آشنایی با انواع ترازوی آزمایشگاهی و عوامل موثر بر قیمت آن ها

بنا بر گزارش "دستی بر ایران" و به نقل از سایت "صدرا پژوهش پارس"، ترازوی آزمایشگاهی یکی از لوازم ضروری و مورد نیاز در آزمایشگاه‌ها و داروسازی‌ها می‌باشد. در این مطلب با این ترازوها و عوامل تاثیرگذار در قیمت آنها بیشتر آشنا می‌شوید.

پیش از شروع باید بگوییم که این مطلب برای افراد زیر مفید است:

• کسانی که قصد تاسیس یک آزمایشگاه یا داروسازی دارند و باید ترازو تهیه کنند.
• کسانی که از ترازوی آزمایشگاهی استفاده می‌کنند، اما از تمام قابلیت‌های آن اطلاع ندارند.
• کسانی که می‌خواهند با مفاهیم دقت، ظرفیت، کالیبراسیون، خطی بودن، تکرارپذیری و … آشنا شوند.
• کسانی که یک ترازو جواب کارشان را نمی‌دهد و باید ترازوی دوم تهیه کنند.
• کسانی که برندهای ترازو را نمی‌شناسند.
• کسانی که عوامل تاثیرگذار در قیمت ترازو را نمی‌دانند.

در صورتی که هر یک از موارد بالا شامل حالتان می‌شود، پیشنهاد می‌کنیم تا انتهای این مطلب همراه ما باشید.
ابتدا تعریفی از ترازوی آزمایشگاهی ارائه می‌دهیم. سپس به بررسی انواع آن، برندها، موضوع کالیبراسیون ترازو، خطی بودن و سایر موارد می‌پردازیم.

ترازوی آزمایشگاهی چیست؟

همه‌ی ما ترازوها را می‌شناسیم و در طول زندگی از آن‌ها زیاد استفاده کرده‌ایم. از محاسبه‌ی وزن خودمان برای رژیم غذایی گرفته تا اندازه‌گیری وزن میوه در میوه‌فروشی، همگی مواردی هستند که به صورت مستقیم با ترازو سروکار داشتیم. اما در این میان ترازوهایی هستند که دقتشان بسیار بالاتر است. در ادامه‌ی مطلب درباره‌ی دقت بیشتر صحبت می‌کنیم. فعلا در همین حد باید بگوییم که اگر در یک میوه‌فروشی به جای 1200 گرم سیب، فروشنده به شما 1210 گرم سیب بدهد، این تفاوت 10 گرمی مشکلی به وجود نمی‌آورد. اما در یک آزمایشگاه داروسازی، 1 گرم هم می‌تواند به قیمت جان یک نفر تمام شود.

ترازوهای آزمایشگاهی ترازوهایی هستند که می‌توانند مواد و نمونه‌ها را با دقت بسیار بالا (متناسب با دقت ترازو) اندازه‌گیری کنند و ما به عنوان کاربر می‌توانیم تا حد خوبی روی نتایج آزمایشمان اطمینان حاصل کنیم. برای نمونه برخی از ترازوهای آزمایشگاهی را می‌توانید در وبسایت شرکت متلر تولدو مشاهده نمایید.

دقت ترازو آزمایشگاهی چیست؟

فرض کنید شما ترازویی دارید که می‌تواند وزن اجسام را بر اساس واحد گرم اندازه‌گیری کند. یعنی عدد نمایش داده‌شده در این ترازو به صورت 1 گرم، 2 گرم، 3 گرم و … است. در این صورت اگر وزنه‌ای روی آن قرار دهید که 1.5 گرم باشد، چه می‌شود؟ از آنجایی که ترازو قابلیت توزین کمتر 1 گرم را ندارد، بنابراین یا به شما عدد 1 گرم را نشان می‌دهد یا عدد 2 گرم. در اصلاح علمی به این دستگاه، ترازوی دقت یک‌گرم می‌گویند. زیرا گام‌های شمارش در آن، یک‌گرم-یک‌گرم است.

