耗材料盘用秤:分辨率、量程与秤台尺寸
秤可以测量料盘上剩余的耗材量或打印件的重量。难点在于正确解读规格表:显示屏上的最后一位数字并不能说明这台秤的实际准确度。本指南解释分辨率与准确度的区别、如何根据料盘确定量程,以及如何使用实测而非猜测的皮重来称量部分剩余的料盘。
简短结论
显示分辨率是显示的最小步长;它并不能确定称重结果的实际准确度。NIST将这一步长d与检定分度值e区分开来,后者用于其《Scale Code》所涵盖的秤的分级和公差。这一商用体系并不是家用秤的准确度证书。对于料盘,请检查量程、秤台稳定性、测量条件和标称准确度。估算剩余耗材需要与该料盘完全对应的实测皮重;还要考虑不确定度、冲刷废料和支撑。
显示分辨率与真实准确度不是一回事
在产品规格表上,要将显示分辨率与测量准确度区分开来。NIST将显示分度值称为d,并在《Scale Code》中使用检定分度值e对秤进行分级和规定公差。后者并不是你这台仪器的校准结果。因此,显示到十分之一克的秤并不意味着最大误差为十分之一克。请查找标称准确度、其适用条件,以及在你的工作流程中检查重复性的方法。
NIST指出,对于常见的准确度等级,分辨率必须等于检定分度值。只有I级和II级精密秤才可以显示小于其检定分度值的步长,文件还补充说,这并不会让它们更准确。为了避免造成准确度的错觉,代表这一更细分辨率的数字必须在大小、形状或颜色上与其他数字区分开来。
对你这样的创客来说,结论很简单。在产品页面上查找标称准确度或公差,而不只是分辨率。如果只宣传了分辨率,就要谨慎对待最后一位数字:即使秤没有故障,它在不同读数之间也可能漂移。一台能稳定读出整克数的秤,胜过一台显示到十分位却无从保证的秤。
根据实际使用的料盘确定量程
量程是秤可承受的最大载荷。NIST给出了一条显而易见的规则:预计称量的最大载荷不应超过秤的量程。对于耗材料盘而言,这包括耗材本身、承载耗材的料盘,以及在整体称量时可能包括的袋子和干燥剂。以你库存中最重的料盘为参考,并留出余量,以免接近上限使用。
另一个边界是最小载荷。据NIST介绍,预计称量的最小载荷应超过推荐的最小值,而该最小载荷决定了秤所需的检定分度值。简单来说,你称量的物体越轻,所需的准确度就越高。为整卷料盘选定的秤,对于少量剩余耗材或仅重几克的零件来说可能过于粗略。
比较两种可能的工作流程:用一台秤同时称量料盘和零件,或者针对差异很大的载荷使用不同量程的仪器。应根据量程、准确度和最小有用差值来决定,而不是认为每个工作空间都需要两台秤。必备配件指南将称重与其他日常工具放在一起介绍。
秤台尺寸与形状:料盘必须放稳
耗材料盘宽大、呈圆形且中间是空的。放在太小的秤台上时,料盘会大幅悬出,可能倾倒或搭在边缘上,导致读数偏差且无法重复。务必将料盘平放在秤台中央,并确认没有任何部分碰到桌面或秤体外壳。只要接触点保持居中且料盘不晃动,单纯的悬出本身并不是问题。
NIST还强调适用性:仪器必须适合所称量的物品。对于耗材而言,这意味着需要一个平整、易于擦拭的秤台,因为PLA粉尘、支撑碎片和手指油脂会很快积聚。NIST的精密秤文件指出,少量的手部油脂、洒落的物品、灰尘或湿气都可能影响结果,环境因素同样重要。
如果你称量的是刚完成树脂后处理的零件或刚从干燥箱中取出的料盘,请让它们恢复到室温并擦干。放在薄秤台上的潮湿或温热零件,对测量的干扰会比秤的分辨率所显示的更大。
用实测而非猜测的皮重称量部分剩余的料盘
要得知剩余耗材量,需要称量部分剩余的料盘,再减去空料盘的质量。这个空料盘质量就是皮重。许多创客使用论坛帖子或包装上的数字,但料盘因品牌而异,有时甚至因批次而异。唯一可靠的皮重是你自己在同一台秤上、用同类型空料盘实测的数值。把它写在料盘上,或按品牌记录在电子表格中。
NIST解释了去皮操作的含义:秤在称量毛重时将皮重考虑在内,从而直接显示净重。它还描述了一个不易察觉的陷阱。在数字显示屏上,毛重、皮重和净重都会分别按显示步长舍入,因此净重加皮重并不总是等于显示的毛重。NIST的示例显示,舍入后的数值之和与显示的毛重相差一个步长。
具体来说,如果你手动相减的结果与去皮后秤显示的净值相差一个显示步长,不必担心:这是舍入造成的,并非故障。对于剩余耗材而言,这一差异可以忽略不计。只有在用分度较粗的秤称量小零件时才会明显,在这种情况下,尺寸精度和质量都值得同样严谨地对待。
计算剩余耗材和零件质量:方法与示例
公式很简单。剩余耗材等于部分剩余料盘的质量减去实测的空料盘质量。要换算成长度,还需要知道耗材的单位长度质量,它取决于材料和直径,可从厂商的数据表或切片软件中获得。如果没有这个数字,就用克来计算:切片软件报告的耗材用量估算就是以克为单位,这足以判断一次打印能否完成。
示例仅供说明,请根据你自己的读数调整:将一个部分剩余的料盘放在秤上,读取毛重。你在用完同一个料盘时已记下其质量。两者之差就是剩余耗材量。将其与切片软件对计划打印的估算值进行比较,并为冲刷废料和可能的重新开始留出余量。如果余量很小,请计划更换料盘或打印更小的零件。
对于打印件,请单独称量(不含支撑或Brim),并与切片软件的估算值进行比较。如果始终朝同一方向存在偏差,可能说明流量或填充设置值得重新检查,详见填充指南。请记住,秤给出的是重量数值,而不是对打印质量的结论:它是其他检查的补充,而不是替代。
预算、秤的类型以及官方资料未涵盖的内容
本指南涉及个人的料盘管理,并不确定按重量收费的企业应满足的要求。NIST的常见问题解答描述的是美国的商业计量体系;它并不决定法国或其他国家的规定。它有助于解释技术术语,但不能为家用秤背书,也不能确定认证总是必需或总是不必要。如需按重量销售,请另行查阅当地适用的要求。
分配预算时,请将你的最大毛重与对决策有意义的最小差值进行比较。适合称量整卷料盘的秤可能无法区分两个小样品。一台仪器还是两种测量量程,都是需要评估的方案,不要根据“厨房秤”或“实验室秤”的标签来推断价格或准确度。入门预算工具可帮助你将这笔开支与其他配件放在一起考虑。
最后,对于混淆分辨率和准确度、或声称具有某种准确度却不说明如何确定的商品介绍,要保持警惕。NIST文件表明,检定精密秤需要使用相应等级的标准砝码,其不确定度要远低于仪器的公差。没有合适的标准砝码,家庭比对就不能称为校准。合理的做法是保持一致:同一台秤、同一皮重、同一方法,并进行相对比较而不是看绝对值。
资料来源与局限
- 称重与秤常见问题 | NIST Lock
- cwma-annual-meeting-may-2024-precision-scales-overview
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