Guida alla pesata Pesare correttamente con le bilance da laboratorio

Guida alla pesata
Esperienza
Pesate migliori
Utilizzo senza errori
Risultati precisi
Pesare correttamente
con le bilance da laboratorio
METTLER TOLEDO G u i d a a l l a p e s a t a
Pesare correttamente
con le bilance da laboratorio
Introduzione
Luogo d’installazione
Uso della bilancia
Influenze ambientali
Glossario
GWP® – Good Weighing Practice™
5
6
8
12
20
30
METTLER TOLEDO G u i d a a l l a p e s a t a
Introduzione
La pesata è una delle operazioni quotidiane più frequenti in laboratorio. Le moderne bilance micro, semimicro, analitiche e di precisione
oggi sono talmente perfezionate, che in linea generale è possibile evitare
di creare ambienti di pesata speciali.
Il progresso tecnologico nell'elettronica ha permesso di semplificare
notevolmente i comandi, di ridurre in modo considerevole i tempi di pesata e di aumentare la flessibilità delle bilance in modo tale da consentirne
un'integrazione diretta nel processo produttivo.
Tali progressi possono però portare a una minore attenzione nei
confronti delle influenze ambientali. Si tratta nella fattispecie di influenze
fisiche, misurabili dalle bilance micro, semimicro e analitiche, che non
devono essere sottovalutate in quanto possono determinare un'effettiva
differenza di peso (dovuta per esempio alla lenta evaporazione, all'assorbimento di umidità ecc.) o forze che influiscono sul materiale o sul piatto
di pesata (per esempio il magnetismo, la carica elettrostatica ecc.) e che
vengono interpretate dalla bilancia come effettivi cambiamenti di peso.
La presente guida illustra gli elementi principali da considerare nell'utilizzo di bilance micro, semimicro e analitiche per ottenere risultati di
pesata ad alto livello qualitativo.
Successivamente alle indicazioni relative al luogo di installazione
e ai comandi della bilancia, verranno esposte in dettaglio le influenze
ambientali sulla determinazione del peso. Tali influenze si rivelano in
genere in una lenta variazione nell'indicazione del peso (deriva).
Infine, vista l’importanza della corretta interpretazione dei dati tecnici per la valutazione dei risultati di pesata, verranno descritti i termini
maggiormente utilizzati (glossario).
Luogo di installazione della bilancia
L'accuratezza e la riproducibilità dei risultati di pesata sono strettamente
legate al luogo di installazione della bilancia. Fate attenzione ai punti
indicati qui di seguito, per poter lavorare con la vostra bilancia nelle
migliori condizioni possibili:
Banco di pesata
 Stabile (banco da laboratorio, telaio da laboratorio, piano in pietra)
Il tavolo di pesata non deve flettersi all'appoggio e deve essere possibilmente privo di vibrazioni.
 Deve essere antimagnetico (evitare il piano in acciaio).
 Deve essere antistatico
(evitare plastica o vetro).
 Deve avere un fissaggio unico
Deve essere posizionato sul pavimento o essere fissato alla parete.
Entrambi i fissaggi contemporaneamente trasmettono vibrazioni dalla
parete e dal pavimento.
 Deve essere riservato alla bilancia.
La posizione e il tavolo di pesata devono essere stabili in modo che l'indicazione della bilancia non vari se ci si appoggia al tavolo o se si calpesta
la zona della pesata. Evitare l'uso di coperture morbide, come per es. il
tappetino del mouse.
Considerando la posizione della bilancia, è preferibile appoggiarla direttamente sopra le gambe del tavolo, perché qui si produce il numero minore
di vibrazioni.
Area di lavoro
 Deve essere un ambiente privo di vibrazioni
 Privo di correnti d'aria
Posizionare il tavolo di pesata in un angolo della stanza. Gli angoli sono
infatti i luoghi con meno vibrazioni degli edifici. L'accesso ideale alla
stanza dovrebbe avvenire tramite una porta scorrevole per ridurre l'influsso del movimento della porta.
METTLER TOLEDO G u i d a a l l a p e s a t a
Temperatura
 La temperatura dell’ambiente deve essere mantenuta il più possibile costante perché i risultati della pesata sono influenzati dalla temperatura.
(deriva termica tipica: 1-2 ppm/°C).
 Evitare di pesare vicino ai caloriferi o alle finestre.
Le bilance METTLER TOLEDO dotate di „FACT“ (autoregolazione completamente automatica e motorizzata) sono in grado di compensare
ampiamente la deriva termica restante. Tenere sempre la funzione „FACT“
attivata.
Umidità dell'aria
 L'umidità relativa (% rU) si trova idealmente tra il 45 e il 60 %. Il campo di misurazione tra il 20 e l'80 % rU non dovrebbe mai essere superato
né in eccesso né in difetto.
Nelle bilance micro si consiglia un controllo costante. Le variazioni devono essere sempre corrette, laddove possibile.
+ 30° C max.
Optimal
- 5° C min.
um range 20 - 80
xim
%
Ma
Luce
 Possibilmente posizionare la bilancia contro una parete priva di finestre.
L'esposizione diretta ai raggi solari (calore) influenza il risultato della
pesata.
 Posizionare la bilancia a debita distanza dai dispositivi di illuminazione, per evitare irradiazioni di calore, soprattutto nel caso di lampadine.
Utilizzare lampade tubolari.
Aria
 Posizionare la bilancia lontano dai getti d'aria dei condizionatori o degli
strumenti con dispositivi di ventilazione come computer o grandi strumenti da laboratorio.
 Posizionare la bilancia a debita distanza dai caloriferi. Oltre alle
possibili derive termiche anche le forti correntid'aria possono causare
disturbi.
 Non posizionare la bilancia vicino alla porta.
 Evitare i luoghi molto frequentati. Chi passa normalmente genera una
corrente d'aria sul luogo di pesata.
Uso della bilancia
Pe
Stev sata
e Mil
ler
Pes
Lord o min.
