Good Weighing Practice (GWP) - The Global Weighing Guideline

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Fachbegriffe

Richtiges Wägen

Ablesbarkeit Als Ablesbarkeit einer Waage wird die kleinste an der Anzeige ablesbare Differenz zweier Messwerte bezeichnet. Bei einer Digitalanzeige ist dies der kleinste Ziffernschritt, auch Teilungswert genannt. ¹⁾ 1d = 1 Digit = ein Ziffernschritt TIPP: “DeltaRange” oder “DualRange” Waagen zeichnen sich durch zwei unterschiedliche Ablesbarkeiten aus. Damit stellen sie gegenüber einer Einbereichswaage eine preislich interessante Alternative dar.	Inhalt Ablesbarkeit Genauigkeit Genauigkeitsklassen von Pruüfgewichten Empfindlichkeit Temperaturkoeffizient der Empfindlichkeit FACT proFACT Linearität (Nicht-Linearität) Wiederholbarkeit Ruückführbarkeit Nivellieren Eckenlast Reproduzierbarkeit Richtigkeit Präzision Messunsicherheit Minimaleinwaage Kalibrierung Justierung Wägerisiko minimieren Verbessern Sie die Kontrolle über Ihren Wägeprozess und sparen Sie Kosten. Persönliche GWP^®-Beratung anfordern
Genauigkeit Qualitative Bezeichnung für das Ausmass der Annäherung von Ermittlungsergebnissen an den Bezugswert, wobei letzterer je nach Festlegung oder Vereinbarung der wahre, der richtige oder der Erwartungswert sein kann [DIN1) 55350-13]. Oder kurz: Wie nahe kommt die Anzeige einer Waage an das tatsächliche Gewicht eines Wägeguts heran. ²⁾ DIN Deutsches Institut für Normung
Genauigkeitsklassen von Prüfgewichten Zusammenfassung verschiedener Gewichtsstücke in Klassen gleicher Genauigkeit. Durch die Empfehlung der Gewichtsklasse nach OIML³⁾ R111 wird sichergestellt, dass die Fehlergrenzen entsprechend der Gewichtsklassifizierung eingehalten werden und die Material- und Oberflächenqualität dieser internationalen Empfehlung entsprechen. www.oiml.com Qualitätsmanagement-Normen verlangen im Rahmen der Prüfmittelüberwachung, dass Waagen in bestimmten Intervallen mit rückführbaren Gewichten kalibriert bzw. justiert werden. Hierfür müssen zertifizierte Gewichte mit einer entsprechenden Genauigkeitsklasse verwendet werden. ³⁾ OIML Organisation Internationale de Métrologie Légale
Empfindlichkeit Änderung der Ausgangsgrösse eines Messgeräts dividiert durch die zugehörige Änderung der Eingangsgrösse ([VIM] 5.10)⁴⁾. Bei einer Waage die Änderung des Wägewerts ΔW geteilt durch die sie verursachende Belastungsänderung Δm Die Empfindlichkeit gehört zu den bedeutsamen Spezifikationen einer Waage. Die spezifizierte Empfindlichkeit einer Waage versteht sich im Allgemeinen als globale Empfindlichkeit (Steilheit), gemessen über den Nennbereich. ⁴⁾ VIM International Vocabulary of basic and general terms in Metrology
