Лабораторные весы различаются по назначению, конструкции, диапазону взвешивания и по другим характеристикам.

Методы взвешивания делятся на две принципиально различные группы - метод сравнения с мерой и метод непосредственной оценки. По методу сравнения с мерой массу груза принимают равной массе сравниваемых с ним гирь (простое взвешивание) или вычисляют как сумму значений массы гирь и показаний весов (точное взвешивание). Метод непосредственной Оценки заключается в определении массы груза по отсчетному устройству весов без применения гирь.

В большинстве современных лабораторных весов используется дифференциальный метод взвешивания, при котором большая часть измеряемой массы тела (свыше 99%) уравновешивается гирями или противовесом (нулевой метод), а оставшаяся малая разность между массой взвешиваемого тела и массой гирь измеряется по углу отклонения коромысла от исходного положения равновесия (непосредственный метод) с помощью отсчетных шкал.

Лабораторные весы характеризуются рядом параметров. Главные из них следующие.

1. Предельно допустимая нагрузка, в диапазоне которой погрешность показаний находится в установленных пределах. Нельзя выходить за пределы предельно допустимой нагрузки, на которую рассчитана данная модель весов. Слишком большая нагрузка может вызвать остаточные деформации в коромысле, что приведет к порче весов.

2. Допустимая погрешность показаний - предельная разность между действительным значением массы взвешиваемого груза и показаниями весов. Значение погрешности характеризует правильность результатов взвешивания в стандартных условиях и не может быть меньше не исключенных погрешностей гирь, применяемых при взвешивании и аттестации весов.

3. Допустимая вариация (непостоянство) – показаний - предельно допустимая разность показаний весов при неоднократном взвешивании одного и того же груза в стандартных условиях с применением одних и тех же гирь. Значение вариации характеризует воспроизводимость результата взвешивания и, в значительной степени, точность взвешивания.

4. Чувствительность - предельное отношение приращения отклонения указателя весов к приращению измеряемой величины. Чувствительность определяется числом делений шкалы, на которое отклоняется стрелка весов, когда на одну из чашек весов помещен груз массой 1 мг. Выражают чувствительность в делениях шкалы на миллиграмм или обратной величиной.

С увеличением нагрузки на чашки чувствительность весов уменьшается, т. е. чем больше масса взвешиваемого объекта, тем слабее весы реагируют на изменение массы.

5. Цена деления - значение деления отсчетных устройств. Часто цена деления согласуется со значением допустимой погрешности или вариацией показаний весов.

6. Быстродействие - возможная производительность работы на весах, т. е. возможное число взвешиваний в единицу времени.

Классификация весов

По назначению лабораторные весы делятся на технические (общелабораторные), аналитические и специальные, а гири - на гири общего пользования и специальные.

Наибольшие пределы взвешивания технических весов находятся в диапазоне 20 г - 50 кг. Наиболее распространены весы, имеющие нагрузку 0,2-5 кг, с ценой деления 0,05-0,1 г.

Аналитические весы применяют для макро- и микрохимических анализов при взвешивании высшей и высокой точности. В зависимости от предельно допустимой нагрузки и цены деления аналитические весы делятся на следующие группы:

Специальные весы служат для определения величин, зависящих от массы (весовые влагомеры, весы для измерения магнитной восприимчивости и др.).

Весы аналитической группы относятся к 1 и 2 классу точности, технические весы - к 3 и 4 классам. Усредненная приведенная погрешность взвешивания для весов 1 класса - 0,0001%; 2 класса - 0,0005%; 3 класса - 0,001%; 4 класса - 0,01 %.

Гири общего лабораторного пользования делятся на четыре класса. Гири 1 и 2 классов предназначены в основном для аналитических весов, 3 и 4 классов - для технических.

По характеру перемещения подвижной системы весы подразделяются на безрычажные и рычажные. В без рычажных весах подвижная система перемещается возвратно-поступательно вертикально, поэтому гири для уравновешивания взвешиваемого груза применять нельзя. При пользовании безрычажными весами пригоден лишь метод непосредственной оценки результатов взвешивания.

Рычажные весы характеризуются поворотом подвижной системы вокруг неподвижной или условно неподвижной оси. Они бывают гирные (с накладными или встроенными гирями) и безгирные. Весы со встроенными гирями производительнее и удобнее, но в них затруднен контроль действительных значений массы гирь.

