Cân So Sánh Khối Lượng

Khối lượng là đại lượng vật lý là thước đo lượng vật chất tạo nên một vật. Khối lượng của một vật là như nhau, bất kể phép đo được thực hiện ở đâu trong vũ trụ. Trọng lượng mô tả 'độ nặng' của một vật thể và phụ thuộc vào lực hấp dẫn tác dụng lên nó. Vì lực hấp dẫn thay đổi giữa các địa điểm khác nhau trên thế giới và cũng theo độ cao ở cùng một nơi, nên cân phải được hiệu chỉnh tại điểm sử dụng của chúng. Trọng lượng = khối lượng x trọng lực (gia tốc trọng trường). Ví dụ, một vật thể nặng trên mặt trăng sẽ chỉ bằng một phần sáu trọng lượng của nó trên trái đất. Tuy nhiên, khối lượng của vật là không đổi.

Cân so sánh khối lượng là một thiết bị đo trọng lực có độ phân giải cao và độ lặp lại đặc biệt, cho phép xác định chính xác sự khác biệt nhỏ nhất về khối lượng. Cân so sánh khối lượng window range cung cấp khả năng cân có độ phân giải cao trong một khoảng xung quanh một giá trị trọng lượng xác định và được sử dụng hoàn toàn để hiệu chuẩn khối lượng và xác định khối lượng cho các vật thể trong khoảng này. Tuy nhiên, các cân so sánh khối lượng full range rất linh hoạt và có thể được sử dụng không chỉ để xác định trọng lượng mà còn cho các ứng dụng cân thông thường, đặc biệt là những ứng dụng có khối lượng mẫu nhỏ và khối lượng bì lớn hoặc khi lượng mẫu lớn và nhỏ cần được kết hợp với nhau trong một quy trình cân. Đại diện của METTLER TOLEDO tại địa phương có thể cung cấp cho bạn Khuyến Nghị GWP^® miễn phí để xác định cân so sánh khối lượng nào phù hợp với nhu cầu của bạn nhất.

Trong quá trình cân thông thường, cân được hiệu chuẩn và kết quả trọng lượng của bất kỳ vật nào đặt trên cân sẽ được đo từ 0 g Quá trình này được gọi là "cân tuyệt đối". Cân so sánh khối lượng, được sử dụng để hiệu chuẩn quả cân, là một dạng đặc biệt của cân vi sai, trong đó điểm tham chiếu không phải là cân đã hiệu chuẩn mà là quả cân tham chiếu so với quả cân kiểm tra được so sánh. Đó là lý do tại sao loại cân này được gọi là cân so sánh khối lượng. Khi hiệu chuẩn quả cân kiểm tra, quả cân tham chiếu được so sánh phải cao hơn ít nhất một cấp độ chính xác so với quả cân kiểm tra. Tuy nhiên, quả cân tham chiếu cũng phải được hiệu chuẩn với một quả cân khác ở cấp độ chính xác cao hơn. Chuỗi so sánh này cung cấp khả năng truy xuất nguồn gốc đo lường theo định nghĩa của kilogam dựa trên hằng số Planck.

Ứng dụng chính của cân so sánh khối lượng là trong hiệu chuẩn khối lượng. Đối với các quả cân cấp độ thấp hơn, cụ thể là các loại từ M1 đến M3, F1 và F2, cân so sánh khối lượng thủ công cung cấp kết quả có đủ độ chính xác. Đối với quả cân cấp E1 hoặc E2, khuyến nghị sử dụng cân so sánh khối lượng tự động hoặc robot vì độ không đảm bảo đo thấp hơn đáng kể. Điều này chủ yếu là do không có ảnh hưởng của người vận hành. Trong các Viện Đo lường Quốc gia (NMI), nơi không ngừng cố gắng thực hiện các phép đo có độ bất định nhỏ nhất, các bộ so sánh khối lượng chân không hoặc áp suất không đổi được sử dụng vì chúng cho phép thực hiện các phép đo trong các điều kiện không đổi. Các ảnh hưởng như độ cao địa lý, lực đẩy của không khí và điều kiện thời tiết có thể được loại bỏ. Các Viện Đo lường Quốc gia và các trung tâm nghiên cứu đo lường sử dụng cân so sánh khối lượng cho nghiên cứu khoa học để đo những thay đổi rất nhỏ về khối lượng hoặc lực.

