電子天びんのトレンド
基本性能から使いやすさ向上、低価格化へ
第1集（2817号）で紹介したように、電子天びんの基本性能は近年どの方式も向上している。ロードセル式、電磁力平衡方式、音叉振動式の機能的な境界も、徐々に曖昧になってきた。
現在、電子天びんのメーカー各社が力を注いでいるのは、大まかにいえば、次の4点である。
(1)正しい測定を妨害する要素を解消し、より高精度な測定を実現
(2)より使いやすく、汎用性の高い天びん
(3)トレーサブルで信頼性の高い天びん
(4)低価格化
(1)妨害要素を解消して高精度な測定を
精密機械である天びん・はかりは、整備された環境下で初めて100％のパフォーマンスを発揮する。
各メーカーは、正しい測定を妨害する要素を一つ一つ解消し、より高精度な測定の実現を目指している。
□防水防塵＝測定の現場では、水・ホコリ等が機器にかかることが当たり前。また、薬品を扱う現場などでは、安全面から水で丸洗いできる機器が求められる。
そこで、過酷な環境下にも対応でき、水で洗浄できる防水（防塵）天びんの重要度が高まってきている。上部からの流水ぐらいなら充分防水性を発揮する機種から、縦・横・斜めからの放水にも耐えられる高い防水性をもつ機種まで。最近は、IP65以上の防塵防水等級を持つものも登場している。
□重力加速度の影響＝物体の重量は重力の加速度に比例して定まる。
重力の加速度の大きさは、電子天びんの使用場所により異なる。したがって、移転等で電子天びんの設置場所を変更した場合には、その場所で再度正しい分銅を載せ、調整しなおす必要がある。
こうした煩わしさをさけるために、各メーカーは校正分銅（おもり）内蔵形の天びんを考案している。
□空気浮力の影響＝密度が異なる同じ質量の物体を計測すると、空気浮力の影響のため、指示値が異なってしまう。
試料の密度を入力するだけで自動的に空気浮力を補正するプログラムとして、ザルトリウス・メカトロニクス・ジャパン（株）の「EUREKA」などがある。
□温度の影響＝荷重に対する弾性抵抗や復元力を有する起歪体、板ばね支点の弾性係数は、温度によって変化する。機構各部の材質の差による熱膨張の差も温度特性に対する影響が大きい。
電子天びんは、一部の機種を除いて、起電後十分に時間をおいて、内部の温度バランスがとれて以降、計測前に分銅による校正を実施してから使用することが望ましい。
メーカーも機構上に起因する問題に対しては改良を続けており、ワンブロック構造のひょう量セルの開発などは、この問題に対する回答の一つである。
また、校正機能の面からは、内蔵分銅による自動校正機能（（株）島津製作所の「タイマーCAL」など）を搭載した機種が増えている。
□静電気の影響＝湿度が50％以下になると帯電しやすくなり、静電気の吸引力や反発力により正しく測定できないことがある。プラスチックやガラスなど帯電しやすいものを測定する際は注意が必要となる。
（株）島津製作所のイオナイザー「STABLO EX」など、静電気を除去する機器も登場している。
□過負荷＝現場では、天びんに過剰な負荷がかかる可能性がある。
メトラー・トレド（株）「NewClassic天びん」は過負荷防止機構を搭載し、耐久性に優れている。
精密計測を妨害する要因は、このほかにも、傾斜や振動、気圧変化、湿度変化、電源変動、電磁波障害など、数多く存在する。
(2)使いやすく、汎用性の高い天びん
天びんの使いやすさとは、使う人や場所、周辺機器を選ばずに使用できるということ。(1)で挙げた防水防塵性能や自動校正なども、使いやすさに貢献している。
□基本操作の単純化と教育＝従来の天びんは専門性が高く、誰でも使いこなせるものではなかった。最近は初心者でも比較的簡単に操作できる天びんが登場。（株）島津製作所の「Amidia」は、一目で操作方法がわかるキーを採用している。
また、メーカー各社が天びんの基礎を学ぶセミナーを開催し、正しい使用方法を啓発している。
□測定データの汎用性向上＝測定データをパソコンに取り込む際、これまでは特別なデータ通信ソフトなどが必要だった。
最近は、（株）島津製作所のウィンドウズ直結機能や（株）エー・アンド・デイのUSBインターフェイス標準装備「EJシリーズ」が登場、データ汎用性が向上している。
□モジュラー化＝ザルトリウス・メカトロニクス・ジャパン（株）の「Cubisシリーズ」など、ひょう量や各種機能をユーザーの用途に合わせて自由に組み合わせることのできる、モジュラータイプの天びんも出ている。
(3)トレーサブルで信頼性の高い天びん
計量器や測定結果の信頼性を確保するためには、計量計測学的トレーサビリティの確立が重要。これに対応した天びんが登場している（別項参照）。
(4)低価格化
さらに、メーカー各社が低価格化を目指している。
信頼できる測定に計量のトレーサビリティが必要
JCSS登録校正事業者の利用が望ましい
ISOやHACCPが要求
