METTLER TOLEDO Wägefibel. Richtiges Arbeiten

mit elektronischen Analysen- und Mikrowaagen.

Richtiges Arbeiten mit elektronischen Analysen- und Mikrowaagen

Einleitung 3Standort der Waage 4Bedienung der Waage 6Physikalische Einflüsse 8Fachbegriffe 16

METTLER TOLEDO W ä g e f i b e l

METTLER TOLEDO W ä g e f i b e l

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Einleitung

Wägen ist eine der häufigsten Arbeiten im Labor. Moderne Mikro-,Semimikro- und Analysenwaagen (Ablesbarkeit 0,1 µg bis 0,1 mg)sind heute so perfektioniert worden, dass im allgemeinen aufWägezimmer verzichtet werden kann.

Der technologische Fortschritt in der Elektronik erlaubte,die Bedienung erheblich zu vereinfachen, die Wägezeiten stark zuverkürzen und die Waagen so anpassungsfähig zu machen, dass sieheute direkt in einen Produktionsprozess integriert werden können.

Dieser Fortschritt birgt allerdings die Gefahr in sich, dassStöreinflüsse der Umgebung zu wenig beachtet werden. Es handeltsich dabei meist um physikalische Effekte, die für Mikro-, Semimi-kro- und Analysenwaagen messbar sind und von ihnen nichtunterdrückt werden dürfen, da es sich dabei um tatsächlicheGewichtsveränderungen handelt (z.B. langsame Verdunstung,Feuchtigkeitsaufnahmen) oder um Kräfte, die auf das Wägegutund die Waagschale wirken (z.B. Magnetismus, Elektrostatik) und von der Waage ebenfalls als Gewichtsveränderungen erkanntwerden.

Mit der vorliegenden Information möchten wir auf diewichtigsten Punkte hinweisen, die bei der Arbeit mit Mikro-,Semimikro- und Analysenwaagen beachtet werden müssen, wennWägeresultate von hoher Qualität verlangt sind.

Nach kurzen Hinweisen auf den Standort und die sach-gemässe Bedienung der Waagen werden die Störeinflüsse durch dieUmwelt auf die Gewichtsbestimmung im einzelnen diskutiert. Diemeisten dieser Einflüsse sind durch die sich langsam veränderndeGewichtsanzeige (Drift) erkennbar.

Da auch die richtige Interpretation der technischen Datenfür die Beurteilung eines Wägeresultates äusserst wichtig ist,werden zum Schluss die gebräuchlichsten Fachbegriffe erklärt.Technische Änderungen vorbehalten

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Standort der Waage

Die Genauigkeit bzw. Zuverlässigkeit von Wägeresultaten ist engverbunden mit dem Standort der Waage. Nachfolgend sind die zubeachtenden Punkte aufgeführt.

W ä g e t i s c h

– Er sollte möglichst wenig Vibrationen übertragen,– sich beim Arbeiten darauf nicht durchbiegen (z.B. stabiler

Labortisch, Laborkorpus, Steintisch),– antimagnetisch sein (keine Stahlplatte),– gegen statische Aufladungen geschützt sein

(kein Kunststoff oder Glas),– nur auf dem Boden stehen oder nur an der Wand befestigt sein,

jedoch nicht beides gleichzeitig (gleichzeitige Übertragung vonErschütterungen von Wand und Boden vermeiden),

– als Arbeitsplatz für die Waage reserviert bleiben.

A r b e i t s r a u m

– Er sollte erschütterungsarm sein,– nur einen Zugang haben (Zugluft),– möglichst wenig Fenster haben (Gefahr direkter Sonnen-

bestrahlung),– die Ecken des Raumes für den Wägetisch freihalten, da dort die

steifsten Stellen eines Gebäudes mit den kleinsten Schwingungensind.

Te m p e r a t u r

– Die Raumtemperatur sollte möglichst konstant gehalten werden, um Temperaturdrift des Wägeresultates(typ. 1–2 ppm/°C) zu vermeiden.