Ngoài các ứng dụng đo lường, cân so sánh khối lượng còn được sử dụng trong bất kỳ ngành nào mà hiệu suất của cân thông thường không đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác của khách hàng hoặc ứng dụng. Đối với các ứng dụng này, cân so sánh khối lượng được gọi là cân hiệu suất cao hơn. Một số ứng dụng công nghiệp điển hình là:

• Lập công thức: khi mức sai số thấp và giá trị cân có thể vi phạm khoảng cân an toàn của cân tiêu chuẩn
• Cân vi sai: khi sự chênh lệch khối lượng là rất nhỏ và chiếc cân thông thường không thể cung cấp kết quả đáng tin cậy (độ không đảm bảo đo quá cao so với chênh lệch khối lượng được đo).
• Nạp khí: các bình khí nặng được làm đầy với một khối lượng khí tương đối nhỏ.
• Sự mài mòn: để kiểm tra dầu nhớt, các bánh răng được phân tích về độ mài mòn sau khi động cơ chạy trong một khoảng thời gian nhất định.
• Phép đo lực: khi một lực tác dụng được bù trừ bởi cảm biến cân.

Cân so sánh khối lượng và cân thông thường có thiết kế giống nhau và hoạt động theo các nguyên tắc giống nhau. Sự khác biệt giữa cân so sánh khối lượng và cân là hiệu suất, cụ thể là khả năng đọc và độ lặp lại.

Đối với hạn mức cân 1 kg, bảng này minh họa sự khác biệt về khả năng đọc và độ lặp lại:

Cân phòng thí nghiệm thông thường được xác định theo các đặc tính hiệu suất chính: độ lặp lại (RP), độ lệch tâm (EC), độ phi tuyến tính (NL) và độ nhạy (SE). Tuy nhiên, vì việc hiệu chuẩn quả cân được thực hiện bằng cân vi sai, nên các cân so sánh khối lượng được xác định bổ sung với độ lặp lại cân vi sai ABA (lặp lại ABA).

Theo quy định, cân so sánh khối lượng chỉ được sử dụng để hiệu chuẩn quả cân thì không cần phải hiệu chuẩn. Điều này là do quả cân kiểm tra được so sánh với quả cân tham chiếu; quả cân tham chiếu được hiệu chuẩn và đảm bảo khả năng truy xuất nguồn gốc theo BIPM và định nghĩa kilogam. Tuy nhiên, để bảo vệ khoản đầu tư của bạn và đảm bảo hiệu suất đo cao liên tục, METTLER TOLEDO khuyên bạn nên thực hiện bảo trì phòng ngừa thường xuyên.

Khi cân so sánh khối lượng được sử dụng trong các ứng dụng khác, điều tối quan trọng là phải áp dụng cùng một tiêu chuẩn chất lượng cho cân so sánh khối lượng XPR-C như cách bạn làm với bất kỳ loại cân phân tích hoặc cân kỹ thuật nào khác.

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.

Environmental monitoring is crucial in mass calibration as it ensures that factors such as temperature, humidity, and atmospheric pressure are controlled and documented. Variations in these conditions can affect the accuracy and uncertainty of calibration results. By continuously monitoring these environmental parameters, organizations can improve the precision of their calibration activities.

The tables in our datasheets and brochures for weight calibration apply specifically when the calibration laboratory is located below four hundred meters above sea level. If the calibration laboratory is located above that threshold, the uncertainty of the measurement can increase due to the larger contribution of the air buoyancy uncertainty (density of the weight). Consult METTLER TOLEDO sales representatives if you need extra guidance.