Рычажные весы различаются по типу опор весового рычага и подвесок. Наиболее распространенной жесткой опорой является подушка, по которой острой гранью перекатывается призма. Весы с такими опорами получили название призменных. Призменные весы делятся на равноплечие, двухпризменные (одночашечные) и квадрантные.

Равноплечие весы представляют собой, в основном, рычаг первого рода, в котором расстояния от приложения сил до точки опоры равны (рис. 71). Если на левую чашку весов поместить груз, имеющий массу М1 то для возвращения стрелки Р в первоначальное положение потребуется поместить на правую чашку некоторое количество гирь (с известной массой). Когда установится равновесие, моменты сил, действующие на левую и правую части коромысла в точках, на которые опираются чашки, на расстоянии l1 и l2 от этих точек до точки опоры, будут равны: F1l1 = F2l2.

Так как l1 = l2, то, следовательно, при достижении равновесия F1 = F2. Возникновение сил F1 и F2 связано с притяжением Землей тел, находящихся на чашках весов. Сила F1 определяет притяжение к Земле тела с массой M1, т. е. его вес. Единица веса - ньютон (Н). Ньютон равен силе, сообщающей телу массой 1 кг ускорение 1 м/с2 в направлении действия силы. Вес тела G связан с его массой соотношениями: G = Mg, где М - масса тела, a g - ускорение свободного падения. Единица массы - килограмм (кг).

Из изложенного выше следует, что весы - это приборы для определения массы, а не веса.

Равноплечие коромысловые весы показаны на рис. 72. Равновесное положение ненагруженных весов называют нулевой точкой, нагруженных - точкой равновесия.

Чтобы защитить ребра призм коромысла от повреждений и быстрого изнашивания, все движущиеся части весов могут быть приподняты и ребра призм отделены от пластинок, с которыми они соприкасаются. Приспособление, служащее для поднятия коромысла и сережек, носит название арретира (изолира). Когда весами не пользуются и когда накладывают на чашки взвешиваемые предметы и разновесы, весы должны быть арретированы.

До недавних пор на коромысло равноплечих аналитических весов наносились на одинаковом расстоянии друг от друга V-образные впадины рейтерной шкалы (рис. 73), в которые специальным устройством устанавливали гирю-рейтер в 10 или 5 мг. Передвижением рейтера по коромыслу можно было определить массу с точностью до десятых долей миллиграмма.

В современных призменных весах имеются успокоители колебаний стрелки весов - демпферы. В демпферных весах за нулевую точку и точку равновесия принимают деление шкалы, против которого останавливается стрелка. У весов, которые не имеют демпферов, эти точки определяют методом качаний. Этот метод основан на измерении 3-5 последовательных отклонений стрелки. Первые 2-3 колебания после включения весов не принимают во внимание, а последующие 5 отклонений стрелки в одну и другую сторону фиксируют с точностью до десятых долей по шкале. Нулевую точку рассчитывают, например, следующим образом.

Отклонения влево: -3,4 и -2,8; среднее значение -3,1.
Отклонение вправо: +4,0, +3,5 и 3,0, среднее значение +3,5.
Найдем сумму отклонений: +3,5 + (-3,1) = 0,4.
Найдем нулевую точку: +0,4: 2 = +0,2.

Точность демпферных весов того же порядка, что и точность обычных весов.

Двухпризменные (одночашечные) весы изображены на рис. 74. В исходном положении все встроенные гири нагружены на подвеску и рычаг уравновешен противовесом. Поместив на грузоприемную чашку груз при помощи специального механизма гиреналожения, с рейки снимают такое число встроенных гирь, чтобы их суммарная масса приблизительно соответствовала массе груза. Разница между массой груза и массой снятых гирь определяется по показаниям отсчетного устройства. Двухпризменные одночашечные весы используются преимущественно в качестве аналитических весов. Достоинства этой конструкции весов заключаются в том, что работа всегда ведется при постоянной нагрузке на коромысло, а в этом случае постоянны и чувствительность весов и точность взвешивания.

Квадрантные весы или весы с верхним расположением грузоприемной чаши (рис. 75) являются разновидностью двухпризменных.

Рычажные весы с опорами на упруго-деформируемых элементах выпускаются для взвешивания небольших масс. К ним относятся торсионные весы и пружинные рычажные ультрамикровесы.

Общелабораторные равноплечие весы

Общелабораторные равноплечие весы - технические весы преимущественно 3 и 4 классов точности - служат для взвешивания относительно больших масс. Они могут быть заключены в остекленную витрину и снабжены гиревым механизмом со встроенными гирями, а могут быть подвешены на стойку, закрепленную на подставке, без гиревого механизма. Простейшим типом равноплечих весов с двумя чашками являются ручные, или аптечные, весы.