– Nicht in der Nähe von Heizkörpern wägen.– METTLER TOLEDO Waagen mit proFACT (vollautomatische

motorische Selbstkalibrierung) können die restliche Temperatur-drift weitgehend kompensieren. proFACT sollte daher immer ein-geschaltet sein.

L u f t f e u c h t i g k e i t

– Die relative Feuchtigkeit sollte zwischen 45 und 60% betragen.Bei Mikrowaagen empfiehlt sich eine ständige Überwachung(Veränderungen wenn möglich korrigieren).

L i c h t

– Vermeiden Sie direkte Sonnenbestrahlung (z.B. Wand ohneFenster).

– Beleuchtungskörper sollten in genügender Entfernung vomWägetisch angebracht sein, um störende Wärmestrahlung zuvermeiden, insbesondere, wenn es sich um Glühlampen handelt.Leuchtstoffröhren sind weniger kritisch.

L u f t

– Nicht in der Nähe von Klimaanlagen oder Geräten mit Venti-latoren (z.B. Computern) wägen.

– Die Nähe von Heizkörpern vermeiden, nebst Wärme (Tempera-turdrift) entstehen dort oft starke Luftströmungen.

– Nicht neben einer Türe wägen.

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Bedienung der Waage

Mikro-, Semimikro- und Analysenwaagen sind Messinstrumentevon höchster Präzision. Die folgenden Punkte werden Ihnen hel-fen, rasch zu zuverlässigen Wägeresultaten zu gelangen.

N i v e l l i e r e n

– Prüfen Sie, ob sich die Luftblase der Libelle im Zentrum befindet,und korrigieren Sie dies gegebenenfalls durch Drehen der Stellfüsse.Kalibrieren Sie die Waage anschliessend.

.W i n d s c h u t z

– Bei METTLER TOLEDO Waagen mit konfigurierbaremWindschutz (z.B. der Reihe AT) diesen so einstellen, dass einMinimum des Windschutzes geöffnet wird.

– Bei METTLER TOLEDO Waagen mit konventionellem Windschutz(z.B. AG), diesen nur so weit öffnen, bis Sie das Wägegut bequemauflegen können (vermeiden von Luftturbulenzen und Tempe-raturveränderungen).

E i n s c h a l t e n

– Lassen Sie die Waage stets am Netz und eingeschaltet, damit sich inder Waage ein thermisches Gleichgewicht einstellen kann.

– Schalten Sie die Waage lediglich mit der Tarataste aus; sie befindetsich dann im Standby Mode, und die Elektronik steht weiterhinunter Strom (keine Aufwärmzeit nötig).

W ä g e g e f ä s s

– Verwenden Sie das kleinstmögliche Wägegefäss.– Vermeiden Sie Wägegefässe aus Kunststoff, bei Luftfeuchtigkeit

unter 30–40% auch solche aus Glas, da sich diese elektrostatischaufladen können (siehe Seite 11: Elektrostatik).

– Das Wägegefäss und das darin enthaltene Wägegut sollten die gleicheTemperatur wie die Umgebung aufweisen. Bei Temperaturunter-schieden kommt es zu Luftströmungen und zur Veränderung des Was-serfilms auf Wägegefäss und Wägegut (siehe Seite 9: Temperatur).

– Stellen Sie das Wägegefäss nicht mit den Händen in denWägeraum. Sie könnten die Temperatur und Luftfeuchtigkeitdes Wägeraumes und des Wägegefässes verändern, was denMessvorgang ungünstig beeinflusst.

W a a g s c h a l e

– Setzen Sie das Wägegut in die Mitte der Waagschale, um Ecken-lastfehler zu vermeiden.

– Bei Mikro- und Semimikrowaagen sollte die Waagschale nachlängerer Pause (>30 min) zuerst einmal kurz belastet werden(Erstwägeeffekt).

