Hiệu chuẩn cân phân tích và cân kỹ thuật

Với sự tiến bộ của công nghệ, cân phân tích, cân kỹ thuật ngày càng trở nên phổ biến, được nhiều doanh nghiệp sản xuất và kinh doanh lựa chọn để đo lường sản phẩm, hàng hóa và nguyên liệu vì khả năng thực hiện các phép đo với độ sai số rất nhỏ cho đến cực kỳ nhỏ.

- Cân phân tích và cân kỹ thuật là thiết bị đo khối lượng với độ chính xác siêu cao. Theo OIML R-76 thì cân phân tích có cấp xác I và cân kỹ thuật có cấp chính xác II.

- Cả hai loại cân trên đều là cân không tự động* và được gọi tắt là cân.

*Cân không tự động là cân khi thực hiện phép cân phải có sự tác động của con người.

- Cân phân tích và cân kỹ thuật được ứng dụng rộng rãi trong các ngành dược phẩm, thực phẩm, trong công nghiệp và nông nghiệp, các công ty sản xuất, các nhà máy, các phòng thí nghiệm, trung tâm nghiên cứu, các bệnh viện, trường học, các viện đo lường kiểm nghiệm.

Cân phân tích là một loại cân điện tử có độ chính xác rất cao, thường được dùng để đo khối lượng của các vật thể nhỏ, chất lỏng, hạt hoặc bột. Cân phân tích có thể đọc được khối lượng từ 0.1 mg trở lên, và có nhiều số lẻ khác nhau để phù hợp với các mức độ đo khác nhau. Cân phân tích thường được sử dụng trong các phòng thí nghiệm, bệnh viện, viện nghiên cứu, nhà máy và công ty chuyên về các mẫu phẩm có độ chi tiết siêu nhỏ.

1.3 Cân kỹ thuật là gì?

Cân Kỹ Thuật còn được gọi là cân chính xác, thuộc dòng cân điện tử với khả năng cân chính xác từ 0,1 đến 0,0001g. Loại cân này thường được dùng cho các ngành nghề, lĩnh vực đòi hỏi sự chính xác cao, chuyên dụng như vàng bạc, đá quý, linh phụ kiện, thí nghiệm…

1.4 Sự khác nhau cơ bản giữa cân phân tích và cân kỹ thuật

Cân phân tích và cân kỹ thuật đều là những loại cân điện tử, nhưng có một số điểm khác biệt chính giữa hai loại cân này:

• Độ chính xác: Cân phân tích có độ chính xác cao hơn cân kỹ thuật, với sai số tối thiểu là 0,001g hoặc 1mg. Cân kỹ thuật có độ chính xác thấp hơn cân phân tích, với sai số tối thiểu là 0,1g hoặc 10mg.
• Ứng dụng: Cân phân tích được sử dụng trong các phòng thí nghiệm, bệnh viện, các cơ sở nghiên cứu và phát triển,... để cân đo các mẫu vật có trọng lượng nhỏ và cần độ chính xác cao. Cân kỹ thuật được sử dụng trong các ngành công nghiệp, sản xuất, thương mại,... để cân đo các vật có trọng lượng lớn hơn và độ chính xác thấp hơn.
• Màn hình hiển thị: Cân phân tích có màn hình LCD lớn, nhiều thông tin, nhiều chức năng. Cân kỹ thuật có màn hình LCD nhỏ, ít thông tin, ít chức năng
• Giá cả: Cân phân tích có giá thành cao hơn cân kỹ thuật.​

Cân phân tích và cân kỹ thuật là hai loại cân đo khối lượng với độ chính xác cao, được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp. Tuy nhiên, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của chúng có một số điểm khác biệt:

- Cân phân tích: thường có cấu trúc phức tạp với các thành phần như cảm biến nặng, hệ thống điện tử phức tạp và có khả năng kết nối với máy tính hoặc các thiết bị khác để xử lý dữ liệu. Các thành phần gồm:

• Lớp vỏ cân phân tích: Bảo vệ các bộ phận bên trong của cân và mẫu vật khỏi gió.
• Khối cảm biến trọng lượng (Load Cell): Đặt dưới đĩa cân để tiếp nhận và chuyển tín hiệu trọng lượng thành tín hiệu điện.
• Bộ khuếch đại tín hiệu – Mạch biến đổi ADC: Khuếch đại tín hiệu và chuyển đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số.
• Khối xử lý trung tâm: Xử lý tín hiệu số từ ADC, lưu trữ số liệu, điều chỉnh 0 và trừ bì cân.
• Màn hình hiển thị: Hiển thị kết quả trọng lượng vật cần cân.
• Phím bấm: Để cài đặt các chế độ đo.
• Nguồn điện: Sử dụng nguồn điện trực tiếp, chuyển nguồn xoay chiều thành nguồn điện một chiều. 

​Cân kỹ thuật: thường chỉ gồm các thành phần cơ bản như cảm biến trọng lượng và một hệ thống điều khiển đơn giản:

• Mạch điện tử: Gồm ADC (hay analog to digital converter) và các vi mạch điều khiển khác, mạch vi nhận giá trị từ loadcell rồi tính toán, sau đó đưa ra kết quả.
• Loadcell: Là thiết bị cảm biến dùng để tính trọng lượng cần thiết giúp cân điện tử có thể hiển thị trọng lượng của một vật thành con số chính xác.

