Che cos'è una bilancia da laboratorio
Una bilancia da laboratorio misura la massa, e la caratteristica che governa tutto il resto è la sua discrezione, cioè il più piccolo incremento che può visualizzare. Quel valore stabilisce cosa si può pesare, perché uno strumento non può risolvere una differenza più piccola della propria ultima cifra. La regola pratica è che il campione deve essere abbastanza grande perché l'accuratezza relativa richiesta resti, con margine, entro ciò che la bilancia riesce a risolvere.
Tre famiglie coprono la maggior parte delle pesate da laboratorio. Una bilancia di precisione o a piatto superiore è elettronica e legge da pochi grammi fino a un decimo di grammo o a un milligrammo, e serve a preparare soluzioni, controllare campioni ed eseguire pesate generali. Una bilancia analitica o semimicro è anch'essa elettronica e legge a un decimo o a un centesimo di milligrammo; lavora solo dentro un riparo anti-corrente, perché a quella finezza lo strumento reagisce all'aria della stanza quanto al campione. Una bilancia meccanica o a due piatti non risolve nessuno dei due incrementi: il campione è equilibrato contro masse esterne su un'asta, quindi ciò che riesce a distinguere è fissato dalla massa più piccola del corredo e non da un display. Non richiede alimentazione né tempo di assestamento, ed è per questo che si trova ancora dove il banco non ha una presa di corrente e il metodo chiede soltanto un controllo grossolano.
Il compromesso tra discrezione e capacità è fondamentale: man mano che l'incremento si fa più fine, il carico che lo strumento può accettare si abbassa. Una bilancia si sceglie quindi intorno alla quantità più piccola che deve essere pesata con accuratezza, e non intorno alla più grande. Questa pagina copre quel rapporto, le opzioni di taratura e le condizioni ambientali che decidono se una bilancia fine può mantenere una lettura stabile nel luogo in cui deve essere installata.
Come misura una bilancia da laboratorio
Una bilancia elettronica sospende il piatto su un sistema a compensazione di forza elettromagnetica: la corrente necessaria a trattenere il piatto contro una forza di riferimento è proporzionale al carico, e lo strumento misura quella corrente e non una deflessione meccanica. È il motivo per cui lo strumento può correggersi da sé contro una massa di riferimento incorporata, e il motivo per cui la temperatura ambiente influenza la lettura: la geometria e l'elettronica si spostano entrambe con essa.
Due cause di errore dominano alla discrezione fine. La prima è l'ambiente: correnti d'aria, vibrazioni trasmesse dal banco e irraggiamento termico da un operatore o da una finestra vicina compaiono tutti come variazioni sul display. Per una bilancia analitica il riparo anti-corrente non è un accessorio, è parte del sistema di pesata. La seconda è il campione stesso: un materiale igroscopico o volatile cambia massa mentre è pesato, e una carica statica su un contenitore di plastica allontana la lettura dal valore vero.
Una bilancia meccanica lavora per confronto e non per trasduzione. Il campione è posto su un piatto e masse note sull'altro, e l'asta si legge quando torna a riposo al suo indice. Nulla converte la massa in un segnale elettrico, quindi non c'è una massa di riferimento interna su cui correggere, non serve tempo di assestamento e non serve alimentazione; l'accuratezza della pesata poggia sulle masse stesse e sulle condizioni dei coltelli, che sono mantenuti e non compensati. È per questo che la bilancia meccanica è scelta dove la pesata è un controllo grossolano in un luogo senza energia elettrica, e perché non è lo strumento da specificare quando la lettura deve essere registrata o ripetuta a un incremento più fine.
Taratura e regolazione sono due idee distinte che vengono spesso fuse. La taratura stabilisce di quanto la lettura dista dal riferimento; la regolazione modifica lo strumento perché la lettura coincida. Una regolazione motorizzata interna può essere attivata da una variazione di temperatura o da un temporizzatore, e mantiene lo strumento più vicino al corretto fra una verifica esterna e l'altra. La regolazione esterna dipende dal fatto che un operatore disponga di una massa di riferimento idonea e la applichi al momento giusto.
Opzioni di configurazione
La maggior parte della specifica è definita da queste decisioni e non dalla classe di accuratezza. Ognuna vincola la successiva, ed è per questo che si chiariscono in ordine.