– Nehmen Sie das Wägegut nach beendetem Messvorgang von derWaagschale. Damit wird eine Veränderung der Temperatur undLuftfeuchtigkeit im Wägeraum durch das Wägegut verhindert.

A b l e s e n

– Prüfen Sie, ob die Waage bei Beginn der Wägung exakt Nullanzeigt, und tarieren Sie gegebenenfalls. Damit werden Null-punktfehler vermieden.

– Stellen Sie die Automatische Stillstandskontrolle entsprechendIhren Bedürfnissen ein. Erlischt das Symbol der Stillstandskon-trolle (= Freigabe des Wägeresultates), lesen Sie das Resultatsofort ab.

K a l i b r i e r e n

– Kalibrieren Sie die Waage regelmässig, vor allem wenn Sie dieWaage zum ersten Mal in Betrieb nehmen, nach Standortwech-seln, nach dem Nivellieren und nach grossen Temperatur-,Feuchtigkeits- oder Luftdruckveränderungen. Bei METTLERTOLEDO Waagen mit proFACT, die sich automatisch selbst kali-brieren, erübrigt sich dieser Vorgang.

P f l e g e

– Halten Sie Wägeraum und Waagschale sauber.– Benützen Sie zum Wägen ausschliesslich saubere Wägegefässe.

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Physikalische Einflüsse

Wenn die Gewichtsanzeige unstabil ist, das Resultat langsam zu-oder abnimmt oder ganz einfach falsche Werte angezeigt werden,so ist das oft auf unerwünschte physikalische Einflüsse zurückzu-führen.

Die häufigsten Ursachen sind:– falsche Behandlung des Wägegutes,– falscher Standort der Waage,– Feuchtigkeitsaufnahme oder -abgabe des Wägegutes,– elektrostatisch geladene Wägegüter oder Gefässe,– magnetische Wägegüter oder Gefässe.

Im nachfolgenden Kapitel wollen wir Ihnen diese Einflüsse aufzei-gen, die Gründe dafür erklären und mögliche Massnahmen zurAbhilfe beschreiben.

Te m p e r a t u r

Effekt: Die Gewichtsanzeige eines Wägegutes verändert sichkontinuierlich in eine Richtung.

Grund: Es besteht ein Temperaturunterschied zwischen Wägegutund Umgebung, der zu Luftströmungen entlang des Wägegefässesführt. Die dem Gefäss entlangstreichende Luft erzeugt eine nachoben gerichtete Kraft, welche das Wägeresultat verfälscht: es er-scheint leichter (dynamischer Auftrieb). Der Effekt klingt erst ab,wenn sich ein Temperaturgleichgewicht eingestellt hat.Die Veränderung des Wasserfilms, der jeden Körper überzieht, wirddurch den dynamischen Auftrieb überdeckt. Der Wasserfilm ändertsich mit der Temperatur. Dabei gilt: ein kalter Gegenstanderscheint schwerer, ein warmer leichter. Diesem Effekt ist speziellbei Rückwägungen mit Mikrowaagen Beachtung zu schenken(Temperatur überwachen).

Beispiel: Bei folgendem Experiment können Sie den dynamischenAuftrieb ausprobieren: Erlenmeyerkolben oder ähnliches wägen,Gewicht aufschreiben, Gefäss ca. l Minute in der Hand halten,Wägung wiederholen: das Gefäss erscheint leichter. (Der Handsch-weiss spielt bei diesem Effekt eine untergeordnete Rolle. Die Probewäre sonst schwerer geworden!)

Abhilfe:– Keine Proben direkt aus dem Trockner bzw. Kühlschrank

wägen.– Wägegut an die Temperatur des Labors/Wägeraums

akklimatisieren.– Probe mit Zange halten.– Nicht mit der Hand in den Wägeraum greifen, damit dieser

nicht erwärmt wird.– Probengefässe mit kleiner Oberfläche wählen.