Tara o
Reg
ol in
t.
Le bilance micro, semimicro, analitiche e di precisione sono strumenti ad
alta precisione. Seguendo i consigli proposti, sarà possibile ottenere risultati di pesata affidabili.
Accensione
 Non scollegare la bilancia dalla rete di alimentazione e lasciarla sempre
accesa. In questo modo si produrrà un equilibrio termico all'interno
della bilancia.
 Se si desidera spegnere la bilancia, utilizzare il tasto di indicazione (nei
modelli meno recenti il tasto tara). La bilancia andrà in modalità di
Standby. L'elettronica sarà costantemente in tensione e non sarà necessario rispettare un tempo di riscaldamento.
!
NOTA BENE: Al primo collegamento alla rete di alimentazione, consigliamo tempi di riscaldamento differenti. Questi sono:
• Bilance micro fino a 12 ore,
• Bilance semimicro e analitiche ca. 6 ore
• Bilance di precisione ca. 3 ore.
Indipendentemente dai valori di riferimento, in ogni caso osservare i
tempi minimi indicati nel manuale di istruzioni.
Messa in bolla
 Allineare la bilancia. Controllare che la bolla d'aria si trovi al centro
della livella. Le correzioni possono essere effettuate con i piedini regolabili. Successivamente si dovrà regolare la sensibilità della bilancia. La
procedura esatta è descritta nel manuale di istruzioni della bilancia.
!
NOTA BENE: Se si desidera garantire e documentare sempre l'esatta
messa in bolla della bilancia, per esempio per soddisfare requisiti stabiliti
da GxP1), consigliamo la serie di bilance Excellence Plus con controllo
automatico del livellamento “LevelControl”.
1) GxP Good Laboratory Practice (GLP) oppure Good Manufacturing Practice (GMP)
METTLER TOLEDO G u i d a a l l a p e s a t a
Regolazione
 Regolare periodicamente la sensibilità della bilancia, soprattutto nei
seguenti casi:
• la bilancia viene messa in funzione per la prima volta
• dopo aver spostato la bilancia
• dopo la messa in bolla
• dopo una variazione notevole di temperatura, umidità o pressione atmosferica.
!
1.00000 mg
NOTA BENE: Se si desidera che la regolazione venga eseguita automaticamente per esempio dopo una variazionedella temperatura, vale la
pena acquistare bilance dotate di “FACT”. In questi modelli la regolazione
avviene in modo automatico. Così è possibile aumentare anche l'intervallo di tempo per le verifiche di routine.
Lettura
 Fare attenzione all'esatta indicazione dello zero all'inizio di ongi pesata.
Eventualmente azzerare la bilancia per evitare errori.
P
Lor eso m
 Rilevare il risultato solo dopo che il piccolo cerchio in alto a sinistra Tsul
in.
ara do
display della bilancia è scomparso. Grazie a questo rilevatore diRestabilità
gol
int.
il risultato della pesata viene approvato.
!
1.00005 mg
NOTA BENE: La linea Excellence Plus offre un rilevatore di stabilità ancora
più potente. Queste bilance rappresentano i valori instabili in blu. Quando
si raggiunge la stabilità, l'indicaizone cambia subito diventando nera e il P
es
cerchio in alto a sinistra scompare. In questo modo è possibile riconosce-TarLordo o min.
a
re in modo più affidabile, veloce e sicuro un risultato stabile.
P
Ste esata
ve
Mil
ler
P
Ste esata
ve
Mil
ler
Re
gol
int.
Piatto di pesata
 Posizionare il materiale da pesare sempre al centro del piatto. In questo
modo si evitano errori dovuti al carico decentrato.
 Nelle bilance micro e semimicro, dopo una lunga pausa (>30 min)
effettuare un breve caricamento del piatto, per eliminare il cosiddetto
effetto prima pesata.
Recipiente di pesata
 Utilizzare il recipiente più piccolo possibile.
 Evitare recipienti in plastica se l'umidità dell'aria è inferiore al 30-40 %.
In queste condizioni infatti c'è un alto rischio di carica elettrostatica.
Anche materiali che non conducono elettricità come il vetro e la plastica
possono caricarsi elettrostaticamente. Ciò può causare drastiche imprecisioni nei risultati di pesata. Perciò, prendere contromisure adeguate (per
ulteriori informazioni, vedere pag. 14: elettrostatica).
 Il recipiente e il materiale di pesata devono avere la stessa temperatura
dell'ambiente. Le differenze di temperatura possono causare correnti
d'aria che falsificano i risultati di pesata (vedere pag. 7: temperatura).
Dopo averlo prelevato da un forno di essiccazione o da una lavastoviglie,
lasciare raffreddare il recipiente di pesata prima di porlo sulla bilancia.
Supporto per recipiente di tara
“ErgoClip Basket”.
 Se possibile, non posizionare il recipiente nella camera di pesata con
le mani, per non modificare la temperatura e l'umidità dell'aria della
camera di pesata e del recipiente. Questo potrebbe avere un'influenza
negativa sul processo di pesata.
!
Matracci su speciali supporti per
recipienti di tara “ErgoClip Flask”
e “MinWeigh Door”
10
NOTA BENE: Diversi supporti per i recipienti di tara offrono le caratteristiche ottimali per pesate iniziali prive di disturbi e sicure (vedere figure).
Paravento
 Aprire le porte del paravento il minimo indispensabile. In questo modo
il clima nella camera di pesata resterà costante e il risultato della pesata
non verrà influenzato.
 Posizionare la bilance dotate di un paravento configurabile e automatico, come gli strumenti della linea Excellence Plus, in modo tale da
consentire un'apertura minima del paravento.
METTLER TOLEDO G u i d a a l l a p e s a t a
!
NOTA BENE: Se si desidera eseguire misurazioni in modo notevolmente
più semplice ed accurato anche nelle condizioni più difficili, consigliamo
gli accessori specifici delle nostre bilance Excellence e Excellence Plus.
