"Obtenir la meilleure balance pour l'application et obtenir le meilleur de votre balance"

Tout le monde dans le laboratoire sait qu'une balance fait — elle pèse des objets! Mais quelle est la valeur de cette donnée de poids pour l'utilisateur? Et quelle en sera l'application?

Celles-ci sont importantes, ces questions de bases doivent être répondues au moment de décider quelle est la balance idéale pour l'application. Il y a, après tout, un grand choix de balances, avec une large gamme de prix et chacunes auront des buts précis — par exemple, une balance de salle de bain pas chère n'est (habituellement) pas plus fiable qu'un regard rapide dans le miroir!

La balance électronique

Les balances modernes ont fait un long chemin depuis le jour des balances knife edge beam (néanmoins qui a toujours une utilisation importante en laboratoire).

La balance électronique d'aujourd'hui est (ou peut être) un système de pesage sophistiqué complet avec une suite de logiciel pour enregistrer et traiter les résultats lors du pesage. Les premières balances électroniques sont aparues à la fin des années 60, à cette époque la capacité pour lire et afficher un par 10,000 (par ex. Une balance avec une capacité totale de 1 kg avec une lecture de 0.1g) était tout à fait une résussite. Aujourd'hui il est possible d'afficher un poids dans un par plusieurs millions de points utilisant des nouveaux systèmes de détection de poids et électroniques sophistiquées.

Pour les applications générales en labotatoire il y a deux types de systèmes de base de détection de poids avec une utilisation commune: le capteur avec jauge de contrainte et le système à force électromagnétique, les deux systèmes seront expliqués plus tard dans cet article. Il y a bien sûr d'autres systèmes valides disponibles égales, tel que le diapason, qui est basé sur des fréquences différentes émisent par un diapason ou un câble étiré sous différentes charges et capacitance céramique, qui lisent les différents niveaux de capacitance entre les deux assiettes étant pressées ensemble sous une charge.

Quelle est la différence entre une balance à 400€ balance et une balance à 4000€?

Les deux sont valables, les deux produisent les résultats utiles. Tout dépend de ce que vous voulez faire avec ces résultats. Dépenser 4000€ vous donnera certainement plus de précision, des résultats plus fiables qu'une balance à 400€ à capacité équivalente. Ceci ne signifie pas, cependant, qu'elles ne seront plus utilisées. En réalité, la différence de prix repose sur le type et le degré de sophistication de la technologie de pesage utilisée, et donc du niveau et de la fiabilité de la résolution atteinte. L'application identifiera habituellement le type de balance nécessaire.

Est ce que vous avez besoin de valeurs de poids absolues ou relatives ? Est ce que vous avez besoin de haut niveau de reproductibilité ? Est ce que vous avez besoin de haut niveau de linéarité ? Quels autres facteurs sont important pour vous (vitesse, avantage, utilisation par un opérateur non qualifié, récupérer les données via un PC, portabilité, utilisation dans un environnement industriel, etc)?

Ce que la plupart des utilisateurs pensent que ce qu 'ils veulent est la précision. Commençons par explorer quelques fausses idées. Qu'est qu'exactement la précision ? Y a-t-il un fait dans de tel chose ? Supposons que la "précision" doit être la capacité de la balance pour mesurer une masse dans certaines tolérances acceptables d'une norme de traçabilité internationale. De part ce critère aucune balance est par nature précise. La norme internationale de traçabilité doit être elle-même la source par rapport à laquelle la balance est calibrée. Là réside la clé. Le calibrage, utilisant les poids de référence appropriés*, dans un environnement constant, dans un lieu ou la balance doit être utilisée sont les premières étapes vers les résultats précis ­ et il dépend entièrement de l'utilisateur de décider quelle durée ce processus prendra.

Les principales caractéristiques inhérentes d'une balance qui contribuent à la précision sont la résolution, la reproductibilité et la linéarité. Calibrez avec un sachet de sucre de 500g et la balance sera pas précise, mais elle pourrait avoir une excellente résolution et linéarité et produire des résultats similaire plusieurs fois!

La résolution (parfois appelé précision ou division) est le nombre de divisions dans lesquels la capacité totale est répartie dans le but d'afficher la valeur nette. Elle est normalement exprimée en grammes. Donc une balance peut être décrite comme 1kg (capacité) x 0.1g (résolution).

La reproductibilité est vraiment explicite, le même poids placé sur une balance doit donner la même (ou assez proche de la même) lecture chaque fois, donné dans des conditions environnementales stables. C'est la phrase "assez proche" qui est importante ici. Qu'est ce 'assez proche' pour votre but? La reproductibilité est liée de prés avec la résolution et est généralement citée comme plus ou moins un nombre donné de divisions de balance.

La linéarité est la capacité de la balance à répondre avec cohérence sur tout sa portée. Elle doit peser dans les tolérances acceptables à tous les points sur sa portée, et pas juste aux points de calibrage.

Les facteurs externes environnementaux affectant la performance

Les facteurs externes les plus évidents affectants la performance sont la température et la stabilité physique, et ces derniers peuvent être surmontés.

