실험실 저울의 정의
실험실 저울은 질량을 측정하며, 나머지 모든 것을 좌우하는 규격은 표시 눈금 - 계기가 표시할 수 있는 가장 작은 증분 - 입니다. 이 값으로 무엇까지 달 수 있는지가 정해집니다. 계기는 자기 마지막 자리보다 작은 차이를 구분할 수 없기 때문입니다. 실무 규칙은, 요구되는 상대 정확도가 저울이 구분할 수 있는 범위 안에 여유 있게 들어가려면 시료가 충분히 커야 한다는 것입니다.
실험실 저울은 세 계열이 대부분의 계량을 담당합니다. 정밀 저울 또는 상접시 저울은 전자식으로, 몇 그램에서 그램의 십 분의 일이나 밀리그램 단위까지 표시하며, 시약 조제와 시료 확인 및 일반 계량에 씁니다. 분석 저울이나 준미량 저울도 전자식으로 밀리그램의 십 분의 일 또는 백 분의 일 단위까지 표시하고, 외풍 차단 상자 안에서만 동작합니다. 그 해상도에서는 시료만큼이나 실내 공기에 계기가 반응하기 때문입니다. 기계식 양팔 저울은 그 두 증분을 모두 표시하지 않습니다. 시료를 저울대 반대쪽의 외부 추로 평형시켜 읽기 때문에, 구분 가능한 크기는 표시가 아니라 추 세트에서 가장 작은 추로 정합니다. 전원도 예열도 필요하지 않아, 작업대에 상용 전원이 없고 방법이 대략 확인만 요구하는 자리에서 아직 쓰입니다.
표시 눈금과 용량의 맞교환은 기본입니다. 증분이 가늘어질수록 계기가 올릴 수 있는 하중은 줄어듭니다. 따라서 저울은 가장 크게 달 양이 아니라, 정확하게 달아야 할 가장 작은 양을 기준으로 고릅니다. 이 페이지는 그 관계와 교정 선택지, 그리고 눈금이 고운 저울이 설치 자리에서 안정된 측정값을 유지할 수 있게 하는 환경 조건을 다룹니다.
실험실 저울 측정 원리
전자 저울은 저울판을 전자기력 보상 방식으로 떠받칩니다. 기준 힘에 맞서 저울판을 유지하는 데 필요한 전류가 하중에 비례하므로, 계기는 기계적 변위가 아니라 그 전류를 측정합니다. 그래서 내장 기준 질량에 맞춰 스스로 맞출 수 있고, 그래서 주위 온도가 측정값에 영향을 줍니다 - 기하 구조와 전자 회로가 온도와 함께 움직이기 때문입니다.
눈금이 고울수록 두 가지 오차 요인이 지배합니다. 첫째는 환경입니다. 공기 흐름, 작업대를 타고 오는 진동, 조작요원이나 가까운 창에서 오는 복사열이 모두 표시의 변화로 잡힙니다. 분석 저울에 외풍 차단 상자는 부속품이 아니라 계량계의 일부입니다. 둘째는 시료 자체입니다 - 흡습성이나 휘발성이 있는 재료는 올려둔 동안 질량이 변하고, 플라스틱 용기에 오른 정전기가 측정값을 참값에서 떼어 놓습니다.
기계식 저울은 변환이 아니라 비교로 동작합니다. 한쪽 접시에 시료를, 다른 쪽에는 값을 아는 추를 올리고, 저울대가 눈금 위치에서 멈추면 그때 읽습니다. 질량을 전기 신호로 바꾸는 과정이 없으므로 맞출 기준 질량도 없고, 예열도 전원도 필요 없습니다. 계량의 정확도는 추 자체와 받침점 상태에 달려 있고, 이것은 보정이 아니라 정비로 유지합니다. 그래서 전원이 없는 자리에서 대략 확인하는 계량에는 기계식 저울을 고르고, 측정값을 기록하거나 더 고운 증분으로 되풀이해야 하는 자리에는 이 계기를 규격으로 적지 않습니다.
