O que é uma balança de laboratório
Uma balança de laboratório mede massa, e a especificação que governa tudo o mais é a sua resolução de leitura - o menor incremento que ela consegue exibir. Esse número define o que pode ser pesado nela, porque um instrumento não resolve uma diferença menor do que o seu próprio último dígito. A regra prática é que a amostra precisa ser grande o suficiente para que a exatidão relativa exigida caiba com folga dentro do que a balança resolve.
Três famílias cobrem a maior parte das pesagens de laboratório. Uma balança de precisão ou de prato superior é eletrônica e lê de alguns gramas até um décimo de grama ou um miligrama, e serve para preparar soluções, conferir amostras e fazer pesagens gerais. Uma balança analítica ou semimicro também é eletrônica e lê até um décimo ou um centésimo de miligrama; só funciona dentro de uma proteção contra correntes de ar, porque nessa resolução o instrumento responde ao ar da sala tanto quanto à amostra. Uma balança mecânica ou de dois pratos não resolve nenhum desses incrementos: a amostra é equilibrada contra pesos externos sobre uma barra, de modo que o que ela distingue é definido pelo menor peso do jogo, e não por um display. Não precisa de alimentação nem de aquecimento inicial, e é por isso que ainda é encontrada onde a bancada não tem rede elétrica e o método pede apenas uma conferência aproximada.
A relação de troca entre resolução de leitura e capacidade é fundamental: à medida que o incremento fica mais fino, cai a carga que o instrumento pode suportar. Uma balança é escolhida, portanto, em torno da menor quantidade que precisa ser pesada com exatidão, e não da maior. Esta página trata dessa relação, das opções de calibração e das condições de ambiente que decidem se uma balança fina consegue manter uma leitura estável no local onde será instalada.
Como uma balança de laboratório mede
Uma balança eletrônica suspende o prato em um sistema de compensação de força eletromagnética: a corrente necessária para manter o prato contra uma força de referência é proporcional à carga, e o instrumento mede essa corrente, e não uma deflexão mecânica. É por isso que o instrumento pode se ajustar contra uma massa de referência embutida e por que a temperatura ambiente afeta a leitura - a geometria e a eletrônica se deslocam com ela.
Duas fontes de erro dominam quando a resolução de leitura é fina. A primeira é o ambiente: correntes de ar, vibração transmitida pela bancada e calor radiante de um operador ou de uma janela próxima registram-se como variações no display. A proteção contra correntes de ar não é acessório de uma balança analítica: faz parte do sistema de pesagem. A segunda é a própria amostra - um material higroscópico ou volátil muda de massa enquanto é pesado, e uma carga eletrostática em um frasco de plástico afasta a leitura do valor verdadeiro.
Uma balança mecânica funciona por comparação, e não por transdução. A amostra é colocada em um prato e pesos conhecidos no outro, e a barra é lida quando ela para em repouso no seu índice. Nada converte a massa em sinal elétrico, portanto não há massa de referência interna contra a qual ajustar, nem aquecimento inicial, nem alimentação a fornecer; a exatidão da pesagem repousa nos próprios pesos e no estado dos prismas de apoio, que são mantidos, e não compensados. É por isso que a balança mecânica é escolhida quando a pesagem é uma conferência aproximada em um local sem alimentação elétrica, e por que ela não é o instrumento a especificar quando a leitura precisa ser registrada ou repetida em um incremento mais fino.
Calibração e ajuste são ideias separadas que frequentemente se misturam. A calibração estabelece o quanto a leitura está da referência; o ajuste muda o instrumento para que a leitura coincida. Um ajuste interno motorizado pode ser disparado por uma variação de temperatura ou por um temporizador, o que mantém o instrumento mais perto do correto entre verificações externas. O ajuste externo depende de o operador dispor de um peso de referência adequado e aplicá-lo no momento certo.
Opções de configuração
Grande parte da especificação é definida por essas decisões, e não pela classe de exatidão. Cada uma restringe a seguinte, e por isso elas são resolvidas em ordem.