La plupart des balances électroniques possédent certaines formes de compensation interne de la température. Dans les balances hautes résolution il est souvent souhaitable de re-calibrer la balance toutes les fois que la température varie en dehors des limites prédéterminées. Pour terminer, les balances analytiques sont fréquemment équipées avec leurs propres poids de calibrage interne et programme de re-calibrage.

Il est également utilisé si la balance elle-même alerte l'utilisateur de ces changements de température, lesquels pourraient autrement ne pas être remarqués. Dans n'importe quel cas, une balance électronique a besoin d'un temps adéquate pour se stabiliser après sa mise en marche avant qu'elle fonctionne correctement. Pour une balance analytique ceci pourrait prendre plusieurs heures. La stabilité phyique est améliorée par l'utilisation d'une chambre de protection, laquelle est en standard sur les balances d'une lecture du 0.1mg (0.0001g) ou moins, utile sur les balances 0.001g mais incertain sur une balance de lecture 0.1g.

Davantage d'amélioration dans la stabilité peuvent être introduits avec l'utilisation d'une table de pesée anti-vibration.

Donc ou tout cela nous mène-t-il ? Comment pouvons-nous décider de quel type de balance nous avons besoin ?

Les facteurs les plus fondamentaux dans la caractéristique de la balance sont sa capacité maximum et sa résolution.

Pour des niveaux de résolution moins précis, les jauges de contraintes donneront des performances parfaitement adéquates. Elles ne sont pas capables habituellement d'atteindre des niveaux de linéarité et de reproductibilité d'une balance à force électromagnétique mais des développements modernes de logiciel ont facilités les avancés de manière significative dans leurs performances.

La jauge de contrainte est un capteur en aluminium ou un élément en acier qui se courbe presque insensiblement lorsque la charge est appliquée. Les résistances de précision montées sur la cellule sont influencées par cette déformation et les variations dans leur résistance sont utilisés pour calculer la charge étant appliquée.

La force électromagnétique ou force de restoration, est le nom donné au système dans lequel une structure mécanique délicate est maintenue en équilibre par un champ électromagnétique agissant contre une force appliquée par la masse entrain d'être pesée. Le courant nécessaire pour maintenir cette équilibre fourni une mesure trés fine de la masse elle-même. Ceci est de loin la technique la plus précise de mesure et est le sytème le plus communément utilisé dans les balances de laboratoire avec des niveaux de résolution de plus hauts.

Dans une certaine mesure, la combinaison de capacité et résolution doit être un compromis.

Il serait parfait d'avoir une balance de capacité de 1 kg avec une résolution de 0.1mg si le budget le permettrait, mais pour la majorité des applications ceci ne serait pas économiquement possible ! Ayant fait le choix de la combinaison la plus appropriée il est temps maintenant de considérer l'importance des facteurs tels que la reproductibilité, linéarité, la portabilité etc. Qui utilisera la balance? Ou sera-t-elle utilisée? Est ce que les lectures de poids absolues sont nécessaires ou est ce que les comparaisons fiables suffises ?

Est ce que des calibrages réguliers probables sont nécessaires? Si oui, est ce qu'une impression des données est exigée pour une conformité BPL? Est ce que le plateau de pesé est assez grand pour ce que vous avec l'intention de peser ? Si non, est ce que la balance a la possibilité de "peser sous la balance" (un crochet qui permet à des charges encombrantes d'être pesées sous la balance)?

Données additionnelles

Une interface RS-232 pour une analyse des données est considérée comme indispensable sur une balance de laboratoire moderne.

Si la balance est susceptible d'être utilisée pour la determination de densité réguliérement, il convient alors de considérer une balance avec le logiciel de détermination de densité. Cette caractéristique est souvent disponible sur les balances pesant de 3 et 4 décimales, et incluant l'appareillage conçu spécifiquement pour permettre à l'utilisateur de peser dans l'air et dans un liquide. La balance alors calculera la densité de matière en utilisant le principe d'Archimède et affichera le résultat en gm/cm³. Pour le calcul de la densité de liquide, un plomb en verre d'un volume connu est habituellement fourni et un calcul approprié sera mené par le logiciel de la balance.

Une extension de la balance électronique moderne et ainsi nommée dessiccateur, lequel comprend une source de chaleur pour le séchage d'un échantillon entrain d'être pesé. Le poids est continuellement comparé au poids d'échantillonnage initial de façon à obtenir la perte de poids et calculer ainsi le taux d'humidité ou le contenu de solide comme un pourcentage.

Utilisé dans un grand nombre d'industrie, incluant les usines alimentaires, plasturgiques, les industries pharmaceutiques et chimiques, le dessiccateur a diminué de façon significative le temps utilisé pour les analyses de routines de contenu humide, en utilisant comme il se doit, une trés petite taille d'échantillon, lequel est rapidement séché et son contenu humide déterminé à 0.01% prés.

* Note: Il est important d'utiliser une masse de calibrage appropriée pour la balance. La plupart des balances nécessitent une masse de calibrage d'une valeur spécifique. La précision d'un poids est décris par son nombre de classification OIML (M1, F1, F2 etc). Pour les balances à jauge de contrainte d'une résolution moins fine, une masse M1 est adéquate. Pour les résolutions plus hautes une masse avec des spécifications correspondantes devra être utilisée.