Технохимические весы типа ВЛТ-200г (Т-200) и ВЛТ-1кг (Т-1000) представлены на рис. 76. При взвешивании поворотом ручки арретира весы приводят в рабочее положение. Допустимая погрешность для весов ВЛТ-200г ±60 мг, для ВЛТ-1кг ±200 мг.

Более совершенные технохимические весы типа ВЛР-1кг состоят из равноплечего коромысла со стрелкой, колонки с опорной подушкой, изолирующего устройства и двух грузоприемных чашек, подвешенных на концевых призмах коромысла. Весы снабжены масляным успокоителем колебаний коромысла и устройством для механического гиреналожения встроенных гирь (от 10 до 990 мг).

Перед взвешиванием необходимо убедиться по уровню, что весы правильно установлены. В случае необходимости с помощью винтовых ножек весы устанавливают строго горизонтально. Затем нужно проверить отклонение стрелки и добиться полного совмещения ее с контрольным штрихом циферблата шкалы.

В последние годы равноплечие технические двухчашечные весы типа ВЛТ были значительно модернизированы и осуществлен серийный выпуск ряда новых моделей весов типа ВЛР, 2 класса точности (с погрешностью ±10 мг), грузоподъемностью 1, 10, 20 и 50 кг, ценой деления шкалы 10 мг.

Весы ВЛР помещены в застекленный футляр с дверцами на двух боковых сторонах. На верхнем конце колонки находится подушка, на которую опирается ребром средняя призма коромысла. У основания колонки укреплен масляный успокоитель. В концах коромысла в специальных седлах закреплены призмы, на которые навешиваются серьги с грузоприемными чашками. На планку, скрепленную с правой серьгой, при помощи гиревого механизма навешиваются и снимаются кольцевые гири (от 100 до 900 мг и от 10 до 90 мг), связанные с большим и малым лимбом.

На середине коромысла укреплена стрелка, а внизу колонки расположена шкала, по которой проверяется равновесие весов. Под основанием весов смонтировано изолирующее устройство (арретир). Открывать и закрывать арретир надо осторожно, плавным вращением маховичка в тот момент, когда стрелка весов проходит мимо нулевого деления шкалы.

Общелабораторные квадрантные весы

В последние годы большое распространение получили квадрантные весы, которые выгодно отличаются быстротой действия. Это двухпризменные весы с верхним расположением чашки. Успокоитель колебаний магнитный. Имеются оптическое устройство и экран, по которому производится отсчет результатов взвешивания. Наложение и съем накладных гирь осуществляется ручкой, расположенной на металлическом корпусе весов. Весы включаются в сеть переменного тока через встроенный трансформатор, укрепленный под витриной весов.

Квадрантные весы предназначаются для определения массы различных веществ и материалов при проведении лабораторных технических анализов и препаративных работ.

Принцип действия весов основан на уравновешивании момента сил, создаваемого измеряемой массой, отклонением квадранта и встроенными гирями.

В настоящее время выпускаются шесть модификаций лабораторных квадрантных весов 4 класса ВЛКТ и ВЛК с пределами взвешивания от 160 до 10000 г.

Весы ВЛКТ (рис. 77) имеют механизм компенсации тары, который позволяет повысить производительность взвешивания и предназначен для установки шкалы на нулевую отметку после размещения тары на чашке весов.

Значение измеряемой массы тела, находящегося на чашке весов, находят суммированием показаний на оптической шкале и на счетчике. Число сотен или тысяч граммов отсчитывается по счетчику, в окне которого появляются цифры 0, 1, 2, 3 и 4 в зависимости от массы гирь, снятых с подвески.

Взвешивание на технических весах

Весы устанавливают на прочных устойчивых столах в рабочем помещении лаборатории строго вертикально по отвесу. Перед взвешиванием проверяют, правильно ли установлены весы, после чего опускают арретиром коромысло и наблюдают колебания стрелки по нижней шкале. Если стрелка отклоняется от нуля на одно и то же число делений вправо и влево, весами можно пользоваться. В ином случае равновесие весов достигается с помощью балансировочных гаек коромысла.

Взвешиваемую массу помещают на левую площадку весов, гири граммового набора - на правую, а гири миллиграммового набора навешиваются гиревым механизмом.

