Bạn có bao giờ rơi vào tình huống này chưa: sau nhiều giờ chuẩn bị mẫu, kết quả phân tích cuối cùng lại không lặp lại được… chỉ vì cân phân tích lệch vài miligam?

Trong phòng thí nghiệm, sai số đôi khi không đến từ phương pháp phân tích, cũng không phải do hóa chất hay thiết bị phức tạp. Đôi khi, nguồn gốc của sự sai lệch lại nằm ở một thiết bị quen thuộc nhất: cân phân tích.

Một chiếc cân có thể hiển thị con số rất ổn định. Nhưng nếu cân chưa được hiệu chuẩn đúng cách, con số đó vẫn có thể âm thầm dẫn cả thí nghiệm đi lệch hướng.

Hiểu đúng cách hiệu chuẩn cân phân tích trong phòng thí nghiệm không chỉ giúp kết quả đo chính xác hơn. Nó còn là cách để phòng thí nghiệm duy trì tính tin cậy trong nghiên cứu, kiểm nghiệm và sản xuất.

Bài viết này sẽ giúp bạn nhìn sâu hơn vào quy trình hiệu chuẩn – từ các bước cơ bản đến những khái niệm chuyên môn như minimum weight, uncertainty, repeatability test và hiệu chuẩn theo tiêu chuẩn ISO.

Vì sao cân phân tích cần được hiệu chuẩn?

Cân phân tích thường có độ chính xác rất cao, phổ biến ở mức:

• 0.1 mg (0.0001 g)
• 0.01 mg đối với cân siêu vi lượng

Độ nhạy này giúp cân đo được những lượng mẫu rất nhỏ, nhưng cũng khiến thiết bị dễ bị ảnh hưởng bởi môi trường xung quanh.

Một số yếu tố có thể làm thay đổi kết quả cân:

• Dao động nhiệt độ phòng
• Luồng không khí từ điều hòa hoặc cửa sổ
• Độ ẩm
• Rung động từ bàn làm việc
• Bụi hoặc hóa chất bám trên đĩa cân

Theo thời gian, cảm biến của cân cũng có thể dịch chuyển điểm chuẩn (drift). Khi điều đó xảy ra, cân vẫn hiển thị giá trị ổn định nhưng không còn phản ánh đúng khối lượng thực tế.

Đó chính là lý do mọi phòng thí nghiệm đều phải thực hiện hiệu chuẩn cân định kỳ.

Hiệu chuẩn cân phân tích là gì?

Hiệu chuẩn là quá trình so sánh giá trị đo của cân với một khối lượng chuẩn đã được chứng nhận, nhằm xác định và điều chỉnh sai số nếu cần.

Trong thực tế, quá trình này thường bao gồm hai bước:

1. Calibration (hiệu chuẩn): So sánh kết quả đo với quả cân chuẩn.
2. Adjustment (điều chỉnh): Cân tự động hiệu chỉnh sai số dựa trên kết quả so sánh.

Quả cân chuẩn dùng trong hiệu chuẩn thường thuộc các cấp chính xác theo tiêu chuẩn OIML như:

• E1
• E2
• F1

Ví dụ:

Việc sử dụng đúng cấp quả cân giúp đảm bảo độ tin cậy của quá trình hiệu chuẩn.

Khi nào cần hiệu chuẩn cân phân tích?

Nhiều người chỉ hiệu chuẩn cân khi cảm thấy kết quả “có vẻ sai”. Nhưng trong phòng thí nghiệm chuyên nghiệp, hiệu chuẩn cần được thực hiện theo quy trình rõ ràng.

Các thời điểm nên hiệu chuẩn gồm:

• Khi mới lắp đặt cân
• Sau khi di chuyển cân sang vị trí khác
• Khi nhiệt độ phòng thay đổi đáng kể
• Sau thời gian dài không sử dụng
• Trước các phép đo yêu cầu độ chính xác cao

Nhiều phòng thí nghiệm còn thực hiện kiểm tra cân hằng ngày bằng quả cân chuẩn trước khi bắt đầu công việc.

Một thao tác nhỏ vào đầu ngày có thể giúp tránh việc phải lặp lại cả một chuỗi thí nghiệm.

Chuẩn bị trước khi hiệu chuẩn cân

Trước khi tiến hành hiệu chuẩn, môi trường làm việc cần được ổn định.

Đặt cân trên bề mặt chắc chắn

Cân phân tích nên đặt trên:

• Bàn chống rung
• Bàn thí nghiệm cố định

Tránh đặt gần thiết bị gây rung động như máy ly tâm hoặc tủ hút.

Bật cân trước khi sử dụng

Các linh kiện điện tử cần thời gian để đạt trạng thái ổn định.

Thông thường nên bật cân trước 20–30 phút.

Kiểm tra thăng bằng

Cân phân tích thường có bọt thủy (bubble level) để kiểm tra độ cân bằng.

Nếu cân bị nghiêng, kết quả đo có thể sai lệch đáng kể.

Vệ sinh đĩa cân

Đĩa cân cần được làm sạch bằng:

• Cọ mềm
• Khăn không xơ

Một bề mặt sạch giúp phép đo ổn định và đáng tin cậy hơn.

Các bước hiệu chuẩn cân phân tích

Quy trình hiệu chuẩn bằng quả cân chuẩn thường gồm các bước sau.

