| UNDER CONSTRUCTION |
 |
 |
|
|
| |
|
1. Masa czy ciezar |
|
 |
|
Ciezar jest sila grawitacyjnego przyciagania, jakie na dane cialo wywiera inne cialo np. Ziemia
na wazony ladunek. Kazde dwa ciala przyciagaja sie z sila wprost proporcjonalna do iloczynu ich mas i odwrotnie
proporcjonalna do kwadratu odleglosci miedzy nimi. Z tego powodu to samo cialo wazy nieco wiecej na biegunach niz
na równiku. Wynika to ze splaszczenia Ziemi - odleglosc ciala od srodka planety jest na biegunie mniejsza niz na
równiku. Z tego samego powodu ciezar ciala na szczycie wysokiej góry jest nieco mniejszy niz u jej podnóza.
Rys. 1. Schemat wagi dzwigniowej
Ciezar jest, zatem sila. Zeby wyznaczyc ciezar nalezy zmierzyc sile, z jaka cialo jest przyciagane.
Tak naprawde dla tradycyjnych wag dzwigniowych operacja wazenia polega na porównaniu sily, z jaka Ziemia przyciaga
ladunek z sila, z jaka przyciagany jest odwaznik. Oczywiscie rzetelnosc takiego pomiaru jest uwarunkowana poprawnoscia
masy odwaznika.
Masa jest miara bezwladnosci, czyli tendencji ciala do pozostawania w stanie spoczynku lub ruchu
o danej predkosci. Potocznie rozumiana jest jako ilosc materii i energii zgromadzonej w obiekcie fizycznym. Im wieksza
masa ciala tym trudniej je rozpedzic lub zmienic jego predkosc. Tak wiec masa ma wartosc stala niezaleznie od miejsca
polozenia, natomiast ciezar jest zalezy od polozenia (szerokosci geograficznej oraz wysokosci nad poziomem morza).
|
|
2. Konstrukcje wag |
|
 |
|
W przypadku typowych wag o konstrukcji dzwigniowej, podczas wazenia porównywano ze soba ladunek
i mase wzorca. Poniewaz jest to porównanie bezposrednie, wynik wazenia nie jest obarczony bledem zwiazanym ze zmiana
wartosci przyspieszania ziemskiego. Stad wynika podstawowy praktyczny aspekt - mozliwosc wazenia w kazdym miejscu na
swiecie niezaleznie od zmian "g".
Rys. 2. Uproszczony schemat wagi magnetoelektrycznej
W systemach pomiarowych wag elektronicznych podczas pomiaru nie ma bezposredniego porównywania ze
wzorcem masy. Zeby otrzymac wynik wazenia mierzy sie wielkosci posrednie takie jak prad (dla wag z przetwarzaniem
magnetoelektrycznym) lub zmiane rezystancji mostka (w wagach tensometrycznych). Te wielkosci posrednie sa nastepnie
przetwarzane poprzez uklady elektroniczne na wynik wazenia wyrazony w gramach czy tez kilogramach. Oczywiscie metod
pomiarowych jest znacznie wiecej, ale generalnie, zeby otrzymac wynik nalezy w pierwszej kolejnosci zmierzyc sile,
z jaka ladunek jest przyciagany przez Ziemie: F = m × g
Wyskalowanie takich wag w jednostkach masy wymaga uwzglednienia wartosci przyspieszenia ziemskiego
"g" wystepujacego w miejscu adiustacji. Natomiast przemieszczenie wagi z miejsca adiustacji do miejsca
uzytkowania wymaga uwzglednienia zmian dokladnosci wagi na wskutek zmian wartosci przyspieszenia ziemskiego.