2.2 Nguyên lý hoạt động

Cả hai loại cân đều dựa trên sự biến dạng của một thành phần gọi là loadcell khi chịu tải trọng. Loadcell sẽ làm thay đổi điện trở của một thanh kim loại, từ đó có thể tính được khối lượng của vật được cân. Có hai loại loadcell phổ biến là loadcell bằng kim loại (cánh tay) và loadcell bằng quang học (quang cơ)

Như bất cứ dụng cụ đo lường nào, cân phân tích và cân kỹ thuật cũng cần được hiệu chuẩn thường xuyên để đảm bảo độ chính xác của phép đo.

Hiệu chuẩn cân là hoạt động so sánh, định lượng các chỉ số cân thực tế so với quả cân chuẩn có mức cụ thể được đặt lên đĩa cân. Sai số được xác định là sự khác biệt giữa giá trị đo được (chỉ số hiển thị trên màn hình) và giá trị thực tế (quả cân tham chiếu).

Độ tin cậy của cân giảm theo thời gian. Điều này là do sự ăn mòn và hỏng hóc từ việc sử dụng liên tục hoặc do các yếu tố bên ngoài như rung động cơ học hoặc được sử dụng tronmôi trường dễ cháy nổ. Điều này có thể dẫn đến sự xuống cấp nhanh chóng của thiết bị cân sau một khoảng thời gian dài. Việc hiệu chuẩn cân theo lịch định kỳ kết hợp với kiểm tra định kỳ thường xuyên giúp tăng cường đáng kể tuổi thọ và độ chính xác của cân.

Việc hiệu chuẩn cân nên được thực hiện ít nhất một lần mỗi năm hoặc thường xuyên hơn để duy trì tính chính xác và tin cậy của kết quả đo.

Dưới đây là bản trình bày tóm tắt quy trình hiệu chuẩn Cân phân tích và cân kỹ thuật tham khảo từ văn bản kỹ thuật ĐLVN 16: 2021. Quy trình hiệu chuẩn trên thực tế sẽ có những điểm khác biệt nhất định trong phương pháp (quy trình nội bộ) so với quy chuẩn chung.

- Khi hiệu chuẩn cân phân tích: Bộ quả cân chuẩn cấp chính xác E2, F1 hoặc cao hơn

- Khi hiệu chuẩn cân kỹ thuật: Bộ quả cân chuẩn cấp chính xác F1, F2 hoặc cao hơn

- Phương tiện khác: Nhiệt kể

- Nơi hiệu chuẩn phải khô ráo, sạch sẽ, đủ ánh sáng, nhiệt độ nằm trong khoảng nhiệt độ làm việc được nhà sản xuất cân quy định. Biến động nhiệt độ cần nằm trong giới hạn:

• ± 2 ºC đối với cân phân tích
• ± 5 ºC đối với cân kỹ thuật
• Độ ẩm: (40 - 80) %RH

- Ảnh hưởng của tác động bên ngoài (gió, nhiệt, điện từ trường, điện áp lưới, .v.v.) không làm sai lệch kết quả hiệu chuẩn

- Bàn đặt cân phải vững chắc, đảm bảo cân không bị ảnh hưởng bởi các nguồn rung động

- Làm sạch vị trí đặt cân, bên trong và bên ngoài buồng cân;

- Kiểm tra độ thăng bằng, nếu thấy cần thiết điều chỉnh lại cho cân ngay ngắn, cân bằng;

- Bật nguồn để sấy máy đối với cân điện tử tối thiểu 30 phút hoặc theo yêu cầu của nhà sản xuất.

- Mở cửa buồng cân để cân bằng nhiệt độ giữa không gian bên trong và bên ngoài;

- Đặt các quả cân chuẩn cạnh cân cần hiệu chuẩn, ổn định nhiệt độ đối với các quả cân chuẩn trong thời gian không nhỏ hơn giá trị quy định trong bảng 3 (văn bản kỹ thuật ĐLVN 16: 2021)

- Cân phải có đầy đủ các bộ phận và phụ kiện cần thiết.

- Bộ phận chỉ thị của cân phải đảm bảo rõ ràng và đọc được chính xác.

- Cân phải có nhãn hiệu ghi tối thiểu các thông tin sau:

• Ký hiệu cân hoặc cơ sở sản xuất;
• Số cân;
• Mức cân lớn nhất (Max);
• Giá trị độ chia kiểm;
• Cấp chính xác;
• Giá trị độ chia

- Bộ phận tiếp nhận tải của cân phải cứng vững và không bị vướng bởi các bộ phận khác của cân.

- Cân phải có vị trí niêm phong đảm bảo ngăn cản được việc điều chỉnh độ đúng của cân.

- Đối với cân phải sử dụng bộ quả cân đi kèm, bộ quả cân này phải có cấp chính xác phù hợp với cân và có giấy chứng nhận hiệu chuẩn còn hiệu lực.

- Gia tải khởi động 3 lần, mức tải khởi động tương đương (80 ~ 100)% Max. Trong quá trình tải khởi động, cân phải hoạt động bình thường.

Cân được kiểm tra đo lường theo trình tự nội dung, phương pháp và yêu cầu sau đây

- Kiểm tra độ lệch góc (lệch tâm)

- Kiểm tra độ lặp lại

- Kiểm tra độ đúng

Đối với cân có nhiều phạm vi cân phải tiến hành kiểm tra riêng biệt từng phạm vị cân theo yêu cầu nêu trên.

Cân phân tích và cân kỹ thuật sau khi hiệu chuẩn được dán tem, cấp giấy chứng nhận hiệu chuẩn kèm kết quả hiệu chuẩn.

Chu kỳ hiệu chuẩn được khuyến nghị: 01 năm