はかり・天びんの測定値の信頼性は、何によって保証されるのか。それが計量計測学的トレーサビリティである。計量計測学的トレーサビリティとは、国際計量用語集（VIM3版）の定義では「測定の不確かさに寄与し、文書化された、切れ目のない個々の校正の連鎖を通して、測定結果を表記された計量参照に関係付けることができる測定結果の性質」である。具体的には、現場で使用するはかりが、社内の標準のはかりで校正され、さらにそれがより上位のはかりによって校正されるというように、順次上位の計量標準によって測定結果の信頼性が確保されるということである。
「測定の不確かさ（measurement uncertainty）」とは、「用いる情報に基づいて、測定対象量に帰属する量の値のばらつきを特性付けるパラメータ」という意味である。
経済活動がグローバル化した今日は、国内のみならず、国際基準への適合も必要になってきた。製品の品質基準を定めるISOやHACCP等のグローバルスタンダードは、使用する計量器や測定データが、国家計量標準にトレーサブルであることを要請している。
JCSS登録校正事業者の利用を
天びんの計量計測学的トレーサビリティを確保するためには、JCSS登録校正事業者の定期的な利用が望ましい。
JCSSとは、国際標準化機構及び国際電気標準会議が定めた校正機関に関する基準（ISO／IEC 17025）の要求事項に適合しているかどうか審査を行い、校正事業者を登録する制度である。
JCSSで登録された校正事業者は、その証として、JCSS認定シンボルの入った校正証明書を発行できる。これによって日本の国家計量標準へのトレーサビリティが確保され、校正事業者の技術能力のあることが一目でわかる。
JCSSロゴマーク付校正証明書を持っていれば、トレーサビリティ体系図やメーカーの成績書などは必要ない。
さらに、国際MRA対応を希望する登録事業者に対しては、校正能力の維持状況を確認するための定期的な検査及び技能試験が実施される。国際MRA対応認定事業者は、図のような ILAC MRA付きJCSS認定シンボルの入った校正証明書を発行できる。これは、一度の校正で相互承認協定を結んでいる国ならどこでも受け入れられる、グローバルなものである。
JCSSは現在、順調に普及しているとは言い難い状況にある。その背景には、証明料が高いこと、証明書に不確かさの記述があり、やや難解であることがある。
しかし、国際的な計量計測学的トレーサビリティの重要性は日に日に増しており、JCSSも今後さらに普及していくと思われる。
日常的な校正を
日常的な自主校正も大切。校正分銅内蔵型の天びんを使用すれば、分銅を用いなくても日常的に校正できる。（株）エー・アンド・デイ、（株）島津製作所、新光電子（株）など、各社が校正分銅内蔵型の天びんを発売している。
自動キャリブレーション機能の付いた天びんも。温度変化による感度ドリフトの自動校正や、内蔵タイマーによって設定した時間に校正してくれるものがある。
不確かさ算出ソフトも
また、新光電子（株）は不確かさが簡単に算出できる「電子はかり計量管理ソフトHKS」を発売している。
電子はかり点検のすすめ
日常点検・検査が重要
電子はかりが常に正しく計量できているか信頼性を向上させるためには、常日頃からの点検・検査が重要である。
点検には、電子はかりを使用する前に行う「日常点検」と一定の時期または使用期間を定めて実施する「定期点検」がある。また、「定期点検」の検査項目を増やしてより正確な点検を実施する「定期検査」がある。一般的に、「日常点検」や「定期点検」は担当者が行い、「定期検査」は管理者が行う。
電子はかりの点検・検査を計量士や計量器事業者など専門家に依頼すれば、精度が良く信頼できる点検・検査が行える。
点検・検査のルールを決める
あらかじめ、日常点検・定期点検を実施する担当者と定期検査を実施する管理者を決め、点検・検査の方法や実施時期などのルールを定め、マニュアル化しておくと良い。
日常点検・定期点検・定期検査の実施方法
それぞれの点検・検査方法は以下の通り。
▽日常点検＝①設置状態（水平）の確認②計量皿やその周辺の汚れ、異物の有無の確認③ゼロ点の戻り確認④普段測定している重量の分銅を載せ、重量表示を確認
▽定期点検＝日常点検の点検項目に加えて、⑤ひょう量の分銅を載せ、重量表示を確認⑥ひょう量の2分の1の分銅を載せ、重量表示を確認。季節の変わり目など、実施月をあらかじめ決めておくと良い。
▽定期検査＝定期点検の点検項目にさらに加えて、⑦繰り返し性の確認⑧偏置誤差の確認⑨直線性の確認。実施月を決めて、年に一度は実施する。
なお、特定計量器（注）の場合は、法律で定められた検査を2年に1度受ける必要がある。
特定計量器の定期検査は、都道府県知事または特定市町村の長が行う「定期検査」を受ける方法（指定定期検査機関による「定期検査」を含む）と、「定期検査に代わる計量士による検査」を受ける方法がある。
（注）特定計量器とは、取引又は証明に使用する場合において、適正な計量を確保することが社会的に求められる計量器および一般消費者の日常生活における適正な計量実施の確保が求められる計量器を示す。薬局の調剤や食肉の量り売りなどがこれに該当する。 |