Taka korekte mozna realizowac na rózne sposoby zaleznie od mozliwosci funkcjonalnych wagi.
|
|
3. Bledy wynikajace ze zmian przyspieszenia ziemskiego |
|
 |
|
Zeby uswiadomic sobie skale problemu nalezy wykonac praktyczne obliczenia zmian wielkosci
przyspieszenia ziemskiego biorac pod uwage wplyw szerokosci geograficznej oraz maksymalnej wysokosci nad poziom morza
a nastepnie odniesc je do bledów, jakie powstana w wadze. Dokladna procedure postepowania w tym zakresie zawiera
Dyrektywa 90/384/EEC, która podaje wzór umozliwiajacy wyliczenie zmian "g". Dodatkowo okresla ona
maksymalny dopuszczalny blad wynikajacy ze zmian "g" jako 1/3 Dopuszczalnego Bledu Granicznego.
[1-A]. Wzór dla wyliczania wartosci przyspieszenia ziemskiego z uwzglednieniem
szerokosci geograficznej i wysokosci n.p.m., gdzie:
g - wartosc przyspieszenia ziemskiego
- szerokosc geograficzna [st]
a - polozenie nad poziomem morza [m]
[1-B]. Warunek dla wielkosci bledów wynikajacych ze zmian "g"
gdzie:
n - ilosc dzialek legalizacyjnych wagi
- odchylenie wynikajace ze zmian szerokosci geograficznej
- odchylenie wynikajace ze zmian wysokosci n.p.m.
gR - wartosc nominalna przyspieszenia ziemskiego dla wybranej strefy
BGD - blad graniczny dopuszczalny |
Wielkosci bledów wskazan wag jakie moga byc efektem
zmian wartosci "g" sa uzaleznione od rozdzielczosci wag, czyli ilosci dzialek legalizacyjnych (n). Nie bez
znaczenia jest równiez wielkosc przemieszczenia uwzgledniajaca:
- zmiane szerokosci
- zmiane wysokosci nad poziom morza
Rys. 3. Polska w zakresie szerokosci geograficznej
Rys. 4. Polska w zakresie wysokosci n.p.m. |
"Dla potrzeb wyliczen przyjeto zalozenie, ze wagi
zostaly adiustowane w jednym krancu Polski np. w Gdansku, a nastepnie przemieszczono je w drugi kraniec Polski, np.
do Zakopanego. (Gdansk 54,5°; 100m n.p.m. / Zakopane 49,5°; 1000m n.p.m.).
Oczywiscie po przemieszczeniu wag nie wykonano adiustacji wagi. Wielkosci bledów, jakie wystapia w typowych wagach
pokazuje ponizsza tabela: |
Obciazenie Max |
Dokladnosc odczytu |
Dzialka legalizacyjna |
Dopuszczalny blad graniczny EN 45501 |
Dopuszczalny blad od zmian "g" |
Blad spowodowany zmiana "g" |
Suma bledów |
| Szer.geogr. |
Wys. n.p.m. |
| Max |
[d] |
[e] |
[MPe] |
[MPe] |
[E] |
[E] |
[E] |
| 220 g |
0,1 mg |
1 mg |
1,5 mg |
0,5 mg |
-98,3 mg |
-62,2 mg |
-160,5 mg |
| 360 g |
1 mg |
10 mg |
15 mg |
5 mg |
-161 mg |
-101 mg |
-262 mg |
| 30 kg |
10 g |
10 g |
15 g |
5 g |
-14 g |
-9 g |
-23 g |
|
|
4. Korekta bledów wynikajacych z przemieszczenia wagi |
|
 |
|
Jednym ze skutecznych sposobów eliminacji tych bledów jest adiustacja wagi w miejscu jej ustawienia.
Dla wag klasy dokladnosci I oraz wiekszosci wag klasy dokladnosci II, problem uodpornienia wagi na wplyw zmiany
"g" rozwiazuje sie poprzez wprowadzenie automatycznej adiustacji wewnetrznej, odwaznikiem zabudowanym
wewnatrz wagi. Dodatkowo system ten eliminuje bledy temperaturowe, dzieki ciaglemu pomiarowi temperatury pracy wagi
i wykrywaniu istotnych dla jej pracy zmian, tzw. adiustacja temperaturowa.
Zabudowany mechanizm adiustacji wewnetrznej eliminuje równiez wplyw dlugoterminowych zmian
charakterystyk podzespolów gwarantujac stabilnosc wskazan. Obligatoryjnosc tego procesu zalezy od wykonania wag:
- wersja legalizowana
-wersja bez legalizacji (wówczas uzytkownik moze sam decydowac o ich zalaczaniu).