F e u c h t i g k e i t s a u f n a h m e / Ve r d u n s t u n g

Effekt: Das Gewicht eines Wägegutes nimmt laufend zu oder ab.

Grund: Sie messen den Gewichtsverlust von flüchtigen Stoffenoder die Verdunstung von Wasser. Die Gewichtszunahme ist auf einhygroskopisches Wägegut (Feuchtigkeitsaufnahme aus der Luft)zurückzuführen. Mit Alkohol und Silikagel können Sie diesenEffekt reproduzieren.

Abhilfe:– Verwenden Sie saubere und trockene Wägegefässe und halten Sie

die Wägeplattform frei von Verschmutzungen und Wassertropfen.– Verwenden Sie Gefässe mit engem Hals.– Deckel aufsetzen.– METTLER TOLEDO Dreieckshalter (210435) anstelle von Kork-

oder Kartonunterlagen verwenden (beide können in erheblichemMasse Feuchtigkeit aufnehmen oder abgeben).

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brauchbar unbrauchbar

E l e k t r o s t a t i k

Effekt: Ein Wägegefäss zeigt bei jeder Wägung unterschiedlicheGewichte an. Die Gewichtsanzeige ist unstabil. Das Resultatreproduziert schlecht.

Grund: Ihr Wägegefäss hat sich elektrostatisch aufgeladen.Materialien mit hohem elektrischem Isolierungsgrad wie die Mehr-zahl der Wägegefässe (Glas, Kunststoffe) können sich elektrosta-tisch aufladen. Primär geschieht diese Aufladung durch Reibungwährend der Behandlung bzw. dem Transport von Materialien (spe-ziell von Pulvern und Granulaten). Ist die Luft trocken (kleiner40% relative Luftfeuchtigkeit = schlechtere Oberflächen-leitfähigkeit), können diese elektrostatischen Ladungen nicht mehroder nur sehr langsam während Stunden abfliessen.

Die Wägefehler entstehen durch die elektrostatischen Kräfte,die zwischen dem Wägegut und der Umgebung wirken. Dabei gilt:weisen das Wägegut und die Umgebung die gleiche elektrischeLadung auf (+, + oder –, –), so stossen sie einander gegenseitigab, sind die Ladungen verschieden (+, – oder –, +), so ziehen sieeinander gegenseitig an. Diese elektrostatischen Kräfte können vonMikro-, Semimikro- und Analysenwaagen gemessen werden undführen zu den geschilderten Wägefehlern. Ein Kunststoffgefäss, das Sie mit einem Woll- oder Seidentuch gerieben haben, zeigtgenau diesen Effekt.

Abhilfe: Die elektrostatische Ladung des Wägegutes muss abgelei-tet oder abgeschirmt werden. Dazu gibt es folgende Möglichkeiten:– Luftfeuchtigkeit vergrössern mittels Verdunstungsgerät oder ent-

sprechender Einstellung der Klimaanlage. Speziell zu beachten im Winter bei beheizten Räumen (ideal 45–60% rel. Luftfeuchtigkeit).

– Elektrostatische Kräfte abschirmen (Wägegefäss in Metallgefässstellen).

– Andere Wägegefässe verwenden.

Kunststoff Glas Metall

schlecht gut sehr gut

– Im Handel erhältliche Antistatik-Pistolen verwenden. Sie sindjedoch nicht bei allen Materialien wirkungsvoll.

– Erdung der Waage (und damit der Waagschale). Bei METTLERTOLEDO Waagen erfolgt dies automatisch über den dreipoligenNetzstecker.

M a g n e t i s m u s

Effekt: Ein Wägegut zeigt je nach Position auf der Waagschaleunterschiedliches Gewicht an. Das Resultat reproduziert schlecht.

Grund: Sie wägen ein magnetisches Material. MagnetischeGegenstände und Eisen ziehen einander gegenseitig an. Die entste-henden zusätzlichen Kräfte werden somit fälschlicherweise als Lastinterpretiert.