Anche in caso di pesate iniziali molto piccole con tolleranze strette e in
condizioni ambientali difficili, si otterranno i risultati migliori. Le nostre
porte del paravento speciali “MinWeigh Door” sono per esempio perfette
per l'impiego nelle cabine di pesata. Ma anche in condizioni di pesata
“normali” offrono dei vantaggi. La ripetibilità del rilevamento del peso
netto viene migliorata due volte!
L'utilizzo del piatto di pesata “SmartGrid”, caratterizzato da una lamina
in griglia, stabilizza la pesata in modo talmente efficiente che le porte
del paravento nelle bilance analitiche a 4 cifre decimali possono anche
restare aperte durante la pesata.
Manutenzione della bilancia
 Mantenere il piatto e la camera di pesata sempre
puliti.
 Utilizzare solo recipienti puliti per la pesata.
 Per la pulizia è sufficiente utilizzare un comune
detersivo per i vetri.
 Utilizzare panni privi di peluzzi
 Non spennellare le impurità nelle eventuali aperture.
 Prima della pulizia, rimuovere tutte le parti amovibili come il piatto di pesata.
P
Lo eso
Tara rdo min.
P
Ste esata
ve
Mil
ler
Re
gol.
int.
!
NOTA BENE: Nelle bilance analitiche Excellence e Excellence Plus è possibile rimuovere i singoli vetri del paravento per pulirli in lavastoviglie.
11
Influenze ambientali
Se l'indicazione del peso non si stabilizza, se il risultato si sposta lentamente in una direzione oppure se vengono indicati semplicemente valori
errati, ciò è spesso da ricondurre a influenze ambientali indesiderate. Le
cause più frequenti possono essere:
 Influenze del materiale di pesata
 Influenze ambientali nel luogo di installazione della bilancia
 Assorbimento o rilascio di umidità del materiale di pesata
 Materiale o recipiente di pesata caricati elettrostaticamente
 Materiale o recipiente di pesata magnetici
Nel capitolo seguente queste influenze verranno descritte più nel dettaglio,
verranno chiarite le cause e definiti i provvedimenti da prendere.
Temperatura
Problema
L'indicazione del peso di un materiale si sposta in una direzione.
Possibili cause
Non è ancora trascorso il tempo sufficiente da quando la bilancia è stata
collegata all'alimentazione di corrente.
Una differenza di temperatura tra il materiale di pesata e l'ambiente causa
correnti d'aria lungo il recipiente di pesata. L'aria che passa lungo il recipiente provoca una forza verso l'alto o verso il basso. Il risultato di pesata
si scosta dal valore corretto. Questo effetto viene definito spinta dinamica.
L'effetto si attenua al raggiungimento di un equilibrio termico. Ossia: un
oggetto freddo risulta più pesante, mentre un oggetto caldo risulta più
leggero. Questo effetto può condurre a problemi in particolar modo nelle
pesate finali con le bilance semimicro, micro e ultramicro.
Esempio
Tramite il seguente esperimento è possibile avere un esempio della spinta
dinamica: pesare un matraccio di Erlenmeyer o un recipiente simile e
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METTLER TOLEDO G u i d a a l l a p e s a t a
annotare il peso. Tenere il recipiente circa un minuto tra le mani e poi
ripetere la pesata. A causa della temperatura superiore e della differenza di
temperatura che ne deriva, il recipiente risulterà più leggero.
(In questo test il sudore delle mani non ha alcun ruolo. Il campione risulterebbe anzi ancora più pesante).
Provvedimenti
 Non pesare campioni prelevati direttamente dall'essiccatore o dal refrigeratore
 Acclimatare il materiale di pesata alla temperatura del laboratorio o
della camera di pesata
 Prendere il recipiente del campione con una pinza
 Non prendere nulla nella camera di pesata con le mani
 Scegliere recipienti per il campione con un'apertura limitata
Assorbimento di umidità/evaporazione
Problema
L'indicazione del peso di un materiale si sposta permanentemente in una
direzione.
Possibili cause
Misurare la perdita di peso di sostanze di sostanze liquide (per es. l'evaporazione dell'acqua) o l'aumento di peso di materiali igroscopici (assorbimento dell'umidità dell'aria).
Esempio
Tale effetto è riscontrabile tramite alcool o gel di silicio.
Provvedimenti
Utilizzare recipienti di pesata puliti e asciutti e tenere la piattaforma di
pesata al riparo da sporcizia e gocce d'acqua. L'utilizzo di recipienti con
aperture limitate o di coperchi può essere d'aiuto. Evitare basi di sughero o
cartone per i palloni a fondo sferico. Questi potrebbero infatti aumentare o
diminuire notevolmente l'umidità. Invece i supporti triangolari in metallo
o le „ErgoClips“ adatte alle bilance Excellence ed Excellence Plus non
provocano effetti di questo tipo.
In caso di aperture maggiori dei
recipienti di pesata aumenta il
rischio di errori di misurazione
per evaporazione o condensa.
13
P
Ste esata
ve
Mill
er
P
Lo eso
Tara rdo min.
ol.
int.
Elettrostatica
Problema
La pesata indica sempre risultati diversi. L'indicazione del peso si sposta;
non è possibile ripeterla.
Possibili cause
Il recipiente di pesata o il campione è caricato elettrostaticamente. I materiali con scarsa conducibilità elettrica come il vetro, la plastica, i materiali
in polvere o granulati non fanno defluire le cariche elettrostatiche, o lo
fanno molto lentamente (nel giro di ore). La carica avviene principalmente tramite la frizione causata dal maneggiamento o durante il trasporto
dei recipienti o dei materiali. L'aria secca con un'umidità inferiore al 40 %
aumenta il rischio di questo effetto.
Gli errori di pesata sono generati dalla forza elettrostatica che agisce tra
il materiale di pesata e l'ambiente. Ciò può provocare gli scostamenti del
peso descritti soprattutto nelle bilance micro, semimicro e analitiche.