교정과 조정은 별개 개념인데 자주 합쳐서 씁니다. 교정은 측정값이 기준에서 얼마나 떨어져 있는지를 밝히고, 조정은 측정값이 맞도록 계기를 바꿉니다. 전동식 내부 조정은 온도 변화나 타이머로 시작될 수 있으며, 외부 검증 사이에 계기를 더 정확한 쪽에 유지합니다. 외부 조정은 조작요원이 적합한 기준 추를 가지고 제때 올려야 성립합니다.
구성 옵션
사양의 대부분은 정확도 등급이 아니라 이 결정들에서 정해집니다. 앞의 결정이 뒤를 제약하기 때문에 순서대로 확정하는 것입니다.
| 구성 | 선택 항목 | 실제로 무엇을 결정하는가 |
| 계량 방식 | 전자기력 보상 방식, 또는 외부 추로 저울대를 평형시키는 기계식 | 증분이 표시 해상도에 제한되는지 추 세트에서 가장 작은 추에 제한되는지, 그리고 계기가 전원을 아예 필요로 하는지 결정합니다. |
| 표시 눈금 | 가장 작게 표시되는 증분. 그램의 십 분의 일에서 밀리그램의 백 분의 일까지 | 요구되는 상대 정확도로 어떤 시료까지 달 수 있는지, 그리고 외풍 차단 상자가 필요한지 결정합니다. |
| 용량 | 그 표시 눈금에서 계기가 받아들이는 최대 하중 | 용기와 배치의 크기를 정하며, 얼마만큼의 용기 무게를 감당해야 하는지 결정합니다. |
| 저울판 크기와 여유 공간 | 저울판 치수와 그 위 공간 | 용기가 들어맞는지, 그리고 상자에 손대지 않고 시료를 다룰 수 있는지 결정합니다. |
| 교정과 조정 | 전동식 내부 조정, 또는 기준 추를 쓰는 외부 조정 | 온도가 움직일 때 계기가 스스로 값을 맞추는지, 정해진 주기의 조작요원 절차에 맡기는지 결정합니다. |
| 외풍 차단 상자 | 달려 있는지 없는지, 그리고 전동식인지 여부 | 눈금이 고운 저울이 놓이는 그 실내에서 안정된 측정값을 유지할 수 있는지 결정합니다. |
| 인터페이스와 데이터 | 시리얼 또는 USB 출력, 그리고 측정값을 계통으로 보낼 수 있는지 | 결과를 손으로 기록하는지 자동으로 수집하는지 결정합니다. 실험실 기록을 남겨야 하는 자리에서는 이 차이가 중요합니다. |
| 응용 기능 | 개수 헤아리기, 백분율 계량, 배합, 그리고 불안정한 시료를 위한 동적 계량 | 정례 작업을 저울에서 처리하는지 조작요원이 계산기로 하는지, 그리고 흔들리는 시료를 달 수 있는지 결정합니다. |
| 규제 적용 또는 승인 상태 | 거래 또는 규제 목적에 사용하도록 승인된 계기인지 여부 | 이 저울을 거래나 규제 신고에 쓸 수 있는지 결정합니다. 이는 기술적 문제라기보다 법적 문제입니다. |
실험실 저울 선택 방법
| 요소 | 답을 좌우하는 이유 | 문의 전에 결정하는 방법 |
| 달아야 할 가장 작은 양 | 가장 큰 양이 아니라 이 값이 표시 눈금을 정합니다 | 가장 작은 시료의 질량과, 그 질량에서 요구되는 상대 정확도를 적어 주십시오. |
| 최대 하중과 용기 무게 | 용량은 시료와 용기, 그리고 추가로 얹는 것까지 덮어야 합니다 | 용기를 포함한 가장 무거운 합계를 적어 주십시오. |
| 요구되는 상대 정확도 | 가장 작은 시료에서 백분율로 적힌 공차가 표시 눈금의 아래한계를 정합니다 | 명목 질량뿐 아니라 합격 기준도 적어 주십시오. |
| 작업대 환경 | 바람, 진동, 사람 움직임, 직사광선이 모두 눈금 고운 저울에 작용합니다 | 실내 상태를 설명하고, 방진대 또는 별도 계량실이 가능한지 알려 주십시오. |
| 시료의 성격 | 흡습성, 휘발성, 정전기를 띤 재료, 자성 재료는 저울판 위에서 각기 다르게 동작합니다 | 재료를 설명하고, 계량을 빠르게 끝내야 하는지 알려 주십시오. |
| 기록 요구 사항 | 규제받거나 인정받은 실험실은 통상 기록을 남겨야 합니다 | 결과를 인쇄하는지, 내보내는지, 실험 노트에 적는지 알려 주십시오. |
| 교정 및 검증 체계 | 내부 조정인지 외부 추를 쓰는 조정인지, 그리고 그 주기가 얼마인지 | 교정 증명서가 필요한지, 기준 추를 누가 보유하고 있는지 적어 주십시오. |
아직 정하지 못한 항목이 있으면 알려진 내용만 보내 주십시오. 적용 내용만으로 견적을 먼저 보내 드리고, 빈 부분을 채운 뒤에 확정할 수 있습니다.
