อัลกอริธึมที่ก้าวหน้าทำให้มีความเสถียรระดับไมโครกรัมในเครื่องชั่งที่แม่นยำ

นักวิจัยจากสถาบันมาตรวิทยาแห่งชาติของจีนและมหาวิทยาลัย China Jiliang ได้พัฒนากลยุทธ์การควบคุมแบบใหม่ที่เอาชนะความท้าทายที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในด้านความแม่นยำสูงเครื่องชั่งอิเล็กทรอนิกส์: การวัดไม่เสถียรที่ระดับไมโครกรัม ผลงานของพวกเขาซึ่งตีพิมพ์เมื่อเร็วๆ นี้ กล่าวถึงปรากฏการณ์ "ไม้บรรทัดจุลทรรศน์ที่สั่นไหว" ที่เกิดจากการรบกวนสิ่งแวดล้อมเล็กน้อย เช่น กระแสอากาศ การสั่นสะเทือน และการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ

วิธีการใหม่นี้ใช้อัลกอริธึมสองเฟสที่ซับซ้อน ซึ่งเปรียบเสมือนการเติมเชื้อเพลิงทางอากาศระหว่างเครื่องบินขับไล่และเรือบรรทุกน้ำมันอย่างชาญฉลาด ในระยะ "การเข้าถึงอย่างรวดเร็ว" ระยะแรก ระบบจะตอบสนองอย่างรวดเร็วเมื่อวางตัวอย่างบนถาด โดยใช้อัลกอริธึมการควบคุมที่ได้รับการปรับปรุงเพื่อให้ค่าที่อ่านได้ใกล้เคียงกับน้ำหนักจริง ในระยะที่สอง "การปรับเสถียรอย่างละเอียด" ระบบจะล็อคแรงแม่เหล็กไฟฟ้าและแนะนำกลไกการชดเชยที่ทำงานอยู่ ซึ่งจะทำหน้าที่เหมือนเครื่องถ่วงน้ำหนักแบบไดนามิก โดยจะปรับสัญญาณรบกวนจากสิ่งแวดล้อมที่ตกค้าง เพื่อให้อ่านค่าได้อย่างเสถียรและเชื่อถือได้ในเวลาที่สั้นลง

ความหมายของความก้าวหน้านี้มีความสำคัญสำหรับสาขาที่มีความแม่นยำสูงเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง ในการผลิตยา การวัดส่วนผสมออกฤทธิ์ในปริมาณมิลลิกรัมหรือไมโครกรัมอย่างแม่นยำเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งต่อประสิทธิภาพและความปลอดภัยของยา ในทำนองเดียวกัน ในด้านจิวเวลรี่ วัสดุศาสตร์ และภาคส่วนเกิดใหม่ เช่น พลังงานใหม่ ความสามารถในการวัดมวลขนาดเล็กได้อย่างน่าเชื่อถือ จะปรับปรุงคุณภาพผลิตภัณฑ์และผลการวิจัย แม้ว่าเทคโนโลยียังอยู่ระหว่างการพัฒนา แต่ก็ปูทางไปสู่เครื่องมือที่แข็งแกร่งและแม่นยำยิ่งขึ้น ซึ่งสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิผลนอกสภาพแวดล้อมของห้องปฏิบัติการที่มีการควบคุมอย่างเข้มงวด

งานวิจัยนี้สอดคล้องกับความพยายามระดับโลกในวงกว้างในการเพิ่มประสิทธิภาพด้านมาตรวิทยาของเซลล์ชั่งน้ำหนักที่แม่นยำ โครงการแยกต่างหากที่ได้รับทุนสนับสนุนจาก German Research Foundation (DFG) กำลังทำงานเกี่ยวกับแนวคิดทางกลใหม่และกลยุทธ์การปรับสมดุลตามการชดเชยแรงแม่เหล็กไฟฟ้า โดยมีเป้าหมายเพื่อลดความไม่แน่นอนในการวัดจากผลกระทบ เช่น ฮิสเทรีซิส และการเคลื่อนตัวของอุณหภูมิ