Temperaturkoeffizient der Empfindlichkeit Die Empfindlichkeit ist temperaturabhängig. Der Grad an Abhängigkeit wird über die reversible Abweichung des Messwerts unter dem Einfluss einer Temperaturänderung in der Umgebung ermittelt. Angegeben wird sie durch den Temperaturkoeffizienten der Empfindlichkeit (TC) und entspricht der prozentualen Abweichung der Gewichtsanzeige (bzw. der Einwaage) pro Grad Celsius. Der Temperaturkoeffizient der Empfindlichkeit beträgt bei einer XP-Waage beispielsweise 0.0001 %/°C. Dies bedeutet, dass sich bei einer Temperaturänderung von 1 Grad Celsius die Empfindlichkeit um 0.0001 % oder ein Millionstel ändert. Der Temperaturkoeffizient lässt sich wie folgt berechnen: Darin ist ΔS die Änderung der Empfindlichkeit und ΔT die Temperaturänderung. Die Empfindlichkeitsänderung ΔS ist gleich der Resultatsänderung ΔR geteilt durch die Wägelast m, bzw. nach dem Tarieren durch die Einwaage. Mit diesen Angaben lässt sich die Abweichung des Messresultats bei einer bestimmten Temperaturänderung durch Umformung berechnen. Für den Anzeigewert erhalten wird dann: Wenn Sie auf der XP/XS Analysenwaage eine Last (Einwaage) von 100 g wägen, und sich die Umgebungstemperatur im Labor seit der letzten Justierung um 5 °C verändert hat, kann der Fehler im Wägeergebnis ΔR (mit dem Temperaturkoeffizienten der XP von 0.0001 %/°C) im ungünstigsten Fall folgendes Ausmass annehmen: Würde die Last dagegen nur 100 mg betragen, also 1000 Mal weniger, dann fiele auch die maximale Abweichung entsprechend kleiner aus. Sie würde dann lediglich 0.5 μg ausmachen.
FACT Abkürzung von „Fully Automatic Calibration Technology“ („FACT“). Automatische Justage der Empfindlichkeit je nach Waagentyp auch der Linearität einer Waage. Die Justage wird bei Überschreiten einer vorgegebenen Temperaturänderung ausgelöst. Interne Gewichte werden in der Produktion durch eine «Urkalibrierung» rückführbar an internationale Massestandards angeschlossen. Bei diesem Vorgang wird die Masse des internen Gewichts durch Auflegen eines zertifizierten Gewichts ermittelt und in der Waage als Wert gespeichert.
proFACT Abkürzung für „Professional Fully Automatic Calibration Technology“ („proFACT“). Professionelle Automatische Justierung der Empfindlichkeit. TIPP: Die Excellence und Excellence Plus Semimikro- und Analysenwaagenfamilie verfügt über zwei interne Gewichte. Das heisst, beim Justieren wird nicht nur die Empfindlichkeit, sondern auch die Nicht-Linearität getestet.
Linearität (Nicht-Linearität) Eigenschaft einer Waage, dem linearen Zusammenhang zwischen der aufgelegten Last m und dem angezeigten Wägewert W (Empfindlichkeit) zu folgen. Dabei stellt man sich zwischen Null- und Maximallast eine Gerade als Wägekennlinie vor (siehe: Empfindlichkeit). Anderseits definiert die Nicht-Linearität die Breite des Bandes, innerhalb dessen eine Plus- oder Minusabweichung des Messwerts von der idealen Kennlinie vorkommen kann. Die Abweichung vom linearen Verlauf der Kennlinie beträgt beispielsweise bei der METTLER TOLEDO Excellence Plus Analysenwaage XP205DR maximal ±0.15 mg über den gesamten Wägebereich von 200 g.