Jednakze istnieja na rynku wagi klasy dokladnosci II, dla których realizuje sie tzw. dwuetapowe
deklarowanie zgodnosci. Procedura taka polega na wykonaniu adiustacji wzorcem zewnetrznym w miejscu instalacji wagi
eliminujac tym samym blad wynikajacy ze zmian wartosci przyspieszenia ziemskiego. Taka procedure mozna realizowac
równiez dla wag klasy dokladnosci III, jezeli uznana ona bedzie za zasadna. Ze wzgledu na to, ze w wagach
legalizowanych adiustacja zewnetrznym odwaznikiem jest niedostepna dla uzytkownika, taka czynnosc moga wykonywac
tylko osoby uprawnione.
(PN-EN 45501 - Zagadnienia metrologiczne wag nieautomatycznych, pkt. 4.1.2.5. pkt. 4.1.2.6)
Drugim sposobem korekty bledów pochodzacych od zmian "g" jest wprowadzenie w momencie
produkcji przez producenta odpowiedniej poprawki uwzgledniajacej róznice miedzy miejscem produkcji, a rzeczywistym
miejscem pracy wagi. Z punktu widzenia ekonomii jest to sluszne rozwiazanie, ale wymaga precyzyjnego okreslenia
miejsca pracy wagi wzgledem miejsca wyprodukowania.
Przedstawione rozwiazania sa stosowane podczas produkcji i kontroli wag w RADWAGU. Wybrana metoda
kompensacji bledów pochodzacych od zmian "g" jest oczywiscie zalezna od rozdzielczosci i konstrukcji wagi.
Ze wzgledu na wdrozony i utrzymywany system zarzadzania jakoscia ISO 9001:2000 RADWAG zobowiazany jest do
dokumentowania wszystkich procedur zwiazanych z kontrola wag w tym równiez mechanizmów realizujacych korekte bledów
zwiazanych ze zmianami "g". W zwiazku z tym w dokumentach dolaczonych do wag zawarta jest informacja
w jakim obszarze dzialanie wagi jest poprawne w postaci:
Waga moze byc eksploatowana bez dodatkowej adiustacji w strefie geograficznej: 51 - 53 : 100 - 300
Powyzszy zapis dotyczy wag legalizowanych klasy dokladnosci III z systemem adiustacji wzorcem
zewnetrznym.
|
5. Praktyczne aspekty wynikajace z korekty bledów
pochodzacych od zmian wartosci przyspieszenia
ziemskiego |
|
 |
|
Poza oczywistoscia, ze nalezy korygowac bledy pozostaje jeszcze aspekt techniczny z tym problemem
zwiazany. Wspólczesny swiat jak slusznie zauwazono stal sie globalna wioska, co sprzyja przemieszczaniu sie zarówno
ludnosci jak i sprzetu. W przypadku wag elektronicznych jest to latwe, proste i czasami uzasadnione ekonomicznie -
mozliwosc korzystania z tej samej wagi w róznych miejscach. Co jednak z dokladnoscia wagi?.
Dla wag z automatyczna adiustacja wewnetrzna lub dostepna jakakolwiek adiustacja zewnetrznym
wzorcem problem w zasadzie nie wystepuje. Po przemieszczeniu wagi do innego miejsca (np. z Krakowa do Olsztyna)
wykonywana jest adiustacja i bledy wynikajace z przemieszczenia nie wystepuja. Co jednak z wagami klasy dokladnosci
III z niedostepna adiustacja dla uzytkownika? Przemieszczenie takiej wagi spowoduje blad wskazan, który moze zostac
niezauwazony. Taka waga po przemieszczeniu do nowego miejsca uzytkowania powinna byc ponownie adiustowana, co
praktycznie wiaze sie z ponowna legalizacja. Ta problematyka powinna byc znana szczególnie dla osób sprawujacych
nadzór na posiadanym sprzetem wagowym. |
| |
|