Массу вещества лучше определять методом двойного взвешивания, который заключается в следующем: на левую чашку весов помещают взвешиваемый предмет, а на правую - гири до установления стрелки весов на нулевую отметку шкалы. После этого взвешиваемый предмет переносят на правую чашку, а гири - на левую. Если одна, из чашек будет перевешивать другую, то, добавляя или снимая разновески, снова устанавливают точку равновесия. Действительная масса взвешиваемого предмета равна среднему арифметическому результатов этих двух взвешиваний. По окончании взвешивания с чашек весов удаляют взвешиваемый предмет, убирают гири и разновески, укладывая их в установленном порядке в футляр.

Аналитические весы

Еще в большей степени, чем технические и технохимические весы, подвергались в последние годы модернизации весы аналитической группы. Вместе с тем во многих химических лабораториях еще успешно используются равноплечие рейтерные весы без демпферов - весы периодического качания, не снабженные встроенными гирями. Особенность работы на весах периодического качания заключается в определении их нулевой точки. Коромысло, освобожденное от арретира, начинает совершать постепенно затухающие колебания. Нулевую точку и точку равновесия определяют методом многократных отклонений стрелки коромысла. Перед определением нулевой точки рейтер должен быть снят с коромысла, если нуль находится в центре коромысла, или установлен на нуле, если нуль на левом конце коромысла.

Чтобы определить чувствительность весов, устанавливают точку равновесия при различных нагрузках. Для этого после установления нулевой точки помещают на коромысло рейтер (при арретированных весах) так, чтобы он показывал 1 мг, опускают арретир и определяют точку равновесия.

Например, если нулевая точка весов равна +0,2 деления, а точка равновесия при нагрузке на правую чашку в 1 мг +3,8 делений, то чувствительность весов находят, помещая на обе чашки последовательно по 5, 10, 20, 30, 40, 50 и 100 г. Полученные результаты наносят на график.

При пользовании рейтерными демпферными весами определение массы с помощью встроенных или накладных гирь производят только до 10 или 5 мг (т. е. до массы рейтера). Дальнейшее уравновешивание производят с помощью рейтера, который устанавливают только до ближайшего к равновесию целого миллиграмма. Если не требуется точность взвешивания, превышающая 0,1 мг, десятые доли миллиграмма находят передвижением рейтера по коромыслу. При необходимости более точного взвешивания рейтер устанавливают как и в предыдущем случае, а десятые и сотые доли миллиграмма находят по разности между нулевой точкой и найденной точкой равновесия на основании ранее определенной чувствительности весов для данной нагрузки.

Пусть, например, нулевая точка весов равна +0,5; точка равновесия весов при нагрузке 14,3300 г на правой чашке и рейтера на делении 3 мг равна +2,0; чувствительность весов при нагрузке в 14,5 г равна 4 делениям на 1 мг. Очевидно, что взвешиваемый предмет полностью не уравновешен. Если рейтер будет перенесен на деление 4 мг, то точка равновесия сдвинется на 4 деления влево, т. е. окажется равной -2,0. Чтобы точка равновесия совпала с нулевой точкой (+0,5), рейтер надо передвинуть на (2,0 - 0,5)/4,0 = 0,38 делений, т. е. на 0,38 мг. Следовательно, масса взвешиваемого предмета окажется равной 14,3300 г (на чашке весов) + 0,00038 г (показание рейтера) - 14,33038 г.

Во многих лабораториях используются двухчашечные равноплечие лабораторные аналитические весы ВЛА-200 г-М (АД-200) с такими основными характеристиками: наибольшая допустимая нагрузка 200 г; диапазон измерения по оптической шкале ±10 мг; погрешность из-за неравноплечности коромысла не более 2 мг. Управление гирями производится посредством лимбов. При вращении малого лимба происходит навешивание или снятие десятков миллиграммов, при вращении большого - сотен миллиграммов. Лимбы вращаются независимо друг от друга. Включение и выключение весов производится ручкой, надетой на валик арретира, вынесенного на переднюю стенку основания.

В настоящее время промышленность выпускает, главным образом, двухчашечные равноплечие весы типа ВЛР, например весы класса точности ВЛР-200г и ВЛР-20г. Весы ВЛР-20г, заменяющие полумикроаналитические весы ВЛМ-20г-М, отличаются большой чувствительностью и меньшими габаритными размерами. На базе весов ВЛР-200г с электронной приставкой выпускаются электронные весы ВЛЭ-200г.

