La linearità

La linearità è una proprietà fondamentale di ogni strumento di misura perché è la capacità dello strumento stesso di riprodurre il valore di un peso noto sull’intera portata di pesatura.

Non esistono strumenti che possono riprodurre il valore di un peso noto in modo perfetto e costante, ma per capire se uno strumento può considerarsi professionale è possibile valutare l’errore di linearità col seguente test:

Attenzione, è importante eseguire il test con masse:

• di classe appropriata alla divisione di lettura dello strumento
• certificate dal valore noto

Come eseguire il test:

• Suddividere l’intera portata della bilancia in 5 punti possibilmente equispaziati. Ad esempio, se la portata della bilancia è 5 kg, allora i punti possono essere: 1 kg - 2 kg - 3 kg - 4 kg - 5 kg.
• Posizionare le masse al centro del piatto per ogni singolo punto, ricordando di rimuovere tra un punto e l'altro le masse in modo che la bilancia ritorni a zero.
• Segnare i valori mostrati per ogni punto.
• Eseguire le pesate con carico crescente (prima il punto da 1 kg, poi 2 kg, e così via fino ai 5 kg.)

• Valutare l'errore su ogni punto facendo la differenza tra l'indicazione della bilancia ed il valore del peso noto.

Come regola generale: se la bilancia è stata regolata-calibrata e ha una divisione di lettura nel range tra 0,01 g e 1 kg, è accettabile una variazione massima di ± una o due divisioni di lettura dal valore noto per ogni singolo punto di pesata.
Se così non fosse, allora è possibile che la bilancia abbia caratteristiche “da hobbistica” oppure potrebbe indicare che lo strumento è danneggiato.

Forniamo masse certificate di diversi marchi con classe di precisione da E a M, normate come da tabella OIML R111.

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La regolazione

La regolazione della bilancia, spesso chiamata "calibrazione", è un'operazione volta a portare lo strumento ad una condizione di funzionamento adatta al suo impiego e consiste nel far “memorizzare” allo strumento il valore corretto mediante comparazione con masse dal valore noto.

Ecco il test per capire se una bilancia ha bisogno della regolazione "calibrazione":

Attenzione: è importante eseguire il test con masse:

• di classe appropriata alla divisione di lettura dello strumento
• pari alla metà o al fondo scala della bilancia

Come eseguire il test:

• Prendere una massa e porla al centro del piatto.Verificare il valore indicato dalla bilancia.
• Se il valore indicato è diverso dal valore nominale della massa, allora è necessario eseguire la regolazione.

Uno strumento professionale senza massa/e di calibrazione interna/e dovrebbe essere calibrato almeno ogni 6/12 mesi. In questo arco di tempo, lo scostamento massimo del valore mostrato dalla bilancia può essere di 3 o 4 divisioni. Se così non fosse, allora è possibile che la bilancia abbia caratteristiche “da hobbistica”.

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Per chi cerca una bilancia robusta, veloce, adatta ad ambienti polverosi e soggetti a lavaggi anche con lancia proponiamo i modelli Ohaus Valor 2000 e 4000.

Queste bilance sono inoltre dotate di batteria interna ricaricabile e di display fronte/retro per l’utilizzo condiviso da due operatori e si distinguono per un elevato rapporto qualità/prezzo. Sono particolarmente adatte ai mercati food & beverage e chimico.

Definiamo le due categorie di bilance

Confrontando due bilance con uguali portata e risoluzione, spesso non è chiaro cosa influenza il prezzo dei due prodotti. I fattori da considerare sono molti, perciò pubblicheremo nel nostro blog una serie di articoli per fornire alcuni criteri che aiuteranno a valutare se una bilancia è adeguata all’utilizzo previsto, osservando le specifiche tecniche dello strumento dichiarate dal costruttore.

Introduciamo questa nuova iniziativa suddividendo le bilance in due categorie: “da hobbistica” e “professionali”. Queste due categorie si differenziano non solo per i materiali di costruzione, ma anche per caratteristiche come accuratezza, ripetibilità, linearità e incertezza, che sicuramente contribuiscono a determinare il livello di affidabilità delle misure.

Anche se l'argomento è molto tecnico, desideriamo aiutarvi a valutare in autonomia il vostro parco strumenti o eventuali acquisti, perciò cercheremo di farvi acquisire un po’ di familiarità col mondo delle bilance fornendovi spunti utili ed esempi.

La ripetibilità

Questo primo test permette di verificare l'affidabilità dello strumento in termini di dispersione dei risultati, il che è un elemento chiave del buon funzionamento di una bilancia.

Come misurarla:

• Prendere un peso che costituisca un campione rappresentativo delle pesate che vengono effettuate solitamente.
• Pesarlo 10 volte, avendo cura di porlo ogni volta al centro del piatto. Segnare il valore restituito dalla bilancia per ogni pesata.
• Valutare i risultati calcolando la deviazione standard.