Abhilfe:– Wenn möglich ist das ferromagnetische Wägegut (Eisen, Stahl,

Nickel usw.) zu entmagnetisieren.– Da die Kraft mit wachsendem Abstand abnimmt, kann das Wäge-

gut mittels einer unmagnetischen Unterlage weiter von der Waag-schale entfernt werden (z.B. Becherglas, Aluminiumständer).

– Dieselbe Wirkung kann mit einer Gehängedurchführung erzieltwerden (bei den meisten METTLER TOLEDO Mikro-, Semimikro-und Analysenwaagen standardmässig eingebaut).

– METTLER TOLEDO verwendet wo immer möglich nichtmagne-tische Werkstoffe, um diesen Effekt möglichst klein zu halten.

– Magnetische Kräfte abschirmen (Wägegut in ein Gefäss ausMumetall legen).

S t a t i s c h e r A u f t r i e b

Effekt: Ein Wägegut in Luft und im Vakuum gewogen, hat nichtdas gleiche Gewicht.

Grund: «Ein Körper verliert soviel an Gewicht, wie das Gewicht desvon ihm verdrängten Mediums beträgt» (Gesetz des Archimedes).

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Mit diesem Gesetz lässt sich erklären, warum ein Schiffschwimmt, ein Ballon fliegt oder ein Wägegut je nach Luftdruckeine unterschiedliche Gewichtsanzeige erzeugen kann.

Das Medium, das unsere Wägegüter umgibt, ist Luft. Die Luftdichte beträgt etwa 1,2 kg/m3 (abhängig von Temperaturund Luftdruck). Der Auftrieb des Wägegutes (Körpers) beträgt also1,2 kg/m3.

Beispiel: Legen wir ein 100-g-Kalibriergewicht in ein Becherglasauf eine Balkenwaage und füllen anschliessend in ein gleichesBecherglas auf der anderen Waagschale soviel Wasser ein, bis derWägebalken im Gleichgewicht ist, so sind beide Gewichte, in Luftgewogen, 100,000 g schwer.

Verschliessen wir danach die Balkenwaage mit einer Glas-glocke und erzeugen darin ein Vakuum, so wird sich der Wägebal-ken auf die Seite mit dem Wasser neigen, da das Wasser wegen desgrösseren Volumens mehr Luft verdrängt und somit einen grösse-ren Auftrieb erfahren hat. Im Vakuum entfällt der Auftrieb.

Kalibriergewicht WasserGewicht in Luft 100,000 g 100,000 g

Dichte 8000 kg/m3 1000 kg/m3

Volumen 12,5 cm3 100 cm3

Auftrieb 12,5 cm3 x 1,2 mg/cm3 100 cm3 x 1,2 mg/cm3

= 15 mg = 120 mg

Gewicht in Vakuum 100,015 g 100,120 g

Abhilfe:– Da die Waage mit Kalibriergewichten der Dichte 8,0 g/cm3

kalibriert wird, entsteht bei Wägungen mit Wägegütern vonabweichender Dichte ein Luftauftriebsfehler. Bei Wägungen mitgrosser Messgenauigkeit (vor allem Mikrowaagen), sollte dasangezeigte Gewicht entsprechend korrigiert werden.

– Bei Wägungen an verschiedenen Tagen (Rückwägungen, Ver-gleichswägungen) Luftdruck, Luftfeuchtigkeit und Temperaturkontrollieren und die Luftauftriebskorrektur berechnen.