| Configurazione | Opzioni da definire | Cosa decide davvero |
| Meccanismo di pesata | Compensazione di forza elettronica, o un'asta meccanica equilibrata contro masse esterne | Se l'incremento è limitato dalla risoluzione di un display o dalla massa più piccola del corredo, e se lo strumento abbia bisogno o meno di alimentazione. |
| Discrezione | Il più piccolo incremento visualizzato, da un decimo di grammo fino a un centesimo di milligrammo | Quali campioni possono essere pesati con l'accuratezza relativa richiesta, e se un riparo anti-corrente diventa necessario. |
| Capacità | Il carico massimo che lo strumento accetta a quella discrezione | La dimensione del contenitore e della dose, e quanto peso di tara deve essere sopportato. |
| Dimensione del piatto e spazio libero | Le dimensioni del piatto e lo spazio disponibile sopra di esso | Se il contenitore è di dimensione compatibile e se il campione può essere maneggiato senza toccare il riparo. |
| Taratura e regolazione | Regolazione motorizzata interna, o regolazione esterna con una massa di riferimento | Se lo strumento si corregge quando la temperatura si sposta, o dipende da una procedura dell'operatore a intervalli definiti. |
| Riparo anti-corrente | Presente o assente, e se motorizzato | Se una bilancia fine può mantenere una lettura stabile nella stanza in cui si trova. |
| Interfaccia e dati | Uscita seriale o USB, e se le letture possono essere inviate a un sistema | Se i risultati sono registrati a mano o acquisiti, il che conta dove un registro di laboratorio deve essere conservato. |
| Funzioni applicative | Contapezzi, pesata percentuale, formulazione e pesata dinamica per campioni instabili | Se le operazioni di routine si eseguono sulla bilancia o a cura dell'operatore con una calcolatrice, e se un campione in movimento può essere pesato. |
| Omologazione e impiego regolamentato | Se lo strumento è omologato per il commercio o per un impiego regolamentato | Se la bilancia può essere usata per una transazione o per una dichiarazione soggetta a regolamento, che è una questione legale e non tecnica. |
Come scegliere una bilancia da laboratorio
| Criterio | Perché determina la risposta | Come chiarirlo prima della richiesta |
|---|
| Quantità più piccola da pesare | È questo valore, e non il più grande, a fissare la discrezione | Indichi la massa minima del campione e l'accuratezza relativa richiesta a quella massa. |
| Carico massimo e tara | La capacità deve coprire campione, contenitore e tutto ciò che viene aggiunto | Indichi il totale di peso più alto, contenitore compreso. |
| Accuratezza relativa richiesta | Una tolleranza espressa in percentuale sulla quantità più piccola fissa un limite inferiore alla discrezione | Dichiari i criteri di accettazione, e non solo la massa nominale. |
| Ambiente del banco | Correnti d'aria, vibrazioni, transiti di persone e luce solare diretta agiscono tutti su una bilancia fine | Descriva la stanza e indichi se è possibile un supporto antivibrante o una sala pesate separata. |
| Natura del campione | Materiali igroscopici, volatili, carichi di elettricità statica e magnetici si comportano in modo diverso su un piatto | Descriva il materiale e indichi se la pesata deve essere completata in fretta. |
| Requisito di registrazione | Un laboratorio regolamentato o accreditato deve di solito conservare una registrazione | Indichi se i risultati sono stampati, esportati o scritti in un registro di laboratorio. |
| Regime di taratura e verifica | Regolazione interna o masse esterne, e con quale intervallo | Indichi se è richiesto un certificato di taratura e chi conserva le masse di riferimento. |
Se qualcuno di questi punti è ancora aperto, invii quanto è già noto. Un preventivo può essere emesso sulla base della descrizione dell'applicazione e precisato quando i punti in sospeso saranno chiariti.
Le alternative più vicine
Questi sono i tipi in cui una richiesta per una bilancia da laboratorio si risolve di solito, e il punto in cui la scelta si decide davvero.
| Alternativa più vicina | Cosa la distingue da una bilancia da laboratorio |
| Bilance analitiche | Sono l'estremità più fine della stessa famiglia, con lettura a un decimo o a un centesimo di milligrammo e dipendenza da un riparo anti-corrente. Quella risoluzione in più porta anche una massa minima di campione al di sotto della quale il risultato non è più affidabile, quindi non è semplicemente una bilancia di precisione migliore: è lo strumento giusto solo dove il campione è abbastanza piccolo da richiederla. |
| Misuratori di pH | Misurano l'attività degli ioni idrogeno e non la massa, e sono uno strumento del tutto separato. Condividono il banco con una bilancia perché la preparazione di una soluzione li richiede entrambi, la bilancia per pesare il reagente e lo strumento per controllare il risultato, ed è per questo che sono acquistati spesso insieme. |
| Bagni termostatici | Mantengono i campioni a una temperatura controllata e non misurano nulla di essi. Appartengono alla preparazione del campione e non alla misura, e una bilancia posta nelle vicinanze deve essere protetta dal loro calore e dalle correnti d'aria che generano. |
| Stufe da laboratorio | Rimuovono l'umidità o portano un campione a massa costante prima della pesata. Essiccazione e pesata sono due fasi di un unico metodo, e la bilancia che segue una stufa deve stare dove il calore e il movimento d'aria prodotti dalla stufa non arrivano. |
| Agitatori da laboratorio | Agitano o mescolano un campione come parte della preparazione. Come la stufa, l'agitatore sta a monte della misura, e la sua vibrazione è un problema diretto per una bilancia che condivide lo stesso banco. |
| Centrifughe da laboratorio | Separano le fasi per rotazione e generano sia vibrazione sia requisiti di sicurezza propri. Una bilancia è talvolta usata per bilanciare le provette della centrifuga, che è un compito diverso dalle pesate analitiche del laboratorio. |
La coppia più spesso confusa è la bilancia di precisione e la bilancia analitica. La domanda che decide è la quantità minima di campione che deve essere pesata con l'accuratezza relativa richiesta, e non il carico massimo che lo strumento vedrà.
Cosa includere nella richiesta
La prima risposta può essere un preventivo anziché una serie di domande, se la richiesta le contiene. Dove un valore non è noto, invii la descrizione del compito di misura e confermeremo ciò che implica.
- La massa minima del campione, e l'accuratezza relativa richiesta a quella massa
- Il carico totale massimo, contenitore compreso
- Dimensione e tipo di contenitore
- Il materiale pesato, e se è igroscopico, volatile o soggetto a carica statica
- L'ambiente del banco, e se è possibile un supporto antivibrante
- Se si preferisce la regolazione interna o masse di riferimento esterne
- Se le letture devono essere registrate o esportate
- Se è richiesto un certificato di taratura o un'omologazione per impieghi regolamentati
- Quantità, porto di destinazione e data di consegna richiesta