محدوده‌ی دقت در ترازوهای آزمایشگاهی متفاوت و به صورت زیر است:

• 0.1 گرم – ترازوی یک رقم اعشار
• 0.01 گرم – ترازوی دو رقم اعشار
• 0.001 گرم – ترازوی سه رقم اعشار
• 0.0001 گرم – ترازوی چهار رقم اعشار
• 0.00001 گرم – ترازوی پنج رقم اعشار
• 0.000001 گرم – ترازوی شش رقم اعشار
• 0.0000001 گرم – ترازوی هفت رقم اعشار

ترازوهایی که در بالا لیست شده است، همگی ترازوهای آزمایشگاهی هستند. اما فراوانی آن‌ها به یک اندازه نیست. مثلا ترازوی یک‌صدم یا همان دو رقم اعشار، به واسطه‌ی این که کاربرد زیادی در طلافروشی‌ها نیز دارد، فراوانی‌اش بالاست. اما ترازوی 7 رقم اعشار فقط مصارف خاص دارد و خیلی مورد استفاده‌ی عمومی در میان مجموعه‌ها نیست. البته اخیرا به تازگی یکی از شرکت‌های ساخت ترازو، ترازوی 8 رقم اعشار نیز ساخته است.

توجه بفرمایید که در ترازوها هر قدر عدد دقت کمتر شود، به معنای این است که ترازو دقت بالاتری دارد. یعنی ترازوی 0.00001 از ترازوی 0.01 معادل هزار برابر دقیق‌تر است.

موضوع دیگری که در مورد دقت ترازو مطرح است، نام‌گذاری ترازوهاست. همان‌طور که می‌دانید، واحد میکرو در فیزیک یعنی ده به توان منفی شش یا به زبان ساده‌تر یک میلیونیم. بنابراین ترازویی که بتواند یک میلیونیم گرم را اندازه‌گیری کند، به نام ترازوی میکرو شناخته می‌شود. البته دقت‌های قبل و بعد از آن را هم به عنوان میکرو می‌شناسند:

• ترازوی 5 رقم اعشار: ترازوی نیمه‌میکرو (Semi-micro Balance)
• ترازوی 6 رقم اعشار: ترازوی میکرو (Micro Balance)
• ترازوی 7 رقم اعشار: ترازوی فوق میکرو (Ultra-micro Balance)

از طرفی ترازوهای 3 رقم و 4 رقم اعشار را ترازوی آنالیتیک (Analytical Balance) می‌نامند. علت این نام‌گذاری هم استفاده‌ی زیاد از این ترازوها در پروسه‌های تحلیلی علمی است.

ظرفیت ترازو چیست؟

ظرفیت ترازو، حداکثر میزان وزنی است که یک ترازو می‌تواند اندازه‌گیری کند. ظرفیت ترازوها متفاوت است و کارخانه‌ی سازنده در هنگام فروش، عدد ظرفیت را روی ترازو می‌نویسد. این موضوع دو علت دارد. اول این که کاربر از این عدد مطلع شود و بداند که وزن‌های بالاتر از این را روی ترازو قرار ندهد. موضوع بعد هم این که ترازو اگر عدد بالاتر ظرفیت خود را نمایش دهد، عددش قابل اعتماد نیست.

دقت بفرمایید که قرار دادن وزن بالاتر از ظرفیت ترازو، به سیستم توزین ترازو آسیب می‌زند. البته شرکت‌های سازنده معمولا ظرفیت را مقداری کمتر از ظرفیت واقعی عنوان می‌کنند تا در صورت قرارگیری وزن بیشتر، ترازو آسیب نبیند. اما به هر حال خیلی اهمیت دارد که کاربر وزن بالاتر روی ترازو قرار ندهد.

موضوع دیگری که در مورد ظرفیت وجو دارد، این است که فاکتورهای دقت و ظرفیت با هم نسبت عکس دارند. یعنی ترازوها به هر میزان که دقت بالاتر برود، ظرفیت پایین‌تر می‌آید. مثلا ما نمی‌توانیم ترازویی داشته باشیم که هم تا 5 رقم اعشار دقت داشته باشد و هم ظرفیتش 1 کیلوگرم باشد. ترازوهای 5 رقم اعشار ماکزیمم ظرفیتشان 60 تا 80 گرم است. علت این ماجرا هم یک محاسبه‌ی ساده‌ی ریاضی در مهندسی الکترونیک است. برای مطالعه بیشتر در مورد ظرفیت و دقت ترازوهای آزمایشگاهی می‌توانید به واحد ترازوی صدراپژوهش مراجعه نمایید.