Vorgehen zur Bestimmung der Masse:1. Luftdichte berechnen

a ≈ 0,348444 x p – (0,00252 x t – 0,020582) x h273,15 + t

a = Luftdichte in kg/m3

p = Luftdruck in hPa (mbar) h = relative Luftfeuchtigkeit in % t = Temperatur in °C

2. Luftauftrieb korrigieren

1 –a

8000 kg/m3

m ≈ R

1 –ap

Beispiel:Anzeige der Waage 200,0000 g Luftdruck 1018 hPa Relative Luftfeuchtigkeit 70% Temperatur 20 ºCDichte des Wägegutes 2600 kg/m3

a ≈ 0,348444 x 1018 – (0,00252 x 20 – 0,020582) x 70273,15 + 20

kg/m3

a ≈ 1,2029 kg/m3

1 –1,20298000

m ≈ 200,0000 g ≈ 200,0625 g

1 –1,20292600

Anmerkung:– Im Labor arbeitet man normalerweise ohne Korrektur (syste-

matischer Fehler). Bei kleinen Mengen Wägegutes ist der Fehlervernachlässigbar.

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m = MasseR = Anzeige der Waagep = Dichte des Wägegutes

in kg/m3

G r a v i t a t i o n

Effekt: Die Gewichtsanzeige ändert sich, wenn die Wägung 10 mhöher erfolgt (z.B. Wechsel vom 1. Stock in den 4. Stock einesGebäudes).

Grund: Zur Bestimmung des Gewichtes eines Körpers misst dieWaage die Gravitationskraft, d.h. die Anziehungskraft zwischen derErde und dem Wägegut. Diese Kraft ist im wesentlichen abhängigvon der geografischen Breite des Aufstellungsortes und von dessenHöhe über Meer (Abstand vom Erdzentrum). Dabei gilt:

1. Je weiter ein Gewicht vom Erdzentrum entfernt ist, desto kleinerwird die darauf wirkende Gravitationskraft. Sie nimmt mit demQuadrat der Entfernung ab.

2. Je näher ein Ort am Äquator liegt, desto grösser ist die durch dieErddrehung verursachte Zentrifugalbeschleunigung, die derAnziehungskraft (Gravitationskraft) entgegenwirkt. Deshalb istdie auf eine Masse wirkende Kraft an den Polen am grössten undam Äquator am kleinsten.

Die Gewichtsveränderung beruht also auf einer Reduktion der Gra-vitationskraft.

Beispiel: Bei einem 200-g-Gewicht, das im 1. Stock genau200,00000 g anzeigt, ergibt sich folgende Gewichtsveränderung im4. Stock (10 m höher):

200,00000 g(r Erde)2

≈200,00000 g(6370 000 m)2

≈199,99937 g(rErde +10 m)2 (6370 010 m)2

Abhilfe:– Bei jedem Standortwechsel die Waage kalibrieren.– Waagen mit eingebautem proFACT (vollautomatische motorische

Selbstkalibrierung) benützen, z.B. METTLER TOLEDO Analysen-waagen der Reihe AT.

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r

Fachbegriffe

A n a l y s e n w a a g e

METTLER TOLEDO Waagen mit einer Ablesbarkeit von 1 d (1 Digit) = 0,1 mg = 0,0001 g

p r o F A C T

Fully Automatic Calibration Technology (vollautomatische motori-sche Kalibrierung). Modernste Kalibrationstechnik von METTLERTOLEDO. Die Kalibrierung wird laufend von einem Mikroprozessorüberwacht und bei Empfindlichkeitsabweichungen selbständig aus-gelöst.

L i n e a r i t ä t

Die Linearität sagt aus, wie gut die Waage dem linearen Zusam-menhang zwischen der aufgelegten Last und dem Anzeigewert zufolgen vermag. Dabei stellt man sich zwischen Null- und Maximal-last eine Gerade als Wägekennlinie vor.

Anderseits definiert die Nichtlinearität die Breite des Ban-des, innerhalb welchem eine Plus- oder Minusabweichung des Mes-swertes von der idealen Kennlinie vorkommen kann.

Die Abweichung vom linearen Verlauf der Kennlinie beträgt beispielsweise bei der METTLER TOLEDO AT261 maximal+0,15 mg über den ganzen Wägebereich von 200 g.