| Configuração | Opções a definir | O que isso decide de fato |
| Mecanismo de pesagem | Compensação de força eletrônica, ou barra mecânica equilibrada contra pesos externos | Se o incremento é limitado pela resolução de um display ou pelo menor peso do jogo, e se o instrumento precisa de alimentação. |
| Resolução de leitura | O menor incremento exibido, de um décimo de grama até um centésimo de miligrama | Quais amostras podem ser pesadas com a exatidão relativa exigida e se a proteção contra correntes de ar se torna necessária. |
| Capacidade | A maior carga que o instrumento aceita nessa resolução de leitura | O tamanho do frasco e do lote e quanta tara precisa ser suportada. |
| Tamanho do prato e altura livre | As dimensões do prato e o espaço acima dele | Se o frasco cabe e se a amostra pode ser manuseada sem tocar na proteção. |
| Calibração e ajuste | Ajuste interno motorizado, ou ajuste externo com um peso de referência | Se o instrumento se corrige quando a temperatura varia ou se depende de um procedimento do operador em intervalo definido. |
| Proteção contra correntes de ar | Presente ou ausente, e se é motorizada | Se uma balança fina consegue manter uma leitura estável na sala onde está instalada. |
| Interface e dados | Saída serial ou USB e se as leituras podem ser enviadas a um sistema | Se os resultados são anotados à mão ou capturados, o que importa onde é preciso manter um registro de laboratório. |
| Funções de aplicação | Contagem de peças, pesagem em porcentagem, formulação e pesagem dinâmica para amostras instáveis | Se as tarefas de rotina são feitas na balança ou pelo operador com uma calculadora e se uma amostra em movimento pode ser pesada. |
| Situação regulamentada ou aprovada | Se o instrumento é aprovado para uso no comércio ou para finalidade regulamentada | Se a balança pode ser usada em uma transação comercial ou em uma declaração regulamentada, o que é questão jurídica, e não técnica. |
Como escolher uma balança de laboratório
| Fator | Por que isso decide a resposta | Como definir isso antes de cotar |
|---|
| Menor quantidade a ser pesada | É esse número, e não o maior, que define a resolução de leitura | Informe a menor massa de amostra e a exatidão relativa exigida nessa massa. |
| Maior carga e tara | A capacidade precisa cobrir amostra, frasco e tudo o que se acrescentar | Informe o total mais pesado, incluindo o frasco. |
| Exatidão relativa exigida | Uma tolerância declarada em porcentagem na menor amostra impõe um limite mínimo para a resolução de leitura | Declare os critérios de aceitação, não apenas a massa nominal. |
| Ambiente da bancada | Correntes de ar, vibração, circulação de pessoas e luz solar direta atuam sobre uma balança fina | Descreva a sala e se é possível um apoio antivibratório ou uma sala de pesagem separada. |
| Natureza da amostra | Materiais higroscópicos, voláteis, com carga eletrostática e magnéticos se comportam de modos diferentes em um prato | Descreva o material e se a pesagem precisa ser concluída rapidamente. |
| Exigência de registro | Um laboratório regulamentado ou acreditado normalmente precisa manter um registro | Declare se os resultados são impressos, exportados ou escritos em um caderno de laboratório. |
| Regime de calibração e verificação | Ajuste interno ou pesos externos, e em que intervalo | Declare se é exigido certificado de calibração e quem detém os pesos de referência. |
Se algum desses pontos ainda estiver aberto, envie o que já souber. Um orçamento pode ser emitido a partir de uma descrição da tarefa e refinado quando as lacunas forem preenchidas.
As alternativas mais próximas
Estes são os tipos em que uma consulta sobre uma balança de laboratório normalmente se resolve, e o ponto em que a escolha realmente se decide.
| Alternativa mais próxima | Diferença em relação a uma balança de laboratório |
| Balanças analíticas | O extremo mais fino da mesma família, lendo até um décimo ou um centésimo de miligrama e dependendo de uma proteção contra correntes de ar. Essa resolução adicional traz também uma massa mínima de amostra abaixo da qual o resultado deixa de ser confiável, de modo que ela não é simplesmente uma versão melhor de uma balança de precisão - é o instrumento certo apenas onde a amostra é pequena o bastante para exigi-la. |
| Medidores de pH | Medem a atividade do íon hidrogênio, e não massa, e são um instrumento inteiramente separado. Compartilham a bancada com a balança porque preparar uma solução exige os dois - a balança para pesar o reagente e o medidor para conferir o resultado - e é por isso que os dois são tão frequentemente adquiridos juntos. |
| Banhos termostáticos | Mantêm as amostras a uma temperatura controlada, em vez de medir qualquer coisa delas. Pertencem à preparação da amostra, e não à medição, e uma balança colocada perto deles precisa ser protegida do calor e das correntes de ar que produzem. |
| Estufas de laboratório | Retiram umidade ou levam a amostra a massa constante antes da pesagem. Secagem e pesagem são duas etapas de um mesmo método, e a balança que vem depois da estufa precisa ficar onde o calor e o movimento de ar dela não a alcancem. |
| Agitadores de laboratório | Agitam ou misturam uma amostra como parte da preparação. Como a estufa, o agitador fica antes da medição, e sua vibração é um problema direto para uma balança que divide a mesma bancada. |
| Centrífugas de laboratório | Separam fases por rotação e geram vibração e uma exigência de segurança próprias. Uma balança é às vezes usada para contrabalançar os tubos de centrífuga, o que é uma tarefa diferente da pesagem analítica do laboratório. |
O par mais frequentemente confundido é o da balança de precisão com o da balança analítica. A questão decisiva é a menor amostra que precisa ser pesada com a exatidão relativa exigida, e não a maior carga que o instrumento verá.
O que incluir na solicitação
A primeira resposta pode ser um orçamento, e não um conjunto de perguntas, se a consulta trouxer esses dados. Quando um valor não for conhecido, envie a descrição da função e confirmaremos o que ela implica.
- Menor massa de amostra e a exatidão relativa exigida nessa massa
- Carga total mais pesada, incluindo o frasco
- Tamanho e tipo do frasco
- O material pesado e se ele é higroscópico, volátil ou com carga eletrostática
- Ambiente da bancada e se é possível um apoio antivibratório
- Se é preferível ajuste interno ou pesos de referência externos
- Se as leituras devem ser registradas ou exportadas
- Se é exigido certificado de calibração ou uma aprovação regulamentada
- Quantidade, porta de destino e data de entrega exigida
