Mikrowaage im Labor

Die physikalischen Einflüsse bei einer hochauflösenden Mikrowaage

Hoch­auf­lö­sen­de Mikro­waa­ge – phy­si­ka­li­sche Grö­ßen kön­nen Ein­fluss auf die Mess­ge­nau­ig­keit haben

Mikro­waa­gen zeich­nen sich durch eine hohe Prä­zi­si­on aus. Ihr Mess­wert kann auf bis zu 0,000001 Gramm abge­le­sen wer­den. Sie kom­men über­all dort zum Ein­satz, wo es auf eine hohe Genau­ig­keit des Mess­wer­tes ankommt. Feh­ler – selbst wenn sie extrem gering sind – kön­nen hier nicht tole­riert wer­den. Aus die­sem Grun­de ist es wich­tig, die phy­si­ka­li­schen Ein­flüs­se zu ken­nen, die den Mess­wert in irgend­ei­ner Wei­se beein­flus­sen kön­nen.

Messbereich und Funktionsweise

Vie­le Mikro­waa­gen fun­gie­ren als Ana­ly­sen­waa­gen oder Labor­waa­gen. Sie sind zum Bei­spiel in der che­mi­schen Indus­trie, in der phar­ma­zeu­ti­schen Indus­trie und in der Lebens­mit­tel­in­dus­trie unent­behr­lich gewor­den. Dar­über hin­aus gibt es noch wei­te­re Anwen­dungs­mög­lich­kei­ten.

Der Mikro­waa­ge ver­gleich­bar ist die Sem­i­mi­kro­waa­ge und die Ultra­mi­kro­waa­ge. Bei­de Waa­gen haben gemein­sam, dass ihr Mess­be­reich direkt an den der Mikro­waa­ge angrenzt, aller­dings an unter­schied­li­chen Enden. So beträgt der maxi­ma­le Mess­wert bei der Sem­i­mi­kro­waa­ge 0,00001 Gramm und bei der Ultra­mi­kro­waa­ge 0,0000001 Gramm. Ins­be­son­de­re die Ana­ly­sen­waa­gen reagie­ren bereits auf kleins­te Ver­än­de­run­gen, die sich bei den unter­schied­li­chen Anwen­dun­gen in der Pra­xis zei­gen. Sau­ber­keit und Tro­cken­heit der Waa­ge sind im all­ge­mei­nen sehr wich­tig. Es kommt aber noch auf diver­se ande­re Fak­to­ren an.

Aufbau und wichtige Aspekte

Die hoch­auf­lö­sen­de Mikro­waa­ge ist ein kom­ple­xes Gebil­de, das elek­tro­nisch und digi­tal gesteu­ert wird. Den­noch lässt sie sich im wesent­li­chen in zwei Berei­che unter­tei­len. Hier­bei han­delt es sich um die Elek­tro­nik und die Mess­zel­le. Die­se Tren­nung hat ganz prak­ti­sche Grün­de. Durch sie wird ver­mie­den, dass es zu Vibra­tio­nen und Erschüt­te­run­gen kommt, die Mess­ergeb­nis­se ver­fäl­schen kön­nen. Außer­dem wird die Tem­pe­ra­tur auf die­se Wei­se sicher und zuver­läs­sig gleich gehal­ten, eine wei­te­re Vor­aus­set­zung für die sehr prä­zi­sen Mess­ergeb­nis­se der hoch­auf­lö­sen­den Mikro­waa­ge. Vie­le Prä­zi­si­ons­waa­gen besit­zen eine akti­ve Tem­pe­ra­tur­re­ge­lung, die in der Lage ist, die Ein­flüs­se der Umge­bungs­tem­pe­ra­tur kom­pen­sie­ren.

Welche physikalischen Einflüsse gibt es?