Wiederholbarkeit Fähigkeit einer Waage, bei wiederholten Wägungen desselben Objektes auf die gleiche Weise, bei unveränderten Bedingungen, übereinstimmende Messwerte anzuzeigen ([OIML⁵⁾ R 76 1] T.4.3). Die Messreihe muss von demselben Bediener nach demselben Wägeverfahren, an derselben Position auf dem Lastträger, am gleichen Aufstellort, bei konstanten Umgebungsbedingungen und ohne Unterbrechung durchgeführt werden. Die Standardabweichung der Messreihe ist ein geeignetes Mass, um den Wert der Wiederholbarkeit anzugeben. Insbesondere bei hochauflösenden Waagen ist das Mass der Wiederholbarkeit nicht nur eine von der Waage gegebene Eigenschaft. Die Wiederholbarkeit ist auch von den Umgebungsbedingungen (Luftzug, Temperaturschwankungen, Vibrationen) vom Wägegut und zum Teil von der Erfahrung der wägenden Person abhängig. Das folgende Beispiel zeigt eine typische Messreihe, ausgeführt auf einer Semimikrowaage mit einer Ablesbarkeit von 0.01 mg. Den Mittelwert und die Wiederholbarkeit dieser Messreihe wollen wir nun bestimmen. Mittelwert: x_i = i-tes Resultat der Messreihe N: Anzahl der Messungen (Wägungen), üblicherweise 10 Der Mittelwert beträgt x = 27.514667 g. Als Mass für die Wiederholbarkeit t wird die Standardabweichung s verwendet. Die Wiederholbarkeit der Messreihe beträgt demnach s = 0.0095 mg. Die Unsicherheit des Messresultats macht etwa das Zwei- bis Dreifache der Wiederholbarkeit aus u ≈ 2s... 3s d.h., das wahre Resultat x liegt innerhalb des Intervalls x - u < x < x + u In unserer Messreihe wird u ≈ 2 s ≈ 2 x 0.01 mg = 0.02 mg, so dass wir das Wägeresultat mit x ± u = 27.51467 g ± 0.02 mg angeben können. Mit der in vorstehender Messreihe verwendeten Waage beträgt daher der kleinste für diese Last überhaupt zu erwartende Messwert 27.51465 g und der Grösste 27.51469 g, was gut mit der Messreihe übereinstimmt. ⁵⁾ OIML Organisation Internationale de Métrologie Légale
Rückführbarkeit Die Eigenschaft eines Messergebnisses durch eine ununterbrochene Kette von Vergleichsmessungen mit angegebenen Messunsicherheiten auf ein internationales oder nationales Normal bezogen zu sein ([VIM]⁶⁾ 6.10). Die bei Massebestimmungen verwendeten Normalgewichtstücke sind jeweils auf die übergeordneten Normale zurückgeführt. ⁶⁾ VIM International Vocabulary of Basic and General Terms in Metrology
Nivellieren Einrichten einer Waage in ihre Bezugslage (i.d.R. waagerecht stellen), d.h. ihre Wirkungsachse parallel zur Senkrechten ausrichten. I.d.R. ist dies gleichbedeutend damit, das Gehäuse der Waage waagerecht zu stellen. Das Resultat wird um den Kosinus des Neigungswinkels verfälscht. Abhilfe: Alle Waagen besitzen die Möglichkeit, mit Stellfüssen nivelliert zu werden. TIPP: Die Excellence Plus Waage besitzt “LevelControl”, eine vollautomatische Nivellierungsüberwachungsautomatik. Die Automatik meldet und dokumentiert sofort, wenn die Waage ausserhalb der Nivellierung ist. Dies erhöht die Messsicherheit und schliesst Fehler durch die risikobehaftete, visuelle Kontrolle z. B. in einer Wägekabine aus.
Eckenlast Abweichung des Messwerts durch aussermittige (exzentrische) Belastung. Die Eckenlast nimmt mit dem Gewicht der Last und ihrer Entfernung vom Zentrum des Lastträgers zu. Bleibt die Anzeige auch beim Aufsetzen derselben Last an unterschiedlichen Stellen der Waagschale konstant, dann besitzt die Waage keine Eckenlastabweichung. Achten Sie daher gerade bei hochauflösenden Waagen auf eine genau mittige Platzierung des Wägegutes. Die offizielle Bezeichnung der Eckenlast lautet: “Abweichung bei aussermittiger Belastung”.