Технические данные весов ВЛР-200г (рис. 78) и весов ВЛР-20г приведены ниже:

При пользовании весами типа ВЛР-200г, в первую очередь, включают осветитель в сеть, после чего, не открывая дверок шкафа весов, осторожно поворачивают до отказа диск арретира. Автоматически загорающаяся при этом электрическая лампочка освещает на экране вейтографа увеличенное изображение микрошкалы, прикрепленной к стрелке весов. Если весы не нагружены, нуль шкалы должен точно совпадать с вертикальной чертой на экране (риской). В ином случае совпадение достигается вращением регулировочного винта, находящегося снаружи на нижней доске весов над диском арретира. Затем груз помещают на левую чашку весов, а на правую - граммовые гири из набора гирь к весам; при этом находят массу числа целых граммов. Закрывают дверцу шкафа; поворачивая малый лимб с десятыми долями грамма, совмещают неподвижный указатель с различными цифрами диска. При каждом повороте диска необходимо предварительно арретировать весы. Установив число десятых долей грамма, находят сотые доли грамма с помощью большого лимба. Далее диск арретира поворачивают до отказа и, после прекращения колебаний стрелки коромысла, делают отсчет положения вертикальной линии по шкале на экране. Крупные деления этой шкалы, соответствующие миллиграммам, обозначены цифрами со знаком «+» или «-». Плюс показывает, что величину сделанного отсчета нужно прибавить к массе помещенных на весы разновесок, а минус - вычесть.

После окончания взвешивания записывают результат, снимают с весов взвешенный предмет и разновески. Чтобы освободить коромысло от встроенных гирь, вращают дисковые рукоятки до тех пор, пока неподвижный указатель не совместится с нулевым делением обоих дисков.

Кроме равноплечих аналитических весов типа ВЛР промышленность выпускает одноплечие весы 2 класса типа ВЛДП-100г (рис. 79). Принцип взвешивания на двухпризменных весах основан на уравновешивании момента, создаваемого грузом, и момента, получаемого при снятии с подвески встроенных гирь. Коромысло весов представляет собой неравноплечий рычаг; на коротком плече закреплено седло с грузоприемной призмой, а на длинном - отсчетная шкала. На грузоприемную призму коромысла подушкой опирается серьга, к которой жестко прикреплена планка для наложения встроенных гирь. Для снятия и наложения встроенных гирь служит гиревой механизм. Одновременно со снятием гирь в трех левых окнах экрана высвечивается значение их массы (в г). При точном взвешивании коромысло успокаивают с помощью воздушного демпфера; при предварительном – масляного. Ручка ввода весов в рабочее положение находится с левой стороны весов. Предварительное взвешивание осуществляют поворотом ручки от оператора, точное - на оператора. Нулевое положение шкалы при предварительном взвешивании регулируют ручкой, находящейся с правой стороны весов, вверху; при точном взвешивании - ручкой внизу. Механизм предварительного взвешивания предназначен для определения массы встроенных гирь. Для снятия отсчета по шкале на экране имеется отсчетная отметка в виде двух параллельных штрихов.

Результат взвешивания определяется суммой показаний отсчетной шкалы, счетчиков гиревого механизма и делительного устройства. Диапазон взвешивания от 0 до 100 мг. Цена наименьшего деления шкалы 0,05 мг. Погрешность взвешивания ±0,065 мг.

Установка аналитических весов

Установка аналитических весов начинается с выбора помещения и организации рабочего места химика. Помещение для установки весов 1 и 2 классов должно состоять из весовой комнаты и препараторской. Одно из условий, предъявляемых к весовой комнате, - полная изолированность ее от смежных лабораторных помещений.

Для весовой комнаты выбирают светлое сухое помещение. Желательно, чтобы оно было расположено на первом этаже, окнами на северную сторону. В весовой комнате должна поддерживаться постоянная температура - около 20°С. Весы нужно предохранять от воздействия тепловых и воздушных потоков, а также от сырости, пыли, вредных газов и сотрясений. Чтобы уменьшить влияние воздушных и тепловых потоков, рекомендуется закрыть плотными шторами окна и двери. Окна должны быть снабжены двойными рамами и плотно замазаны; окна и форточки открывать нельзя. Проветривать весовое помещение рекомендуется вентилятором, и лишь тогда, когда не ведется взвешивание. Пол рекомендуется покрыть линолеумом, который легко очищается от пыли и является плохим проводником тепла.

Весы следует устанавливать в горизонтальном положении на особо прочных постаментах, предохраняющих весы от всяких сотрясений. Не рекомендуется переносить весы с места на место.

