Come calibrare una bilancia

Pubblicato il: 31/07/2018 16:56:20
Bilance e Sistemi per Pesare

Le bilance di precisione sono indispensabili quasi in ogni attività, tuttavia, come possiamo essere sicuri che il risultato sul display sia corretto? Come faccio a sapere se la bilancia pesa correttamente?

Esiste un solo modo per rispondere a queste domande: controllare periodicamente la precisione della tua bilancia con i pesi campione,  cioè calibrare periodicamente la tua bilancia.

Innanzitutto : se possibile , utilizzare bilance omologate. Esiste una legge che regola la produzione, la manutenzione e l'uso delle bilance nelle attività commerciali e produttive. Solo le bilance “approvate” possono essere utilizzate per transazioni commerciali e altre applicazioni che coinvolgono direttamente o indirettamente il consumatore finale. Le bilance omologate hanno un sigillo di controllo iniziale, un sigillo e un'etichetta del produttore, che contengono tutti i dati dello strumento. Queste mercature assicurano che la bilancia soddisfi tutti i requisiti legali e abbia superato tutti i test richiesti dalle norme.

Calibrare le bilance usando pesi certificati appropriati

Esistono 7 diverse classi di precisione dei pesi campione: E1, E2, F1, F2, M1, M2 e M3. La differenza tra le classi è l'errore massimo che i pesi campione possono presentare, più o meno, rispetto al loro valore nominale.

Per le bilance invece ci sono 4 classi di precisione : I, II, III, IV. La differenza tra loro è la precisione. La classe I è la classe delle bilance più accurate (o con il più alto numero di divisioni), mentre la classe IIII è la classe con la precisione minima (o il più piccolo numero di divisioni). Quindi esistono bilance sufficientemente precise per rilevare errori di determinate classi di pesi.

Per facilitare la comprensione creiamo la regola sui pesi da usare qui sotto:

  • Bilance Classe I - usare Pesi F1 o superiore (F1, E2, E1)
  • Bilance Classe II – usare pesi M1 o superiore (M1, F2, F1, E2, E1)
  • Bilance Classe III e IV – usare pesi M3 o superiore (M3, M2, M1, F2, F1, E2, E1)

 

Calibrazione bilance elettroniche : procedura passo passo

1. Preparativi prima della calibrazione

Prima di iniziare la calibrazione dello strumento di pesatura, è necessario chiarire alcune cose e prepararsi. È necessario conoscere le caratteristiche tecniche dello strumento di pesatura (portata massima e divisione (d), il requisito di precisione (errore massimo consentito e incertezza) e cosa fare se la calibrazione fallisce (regolazione).

In genere, l'intero campo di misurazione viene calibrato e la calibrazione viene eseguita nel luogo in cui viene utilizzato lo strumento. Assicurarsi di disporre di pesi sufficienti per la procedura di calibrazione disponibile.

La bilancia deve essere accesa almeno 30 minuti prima della calibrazione. La temperatura dei pesi deve essere stabilizzata alla stessa temperatura in cui deve essere eseguita la calibrazione.

Lo strumento di pesatura deve essere orizzontale, specialmente per bilance di precisione ed analitiche. Esegui alcuni pre-test posizionando i pesi intorno alla portata massima e assicurandoti che la bilancia legga il valore normalmente. Quindi, procediamo ai diversi test che dovrebbero essere fatti durante la calibrazione.

2. Test di eccentricità

Nell'uso normale di uno strumento di pesatura, il carico non è sempre posizionato perfettamente al centro del recettore di carico. A volte i risultati di uno strumento di pesatura possono variare leggermente a seconda che il carico sia posizionato in posizioni diverse sul recettore di carico. Per verificare l'effetto della posizione del carico, viene eseguito il test di eccentricità. Lo scopo del test di eccentricità è quello di scoprire la differenza causata dalla posizione del carico ed è chiaramente importante utilizzare lo stesso peso durante il test.

Nel test di eccentricità, il peso di riferimento viene collocato in alcune posizioni diverse specificate sul recettore di carico. Innanzitutto, il carico viene posizionato al centro del piano di pesata (il baricentro del carico) e il risultato viene osservato. Successivamente, il carico viene posizionato in quattro diversi settori del recettore di carico, come illustrato nella figura seguente che indica le posizioni sia che si tratti di piatto quadrato / rettangolare sia nel caso di piatto circolare ( tipico di bilance di precisione, tecniche ed analitiche ) : 

test eccentricità bilancia


L'immagine sopra è per i piani di carico rettangolari e rotondi, ma naturalmente nella pratica ci sono molte forme differenti di ricettori di carico e la posizione del carico potrà variare. Gli standard OIML R76 e EN 45501 forniscono indicazioni precise per le diverse forme dei piani di pesatura. La procedura di calibrazione deve specificare dove posizionare il carico durante il test e i risultati della calibrazione devono documentare le posizioni.