Phy­si­ka­li­sche Ein­flüs­se auf die Mikro­waa­gen kön­nen sich aus ver­schie­de­nen Fak­to­ren erge­ben. Hier­bei han­delt es sich im wesent­li­chen um den Stand­ort der Waa­ge, die Bedie­nung und die Ein­flüs­se, die sich durch das Wäge­gut erge­ben.
Die Wahl des rich­ti­gen Stand­or­tes ist des­halb von zen­tra­ler Bedeu­tung. Am bes­ten ist es, wenn sich die Mikro­waa­ge in einem Raum befin­det, der weder über­mä­ßi­ger Son­nen­ein­strah­lung, noch Zug­luft durch Kli­ma­an­la­gen, Com­pu­ter­lüf­tun­gen oder Ähn­li­ches aus­ge­setzt ist. Um Ver­fäl­schun­gen des Mess­ergeb­nis­ses durch Schwin­gun­gen zu ver­mei­den, ist es unab­ding­bar, dass die Waa­ge auf einer sta­bi­len Grund­la­ge Platz fin­det.

In der Regel ist dies ein Wäge­tisch mit dicker Stein­plat­te, der von even­tu­el­len Gebäu­de­schwin­gun­gen ent­kop­pelt ist. Außer­dem ist die Tem­pe­ra­tur in vie­ler Hin­sicht von zen­tra­ler Bedeu­tung. Das gilt ins­be­son­de­re dann, wenn das Wäge­gut und die Waa­ge unter­schied­li­che Tem­pe­ra­tu­ren haben. Schnel­le Tem­pe­ra­tur­schwan­kun­gen im Raum und in der unmit­tel­ba­ren Umge­bung der Waa­ge soll­ten eben­so ver­mie­den wer­den, da sonst die Gefahr groß ist, dass das Mess­ergeb­nis nicht dem tat­säch­li­chen Wert ent­spricht.

Die Luft­feuch­tig­keit im Raum darf eben­falls nicht ver­nach­läs­sigt wer­den. Sie soll­te immer zwi­schen 45% und 60% lie­gen. Neben der Ver­än­de­rung der Tem­pe­ra­tur und der Luft­feuch­tig­keit kann auch eine Ver­än­de­rung des Luft­drucks dazu bei­tra­gen, dass das Mess­ergeb­nis der Mikro­waa­ge ver­fälscht wird. Ein wei­te­res The­ma ist sta­ti­sche Auf­la­dung, die durch das Wäge­gut selbst, durch ver­wen­de­te Gefä­ße, oder durch den Bedie­ner ver­ur­sacht wer­den. Hilf­reich kön­nen hier Dei­o­ni­sie­rungs­ein­rich­tun­gen sein, um der­ar­ti­ge Ein­flüs­se zu ver­hin­dern.

Kalibrieren, Justieren und Bedienen

Ähn­lich wie bei ande­ren Indus­trie­waa­gen ist es auch bei der Mikro­waa­ge unab­ding­bar, dass sie regel­mä­ßig kali­briert wird. Dar­un­ter wird die Prü­fung einer mög­li­chen Abwei­chung vom Soll­ge­wicht ver­stan­den. Um dies fest­stel­len zu kön­nen, müs­sen Sie ein klar defi­nier­tes Soll­ge­wicht auf die Waa­ge stel­len, kön­nen den Wert able­sen und so fest­stel­len, ob er den Tat­sa­chen ent­spricht oder ob es Abwei­chun­gen gibt.

Soll­te das der Fall sein, ist eine Jus­tie­rung der Waa­ge ange­zeigt. Dadurch soll erreicht wer­den, dass die bei der Kali­brie­rung fest­ge­stell­ten Abwei­chun­gen ver­schwin­den und dass die Waa­ge wie­der das genaue Gewicht anzeigt. Gera­de bei der Bedie­nung von Mikro­waa­gen ist nicht nur ein sau­be­res, son­dern auch exak­tes Arbei­ten sehr wich­tig. Das gilt gera­de für die Aspek­te, die das Wäge­gut betref­fen. So ist es unab­ding­bar, die Gefä­ße regel­mä­ßig zu rei­ni­gen und ande­re Stör­fak­to­ren wei­test mög­lich aus­zu­schal­ten.

Hea­der­bild: ©Shutterstock/Dmitry Kali­novs­ky

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