Аналитические весы с предельной нагрузкой 100 г и больше рекомендуют устанавливать на консольный стол, состоящий из бетонной плиты, свободно лежащей на амортизирующих резиновых или пенопластовых прокладках в обвязке стола, покоящейся на двух металлических кронштейнах, прикрепленных к капитальной стене.

Полумикроаналитические весы целесообразно устанавливать на столе с массивными ножками. Стол состоит из массивной крышки, в раму которой вложен войлок, железобетонная мозаичная плита и линолеум.

Лампы в весовой комнате должны достаточно освещать шкалу весов и, вместе с тем, не нагревать коромысла. Лучше всего устанавливать лампы дневного света.

В весовой комнате следует вывесить таблицу с основными правилами обращения с весами.

Необходимо тщательно следить за чистотой весовой комнаты. По окончании взвешивания весы рекомендуется покрывать чехлами.

На консольный стол или полку на кронштейнах, где установлены весы, нельзя ничего ставить. Слева от стола (полки) целесообразно иметь передвижной столик для эксикатора со взвешиваемым веществом и для производства записей.

Правила пользования аналитическими весами

1. Нагрузка на чашках весов не должна превышать наибольшей для данного типа весов. Взвешивают только сидя против весов, опираясь руками на крышку стола. Взвешиваемый предмет берут пинцетом, щипцами или чистой бумагой и помещают на середину левой чашки. Химические вещества взвешивают в стеклянной посуде (бюкс, ампула). Нельзя помещать химические вещества непосредственно на чашку весов или производить взвешивание на листочке бумаги.

2. Взвешиваемый предмет должен иметь ту же температуру, что и весы. Поэтому перед взвешиванием следует вещество выдерживать в эксикаторе вблизи весов в течение 20-30 мин. Если при взвешивании над весами включают лампу, то сделать это надо за 10-15 мин до начала работы.

3. Прибавлять или убавлять взвешиваемое вещество следует только вне шкафа весов. Если взвешиваемое вещество просыпано на чашку весов или на дно шкафчика, надо немедленно вымести его кисточкой.

4. Гири следует помещать на правую чашку весов таким образом, чтобы они находились в центре чашки. Брать гири следует пинцетом с костяными (пластмассовыми) наконечниками.

5. Когда взвешиваемое вещество или гирьки кладут на чашку весов или, снимают с них, весы должны быть арретированы.

6. Перед каждым взвешиванием следует проверять, а если нужно, то и устанавливать их нулевую точку. Во время наблюдения за отклонением стрелки весов дверцы шкафа должны быть закрыты.

7. При уравновешивании взвешиваемого предмета начинают с больших разновесок и затем переходят к более мелким.

Следует всегда пользоваться наименьшим числом разновесок, например, брать разновеску в 2 г, а не две разновески по 1 г. На чашке весов разновески должны лежать в определенном порядке; мелкие разновески не следует класть друг на друга. Большие разновески надо помещать в центре чашки, чтобы она не качалась.

Ошибки взвешивания и их устранение

Ошибки при точном взвешивании могут происходить от различных причин: от неравноплечести весов; от взвешивания в воздухе, а не в пустоте; от изменения массы тел в процессе взвешивания вследствие колебаний температуры, влажности и давления воздуха; от неточных значений масс гирь; от инструментальных погрешностей.

Ошибки от неравноплечести весов большей частью возникают при методе простого взвешивания на весах периодического качания. Однако поправки на неравноплечесть не всегда требуются. Так, при определении процентного состава вещества (в % (масс.)), когда взвешивание анализируемого вещества и его весовой формы производят на одних и тех же весах и когда взвешиваемые вещества помещены на одну и ту же чашку, относительная ошибка при обоих взвешиваниях будет примерно одинаковой. Но когда требуется определить абсолютную массу предмета с точностью, превышающей 0,1 мг, приходится прибегать к методам взвешивания, исключающим поправки на неравноплечесть, например к методу замещения.

Метод замещения по Борда заключается в следующем. Измеряемую массу помещают на правую чашку весов и уравновешивают любой тарной массой на левой чашке. Определяют положение равновесия E1. Затем с правой чашки снимают измеряемую массу, не снимая тары с левой, и накладывают вместо снятой массы гири в таком количестве, чтобы получить возможность отсчета по шкале, и определяют положение равновесия E2. Результат измерения равен массе наложенных гирь плюс отсчет по шкале и определяется по формуле (Е1 - E2)S, где S - чувствительность весов.