Il valore di pesi campione utilizzati in un test di eccentricità deve essere di almeno un terzo (1/3) della portata massima dello strumento di pesatura. Il test dovrebbe preferibilmente essere eseguito utilizzando un solo peso di prova, se possibile. In questo modo è più facile accertarsi che il centro di gravità del carico si trovi nella posizione specificata. Per uno strumento di pesatura con scala di lettura multipla ( o divisione multiscala automatica) , il test di eccentricità deve essere eseguito con una gamma più alta di pesi.

Procedura per il test di eccentricità

L'indicazione viene azzerata prima del test. Il peso di prova viene posizionato nella posizione 1 e l'indicazione viene registrata. Il carico di prova viene quindi spostato nella posizione da 2 a 5 e l'indicazione viene registrata in ciascuna posizione. Infine, il carico di prova viene ricollocato nella posizione 1 per verificare che l'indicazione non si sia allontanata dall'indicazione precedente nella posizione 1. Lo zero può essere controllato tra ogni posizione per vedere che non è cambiato. Se necessario, lo strumento può essere azzerato tra ogni test. In alternativa, è possibile tarare la bilancia anche quando il carico si trova nella posizione numero 1, in quanto ciò rende più facile vedere eventuali differenze tra le posizioni.

3. Test di ripetibilità ( incertezza)

Come qualsiasi strumento, anche le bilance elettroniche possono soffrire di problemi di ripetibilità. Ciò significa che quando lo stesso carico viene misurato più volte, il risultato non è sempre esattamente lo stesso. Per scoprire la ripetibilità dello strumento, viene eseguito un test di ripetibilità.

Il test di ripetibilità viene eseguito sostituendo lo stesso carico nello stesso punto sul piano di pesata (per evitare qualsiasi errore di eccentricità) più volte. Il test deve essere eseguito in condizioni identiche e costanti e con una manipolazione identica. 

Il peso di calibrazione utilizzato dovrebbe avere grandezza quanto più vicina alla portata massima dello strumento. Spesso un test di ripetibilità viene eseguito con un solo carico, ma può essere eseguito anche con diversi valori di carico, separatamente.

Un test di ripetibilità viene normalmente eseguito ripetendo la misurazione almeno 5 volte in fila. Per strumenti con una portata alta (oltre 100 kg), dovrebbe essere fatto almeno 3 volte.

Nel test di ripetibilità, lo strumento viene prima azzerato, quindi il carico viene posto sul piatto e l'indicazione viene registrata una volta stabilizzata. Quindi il carico viene rimosso e l'indicazione di zero viene controllata e azzerata se necessario. Quindi il carico viene riposto e così via. Per una bilancia a campi / divisioni plurime, un peso di prova al di sotto del primo intervallo dovrebbe essere sufficiente.

4. Test di pesatura

Lo scopo del test di pesatura è di testare l'accuratezza (calibrata) dello strumento di pesatura su tutta la sua portata, in diversi passaggi, con aumento e diminuzione del peso.

La pratica più comune è la seguente: iniziare con l'azzeramento della bilancia senza alcun carico. Impostare i carichi del primo punto di test, attendere la stabilizzazione e registrare l'indicazione. Continua ad aumentare i carichi attraverso tutti i punti di prova in aumento. Una volta registrato il carico massimo, iniziare a ridurre i carichi attraverso i punti di test decrescenti.

In alcuni casi, lo strumento di pesatura può essere calibrato solo con carichi in aumento o con carichi decrescenti. In genere, vengono utilizzati da 5 a 10 carichi diversi (punti di test). Il carico più alto dovrebbe essere vicino al massimo di portata dello strumento. Il carico di prova più piccolo può essere il 10% del carico massimo o il peso più piccolo normalmente utilizzato.

Generalmente, i punti di test sono selezionati in modo che siano equamente distribuiti su tutta la gamma. È possibile utilizzare più punti di prova per il tipico intervallo di utilizzo dello strumento. Con strumenti multi-range, ogni gamma deve essere calibrata separatamente.

Linearità

In un test di pesatura, l'utilizzo di più punti attraverso il range di misurazione dello strumento aiuta a rivelare eventuali problemi con la linearità. Problemi di linearità significa che lo strumento non misura in modo altrettanto preciso lungo tutta la portata. Anche se lo zero è corretto ed il massimo viene letto correttamente, potrebbero esserci errori nel mezzo dell'intervallo di portata e questo vuol dire che ci sono errori di linearità o di non linearità.

Sotto c'è l'immagine che illustra un concetto generale di non linearità. Anche lo zero dello strumento e la portata completa sono regolati correttamente, c'è un errore nelle misurazioni medie a causa della non linearità dello strumento:

non linearità test bilancia

Isteresi

L'isteresi è la differenza nell'indicazione quando si avvicina un punto di prova con un peso crescente o decrescente. Per scoprire eventuali problemi di isteresi nello strumento, è necessario calibrare con punti crescenti e decrescenti.

5. Test del peso minimo

Il test del peso minimo è un test che non è sempre necessario eseguire. Questo test è comunque richiesto all'interno di alcune industrie, come l'industria farmaceutica durante l'utilizzo di bilance analitiche e micro.