Esempio
Un recipiente pulito in vetro o in plastica che viene frizionato leggermente
con un panno di cotone mostra questo effetto in modo molto evidente.
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METTLER TOLEDO G u i d a a l l a p e s a t a
Provvedimenti
 Aumentare l'umidità dell'ariaIl problema si verifica principalmente in
inverno negli ambienti riscaldati. In ambienti climatizzati è utile impostare il condizionatore in modo adeguato (45-60 % di umidità relativa).
 Schermare le forze elettrostatiche Posizionare il recipiente di pesata su
un supporto metallico.
 Utilizzare altri recipienti di pesata Plastica e vetro si caricano velocemente e non sono adatti. Il metallo è più adatto.
 Utilizzare pistole antistatiche. I prodotti disponibili in commercio non
sono comunque efficaci in ogni situazione.
 Utilizzare i kit antistatici di METTLER TOLEDO esterni o interni.
Osservazioni: La bilancia e quindi anche il piatto di pesata devono
disporre sempre di messa a terra. Tutte le bilance METTLER TOLEDO con
spina a tre poli hanno messa a terra automatica.
!
Supporto per recipiente di tara
“ErgoClip Basket”.
NOTA BENE: Il supporto per i recipienti di tara “ErgoClip Basket” devia
cariche elettrostatiche in modo ideale e impedisce in modo efficace il
verificarsi dei problemi descritti nei tubi e nelle provette.
Magnetismo
Problema
Un materiale di pesata fornisce diversi risultati a seconda della posizione
sul piatto. Il risultato è difficilmente ripetibile. L'indicazione però resta
stabile.
Possibili cause
Si sta pesando un materiale magnetico. Gli oggetti magnetici o permeabili
magneticamente si attraggono reciprocamente. La forza aggiuntiva che ne
deriva viene interpretata in modo errato come un carico.
Praticamente tutti gli oggetti in ferro (acciaio) sono fortemente permeabili
magneticamente (ferromagnetici).
MPS
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Supporto per recipiente di tara
“ErgoClip Flask” per bilance della
linea Excellence ed Excellence
Plus.
Provvedimenti
Se possibile, schermare le forze magnetiche, disponendo il materiale da
pesare per es. in un recipiente in lamina di mu-metal. Poiché la forza
diminuisce proporzionalmente all'aumento della distanza dal corpo
magnetico, il materiale da pesare può essere allontanato dal piatto della
bilancia tramite un supporto non magnetico (per esempio un bicchiere
di vetro, un supporto di alluminio). Lo stesso effetto si ottiene con un
dispositivo per pesare al di sotto della bilancia. Questi cosiddetti dispositivi
per la pesata sotto la bilancia sono integrati di serie nella maggior parte di
bilance micro, semimicro, analitiche e di precisione METTLER TOLEDO.
METTLER TOLEDO utilizza preferibilmente materie prime non magnetiche
per escludere fin dall'inizio questo effetto.
!
NOTA BENE: Per pesare magneti grandi e piccoli con bilance di precisione
consigliamo un “piatto di pesata MPS” aggiuntivo (Magnetic-ProtectionSystem). Per le bilance analitiche consigliamo un supporto triangolare.
Aumenta la distanza del magnete dal piatto di pesata. Per le bilance della
linea Excellence ed Excellence Plus offriamo speciali “ErgoClips”.
Spinta statica
Effetto
Un materiale di pesata non ha lo stesso peso nell'aria e nel vuoto.
Causa: «Il peso di un corpo è uguale al peso dell'elemento in cui è
immerso da lui spostato» (principio di Archimede) Con questo principio si
può spiegare perché una nave galleggia, un palloncino vola o l'indicazione
del peso di un materiale dipende della pressione atmosferica.
L'elemento in cui è immerso il materiale da pesare è l'aria. La densità
atmosferica ammonta a circa 1.2 kg/m3 (a seconda della temperatura e
della pressione atmosferica). La spinta del materiale (corpo) è pari quindi
a 1.2 kg per metro cubo del suo volume.
Esempio
Posizionare un bicchiere contenente un peso di riferimento di 100 g su
una bilancia a braccio e, successivamente, posizionare sull'altro piatto un
bicchiere identico al precedente riempiendolo con acqua fino a quando
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METTLER TOLEDO G u i d a a l l a p e s a t a
la bilancia si trovi in equilibrio, e quindi entrambi i corpi, pesati in aria,
abbiano lo stesso peso.
Posizionare poi una campana di vetro sopra la bilancia a braccio, così
da creare il vuoto; la bilancia si inclinerà dalla parte dell'acqua, poiché
questa, dato il volume superiore, sposta una maggiore quantità di aria e
subisce così una spinta maggiore. Nel vuoto viene a mancare questa spinta.
Nel vuoto quindi sul lato destro si avranno più di 100 g di acqua.
Peso nell'aria
Densità
Volume
Spinta
Peso nel vuoto
Peso di riferimentoAcqua
100 g
100 g
8000 kg/m3
1000 kg/m3
12.5 cm3
100 cm3
15 mg
120 mg
100.015 g
100.120 g
Provvedimenti
La sensibilità della bilancia viene regolata
alla densità di 8.0 g/cm3 con i pesi di riferimento. Se i materiali da pesare
vengono pesati con densità che si discostano da questo dato, si verificherà
un errore dovuto alla spinta aerostatica. Nelle pesate ad alta accuratezza
di misurazione relativa si consiglia di correggere conseguentemente il
peso visualizzato.
