ロボットシステムマスコンパレータ
手動マスコンパレータ
全自動マスコンパレータ
体積、密度、磁性
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質量と重量の違いは何ですか?

質量は、物体を構成する物質の量を表す物理量のことです。物体の質量は、宇宙のどの場所で測定を行っても同じです。重量は物体の「重さ」を説明するもので、その物質に加わる重力によって異なります。重力は世界各地で異なり、同じ場所でも高度によって異なります。このため、天秤とはかりは使用する場所で調整する必要があります。すなわち 重量 = 質量 x 重力加速度 であるため、たとえば月面上で計量した物体の重量は地球上の重量のわずか6分の1になります。 ただし、物体の質量は一定です。

マスコンパレータとは何ですか?

マスコンパレータとは二つ以上の器物の質量を比較するための天秤です。特に高い分解能(表示量)かつ理想的な繰返し性を備えているため、微小な質量差を高精度で得ることが可能です。ウィンドウ・レンジのマスコンパレータは、測定範囲を限定し常時最高の分解能で測定できるため、高い精密さが要求される分銅の校正、または測定範囲内の質量差測定に使用されます。しかし、フルレンジのマスコンパレータはきわめて多機能で、計量測定だけではなく、特にサンプルが小さく風袋荷重が大きい場合や、1つの計量プロセスで大量のサンプルと少量のサンプルを組み合わせる必要がある場合など、一般的な計量アプリケーションにも使用できます。メトラー・トレドの担当者が、お客様の個別のニーズに最も適したマスコンパレータを提案するGWP® Recommendation(無料)をご提供しています。  

計量と質量比較の違いは何ですか?

一般的な計量プロセスでは、天秤を校正し、天秤に載せた物の重量結果を0gから測定します。このプロセスは「絶対計量」と呼ばれます。 質量差測定(差分計量)の一種である分銅校正では、参照ポイントは校正済みの質量比較用天秤ではなく、テスト用分銅の比較対象の標準分銅です。このため、このタイプの天秤はマスコンパレータ(質量比較器)と呼ばれます。テスト分銅を校正する場合、比較対象の標準分銅は、テスト用分銅よりも分銅等級が少なくとも1等級上の分銅でなければなりません。そして、各標準分銅は、それよりも上の等級の分銅を基準に校正されている必要があります。この一連の連鎖によって、プランク定数に基づくキログラムの定義までの計量的トレーサビリティが確保されます。

マスコンパレータは何に使用できますか?

マスコンパレータの主要な用途は質量校正です。特にクラスM1~M3、F1、F2等級の低い等級の分銅では、手動マスコンパレータで十分な精度の結果が得られます。E1またはE2等級の分銅の場合は、測定の不確かさが格段に小さいロボットシステム型または全自動マスコンパレータをお勧めします。測定の不確かさが小さいのは、主にオペレーターの影響を受けないことによるものです。不確かさを最小限に抑えた測定を求め続ける国家計量標準機関 (NMI)では、一定の条件下での測定が可能な真空または定圧マスコンパレータを利用しています。そのコンパレータでは地理的高度、空気浮力、天候条件などの影響を排除することができます。国家計量標準機関や計量研究センターでは、マスコンパレータを科学的研究に適用し、質量または力の微小な変化を測定しています。

計量アプリケーションの他に、マスコンパレータは、一般的な天秤の性能では顧客のニーズに対応できない他の業界でも広く使用されています。これらのアプリケーションでは、マスコンパレータは高性能天秤と呼ばれます。一般的な用途には以下のようなものがあります。

  • 調合測定: 機器仕様のレベルが低く、天秤の計量範囲が小さく、機器の要件を満たすことはできない場合
  • 質量差測定: 質量差が非常に小さく、通常の天秤では信頼性の高い結果が得られない場合(測定対象の質量差に比べて不確かさのレベルが非常に高い)
  • ガスの充填測定: 重いガスボンベに比較的質量の小さいガスを充填する場合
  • スカッフィング: エンジンを調査用の潤滑油内で指定時間だけ動作させた後、ギアの摩耗を分析する場合
  • 力の測定: 加えた力が計量セルで補正される場合

マスコンパレータと天秤の違いは何ですか?

マスコンパレータの設計と原理は電子天秤と同様です。マスコンパレータと天秤の違いは性能です。特に最小表示と繰返し性が違います。

ひょう量1kgの場合について、この表で最小表示と繰返し性の違いを説明します。

天秤最小表示繰返し性
上皿天秤 XPR1203S1mg0.4mg
手動マスコンパレータ XPR2004SC0.1mg0.25mg
ウィンドウ・レンジのマスコンパレータAX10050.01mg0.02mg
自動マスコンパレータAX10060.001mg0.002mg
定圧/真空マスコンパレータM_One0.0001mg0.0005 mg

 

通常のラボ用天秤は、繰返し性(RP)、偏置誤差(EC)、非直線性(NL)、測定感度(SE)といった主な性能特性が規定されています。しかし、分銅校正は質量差測定となるため、マスコンパレータは質量差測定の繰返し性ABA(RP ABA)が規定されます。

マスコンパレータを校正する必要はありますか?