Lo scopo del test del peso minimo è quello di trovare il carico più piccolo che può essere misurato pur ottenendo risultati di misurazione affidabili e soddisfacendo i requisiti di precisione. Quando il valore misurato diventa più piccolo, in genere l'errore relativo della lettura diventa più alto. Lo strumento di pesatura non deve essere utilizzato per misurare carichi inferiori al carico minimo. 

Calibrare la bilancia su almeno 3 punti

Ciò consente di verificare la linearità della bilancia, ovvero la sua precisione in vari punti della portata. Una buona norma è controllare tre punti come segue : un terzo della portata, metà della portata e tutta la portata. Vale a dire che se abbiamo una bilancia con portata 1,5 kg controlleremo prima con pesi da 500 grammi, poi 750 grammi infine 1,5 kg. In realtà le norme ISO prevedono di calibrare le bilance in 5 punti, e verificare, oltre all'accuratezza, linearità, sensibilità ed eccentricità (test angolo). 

Frequenza della calibrazione

Potresti chiederti: qual è l'intervallo di tempo appropriato per eseguire le calibrazioni sulle mie bilance ? Questo è un dubbio abbastanza comune. Tuttavia, non esiste una risposta standard ed è necessario tenere conto di alcune considerazioni:

  • Valore del prodotto: qual è il valore del prodotto da pesare? Maggiore è il valore, maggiore è la frequenza delle calibrazioni.
  • Impatto sul processo: qual è l'impatto di un processo di pesatura errato? Maggiore è l'impatto, maggiore è la frequenza delle calibrazioni.
  • Numero di ore di pesatura: quante pesate effettua la bilancia per ora o giorno? Maggiore è il numero, maggiore è la frequenza delle calibrazioni.
  • Condizioni ambientali: le condizioni dell'ambiente di installazione della bilancia sono ideali? Più lontano dalle condizioni ideali (ad es. Polvere eccessiva, vibrazioni, variazioni di temperatura, spostamento dell'aria, ecc.), Maggiore è la frequenza delle calibrazioni.

Seguendo le raccomandazioni di cui sopra, sarete certi della precisione della vostra strumentazione.

Bilance Autocalibranti

Abbiamo già parlato delle bilance con la calibrazione automatica interna , e ribadiamo che la presenza di questa funzionalità offre enormi vantaggi riducendo costi e tempi di gestione della strumentazione. 

Come fare in modo che la bilancia mantenga la sua accuratezza ?

Scopriamo come verificare l'accuratezza in modo efficace e su come ottenere il massimo dalla tua strumentazione.

  • Pulire la bilancia : Sempre, prima di iniziare una calibrazione, pulire accuratamente la superficie in cui verrà depositato il peso, cioè il piatto di pesata.
  • Riscaldare la bilancia : Non avviare una calibrazione o pesare immediatamente dopo aver acceso la bilancia. L'elettronica ha bisogno di tempo per stabilizzarsi termicamente. Alcune bilance, dopo l'accensione, eseguono il conto alla rovescia prima di catturare lo zero esattamente per quella ragione. Si consiglia di attendere almeno 15 minuti anche se un corretto utilizzo prevede da 1 a 2 ore.
  • Zero bilancia : Inizia sempre da zero. Se l'indicazione non ritorna a zero dopo aver rimosso un peso, premere il tasto ZERO.
  • Impatto : Poggiare delicatamente il peso al centro del piatto di pesata e non trascinarlo durante la calibrazione.
  • Luogo di utilizzo : Una buona regola è quella di evitare di spostare le bilance. Se viene spostata, deve essere livellata e calibrata. Se l'errore visualizzato è superiore a quello tollerato (per legge o per processo), la bilancia deve essere nuovamente regolata.
  • Display : Controlla che tutti i segmenti del display funzionino. Ad esempio,  se il segmento centrale è difettoso, è possibile confondere un 8 con uno 0. Molte bilance quando accese eseguono un test automatico illuminando tutti i segmenti esattamente per questo scopo.
  • Bolla di livello : Non iniziare mai una calibrazione o una pesatura senza prima livellare la bilancia.
  • Portata Massima : Non superare mai la portata massima della bilancia.
  • Carico sulla piattaforma : Non bisogna mai lasciare un carico fisso sulla piattaforma di pesatura , questo può ridurre la durata dell'apparecchiatura e causare un problema chiamato Creep o deriva in alcune tecnologie utilizzate nelle celle di carico.
  • Vibrazioni e Correnti : Evitare di installare la bilancia in luoghi con vibrazioni e correnti d'aria. Oltre a causare instabilità nella lettura, questa pratica influenza direttamente la vita dell'apparecchiatura.
  • Cura dei pesi campione : i pesi che utilizzate per la calibrazione richiedono molta cura e delle regole di utilizzo che vi aiuteranno a mantenere la riferibilità . Qui trovate 10 consigli per il miglior utilizzo dei pesi campione

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