Метод замещения, предложенный Д. И. Менделеевым, состоит в том, что на одну из чашек помещают гири в количестве, соответствующем предельной нагрузке весов, и уравновешивают весы тарным грузом. Взвешиваемое тело помещают на чашку с гирями и снимают такое количество гирь, чтобы весы пришли в положение исходного равновесия. Значение массы взвешиваемого тела определяется как алгебраическая сумма массы снятых с чашки гирь и показаний по шкале весов. Этот метод положен в основу принципа действия двухпризменных одноплечих весов.

Ошибки, вызванные взвешиванием в воздухе, вытекают из общеизвестного физического закона, что каждое тело, погруженное в жидкость (газ), теряет в своем весе столько, сколько весит вытесненная им жидкость (газ). Все тела, следовательно, в воздухе весят меньше, чем в пустоте. Обычное взвешивание в воздухе приводило бы к правильному результату, если бы гири теряли в своей массе столько же, сколько теряет взвешиваемое тело. Однако аналитический разновес обычно изготовляют из нержавеющей стали (р = 8,0 г/см3) или из латуни (р = 8,4 г/см3), а миллиграммовые разновески - из алюминия (р = 2,7 г/см3). Если плотность взвешиваемого тела меньше плотности гирь, то тело вытесняет больше воздуха, чем гири и, следовательно, в воздухе оно весит меньше, чем в пустоте. Величина ошибки обычно не превышает 0,04-0,05%.

Ошибки, вызванные изменением массы тел в процессе взвешивания, могут происходить вследствие поглощения или потери влаги, испарения летучих веществ, изменения температуры, невнимательности и неаккуратности экспериментатора. Эти ошибки могут быть устранены взвешиванием веществ по разности в герметически закрываемой стеклянной посуде малого объема. При взвешивании по разности положение нулевой точки можно не учитывать.

Погрешности массы гирь зависят от степени точности подгонки их массы к номинальному значению, погрешности аттестации и от необратимых изменений массы в межпроверочном периоде, в основном из-за коррозии. Ошибки, связанные с неточностью масс используемых гирь, можно устранить сличением их с массой образцовых гирь на тех весах, на которых будут с ними работать.

Микро- и ультрамикровесы

Для особо точных измерений небольших масс при проведении физико-химических исследований и микроанализов используют точные рычажные и безрычажные весы различных конструкций.

Выпускаются рычажные пружинные весы с предельной нагрузкой от 20 до 100 мг, с ценой деления 10 в минус 7 – 10 в минус 5 мг (ВЛУ-20мг и ВЛУ-100мг). Принцип действия этих весов основан на уравновешивании момента, создаваемого измеряемой массой, закручиванием кварцевой растяжки. По конструкции это весы на растяжках с равноплечим коромыслом и нулевым методом взвешивания. Коромысло помещено в специальный контейнер, предохраняющий его от действия воздушных потоков и одновременно служащий теплораспределителем. Чашка с взвешиваемым грузом выносится из колонки коромысла в боковой отсек витрины манипулятором, который сблокирован с механизмом открывания и закрывания колонок. Отсчет результатов измерения производится по шкале измерительного лимба, цена деления которой составляет 0,00032 мг (ВЛУ-20мг) и 0,0005 мг (ВЛУ-100мг). Время успокоения колебаний коромысла около 1,5 мин.

Микроаналитические весы ВЛМ-1г предназначаются для взвешивания драгоценных камней и металлов, а также для различных веществ при микрохимических анализах повышенной точности. Весы имеют равноплечие коромысла с двумя подвесками и чашками. Полное механическое гиреналожение осуществляется двумя гиревыми механизмами. Весы снабжены механизмом выноса левой чашки. Диапазон измерения по оптической шкале ±1 мг. Цена деления оптической шкалы 0,01 мг. Погрешность взвешивания ±0,07 мг.

Для быстрого определения массы очень малых количеств веществ часто используют торсионные (пружинные) весы (рис. 80). Они отличаются от квадрантных тем, что грузоприемная чашка в них заключена в витрину и снабжена арретирным приспособлением. Торсионные весы выпускаются с различными пределами взвешивания. В лабораторной практике часто используют модель ВТ-500. Предельно допустимая нагрузка весов 500 мг, а наименьшая - 10 мг. Абсолютная погрешность показаний в любой отметке шкалы не более ± 1 мг.