Reproduzierbarkeit Ausmass der Annäherung zwischen den Messwerten derselben Messgrösse, wobei die einzelnen Messungen bei unterschiedlichen Bedingungen (welche anzugeben sind) durchgeführt werden, so etwa bezüglich des Messverfahrens des Beobachters der Messeinrichtung des Messortes der Anwendungsbedingungen des Zeitpunkts
Richtigkeit Qualitativer Begriff als Urteil über die systematische Abweichung von Messungen. Ausmass der Übereinstimmung zwischen dem Erwartungswert (Mittelwert) einer Serie von Messwerten und dem wahrem Wert des Messobjekts ([ISO⁷⁾ 5725] 3.7). Bemerkung Die Richtigkeit kann nur beurteilt werden, wenn mehrere Messwerte, sowie ein anerkannt richtiger Bezugswert vorliegen. ⁷⁾ ISO International Standards Organization
Präzision Qualitativer Begriff als Urteil über die Streuung von Messungen. Ausmass der Übereinstimmung von unabhängigen Messwerten unter festgelegten Bedingungen ([ISO 5725] 3.12). Die Präzision hängt nur von der Verteilung der zufälligen Abweichungen ab, nicht vom wahren Wert der Messgrösse (Richtigkeit). Beispiel Fähigkeit eines Messgeräts, Messwerte zu liefern, die wenig streuen. Bemerkung Die Präzision kann nur beurteilt werden, wenn mehrere Messwerte vorliegen.
Messunsicherheit Ein dem Messergebnis zugeordneter Parameter, der die Streuung der Werte kennzeichnet, die vernünftigerweise der Messgrösse zugeordnet werden kann ([VIM]⁸⁾ 3.9). Dieser Parameter, d.h., die Messunsicherheit, wird i.d.R. ausgedrückt durch die Standardunsicherheit u oder die erweiterte Messunsicherheit U (Vertrauensbereich). Eine Anleitung zur Bestimmung der Messunsicherheit ist in GUM⁹⁾ enthalten.Die Messunsicherheit nach GUM erhält man durch das Summieren der quadratischen Fehlergrössen, wenn sich dieselben nicht gegenseitig beeinflussen. Hinweis Die Messsunsicherheit kann man auf verschiedene Arten berechnen. Im Pharmabereich wird die Referenzgehaltsbestimmung oft nach U.S. Pharmakopöe ermittelt, ansonsten ist oft auch die Messsunsicherheit nach ISO¹⁰⁾ 17025 vorzufinden. Letztere entspricht derjenigen des GUM. TIPP: METTLER TOLEDO Service bietet in den meisten Ländern auf Kundenwunsch die genannten Messunsicherheitsbestimmungen vor Ort. ⁸⁾ VIM International Vocabulary of Basic and General Terms in Metrology ⁹⁾ GUM Guide of Uncertainty of Measurement ¹⁰⁾ ISO International Standards Organization
Minimaleinwaage Die Minimaleinwaage gibt den Hinweis, dass das Messresultat bei Unterschreitung dieser Grösse eine zu grosse relative Abweichung zur Folge hat. TIPP: METTLER TOLEDO Waagern der Linie Excellence Plus verfügen über die beste Wägetechnologie. Damit werden kleinste Minimaleinwaagen erreicht.
Kalibrierung Feststelllen der Abweichung zwischen Messwert und dem wahren Wert der Messgrösse bei vorgegebenen Messbedingungen. TIPP: Die METTLER TOLEDO Excellence und Excellence Plus Waagen dokumentieren die jeweilige Abweichungen auf dem Display oder senden sie extern auf eine Software oder einen Drucker.
Justierung Feststellen der Abweichung zwischen dem Messwert und dem wahren Wert der Messgrösse bei vorgegebenen Messbedingungen. Anschliessend ist eine Korrektur vorzunehmen. TIPP: Die METTLER TOLEDO Excellence und Excellence Plus Waagen dokumentieren die jeweilige Abweichungen auf dem Display oder senden sie extern an eine Software oder einen Drucker. Als Software empfehlen wir “LabX balance” mit integrierter Prüfmittelüberwachung nach METTLER TOLEDO Guter WägePraxis™ (www.mt.com/GWP).