M i k r o w a a g e

METTLER TOLEDO Waagen mit einer Ablesbarkeit von 1 d (1 digit) = 1 µg = 0,000001 g

A b l e s b a r k e i t

Die Ablesbarkeit einer Waage ist die kleinste an der Anzeige ables-bare Differenz zweier Messwerte. Bei einer Digitalanzeige ist diesder kleinste Ziffernschritt, auch Teilungswert genannt.

Standard-Ablesbarkeiten (oder Teilungswerte) sind beispielsweisebei Analysenwaagen 0,1-mg-Ziffernschrittbei Semimikrowaagen 0,01-mg-ZiffernschrittSie können die Ablesbarkeit einer AT verändern: Im Analysen-bereich beispielsweise von 0,1 mg auf 0,2 mg, 0,5 mg oder 1 mg.

W i e d e r h o l b a r k e i t

Die Wiederholbarkeit ist ein Mass für die Fähigkeit einer Waage,bei wiederholten Wägungen mit ein und derselben Last bei unver-änderten Messbedingungen gleiche Resultate zu liefern.

Insbesondere bei hochauflösenden Waagen (Semimikro-bereich) ist die Grösse der Wiederholbarkeit nicht nur eine von derWaage gegebene Eigenschaft. Die Wiederholbarkeit ist auch vonden Umgebungsbedingungen (Luftzug, Temperaturschwankungen,Vibrationen), und zum Teil von der Routine der wägenden Personabhängig.

Das folgende Beispiel zeigt eine typische Messreihe,ausgeführt auf einer Semimikrowaage mit einer Ablesbarkeit von 0,01 mg.

x1 = 27,51467 gx2 = 27,51466 gx3 = 27,51468 gx4 = 27,51466 g x5 = 27,51465 g x6 = 27,51467 g X7 = 27,51467 g X8 = 27,51466 g x9 = 27,51468 g x10 = 27,51467 g

Den Mittelwert und die Wiederholbarkeit dieser Messreihe wollenwir nun bestimmen.

M i t t e l w e r t :

x =1

NxiN Σ

i = 1

METTLER TOLEDO W ä g e f i b e l

16 17

xi: ites Resultat der MessreiheN: Anzahl Messungen (Wägungen), üblicherweise 10Der Mittelwert beträgt x = 27,514667 g

AnzeigelineareKennlinie(Idealfall)

Nichtlinearität einer Waage

nichtlineareKennlinieder Waage

Last

nichtl

ineare

Ban

dbrei

te

METTLER TOLEDO W ä g e f i b e l

18 19

Der Temperaturkoeffizient der Empfindlichkeit beträgt bei der AT0,0001%/°C. Dies bedeutet, dass sich bei einer Temperatur-änderung von 1 Grad Celsius die Empfindlichkeit um 0,0001% oder ein Millionstel ändert. Der Temperaturkoeffizient kann wiefolgt berechnet werden:

TC ≈ ∆E=

(∆R)=

∆R∆T

m (m x ∆T)∆T

Darin ist ∆E die Änderung der Empfindlichkeit und ∆T die Tempe-raturänderung. Die Empfindlichkeitsänderung ist gleich der Resul-tatänderung ∆R geteilt durch die Wägelast m, bzw. nach demTarieren durch die Einwaage.

Mit diesen Angaben kann die interessierende Abweichungdes Messresultates bei einer bestimmten Temperaturänderungberechnet werden, indem wir die obige Gleichung umformen. Für den Anzeigewert erhalten wird dann:∆R = (TC x ∆T ) m

Wenn Sie auf der ∆T eine Last (Einwaage) von 100 g wägen, undsich die Umgebungstemperatur im Labor seit der letzten Kali-brierung um 5 °C verändert hat, dann kann dies zu folgendergrössten Resultatänderung ∆R (mit dem Temperaturkoeffizientender ∆T von 0,0001%/°C) führen:∆R = (TC x ∆T ) m = (0,0001%/°C x 5 °C) x 100 g = 0,5 mg

Würde die Last dagegen nur 100 mg betragen, also 1000 mal weni-ger, dann fiele auch die maximale Abweichung entsprechend klei-ner aus und würde lediglich 0,5 µg ausmachen.