Se si effettuano le pesate in giorni diversi, per es. pesate finali o pesate
di controllo, è necessario controllare la pressione atmosferica, l'umidità
dell'aria e la temperatura, nonché calcolare la correzione della spinta
aerostatica come segue:
Procedimento per la determinazione della massa
1.Calcolare la densità dell'aria
ρ
P
h
t
Densità dell'aria in kg/m3
Pressione atmosferica in hPa (= mbar) (utilizzare la pressione della stazione)
Umidità relativa in %
Temperatura in °C
17
2.Determinare la massa del materiale di pesata (correggere la spinta
aerostatica)
m
a
ρ
c
W
Massa
Densità dell'aria in kg/m3
Densità del materiale di pesata
Densità del corpo convenzionale (8000 kg/m3)
Valore di pesata (indicazione della bilancia)
Esempio
Indicazione bilancia 200.0000 g
Pressione atmosferica 1018 hPa
Umidità relativa dell'aria 70 %
Temperatura 20 °C
Densità del materiale di pesata 2600 kg/m3
Gravitazione
Effetto
Se varia l'altitudine, si ottengono valori del peso differenti. Perciò cambierà per esempio l'indicazione del peso se una pesata viene effettuata a
un'altitudine superiore di 10 m (spostamento dal primo al quarto piano di
un edificio).
Causa
Per determinare la massa di un corpo, la bilancia misura la forza di gravi-
18
METTLER TOLEDO G u i d a a l l a p e s a t a
tà, cioè la forza di attrazione tra la terra e il materiale da pesare. Tale forza
dipende principalmente dalla latitudine del luogo di installazione e dalla
sua altitudine sopra il livello del mare (distanza dal centro della terra).
Perciò:
1. Più un peso è lontano dal centro della terra, minore è la forza di gravità
che tale peso subisce. La misura con cui la forza di gravità diminuisce è il
quadrato della distanza.
9.82 N/kg
9.78 N/kg
2. Più un luogo è vicino all'equatore, maggiore sarà l'accelerazione centrifuga che subisce a causa della rotazione della terra. Tale accelerazione
contrasta la forza di attrazione (forza gravitazionale).
I poli sono il punto più lontano dall'equatore e hanno la distanza minore
dal centro della terra. Qui la forza che agisce sulla massa è massima.
Esempio
Un peso di 200 g, che al primo piano risulta essere esattamente
200.00000 g, presenta la seguente variazione al quarto piano:
Provvedimenti
Livellare e regolare la bilancia dopo ogni spostamento successivo al primo
utilizzo.
!
NOTA BENE: Le bilance con “FACT” incorporato (autoregolazione
completamente automatica e motorizzata) eseguono automaticamente
questa regolazione. Le bilance METTLER TOLEDO della serie Excellence ed
Excellence Plus sono dotate di “FACT” integrato di serie.
19
Glossario
Risoluzione
La risoluzione di una bilancia è la minor differenza tra due valori leggibile
sul display. Nel caso di display digitale, è il minor passo d'indicazione
possibile.
Risoluzione standard di diversi tipi di bilance
Bilance ultra micro 1d1) = 0.1 µg = 0.0000001 g 7 cifre decimali
Bilance micro 1d = 1 µg = 0.000001 g 6 cifre decimali
Bilance semimicro 1d = 0.01 mg = 0.00001 g 5 cifre decimali
Bilance analitiche 1d = 0.1 mg = 0.0001 g 4 cifre decimali
Bilance di precisione1d = da 1 g a 1 mg = da 1 g a 0.001 g da 0 a 3 cifre decimali
1) 1d
= 1 digit = una cifra
!
NOTA BENE: Le bilance “DeltaRange” o “DualRange” si distinguono per
due risoluzioni diverse. Perciò rappresentano una alternativa interessante
dal punto di vista del prezzo alle bilance a campo singolo.
Accuratezza
Termine qualitativo che indica quanto i risultati rilevati si avvicinino
al valore di riferimento, dove quest'ultimo può essere a seconda della
determinazione o della convenzione o il valore reale corretto o al valore
nominale [DIN1) 55350-13].
In breve: Quanto si avvicina l'indicazione di una bilancia al peso effettivo
del materiale.
Categorie di accuratezza dei pesi di verifica
I vari pesi di verifica vengono riuniti in diverse classi in base alla loro
accuratezza.
Con la raccomandazione delle classi di peso conforme a OIML2) R111
viene assicurato il rispetto dei limiti d'errore secondo la classificazione del
1) DIN Istituto normativo tedesco
20
2) OIML Organisation Internationale de Métrologie Légale
METTLER TOLEDO G u i d a a l l a p e s a t a
peso e che la qualità del materiale e della superficie corrisponda a questa
raccomandazione internazionale. www.oiml.com
Le norme per la gestione della qualità in ambito del controllo dei mezzi di
verifica richiedono che le bilance vengano calibrate e regolate ad intervalli
stabiliti con pesi tracciabili. Per questo devono essere usati pesi certificati
con una classe di accuratezza adeguata.
Sensibilità
Variazione della grandezza d'uscita di uno strumento di
misurazione divisa per la variazione corrispondente della
granzezza d'ingresso ([VIM] 5.10)1).
In una bilancia la variazione del valore di pesata ∆W
divisa per la variazione del carico che la causa ∆m
La sensibilità è una delle specifiche più importanti di
una bilancia. La sensibilità specificata di una bilancia si
intende in generale come sensibilità globale (pendenza),
misurata sul campo nominale.
Sensibilità tra valore di pesata W e carico m, per esempio di
una bilancia con campo nominale di 1 kg. La linea centrale
mostra la linea caratteristica di una bilancia con sensibilità
corretta (pendenza). La linea caratteristica in alto è troppo
pendente (troppa sensibilità, rappresentata in risalto) quella
sottostante non è sufficientemente pendente (sensibilità
troppo bassa).
Coefficiente termico della sensibilità
La sensibilità dipende dalla temperatura. Il grado di dipendenza viene
rilevato tramite lo scostamento reversibile del valore di misurazione sotto
l'influenza di una variazione di temperatura nell'ambiente. Tale andamento è indicato attraverso il coefficiente termico della sensibilità (TC),
che indica a sua volta la deviazione percentuale dell'indicazione del peso
(per esempio pesata iniziale) per grado Celsius. Il coefficiente termico
della sensibilità di una bilancia XP è pari per esempio a 0.0001 %/°C. Ciò
significa che in caso di una variazione di temperatura di 1 grado Celsius,
la sensibilità varierà dello 0.0001 % o di un milionesimo.
