Mentre i processi automatizzati rivoluzionano il mondo della metrologia, è sempre più diffuso il dibattito sul fatto che le bilance manuali a pesi siano problematiche e necessitino di aggiornamenti. Il pesante carico di massa esterno, i calcoli ambientali separati e i tempi di calibrazione più lenti possono giustificare queste preoccupazioni. Se i controllori di pressione possono misurare accuratamente la pressione in pochi secondi, perché dovremmo ancora usare le bilance a pesi? In questo blog esploreremo il ruolo e l’impatto delle bilance a pesi sulla metrologia.
Cosa sono le bilance a pesi?
Bilancia a pesi modello CPB5800
Le bilance a pesi calibrano gli strumenti di misura della pressione applicando masse calibrate su un’area del pistone. Il fluido sotto il pistone viene aumentato di pressione per far “galleggiare” il pistone. L’obiettivo è stabilire un equilibrio tra la pressione di riferimento nota e il DUT (Device Under Test). Grazie al principio di misura basato sull’unità SI e all’assenza di componenti elettrici, le bilance a pesi sono considerate uno degli strumenti di misura della pressione più precisi e tracciabili disponibili. Sono particolarmente indicate per le industrie che richiedono precisioni e tracciabilità elevate. Ad esempio, le bilance a pesi con esecuzione portatile e durevole sono perfette per i processi di garanzia della qualità, come le centrali elettriche e gli impianti di manutenzione.
Cosa sono gli standard primari?
Il Vocabolario Internazionale di Metrologia definisce gli standard primari come standard di misura che stabiliscono il loro valore quantitativo e l’incertezza di misura utilizzando una procedura di misura primaria. In altre parole, uno strumento primario viene utilizzato come riferimento standard per calibrare i DUT. Le bilance a pesi sono le prime a venire in mente quando si parla di standard primari di pressione. Tuttavia, è importante ricordare che alcuni settori definiscono gli standard di pressione primaria in modo diverso.
Vantaggi
L’utilizzo delle bilance a pesi per la taratura presenta numerosi vantaggi. Utilizzano la massa e un sistema stabile di pistone e cilindro per creare pressione, fornendo risultati coerenti e tracciabili. Sono inoltre disponibili varie opzioni per adattarsi a DUT, ambienti e intervalli di pressione diversi. Si possono scegliere bilance a pesi pneumatici o idraulici, digitali o manuali. La calibrazione delle bilance a pesi copre i livelli di bassa, media e alta pressione.
Svantaggi
Controllore di pressione modello CPC3050
Naturalmente, è necessario affrontare alcuni inconvenienti. Le bilance a pesi non possono competere con i controllori di pressione veloci, come il CPC3050. Sebbene la precisione sia ineguagliabile, non sono ideali per le industrie che privilegiano la velocità rispetto a una maggiore precisione. Anche fattori come la gravità, la temperatura del pistone e la pressione barometrica possono influenzare i calcoli della pressione. Queste condizioni ambientali devono essere considerate nell’equazione. Infine, rispetto ai processi automatizzati, è necessaria una maggiore manodopera, ad esempio per far girare le masse e attendere la stabilizzazione, il tutto per una sola lettura.
Ma come si collocano gli strumenti di taratura automatizzati come i controllori di pressione?
Controllori di pressione o bilance a pesi?
Con l’avanzare della velocità e della precisione dei controllori di pressione, la scelta di uno di essi rispetto a un bilance a pesi sembra ovvia. Dopo tutto, possono servire come standard di riferimento intercambiabili a seconda del settore. L’automazione, la convenienza e l’accessibilità sono punti di forza per un controllore. Inoltre, è vantaggioso poter disporre di più intervalli di pressione e di diverse classi di accuratezza all’interno di un unico dispositivo. Tuttavia, mentre i test di fine linea e la caratterizzazione dei trasduttori possono essere automatizzati mediante software e programmi informatici remoti, l’utente deve dipendere da una lettura digitale. Gli aspetti elettronici e remoti di un controllore di pressione possono introdurre una maggiore incertezza rispetto a uno standard primario tradizionale.
L’accuratezza e l’affidabilità delle bilance a pesi derivano dall’utilizzo di principi fisici fondamentali. La loro durata e il minimo errore di deriva consentono di mantenere calcoli affidabili e dati storici per anni. È chiaro perché siano state a lungo una pietra miliare degli standard primari. Invece di essere considerate antiquate e ingombranti, forse le bilance a pesi dovrebbero essere considerate il metodo di taratura più collaudato.
Quindi, dopo aver esaminato i pro e i contro delle bilance a pesi, rimane una domanda: le bilance manuali a pesi sono ancora rilevanti?
Purtroppo non esiste una risposta univoca: dipende dalle applicazioni e dai settori specifici. Per esempio, un laboratorio di taratura che cerca la tracciabilità e la massima certezza delle misure dovrebbe avere uno standard primario. D’altro canto, i controllori di pressione sono la scelta ottimale per le linee di produzione che richiedono test automatici rapidi ed efficienti.
Mentre gli strumenti di pressione si evolvono per soddisfare le esigenze del mondo moderno, le bilance a pesi continuano a essere un metodo affidabile per misure di pressione di alta precisione. Con la crescente accessibilità di progressi come i tester digitali a portata di mano, è evidente che continueranno a essere essenziali per molti anni a venire.
FAQs
1. Quali sono i componenti principali di una bilancia a pesi?
I componenti principali includono tipicamente:
- Un gruppo pistone-cilindro
- Una serie di masse calibrate
- Un sistema di generazione della pressione (spesso una pressa a vite)
- Valvole per il controllo della pressione
- Un’unità di base con regolazioni di livellamento
- Una sonda termica di precisione per misurare la temperatura del pistone e del cilindro.
2. Come faccio a sapere quale strumento di pressione scegliere?
La scelta dello strumento di pressione appropriato dipende da diversi fattori chiave: l’intervallo di pressione richiesto, le esigenze di precisione, il fluido da misurare (gas o liquido), le condizioni ambientali di utilizzo, la compatibilità con la sostanza misurata, i requisiti di portabilità, i vincoli di budget, la facilità d’uso e le considerazioni sulla manutenzione. Valutando attentamente questi aspetti, è possibile scegliere lo strumento più adatto alla propria applicazione specifica, bilanciando precisione, praticità ed economicità. È importante considerare sia le esigenze immediate sia i fattori a lungo termine, come la frequenza di calibrazione, per garantire che lo strumento scelto possa servire efficacemente nel tempo.
3. Quali sono le differenze tra le bilance digitali a pesi e le bilance tradizionali a pesi e come potrebbero influire sul loro utilizzo in metrologia??
Le bilance digitali a pesi si distinguono da quelle tradizionali per l’utilizzo di sensori elettronici, che offrono vantaggi in termini di facilità d’uso, portabilità, automazione e copertura della gamma. Sono meno influenzati dai fattori ambientali, ma richiedono una calibrazione periodica. In metrologia, le bilance digitali sono sempre più adottate in ambito industriale e sul campo grazie alla loro convenienza, mentre quelle tradizionali rimangono importanti come standard primari. L’aumento delle bilance digitali può avere un impatto sui requisiti di formazione, sulle considerazioni relative ai costi e sulle discussioni sulla tracciabilità. Con il progredire della tecnologia, le bilance digitali potrebbero sfidare quelle tradizionali nelle applicazioni di alta precisione. Tuttavia, è probabile che entrambi i tipi coesisteranno nel prossimo futuro, ciascuna con un ruolo specifico nel campo della metrologia.
Note
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