کالیبراسیون ترازو

به طور کل اغلب وسایل اندازه‌گیری در صنایع و آزمایشگاه‌ها نیاز به کالیبراسیون دارند. کالیبراسیون به فرآیندی گفته می‌شود که یک وسیله، نمونه‌هایی که از قبل مقدارشان برای ما مشخص است را اندازه‌گیری می‌کند. سپس با توجه به تفاوت نتیجه‌ی خودش و مقداری که ما از قبل داریم، دستگاه کالیبره می‌شود. مسیری را فرض کنید که ما از قبل می دانیم طولش 100 متر است، حالا با یک متر لیزری این مسیر را اندازه‌گیری می‌کنیم و آن متر به ما عدد 99 را نشان می‌دهد. در اینجا لازم است متر کالیبره شود. معمولا در تجهیزات اندازه‌گیری، کالیبراسیون توسط دو یا سه نقطه انجام می‌شود.

در ترازو هم همین‌طور است. کالیبراسیون ترازو، توسط یک وزنه‌ی خارجی که از قبل وزن دقیق آن را می‌دانیم انجام می‌شود. در نظر داشته باشید که کالیبراسیون ترازوها به دو صورت است. کالیبراسیون دستی (خارجی) و کالیبراسیون اتوماتیک (داخلی).

در کالیبراسیون دستی، کاربر باید این کار را توسط یک وزنه‌ی مشخص انجام دهد. اما در کالیبراسیون اتوماتیک، کارخانه‌ی سازنده خودش از قبل یک وزنه داخل ترازو قرار داده است و کاربر تنها با فشردن یک دکمه، ترازو را کالیبره می‌کند.

خطی بودن ترازوی آزمایشگاهی (Linearity)

عبارت خطی بودن یا همان Linearity در ترازو به این معناست که نسبت وزن واقعی قرار گرفته روی ترازو و عدد نمایش داده‌شده بر روی نمایشگر، خطی باشد. یعنی اگر وزنه‌ی یک کیلویی روی ترازو قرار می‌دهیم، نمایشگر ترازو دقیقا عدد یک را نمایش بدهد و اگر وزنه‌ی دو کیلویی روی آن قرار دهیم، دقیقا دو کیلو را به ما نمایش دهد.

البته این اتفاق در دنیای واقعی هیچ وقت نمی‌افتد. ترازوها مانند تمام تجهیزات اندازه‌گیری دیگر، هیچ وقت دقتشان 100% نیست. بنابراین ممکن است ما وزنه‌ی یک کیلویی (این وزن را از قبل می‌دانیم) روی ترازو قرار دهیم و ترازو عدد 999.93 گرم را به ما نمایش دهد.

شرکت‌های سازنده در هنگام معرفی محصول، بازه‌ای را برای خطا مشخص می‌کنند که اعداد نمایش‌داده‌شده در این بازه مجاز هستند. مثلا برای ترازوی PFB 600-2 از برند آلمانی KERN میزان خطی بودن برابر با ±0.03 گرم است. یعنی به عنوان مثال اگر یک قطعه طلای 500 گرمی روی ترازو بگذاریم، ممکن است 500.03 یا 499.97 گرم نمایش دهد.

تکرارپذیری ترازوی آزمایشگاهی (Repeatability)

یکی دیگر از فاکتورهای مهم در اندازه‌گیری‌های دقیق، موضوع تکرارپذیری یا همان Repeatability است. تکرارپذیری به این صورت است که اگر یک قطعه را به صورت منظم روی ترازو قرار دهیم، هر بار چقدر نسبت به عدد دقیق خطا دارد.

دقت بفرمایید که در تست تکرارپذیری، تمام شرایط برای هر بار توزین باید یکسان باشد و دفعات توزین باید پشت سر هم و بدون وقفه انجام شود.

قطعه‌شماری ترازو (Counting)

قطعه‌شماری یکی از قابلیت‌های ترازوهاست و مناسب زمانی‌ست که ما می‌خواهیم تعداد بسیار زیادی از قطعات یکسان را بشماریم. قطعاتی مانند پیچ، مهره، قرص، دکمه و …

این عملکرد به این صورت است که یک تعداد مشخص از قطعه مثلا ده عدد را روی ترازو می‌گذاریم و تعداد آن‌ها را به ترازو معرفی می‌کنیم. سپس آن‌ها را بر می‌داریم و یک تعداد مجهول را روی ترازو می‌گذاریم. در این جا ترازو با توجه به آن تعداد اولیه و محاسبه‌ی وزن آن‌ها، تعداد جدید را محاسبه می‌کند و به کاربر نشان می‌دهد.

