Калибровка лабораторных весов. Внутренняя и внешняя. Принцип, различия, недостатки и преимущества.

Калибровка весов, также известная как юстировка, играет важную роль в обеспечении точных измерений. Для лучшего понимания этого процесса, приведем пример с часами. Вы можете приобрести самые точные швейцарские часы, но, если не настроите их на правильное время по эталону, они всегда будут показывать неверное время. Точно так же и с лабораторными весами. Поскольку они представляют собой высокоточный инструмент, они очень чувствительны к изменениям температуры, давления и даже простому перемещению (поскольку изменение географической широты приводит к изменению местного значения ускорения свободного падения). Поэтому, если вам необходимы максимально точные абсолютные значения массы, обязательно проводите калибровку весов регулярно.
Условно калибровку можно разделить на два типа: Внешняя и Внутренняя.

Внешняя калибровка лабораторных весов

При внешней калибровке необходимо иметь дополнительную гирю, подходящую для калибровки конкретных весов по классу точности и номинальной массе. В процессе калибровки, в определенный момент весы попросят оператора установить такую гирю на грузоприемную платформу, а затем, после корректировки параметров – снять ее.
Весы с внешним типом калибровки обычно дешевле аналогов с внутренним, но они имеют ряд недостатков, таких как:
  1. Неудобство в работе – от оператора требуются дополнительные действия в процессе калибровки.
  2. Необходимость покупки гири, предназначенной для калибровки конкретных весов. Если парк весов большой и в нем много одинаковых моделей, гиря может быть одна. Но если весы различаются по грузоподъемности и точности, то для каждой модели необходима своя гиря. Но, с другой стороны, наличие дополнительной внешней гири поможет не только провести калибровку весов, но и даст Вам возможность проверить правильность их показаний в любой момент.
  3. Соблюдение ряда требований при работе с внешней гирей. К примеру, такие гири нельзя брать голыми руками, чтобы остающиеся на металле потожировые следы не увеличивали ее номинальную массу. Также при установке на платформу гири массой близкой к НПВ весов, следует делать это максимально аккуратно и не ронять калибровочную гирю на грузоприемную платформу во избежание динамического перегруза лабораторных весов.
  4. Несмотря на то, что калибровочная гиря не требует обязательной поверки, часто на предприятиях проводят периодические ежегодные поверки гирь, предназначенных для калибровки лабораторных или аналитических весов. Это дополнительные ежегодные расходы и неудобства – вместо поверки одних только весов, Вам нужно поверить и весы и гирю отдельно.

Внутренняя калибровка лабораторных весов

Теперь рассмотрим внутренний тип калибровки. Весы с внутренней калибровкой дороже своих собратьев с внешней в среднем на 10-15 тысяч рублей. Это немалые деньги и, на первый взгляд, переплачивать их за какую-то там калибровку нет совершенно никакого смысла. Но давайте для начала разберемся в чем же отличие с технической точки зрения. Как понятно из названия, в таких весах калибровка происходит «внутри». Это значит, что калибровочная гиря уже находится в корпусе весов, как и специальный электромотор, который в нужный момент перемещает гирю таким образом, чтобы она нагрузила собой измерительный датчик, а затем возвращает ее в исходное положение, при котором гиря не взаимодействует с весовым датчиком. Таким образом мы исключаем сразу все перечисленные выше недостатки при калибровке весов внешней гирей: Гирю не нужно докупать, она уже внутри весов, гирю нельзя уронить на платформу или испачкать, поскольку оператор никак не взаимодействует с ней физически. Более того, при регулярном использовании внешней гири, даже при соблюдении всех мер предосторожности, ее масса будет, пусть даже очень незначительно, но все же изменяться от изначальной по причине «стирания» основания гири о весовую платформу. На первый взгляд это кажется бредом, но у некоторых производителей калибровочных гирь, экземпляры с погрешностью в сторону больше номинальной массы стоят дороже, чем экземпляры с погрешностью в меньшую сторону. Погрешность в данном случае, само собой в пределах допуска для конкретного класса точности гири.
Кстати, внутренняя гиря имеет совсем другую форму, чем внешняя и ей не обязательно быть точно подогнанной под массу, требуемую для проведения калибровки. Сейчас объясним на пальцах. Для примера сравним весы ViBRA AB-323RCE (с внутренней гирей) и ViBRA AB-323CE (без внутренней гири). Для их калибровки требуется гиря массой 200г, классом не ниже F1. Значит абсолютное значение массы внешней гири должно быть не больше 200.003г и не менее 199.997г – для такой гири предел допускаемого отклонения +/- 3мг. Но требования для массы внутренней гири гораздо менее жесткие – это может быть любое значение близкое к ~200г. Все дело в том, что, когда Вы калибруете весы внешней гирей, это может быть какая-то любая гиря и весы не знают точного значения ее массы. А когда весы используют свою встроенную гирю, им уже точно известна ее масса, поскольку каждая внутренняя гиря взвешена производителем на максимально точных лабораторных весах и значение ее массы внесено в прошивку конкретных весов.

