Nicht nur Längen ändern sich mit der Temperatur
Ein Temperaturunterschied kann auch beim Wägen eine Rolle spielen - und zwar auf eine Weise, die man nicht unbedingt erwartet.
Wenn wir über Temperatureinflüsse in der Messtechnik sprechen, denken viele zuerst an Längenmessungen: Bauteile dehnen sich aus oder ziehen sich zusammen. Doch Temperatur kann auch beim Wägen eine Rolle spielen. Die Richtlinie DKD-R 7-2 zur Kalibrierung nichtselbsttätiger Waagen beschreibt dazu sogenannte Konvektionseffekte.
Was passiert dabei? Wird ein Normalgewicht auf eine Waage gelegt, obwohl es eine andere Temperatur als die Waage und die Umgebung hat, entsteht an seiner Oberfläche eine Luftbewegung. Diese kann auf das Gewicht eine zusätzliche, parasitäre Kraft ausüben. Die Waage zeigt dann eine scheinbare Änderung der Masse an – obwohl sich die tatsächliche Masse des Gewichts natürlich nicht verändert hat.
Der Effekt hängt unter anderem davon ab, wie groß der Temperaturunterschied ist und wie schwer das Gewicht ist. Auch die Zeit spielt eine Rolle: Während der Akklimatisierung nähert sich die Temperatur des Gewichts der Umgebungstemperatur an. Dabei gilt als Faustregel: Größere Gewichte brauchen länger, um sich anzupassen.
Die Richtlinie empfiehlt deshalb, übermäßige Konvektionseffekte zu vermeiden. Dazu kann man einen Grenzwert für den Temperaturunterschied zwischen Normalgewicht und Waage einhalten oder die Akklimatisierungszeit dokumentieren. Ein Thermometer in der Gewichtebox kann dabei helfen, den Temperaturzustand der Gewichte im Blick zu behalten.
Auch bei der Ermittlung der Messunsicherheit wird der Effekt berücksichtigt. Eine rechnerische Korrektur wird laut Richtlinie nicht empfohlen. Stattdessen wird für den möglichen Konvektionsbeitrag ein Unsicherheitsanteil angesetzt. Besonders relevant kann dieser Einfluss bei Gewichten der Klasse F1 oder höher sein.
Die praktische Botschaft: Temperatur beeinflusst nicht nur die Länge eines Werkstücks. Sie kann auch das Wägesignal beeinflussen – indirekt über Luftbewegungen rund um ein noch nicht temperaturangepasstes Gewicht. Eine ausreichende Akklimatisierung ist daher nicht bloß eine Frage guter Laborpraxis, sondern kann Teil einer verlässlichen Wägung sein.
Quelle: DKD-R 7-2, „Richtlinie zur Kalibrierung nichtselbsttätiger Waagen“, Ausgabe 01/2018, insbesondere Abschnitte 4.2.3, 7.1.2.4 und Anhang F.