規制によると、分銅校正に使用するマスコンパレータは校正の必要はありません。これは、テスト分銅は標準分銅と比較されるからです。標準分銅が校正されており、BIPMとキログラムの定義に対するトレーサビリティが確保されているためです。投資を保護し、一定の測定性能を常に確保するために、日常的に監視を実施することをお勧めします。

マスコンパレータを分銅校正以外の用途で使用する場合は、他の分析天秤や上皿天秤と同様に、既存の品質基準をXPR-Cマスコンパレータ天秤にも適用することが非常に重要です。

1キログラムの定義のビデオ

What are the advantages of a mass calibration software?

A dedicated mass calibration software helps to reduce errors in the mass lab due to the guided workflow and timing options. All results and measurements are automatically transferred from the mass comparator to the software, ensuring full traceability.  In addition, the customer-, weight- and document management possibilities reduce time spent on data management and increase the throughput of the calibration laboratory. Mettler Toledo offers all the mentioned benefits with its weight calibration software MC Link 2. 

What are the benefits of calibrating weights with a robotic mass comparator

Calibrating weights with a robotic mass comparator offers a range of significant benefits that enhance both efficiency and accuracy in laboratory settings.

Firstly, the system boosts efficiency and productivity by enabling uninterrupted calibration, allowing multiple weight sets to be processed continuously without the need for human interaction. This capability is further enhanced by the option for overnight processing, which maximizes lab productivity by utilizing non-working hours. Additionally, the robotic system ensures error-free measurements, as all weights are verified for their nominal values before any actual measurements take place, creating a streamlined and reliable process. Real-time updates via automated notifications, delivered through email or SMS, keep users informed about the status of calibration tasks.

In terms of accuracy, the integration of high-accuracy mass comparators with exceptional repeatability allows the calibration of the highest accuracy classes. The robotic system minimizes human influence, thereby reducing common errors associated with imprecise weight placement, inconsistent stabilization times, and the impact of body heat. Moreover, it offers the option for acclimatization delays, giving weights time to adjust before measurements are taken. Conducting measurements overnight also helps to mitigate the effects of short-term pressure changes and vibrations, providing a more stable environment for calibration.

The robotic mass comparator significantly reduces errors, as it automatically manages weighing results and environmental data, thus eliminating transcription mistakes. The software support available for importing complete measurement settings further diminishes the likelihood of errors occurring. Additionally, the risk of misplacing or losing weights—particularly smaller ones like wire and sheet weights—is substantially lowered.

When it comes to disseminating weights, the automated system provides seamless and efficient dissemination of weight sets, from 1 kg down to the smallest weights, ensuring complete traceability to the reference standard. In contrast, manual dissemination can be a time-consuming process involving numerous measurement groups, whereas automation streamlines this effort significantly.

Furthermore, the protection of valuable reference weights is enhanced through reduced abrasion during handling by the robotic system. This careful handling helps maintain their tolerance over a longer period, leading to extended calibration intervals and less downtime.

Finally, cost optimization is a key advantage, as the automation of the calibration process minimizes the risks associated with losing or mixing up weights, particularly smaller ones. This efficiency allows employees to concentrate on other valuable tasks while the robotic system manages calibration jobs automatically, resulting in optimized overall labor costs.

In summary, the use of a robotic mass comparator for calibrating weights not only increases efficiency and accuracy but also enhances the overall productivity and safety of laboratory operations.

環境モニタリングは、質量校正プロセスにどのような影響を与えますか?

環境モニタリングは、温度、湿度、大気圧などの要素が制御され、文書化されていることを確認するため、質量校正において非常に重要です。これらの条件の変動は、キャリブレーション結果の精度と不確実性に影響を与える可能性があります。これらの環境パラメータを継続的に監視することで、組織は校正活動の精度を向上させることができます。

当社のデータシートやパンフレットに掲載されている重量校正の表は、どのような場合に適用されますか?

当社のデータシートとパンフレットの重量校正の表は、校正ラボが海抜400メートル未満にある場合に特に適用されます。校正ラボがそのしきい値より上にある場合、空気浮力の不確かさ(重量の密度)の寄与が大きいため、測定の不確かさが増す可能性があります。追加のガイダンスが必要な場合は、メトラー・トレドの営業担当者にご相談ください。

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