Begrijpen hoe de kalibratie van weegschalen werkt, inclusief het gebruik van kalibratie gewichten en hun verschillende klassen, is essentieel voor nauwkeurige metingen. In deze gids gaan we dieper in op deze concepten en de rol van de oorspronkelijke kilo als basis voor kalibratie.
Cruciaal proces
Kalibratie is een cruciaal proces waarbij een meetinstrument, zoals een weegschaal, wordt aangepast om zeker te zijn van de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van de metingen. Dit wordt gedaan met behulp van een kalibratie gewicht – een object met een precies bekende massa.
Verschillende klasses
Kalibratie gewichten zijn in verschillende klassen onderverdeeld, afhankelijk van hun nauwkeurigheid. Deze klassen zijn gedefinieerd volgens internationale normen en variëren van klasse E1 (de meest nauwkeurige) tot klasse M3 (de minst nauwkeurige).
- Klasse E1: De hoogste precisie, gebruikt voor het kalibreren van nationale standaarden en zeer nauwkeurige laboratoriumweegschalen.
- Klasse E2: Wordt gebruikt om klasse F1, F2 en M1 gewichten te kalibreren, en voor precisieweegschalen in laboratoria.
- Klasse F1, F2 en M1: Over het algemeen gebruikt in industriële en commerciële omgevingen, zoals bij het wegen van edelmetalen of in productie.
- Klasse M2 en M3: Deze zijn minder nauwkeurig en worden meestal gebruikt voor educatieve doeleinden en algemene toepassingen.
Kalibratie methodes
Er zijn een aantal verschillende methodes om weegschalen en zakweegschalen te kalibreren. Laten we eens kijken wat er mogelijk is.
Kalibratie metbBehulp van standaardgewichten:
Dit is de meest voorkomende methode voor de kalibratie van weegschalen. Het houdt in dat je een of meer gewichten met een bekende massa op de weegschaal plaatst en de aflezing controleert. Als de weegschaal niet de correcte massa aangeeft, moet deze worden aangepast.
Kalibratie met behulp van vergelijking:
Deze methode wordt vaak gebruikt bij het kalibreren van grotere industriële weegschalen. Het houdt in dat een object met een bekende massa wordt gewogen op een andere, reeds gekalibreerde weegschaal. Vervolgens wordt dit object op de te kalibreren weegschaal geplaatst om de nauwkeurigheid te controleren.
Kalibratie met behulp van de zwaartekrachtsmethode:
Bij deze methode wordt de invloed van de zwaartekracht op de meting in rekening gebracht. De zwaartekracht varieert namelijk licht van plaats tot plaats op de aarde. De metingen van een weegschaal kunnen daarom verschillen afhankelijk van waar de weegschaal zich bevindt. Door de lokale zwaartekracht te meten en deze in de kalibratie te betrekken, kunnen nauwkeuriger metingen worden verkregen.
Kalibratie met behulp van software:
Sommige moderne weegschalen zijn uitgerust met software die het mogelijk maakt om de weegschaal automatisch te kalibreren. Dit houdt meestal in dat de weegschaal wordt ‘geleegd’ (er wordt geen gewicht op geplaatst), en vervolgens wordt de software geactiveerd om de weegschaal te kalibreren.
Wat en wanneer
De keuze van de kalibratiemethode hangt af van verschillende factoren, waaronder het type weegschaal, de vereiste nauwkeurigheid, en de beschikbare hulpmiddelen en apparatuur. Ongeacht de gekozen methode, regelmatige kalibratie is essentieel om de betrouwbaarheid en nauwkeurigheid van de weegschaal te waarborgen.
De kilo in Parijs
De “oorspronkelijke kilo” speelt een cruciale rol in dit proces. Dit is een cilinder van platina en iridium, bekend als de ‘International Prototype of the Kilogram’ (IPK), die tot voor kort werd bewaard in Frankrijk en diende als de internationale standaard voor de massa van een kilogram. Hoewel de definitie van de kilogram in 2019 is bijgewerkt om te baseren op fundamentele natuurconstanten, vormt het concept van de ‘oorspronkelijke kilo’ nog steeds de basis voor hoe we denken over kalibratie en meetnauwkeurigheid.
IPK
Het Internationaal Prototype van het Kilogram (IPK), ook bekend als de ‘originele kilo’, is een historisch artefact dat decennialang de standaard vertegenwoordigde voor de massaeenheid van het metrische systeem. Laten we dieper duiken in het verhaal van dit fascinerende object.
Gemaakt van een legering
Het IPK, vervaardigd in 1879, is een cilinder gemaakt van een legering van 90% platina en 10% iridium. Het wordt bewaard in het International Bureau of Weights and Measures (BIPM) in Sèvres, een voorstad van Parijs, Frankrijk.
De cilinder heeft een hoogte en diameter van ongeveer 39 millimeter. Deze precieze dimensies en de gebruikte materialen zorgen voor stabiliteit en duurzaamheid, kenmerken die cruciaal zijn voor een object dat als internationale standaard dient.
Zes kopieën
Het IPK werd vergezeld door zes officiële kopieën en er werden in totaal meer dan veertig replica’s van gemaakt, die naar landen over de hele wereld werden gestuurd. Deze replica’s werden gebruikt om nationale standaarden te kalibreren.
Echter, over de jaren bleek dat de massa van het IPK en zijn replica’s licht fluctueerde. Hoewel de veranderingen minimaal waren, waren ze voldoende om problemen te veroorzaken in velden die extreem nauwkeurige metingen vereisen, zoals de kwantummechanica.
Veranderd in 2018
Daarom besloten wetenschappers in 2018 om de definitie van de kilogram te veranderen. In plaats van te verwijzen naar het fysieke object, wordt de kilogram nu gedefinieerd aan de hand van de Plank-constante, een fundamenteel getal in de natuurkunde. Deze verandering werd officieel op 20 mei 2019, de Werelddag van de Metrologie.
Het blijft symbool
Hoewel de originele kilo – het IPK – niet langer de officiële standaard is, blijft het een belangrijk symbool van de wetenschappelijke zoektocht naar nauwkeurigheid en precisie. Het herinnert aan de voortdurende inspanningen om de wereld om ons heen beter te begrijpen en te meten.