가장 유사한 대체 제품
실험실 저울 문의가 보통 귀결되는 제품 유형과, 선택이 실제로 갈리는 지점입니다.
| 가장 가까운 대안 | 실험실 저울과의 차이 |
| 분석 저울 | 같은 계열의 고운 쪽으로, 밀리그램의 십 분의 일 또는 백 분의 일까지 표시하고 외풍 차단 상자에 의존합니다. 해상도가 높아진 만큼, 그 아래에서는 결과를 더 이상 믿을 수 없는 최소 시료 질량도 함께 따라옵니다. 따라서 정밀 저울의 더 나은 버전이 아니라 - 시료가 그만큼 작아서 필요한 자리에만 맞는 계기입니다. |
| pH 미터 | 질량이 아니라 수소 이온 활성을 측정하는, 전혀 별개의 계기입니다. 시료를 달 때는 저울을, 결과를 확인할 때는 미터를 쓰기 때문에 두 계기가 같은 작업대를 공유하며, 그래서 함께 구매되는 일이 많습니다. |
| 항온 수조 | 시료에 대해 아무것도 측정하지 않고 설정 온도로 유지하기만 합니다. 측정이 아니라 시료 전처리에 속하는 계기이며, 가까이 두는 저울은 그 열과 만드는 공기 흐름으로부터 보호해야 합니다. |
| 실험실 건조기 | 수분을 제거하거나 시료를 일정 질량에 이르도록 말려, 계량 앞에 놓입니다. 건조와 계량은 하나의 방법에서 이어지는 두 단계이며, 건조기 다음에 쓰는 저울은 그 열과 공기 흐름이 닿지 않는 자리에 두어야 합니다. |
| 진탕기 | 전처리의 일부로 시료를 흔들거나 혼합합니다. 건조기와 마찬가지로 진탕기도 측정의 상류에 있으며, 같은 작업대를 쓰는 저울에는 그 진동이 직접적인 문제가 됩니다. |
| 원심 분리기 | 회전으로 상을 분리하고, 진동과 별도의 안전 요구 사항을 함께 만들어 냅니다. 원심 분리기 튜브의 무게 균형을 잡는 일에 저울이 쓰이는 경우가 있는데, 이는 실험실의 분석 계량과 다른 용도입니다. |
가장 자주 혼동되는 짝은 정밀 저울과 분석 저울입니다. 결정 질문은 계기가 받게 되는 가장 큰 하중이 아니라, 요구되는 상대 정확도로 달아야 하는 가장 작은 시료입니다.
해당 문의에 포함할 내용
문의에 이 내용들이 담겨 있다면 첫 회신은 질문 목록이 아니라 견적이 될 수 있습니다. 수치를 모르는 경우 측정 업무 내용을 보내 주시면 무엇을 의미하는지 확인해 드립니다.
- 가장 작은 시료 질량과, 그 질량에서 요구되는 상대 정확도
- 용기를 포함한 가장 무거운 총 하중
- 용기의 크기와 종류
- 달아야 할 재료와, 흡습성·휘발성·정전기 여부
- 작업대 환경과 방진대 설치 가능 여부
- 내부 조정 또는 외부 기준 추 중 어느 쪽을 선호하는지
- 측정값을 기록하거나 다른 계통으로 내보내야 하는지
- 교정 증명서 또는 규제 승인이 필요한지
- 수량, 목적지 항구, 요구 납기