توزین درصدی (Percent Weighing)

قابلیت توزین درصدی یکی دیگر از قابلیت‌های ترازوهای آزمایشگاهی است و عملکرد آن به این صورت است که یک نمونه‌ی مرجع را روی ترازو می‌گذاریم و آن را به عنوان نمونه‌ی درست معرفی می‌کنیم. سپس آن را بر می‌داریم و نمونه‌ی بعدی را روی ترازو می‌گذاریم. در این جا ترازو به ما نشان می‌دهد که این وزن قطعه‌ی جدید، چند درصد از وزن نمونه‌ی مرجع کمتر یا بیشتر است.

یکی از کاربردهای این قابلیت، کارخانه‌جات تولید انبوه قطعات است. آزمایشگاه‌های کنترل کیفی، به صورت تصادفی نمونه‌ها را بر می‌دارند و وزن آن‌ها را با نمونه‌ی مرجع مقایسه می‌کنند.

قابلیت اندازه‌گیری حیوانات (Animal Weighing)

این قابلیت که با عنوان توزین دینامیک (Dynamic) نیز معرفی می‌شود، قابلیتی است که روی بعضی از ترازوها وجود دارد و بیشتر از همه مناسب اندازه‌گیری وزن حیوانات است. همانطور که می‌دانید، حیوانات در هنگام توزین، یک جا نمی‌ایستند و مدام حرکت می‌کنند. این حرکت مداوم روی یک ترازوی معمولی، مانع از این می‌شود که وزن دقیق مشخص شود. اما قابلیت اخیر، شرایطی را فراهم می‌کند تا بتوانیم حیوانات را به صورت دقیق وزن کنیم.

برندهای مطرح ترازوی آزمایشگاهی

سازندگان زیادی در سراسر دنیا هستند که ترازوهای دیجیتال آزمایشگاهی تولید می‌کنند. اغلب این شرکت‌ها سابقه‌های طولانی دارند. اما در این میان هستند شرکت‌هایی که نهایت عمرشان 40 سال است. در زیر تعدادی از این برندها را نام می‌بریم:

• Mettler Toledo (شرکت متلر تولدو – سوئیس تاسیس 1945)
• Sartorius (شرکت سارتوریوس – آلمان تاسیس 1870)
• A&D (ای اند دی – ژاپن تاسیس 1977)
• Kern & Sohn (کرن – آلمان تاسیس 1844)
• RADWAG (رادوگ – لهستان تاسیس 1984)
• Ohaus (اوهاس – امریکا تاسیس 1907)
• ADAM (آدام – انگلستان تاسیس 1972)

قیمت ترازوی آزمایشگاهی به چه عواملی بستگی دارد؟

دقت ترازوی آزمایشگاهی اولین و مهم‌ترین عامل تاثیرگذار در قیمت ترازو است. در ترازوهای هر قدر دقت بالاتر برود، قیمت هم بالاتر می‌رود. به عنوان مثال ترازوی 0.0001 از یک برند، گران‌تر از ترازوی 0.01 از همان برند است.

مساله‌ی بعدی موضوع ظرفیت است. در یک دقت ثابت (مثلا 0.01 گرم) هر قدر ظرفیت و قیمت نسبت مستقیم دارند. یعنی هر قدر ظرفیت ترازو بیشتر شود، به تبع آن قیمت هم افزایش می‌یابد.

موضوع سوم نوع کالیبراسیون ترازو است. ترازوهای اتوکالیبره از ترازوهای کالیبره‌ی دستی گران‌تر هستند. علت این موضوع هم این است که در حالت اتوکالیبره، کارخانه از قبل یک وزنه برای کالیبراسیون داخل ترازو قرار داده است و در این ترازوها پروسه‌ی کالیبراسیون به صورت اتوماتیک انجام می‌شود.

سه موضوعی که در بالا ذکر شد، اصلی‌ترین عوامل تاثیرگذار در قیمت ترازوها هستند. حالا در این میان اضافه یا کم شدن قابلیت‌های دیگر می‌تواند در افزایش یا کاهش قیمت تاثیر بگذارد.

سخن پایانی

در این مطلب قصد کردیم اندکی در مورد ترازوهای دیجیتال آزمایشگاهی صحبت کنیم و بررسی کنیم ببینیم چه فاکتورهای تاثیرگذاری در این ترازوها وجود دارد و در نهایت چه عواملی بر قیمت آن‌ها تاثیر می‌گذارند. خوشحال هستیم که تا پایان مقاله همراه ما بودید. امیدواریم که این مطلب برای شما مفید بوده باشد.