Bước 1: Kích hoạt chế độ hiệu chuẩn

Nhấn nút CAL hoặc truy cập menu hiệu chuẩn của cân.

Màn hình sẽ hiển thị khối lượng quả cân cần sử dụng.

Bước 2: Chuẩn bị quả cân chuẩn

Quả cân nên được cầm bằng kẹp gắp chuyên dụng.

Chạm tay trực tiếp có thể truyền nhiệt sang quả cân và gây sai số.

Bước 3: Đặt quả cân lên đĩa cân

Đặt quả cân nhẹ nhàng vào trung tâm đĩa cân.

Sau đó đóng cửa kính chắn gió để giảm ảnh hưởng của không khí.

Bước 4: Chờ cân ổn định

Cân sẽ đo khối lượng và so sánh với giá trị chuẩn.

Trong thời gian này cần tránh rung động hoặc chạm vào bàn cân.

Bước 5: Hoàn tất hiệu chuẩn

Khi màn hình hiển thị thông báo hoàn thành, cân đã sẵn sàng để sử dụng.

Repeatability test – kiểm tra độ lặp lại của cân

Sau khi hiệu chuẩn, nhiều phòng thí nghiệm thực hiện thêm repeatability test.

Đây là phép kiểm tra độ lặp lại của kết quả cân.

Cách thực hiện:

1. Đặt quả cân chuẩn lên cân
2. Ghi lại giá trị
3. Lấy quả cân ra
4. Lặp lại 5–10 lần

Nếu cân hoạt động ổn định, các giá trị đo sẽ gần như giống nhau.

Ví dụ:

100.0001 g
100.0002 g
100.0001 g
100.0002 g

Sai lệch rất nhỏ chứng tỏ cân có độ ổn định tốt.

Minimum weight – khối lượng mẫu nhỏ nhất có thể cân

Một khái niệm quan trọng nhưng ít được nhắc tới là minimum weight.

Đây là khối lượng mẫu nhỏ nhất mà cân có thể đo với sai số chấp nhận được.

Nhiều người nghĩ rằng cân 0.1 mg có thể cân chính xác mọi mẫu nhỏ hơn 1 mg. Thực tế không phải vậy.

Do ảnh hưởng của nhiễu và dao động môi trường, cân cần một khối lượng tối thiểu để đảm bảo độ tin cậy.

Ví dụ:

• Cân 0.1 mg thường có minimum weight khoảng 80–120 mg
• Tùy theo điều kiện phòng thí nghiệm

Nếu cân mẫu nhỏ hơn mức này, sai số tương đối có thể tăng lên đáng kể.

Measurement uncertainty – độ không đảm bảo đo

Trong khoa học đo lường, không có phép đo nào hoàn toàn chính xác tuyệt đối.

Mỗi kết quả cân đều đi kèm một giá trị gọi là uncertainty (độ không đảm bảo đo).

Uncertainty phụ thuộc vào nhiều yếu tố:

• Repeatability của cân
• Độ chính xác của quả cân chuẩn
• Điều kiện môi trường
• Thao tác người vận hành

Hiểu và kiểm soát uncertainty giúp phòng thí nghiệm đánh giá độ tin cậy của kết quả đo.

Hiệu chuẩn cân theo tiêu chuẩn ISO

Trong các phòng thí nghiệm đạt chuẩn quốc tế, cân phân tích thường được quản lý theo các tiêu chuẩn như:

• ISO 17025
• GLP (Good Laboratory Practice)
• GMP

Các tiêu chuẩn này yêu cầu:

• Thiết bị đo phải được hiệu chuẩn định kỳ
• Hồ sơ hiệu chuẩn phải được lưu trữ
• Quả cân chuẩn phải có chứng nhận truy xuất nguồn gốc

Việc tuân thủ các tiêu chuẩn này giúp đảm bảo rằng kết quả đo có thể được chấp nhận trong các báo cáo khoa học hoặc kiểm nghiệm chất lượng.

Một vài lưu ý để cân luôn chính xác

• Một số thói quen nhỏ có thể giúp duy trì độ ổn định của cân.
• Giữ môi trường phòng ổn định
• Nhiệt độ lý tưởng thường nằm trong khoảng 20–25°C.
• Tránh luồng gió
• Luồng không khí nhỏ cũng có thể làm thay đổi kết quả cân.
• Vệ sinh cân thường xuyên
• Bụi và hóa chất có thể ảnh hưởng đến cảm biến cân.
• Kiểm tra cân mỗi ngày
• Đặt một quả cân chuẩn lên cân trước khi bắt đầu làm việc là cách đơn giản để phát hiện sai lệch sớm.

Kết luận

Hiệu chuẩn cân phân tích không phải là thủ tục phức tạp. Đó là một bước nhỏ nhưng mang ý nghĩa lớn đối với độ chính xác của toàn bộ thí nghiệm.

Khi cân được hiệu chuẩn đúng cách, mỗi con số hiển thị trên màn hình không chỉ là khối lượng của một mẫu hóa chất. Nó còn là nền tảng để những kết luận khoa học trở nên đáng tin cậy.

CÔNG TY CỔ PHẦN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VIỆT TRUNG

• Hotline: 0868 032 089
• Mail: sales@viettrungsci.com.vn
• Facebook: Thiết bị khoa học Việt Trung