1) VIM International Vocabulary of basic and general terms in Metrology
21
Il coefficiente termico si calcola nel modo seguente:
Dove ∆S è la variazione della sensibilità e ∆T è la variazione di temperatura. La variazione della sensibilità ∆S corrisponde alla variazione del
risultato ∆R diviso per il carico m, dopo la messa in tara con la pesata
iniziale. Con questi dati è possibile calcolare lo scostamento del risultato
della misurazione in corrispondenza di una determinata variazione della
temperatura con una trasformazione.
Per il valore d'indicazione abbiamo dunque:
Se si pesa un carico (pesata iniziale) di 100 g su una bilancia analitica
XP/XS e se la temperatura del laboratorio è cambiata di 5 °C dall'ultima
regolazione, l'errore nel risultato della pesata ∆R (con il coefficiente termico della XP di 0.0001 %/°C) in casosfavorevole avrà la seguente entità:
Se il carico invece fosse pari a solo 100 mg, ossia 1000 volte inferiore,
allora anche lo scostamento massimo risulterebbe inferiore. Sarebbe quindi stato di soli 0.5 µg.
FACT
Acronimo per „Fully Automatic Calibration Technology“ („FACT“). Regolazione automatica della sensibilità e, a seconda del tipo di bilancia,
anche della linearità della bilancia. La regolazione si attiva al superamento di una variazione di temperatura indicata. I pesi interni vengono collegati in modo riconducibile agli standard internazionali nella produzione,
grazie a una «calibrazione originaria». Durante questo processo la massa
del peso interno viene ottenuta posizionando un peso certificato sulla
bilancia e salvando il valore nella bilancia.
22
METTLER TOLEDO G u i d a a l l a p e s a t a
proFACT
Acronimo per „Professional Fully Automatic Calibration Technology“
(„proFACT“). Regolazione automatica professionale della sensibilità.
!
NOTA BENE: La linea di bilance semimicro e analitiche Excellence ed
Excellence Plus dispone di due masse interne. Ciò significa che durante
la regolazione non viene testata solo la sensibilità ma anche la non
linearità.
Linearità (non linearità)
Proprietà di una bilancia di seguire il rapporto lineare
tra il carico posizionato m e il valore del peso indicato W
(sensibilità). In questo modo si presenta una retta tra lo
zero e il carico massimo come linea caratteristica (vedere:
sensibilità).
Al contrario la non linearità definisce l'ampiezza della
banda, all'interno della quale può verificarsi uno scostamento in aumento o diminuzione del valore di misurazione dalla linea caratteristica ideale.
Nella bilancia analitica METTLER TOLEDO Excellence Plus XP205DR, per
esempio, lo scostamento della linea caratteristica dall'andamento lineare è
pari a un massimo di ±0.15 mg sull’intero campo di pesata di 200 g.
Ripetibilità
Capacità di una bilancia di visualizzare valori di misurazione coincidenti
in pesate ripetute dello stesso oggetto eseguite allo stesso modo, in condizioni invariate ([OIML1) R 76 1] T.4.3).
La serie di misurazioni deve essere eseguita dallo stesso utente secondo la
stessa procedura di pesata, ponendo il peso nella stessa posizione sul piatto,
nello stesso luogo di installazione, a condizioni ambientali costanti e senza
interruzioni.
1) OIML Organisation Internationale de Métrologie Légale
23
Lo scostamento standard della serie di misurazioni è una misura adatta a
rappresentare il valore della ripetibilità.
In particolare nelle bilance ad alta risoluzione la misura della ripetibilità
non è solo una delle proprietà della bilancia. La ripetibilità dipende anche
dalle condizioni ambientali (correnti d'aria, variazioni di temperatura,
vibrazioni), dal materiale di pesata e in parte dall'esperienza di chi esegue
l'operazione.
Nell'esempio seguente viene descritta una tipica serie di misurazioni effettuata su una bilancia semimicro con una risoluzione di 0.01 mg.
x1 = x2 = x3 = x4 = x5 = 27.51467 g
27.51466 g
27.51468 g
27.51466 g
27.51465 g
x6 = x7 = x8 = x9 = x10 = 27.51467 g
27.51467 g
27.51466 g
27.51468 g
27.51467 g
Ora vogliamo determinare il valore medio e la ripetibilità di questa serie.
Valore medio:
xi = Risultato della serie di misurazioni per i volte
N: Numero di misurazioni (pesate), solitamente 10
Il valore medio corrisponde a x = 27.514667 g
Come misura per la ripletibilità t viene utilizzato lo scostamento standard s. La ripetibilità della serie di misurazioni ammonta quindi a s =
0.0095 mg.
L'incertezza del risultato di pesata ammonta a due - tre volte la
ripetibilità da u ≈ 2s... 3s ossia il risultato reale x si trova nell'intervallo
x-u<x<x+u
24
METTLER TOLEDO G u i d a a l l a p e s a t a
Nella nostra serie di misurazione u diventa ≈ 2 s ≈ 2 x 0.01 mg =
0.02 mg, in modo che il risultato di pesata si può indicare con x ± u =
27.51467 g ± 0.02 mg,
Quindi con la bilancia utilizzata per la presente serie di misure, il risultato
più piccolo previsto per questo carico ammonta a 27.51465 g e il più grande a 27.51469 g; un buon risultato per questa serie di pesate.
Tracciabilità
La proprietà di un risultato di misurazione di riferirsi, con una serie ininterrotta di pesate di controllo con incertezze di pesata date a un campione
primario internazionale e nazionale ([VIM]1) 6.10). I pesi campione utilizzati nella determinazione della massa si riferiscono sempre ai campioni
primari.
