

En massakomparator och en våg har samma konstruktion och fungerar enligt samma principer. Skillnaden mellan en massakomparator och en våg ligger i prestandan, i synnerhet avläsbarhet och repeterbarhet.

För 1 kg i kapacitet illustrerar denna tabell skillnaderna i avläsbarhet och repeterbarhet:

Regelbundna laboratorievågar specificeras enligt de huvudsakliga prestandaegenskaperna: repeterbarhet (RP), excentricitet (EC), icke-linjäritet (NL) och känslighet (SE). Men då en viktkalibrering utförs med differentialvägning specificeras massakomparatorer även med repeterbarhet för differentialvägning ABA (RP ABA).

Enligt regelverken används en massakomparator endast för viktkalibrering och behöver inte kalibreras. Detta beror på att testvikten jämförs med en referensvikt: referensvikten kalibreras och säkerställer spårbarhet till BIPM och definitionen av kilogrammet. Men för att skydda din investering och säkerställa löpande hög mätprestanda, rekommenderar METTLER TOLEDO att utföra rutinmässigt preventivt underhåll.

När massakomparatorer används i andra applikationer är det avgörande att tillämpa samma kvalitetsstandarder på din XPR-C massakomparator som du skulle göra med andra analytiska eller precisionsvågar.