Utilizzare un foglio di calcolo come Excel e, nello specifico, la funzione "deviazione standard" (DEV. STD.), può aiutarvi ad ottenere più facilmente il risultato.

Il valore ottenuto si chiama "scarto tipo" e se è maggiore o uguale a 0,7 divisioni possiamo dichiarare che la bilancia abbia caratteristiche “da hobbistica” oppure potrebbe indicare che lo strumento è danneggiato. Se desiderate evitare il calcolo della deviazione standard, si può far riferimento alla seguente regola: se la bilancia ha una divisione di lettura nel range tra 0,01 g e 1 kg, si può accettare una variazione massima tra una pesata e l'altra di ± una divisione di lettura. Se state ancora valutando l’acquisto di uno strumento, a volte potete trovare tale dato riportato nel manuale o nelle specifiche tecniche del costruttore.

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Il carico angolare

Questo parametro è molto importante perché rivela in prima analisi il buono stato della cella di misura. Fornisce inoltre indicazioni preziose sull'errore di misura in cui si può incorrere, qualora si dovesse spostare il peso lateralmente rispetto al centro del piatto. Non è scontato che nei quattro angoli del piatto il peso rilevato abbia lo stesso valore di quello rilevato al centro del piatto stesso.

Come misurarlo:

• Prendere un peso pari a circa un terzo della portata della bilancia e che abbia un volume ridotto
• Posizionarlo prima al centro del piatto. Segnare il valore restituito dalla bilancia.
• Posizionarlo poi in successione nei quattro lati del piatto rispetto al centro: se il piatto è tondo, spostare il peso verso i 4 punti cardinali ed annotare i 4 valori; se il piatto è quadrato, spostare il peso verso i 4 angoli ed annotare i 4 valori.

Se uno dei valori si discosta di più di tre divisioni dal valore riscontrato al centro del piatto, allora è possibile che la bilancia abbia caratteristiche “da hobbistica” oppure potrebbe indicare che lo strumento è danneggiato.

Se state ancora valutando l’acquisto di uno strumento, a volte potete trovare tale errore riportato nel manuale o nelle specifiche tecniche del costruttore.

Nel nostro parco strumenti multimarca, la bilancia Ohaus Ranger 7000 è il miglior prodotto da noi valutato per le applicazioni di conteggio pezzi e controllo peso.

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Ulteriori elementi da considerare

Esistono altri test da poter fare oltre a quelli descritti qui sopra e devono essere analizzati assieme ad altri elementi, come ad esempio

1. Il piano d'appoggio della bilancia è stabile e in bolla?

2. Sono presenti vibrazioni?

3. Ci sono correnti d'aria?

Gli elementi di disturbo sono spesso interconnessi tra loro, in quanto le bilance sono strumenti dinamici: le loro caratteristiche mutano in base alle condizioni di utilizzo. Proprio per questi aspetti, è bene che le bilance siano controllate e valutate da personale competente.

Nella nostra serie di newsletter, pensate per aiutare i nostri clienti a distinguere le bilance in due categorie: “da hobbistica” e “professionali”, abbiamo menzionato l'affidabilità di uno strumento in termini di dispersione dei risultati.

Cosa significa?

Abbiamo accennato alla dispersione dei risultati quando abbiamo descritto un breve esperimento sulla ripetibilità: questo esperimento prevedeva di pesare per più volte un campione rappresentativo delle pesate che vengono solitamente effettuate e di segnarne i valori.

Per procedere con la spiegazione, dobbiamo definire il significato di “variabile”. Una variabile è una caratteristica del campione preso in esame; nel nostro caso ci interessa il peso. Quindi i valori misurati del campione che abbiamo pesato costituiscono la variabile che al momento ci interessa.

Nella mail abbiamo descritto come calcolarne lo scarto tipo, cioè come variano questi valori rispetto alla loro media. Lo scarto tipo è un indice di dispersione statistico, che ci permette di stimare la variabilità di un insieme di dati.

La variazione di questi risultati, cioè quanto si allontanano o avvicinano dal valore medio, è la dispersione.

Quanto meno i valori si discostano dal valore medio, tanto più lo strumento è affidabile.

Questo perché lo strumento riporta, per quanto riguarda le misurazioni eseguite sul campione preso in esame, dei valori di peso che tra loro sono più simili possibile.

La spiegazione precedente è un riassunto semplice di concetti statistici molto più complessi e articolati.

L'affidabilità di uno strumento non si riduce solo a questa valutazione, ecco perché se volete essere sicuri, vi suggeriamo di contattare il nostro Centro di Taratura: i nostri esperti sono a vostra disposizione.