Messa in bolla
Livellamento di una bilancia nella sua posizione di riferimento (solitamente orizzontale), ossia il suo asse d'azione deve essere allineato in
parallelo alla verticale. Normalmente ciò significa posizionare lo chassis
della bilancia in orizzontale. Il risultato viene falsato del coseno dell'angolo di inclinazione. Provvedimenti: tutte le bilance hanno la possibilità di
essere livellate con i piedini regolabili.
!
NOTA BENE: La bilancia Excellence Plus dispone di “LevelControl”, un
sistema automatico di controllo del livellamento. Questo sistema comunica e documenta subito se la bilancia non è in bolla. Ciò aumenta la
certezza di misura ed esclude errori dovuti al rischioso controllo visivo per
esempio in una cabina di pesata.
Carico decentrato
1. Scostamento del valore misurato a causa del carico decentrato (eccentrico). Maggiore è il peso dell'oggetto e maggiore la sua distanza dal
centro del piatto, maggiore è il carico decentrato.
Se l'indicazione resta costante anche spostando lo stesso carico in posizioni differenti, la bilancia non ha nessuno scostamento per carico decentrato. Fare attenzione nelle bilance ad alta risoluzione a posizionare il carico
in una posizione centrale.
La definizione ufficiale di carico decentrato è la seguente:
“Scostamento in caso di carico decentrato”.
1) VIM International Vocabulary of basic and general terms in Metrology
25
Riproducibilità
Avvicinamento tra i valori di misurazione della stessa entità, se le singole
misurazioni vengono eseguite in condizioni differenti (che sono da indicare), quindi in riferimento al
 processo di misurazione
 all'osservatore
 all'installazione
 al luogo di misurazione
 alle condizioni di applicazione
 al momento temporale
Esattezza
Concetto qualitativo che giudica lo scostamento sistematico delle misurazioni. Dimensione della coincidenza tra il valore nominale (valore medio)
di una serie di valori di misurazione e il valore reale dell'oggetto misurato
([ISO1) 5725] 3.7).
Osservazioni
L'esattezza si può giudicare solo se sono presenti più valori di misurazione
e un valore di riferimento riconosciuto come esatto.
Precisione
Concetto qualitativo che giudica la variabilità delle misurazioni.
Grandezza della coincidenza di valori di misurazione indipendenti in
condizioni stabilite ([ISO1) 5725] 3.12).
La precisione dipende solo dalla ripartizione degli scostamenti casuali, non
dai valori reali delle grandezze di misurazione (esattezza).
Esempio
Capacità di uno strumento di fornire valori di misurazione che si discostano poco dal valore di riferimento.
1) ISO International Standards Organization
26
METTLER TOLEDO G u i d a a l l a p e s a t a
Osservazioni
La precisione si può giudicare solo in presenza di diversi valori di misurazione.
Incertezza di misura
Uno dei parametri assegnati al risultato di misurazione, che caratterizza
la deviazione dei valori che possono essere ragionevolmente assegnati alla
grandezza di misurazione ([VIM]1) 3.9).
Questo parametro, ossia l'incertezza di misura, viene normalmente
espresso dall'incertezza standard u o dall'incertezza di misura ampliata
U (intervallo di confidenza). Una guida per determinare l'incertezza di
misura è contenuta nel GUM2). L'incertezza di misura secondo GUM si
ottiene sommando il quadrato delle grandezze d'errore, se queste non si
influenzano reciprocamente.
Nota
L'incertezza di misura si può calcolare in diversi modi. Nel settore farmaceutico viene spesso rilevata la determinazione del contenuto di riferimento, secondo la farmacopea statunitense, altrimenti si ricava anche spesso
l'incertezza di misura secondo ISO3) 17025. Quest'ultima corrisponde a
quella del GUM.
!
NOTA BENE: L'assistenza METTLER TOLEDO offre il servizio di determinazione dell'incertezza di misura in loco nei principali paesi su richiesta del
cliente.
Pesata minima
La pesata minima iniziale fornisce un'indicazione del fatto che il risultato
di pesata che non raggiunge questa grandezza ha come conseguenza uno
scostamento relativo troppo elevato.
!
NOTA BENE: Le bilance METTLER TOLEDO della linea Excellence Plus
dispongono della migliore tecnologia di pesata. In questo modo si
raggiungono le pesate minime iniziali più basse possibili.
1) VIM International Vocabulary of basic and general terms in Metrology
2) GUM Guide of Uncertainty of Measurement
3) ISO
International Standards Organization
27
1.00005 mg
Calibrazione
Determinazione dello scostamento tra il valore misurato e il valore reale
della grandezza di misurazione in condizioni date.
!
1.00005 mg
1.00000 mg
Regolazione
Determinazione dello scostamento tra il valore misurato e il valore reale
della grandezza di misurazione in condizioni date. Successivamente si deve
applicare una correzione.
!
28
NOTA BENE: Le bilance METTLER TOLEDO Excellence ed Excellence Plus
documentano i singoli scostamenti sul display o li inviano esternamente
a un software o a una stampante.
NOTA BENE: Le bilance METTLER TOLEDO Excellence ed Excellence Plus
documentano i singoli scostamenti sul display o li inviano esternamente
a un software o a una stampante. Come software raccomandiamo “LabX
balance” con controllo del mezzo di verifica integrato conforme a Good
Weighing Practice™ di METTLER TOLEDO (www.mt.com/GWP).
METTLER TOLEDO G u i d a a l l a p e s a t a
29
GWP® – Good Weighing Practice™
Il sistema planetario GWP®
METTLER TOLEDO offre la soluzione perfetta grazie a Good Weighing
Practice™ (GWP®). Scegliendo GWP®, un teamdi esperti seguirà il cliente
in tutte le fasi importanti, durante la valutazione e la scelta della soluzione
di pesata migliore, nella messa in funzione e calibrazione e nel funzionamento di routine quotidiano.