U l t r a m i k r o w a a g e

METTLER TOLEDO Waagen mit einer Ablesbarkeit von 1 d (1 Digit) = 0,1 µg = 0,0000001g.

S t a n d a r d a b w e i c h u n g :

s =1

N(xi – x)2

N – 1 Σi = 1

Als Mass für die Wiederholbarkeit wird die Standardabweichung sverwendet. Die Wiederholbarkeit der Messreihe beträgt demnach s = 0,0095 mg.

Die Unsicherheit des Messresultates macht etwa das Zwei-bis Dreifache der Wiederholbarkeit ausu ≈ 2s…3s

d.h., das wahre Resultat x liegt innerhalb des Intervallesx – u < x < x + u

In unserer Messreihe wird u ≈ 2 x s ≈ 2 x 0,01 mg= 0,02 mg, so dass wir das Wägeresultat mitx ± u = 27,51467 g ± 0,02 mg

angeben können. Mit der in vorstehender Messreihe verwendetenWaage beträgt daher der kleinste für diese Last überhaupt zuerwartende Messwert 27,51465 g und der grösste 27,51469 g, wasgut mit der Messreihe übereinstimmt.

S e m i m i k r o w a a g e

METTLER TOLEDO Analysenwaagen mit einer Ablesbarkeit von 1 d (1 Digit) = 0,01 mg = 0,00001 g.

E m p f i n d l i c h k e i t s d r i f t

Temperaturkoeffizient der Empfindlichkeit: Der Temperaturgangder Empfindlichkeit ist die reversible Abweichung des Messwertesunter dem Einfluss einer Temperaturänderung der Umgebung. Erwird durch den Temperaturkoeffizienten der Empfindlichkeit (TC)angegeben, welcher die prozentuale Abweichung der Gewichts-anzeige (bzw. der Einwaage) pro Grad Celsius angibt.

Wirkung des Temperaturganges aufdas Messresultat. Der Temperatur-gang einer Waage bewirkt, dasssich die korrekte Steilheit der Kenn-linie unter dem Einfluss der Umge-bungstemperatur verändert, d.h.zu- oder, wie in der Darstellunggezeigt, abnimmt.

Anzeigekorrekte Steilheitder Kennlinie(E = 100 g/100 g)

100 g

0 g

100 g

zu kleine Steilheit(Empfindlichkeits-änderung nach Ände-rung der Umgebungs-temperatur)

Last

Q u e l l e n v e r z e i c h n i sMETTLER TOLEDO Wägelexikon.Die neue Analysenwaage AT von METTLER TOLEDO.METTLER TOLEDO Bedienungsanleitungen.

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KR Mettler-Toledo (Korea) Ltd., Seoul (135-090)Tel. (02) 518 20 04, Fax (02) 518 08 13

KZ Mettler-Toledo CA, 480009 AlmatyTel. (07) 3272 980 834, Fax (07) 3272 980 835

MY Mettler-Toledo (M) Sdn. Bhd., 40150 SelangorTel. (603) 784 55 773, Fax (603) 784 58 773

MY Mettler-Toledo (S.E.A.), 40150 SelangorTel. (603) 784 55 373, Fax (603) 784 53 478

MX Mettler-Toledo S.A. de C.V., México C.P. 06430Tel. (05) 547 57 00, Fax (05) 541 65 13

NL Mettler-Toledo B.V., NL-4004 JK TielTel. (0344) 638 363, Fax (0344) 638 390

PL Mettler-Toledo, Sp. z o.o., PL-02-929 WarszawaTel. (22) 651 92 32 Fax (22) 651 71 72

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