Но следует отметить и ряд особенностей весов с внутренним типом калибровки. Здесь мы приведем, скорее, субъективные оценки исходя из ситуаций, с которыми сталкивались лично за долгие годы обслуживания высокоточных весов.
  1. Поскольку гиря находится в корпусе весов, бывали ситуации, когда при неаккуратной транспортировке, гиря «съезжала» со своего места и процесс внутренней калибровки заканчивался сообщением об ошибке, поскольку гиря не занимала положенного места. С этой ситуацией мы сталкивались на ранней версии индийских весов Aczet CY-2202C.
  2. Так как в процессе калибровки внутренняя гиря приводится в движение специальным электромотором, этот механизм подвержен износу и может выйти из строя. Это очень редкие случаи, чаще всего связанные с эксплуатацией лабораторных весов в сильно запыленном помещении. Мы наблюдали такую картину у нескольких весов CAS CUW-4200H, которые использовались при производстве активированного угля в одной из крупнейших фармацевтических компаний нашей страны. Мелкодисперсная угольная пыль забивала шестерни внутри механизма встроенной калибровки, что приводило к его износу и выходу из строя.
  3. Некоторые модели лабораторных весов с механизмом встроенной калибровки ограничены по функционалу. Так, например весы Bel LG4202 поставляются в комплекте с поддонным крюком и имеют возможность взвешивания под весами. А модификация с внутренней калибровкой LG4202i – нет. Все дело в том, что корпус весов не резиновый и при размещении в нем дополнительного электромотора и гири, нет возможности для использования поддонного крюка. Но это, скорее, исключение из правил. Мы просто хотели рассмотреть этот вопрос максимально развернуто.

Самокалибровка.

Вообще, это, скорее, маркетинговый ход, изобретенный компанией Госметр, которая первой ввела понятие самокалибровки в мир высокоточного взвешивания. Под самокалибровкой принято понимать возможность автоматического проведения внутренней калибровки весами через заданный интервал времени или при изменении температуры окружающего воздуха на заданное значение. То есть весы сами следят за параметрами окружающей среды или временем, прошедшим с момента последнего проведения калибровки и, при необходимости, инициируют ее проведение самостоятельно. Так Госметр, например, предлагает несколько вариантов весов ВЛ:
ВЛ-224 – только внешняя калибровка при помощи дополнительной внешней гири.
ВЛ-224В – внутренняя калибровка встроенной гирей.
ВЛ-224В-С – внутренняя самокалибровка при изменении температуры или через заданные временные промежутки.
Другими словами, самокалибровка – это частный случай внутренней калибровки лабораторных весов, который позволяет полностью возложить этот процесс на сами весы и не задумываться о необходимости его проведения.

В любом случае, какой бы тип калибровки лабораторных весов Вы не выбрали, главное, не забывайте о необходимости ее проведения, поскольку откалиброванные весы – залог точного взвешивания.