Grazie a GWP® METTLER TOLEDO offre per la prima volta una guida
valida a livello globale per i sistemi di pesata. Secondo questa guida GWP®
mette in atto un pacchetto di soluzioni ottimale su misura per le esigenze
singole. Per noi ottimale significa: la soluzione di pesata più vantaggiosa
economicamente e contemporaneamente più sicura. Riconoscere uno
scostamento quando è troppo tardi o non riconoscerlo affatto? Questo probabilmente non potete permettervelo. Good Weighing Practice™ significa
„pesare senza rischi“, perché è in gioco la qualità e la sicurezza dei vostri
prodotti.
30
METTLER TOLEDO G u i d a a l l a p e s a t a
Il triangolo GWP®
 Funzionamento di routine
 Come deve essere testata la mia pesa?
 Quanto spesso e quali test verranno effettuati?
 Come si possono ridurre le spese?
Per essere certi di mantenere negli anni un'accuratezza di pesata costante,
si consiglia di far eseguire la manutenzione della bilancia da laboratorio
da un tecnico dell'assistenza autorizzato. In questo modo si aumenterà
contemporaneamente la durata della bilancia.
Addetti al controllo indipendenti testano la funzionalità della bilancia con processi di
calibrazione accreditati e documentano i risultati.
Le bilance dotate di
“FACT” necessitano di
meno test di routine.
Funzioni della bilancia
intelligenti riducono
le spese per i controlli
e offrono un'assicurazione della qualità
aggiuntiva.
L'utente esegue periodicamente brevi test
e riconosce subito se
l'accuratezza del processo viene rispettata.
Tra un intervento di manutenzione e l'altro è necessario eseguire un controllo sensato con masse certificate esterne per stabilire immediatamente
un'eventuale scostamento di misurazione.
!
NOTA BENE: Per questi test di routine devono essere utilizzate
masse di verifica adeguate. Grazie alla serie di masse “CarePac”
METTLER TOLEDO offre all'utente un controllo privo di problemi.
Questa serie di masse conformi alla guida GWP® contengono le
masse, le tolleranze di test, le pinze, i guanti e le istruzioni giuste
per ciascun tipo di bilancia.
Per ulteriori informazioni su Good Weighing Practic™,
visitate il sito www.mt.com/GWP
Grazie alla serie di masse “CarePac”
siete sempre al sicuro.
31
A
Accensione
Accuratezza
Area di lavoro
Aria
Assorbimento di umidità / evaporazione
8
20
6
7
13
B
Banco di pesata
6
C
Calibrazione
Carico decentrato
Categorie di accuratezza delle masse
di verifica
Coefficiente termico della sensibilità
28
25
20
21
E
Elettrostatica
Esattezza
Evaporazione
14
26
13
F
FACT
22
G
Gravitazione
GWP® (Good Weighing Practice™)
18
30
I
Incertezza di misura
32
27
METTLER TOLEDO G u i d a a l l a p e s a t a
L
Lettura
Luce
Linearità (non linearità)
9
7
23
M
Magnetismo
Manutenzione della bilancia
Messa in bolla
15
11
8, 25
P
Paravento
Pesata minima
Piatto di pesata
Precisione
proFACT
10
27
9
26
23
R
Recipiente di pesata
Regolazione
Ripetibilità
Riproducibilità
Risoluzione
10
9, 28
23
26
20
S
Sensibilità
Spinta statica
21
16
T
Temperatura
Tracciabilità
7, 12
25
U
Umidità dell'aria
7
33
Mettler-Toledo AG,
Laboratory & Weighing Technologies
CH-8606 Greifensee, Schweiz
Phone +41-44-944 22 11, Fax +41-44-944 30
Internet: http://www.mt.com
AT
Mettler-Toledo GmbH., A-1230 Wien
AU Mettler-Toledo Ltd., Port Melbourne, Victoria 3207
BE N.V. Mettler-Toledo S.A., B-1932 Zaventem
BR Mettler-Toledo Ltda., 06455-000 Barueri/São Paulo
CA Mettler-Toledo Inc., Ontario, Canada
CH Mettler-Toledo (Schweiz) GmbH, CH-8606 Greifensee
CN Mettler-Toledo (Shanghai) Co., Ltd., Shanghai 200233
CZ Mettler-Toledo, s.r.o., CZ-10000 Prague 10
DE Mettler-Toledo GmbH, D-35396 Giessen
DK Mettler-Toledo A/S, DK-2600 Glostrup
ES Mettler-Toledo S.A.E., E-08908 Barcelona
FR Mettler-Toledo S.A., F-78222 Viroflay
HK Mettler-Toledo (HK) Ltd., Kowloon
HR Mettler-Toledo, d.o.o., HR-10000 Zagreb
HU Mettler-Toledo, Kft, H-1139 Budapest
IN
Mettler-Toledo India Pvt Ltd, Mumbai 400 072
IT
Mettler-Toledo S.p.A., I-20026 Novate Milanese
JP Mettler-Toledo K.K., Tokyo 143
KR Mettler-Toledo (Korea) Ltd., Seoul 137-130
KZ Mettler-Toledo Central Asia, 480009 Almaty
MX Mettler-Toledo S.A. de C.V., México C.P. 06430
MY Mettler-Toledo (M) Sdn. Bhd., 40150 Selangor
MY Mettler-Toledo (S.E.A.), 40150 Selangor
NL Mettler-Toledo B.V., NL-4004 JK Tiel
NO Mettler-Toledo A/S, N-1008 Oslo
34
METTLER TOLEDO G u i d a a l l a p e s a t a
PL Mettler-Toledo, Sp. z o.o., PL-02-822 Warszawa
RU Mettler-Toledo Vostok ZAO, 101000 Moscow
SE Mettler-Toledo AB, S-12030 Stockholm
SG Mettler-Toledo (S) Pte. Ltd., Singapore 139959
SI
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SK Mettler-Toledo, SK-83103 Bratislava
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