Измерительный элемент в торсионных весах - пружина, натяжением которой при закручивании уравновешивается взвешиваемая проба. Угол закручивания пружины пропорционален массе взвешиваемой пробы, поэтому шкала весов проградуирована в единицах массы.

При пользовании торсионными весами ВТ-500 их устанавливают по уровню 1 посредством опорных винтов 2, после чего освобождают коромысло 3 передвижением вправо закрепительного рычага 4. Указатель массы 5 устанавливают на нуль с помощью рычага натяжения 6. При таком положении весов указатель равновесия 7 перекрывает черту равновесия или же приводится в это положение тарировочной головкой, находящейся на оборотной стороне весов в центре. Затем закрепляют коромысло, передвигая закрепительный рычаг влево до отказа, и приступают к взвешиванию. Для этого открывают предохранительную крышку 8, на крючок коромысла 9 подвешивают взвешиваемый груз и вновь закрывают крышку. Коромысло освобождают, передвигая рычаг 4 вправо. Поворачивая рычаг 6 влево, перемещают указатель 5 до тех пор, пока указатель 7 не установится точно на черте равновесия. В таком положении указатель 5 показывает на шкале величину массы измеряемого груза. После взвешивания закрепляют коромысло, передвигая влево рычаг 4, открывают крышку 8, снимают с крючка груз и закрывают крышку. Рычаг 6 перемещают вправо, устанавливают указатель 5 на нуль - и весы готовы для следующего взвешивания.

Аналитические весы - наиболее распространенный класс дву- и одноплечих коромысловых весов различных модификаций с максимальной нагрузкой до 200 г и чувствительностью 0,01-0,1 мг. Микроаналитические весы отличаются от аналитических лишь тем, что у них предельная нагрузка около 20 г, а чувствительность доведена до 0,01-0,001 мг. Под ультрамикровесами понимают все весы, чувствительность которых составляет 10 -5 - 10 -3 мг, а максимальная нагрузка колеблется от 1 г до 10 г.

В аналитических весах новейших типов разновес находится около коромысла (встроенные гири) и навешивается на него либо механическим, либо автоматическим приспособлением при взвешивании вещества. В этом случае подбор гирь становится намного легче и проще, устраняется необходимость в тщательном центрировании на чашке гирь большой массы. Исключается также открывание дверцы весов, и поэтому внутри их не создаются воздушные вихри, нарушающие температурный режим взвешивания.

Основные узлы аналитических весов. Порядок взвешивания на аналитических весах разного вида определяется инструкцией, прилагаемой к каждому типу весов. Здесь рассмотрим наиболее важные узлы и характеристики взвешивания.

Арретир (нем. Arretier(ung), франц. arreter - фиксировать, останавливать) - приспособление для установки и закрепления коромысла весов в нерабочем положении, чтобы предохранить ребра призм от быстрого изнашивания. Другое название этого приспособления - изолир. У арретированных весов ни одна призма не касается своих опорных агатовых подушек. Расстояние между ребром призмы и плоскостью подушки составляет у арретированных весов 0,1-0,3 мм. Такой небольшой зазор позволяет сохранять постоянными места соприкосновения призм с подушками и исключает сильные удары призм о грузоприемные подушки при неосторожном опускании коромысла арретиром. У арретированных весов чашки висят не на коромысле, а покоятся на упорах (см. рис. 64, а).

Рис. 66. устройство вейтографа

Рис. 67. Устройство демпфера Кюри (а)и и пластинчатого демпфера (б):|Н

а: 1 - стойка коромысла; 2 - стрелка весов;3 - стакан, висящий на коромысле; 4 - стакан,закрепленный на стойке весов; 5 - крючок коромысла

Опускать арретир надо очень медленно, чтобы призмы мягко соприкоснулись с опорными подушками, а не ударились бы о них. Только тогда, когда коромысло весов начнет уже покачиваться и дрогнет конец стрелки, можно несколько ускорить движение арретира и опустить его до конца.

Пока весы не арретированы, ничего нельзя помещать на чашки, а также снимать с них что-либо или вообще трогать весы, открывать или закрывать боковые дверцы и поднимать переднюю.

Стрелка весов и шкала - наиболее простые отсчетные устройства для определения положения нулевой точки. При рассмотрении шкалы невооруженным глазом размер деления нельзя делать меньше 1 мм, так как это сильно затруднит наблюдение: оценить положение стрелки относительно шкалы можно только с точностью до 0,5 мм при условии, что стрелка движется вблизи шкалы.

В современных аналитических весах применяют для отсчета отклонения стрелки оптические устройства, позволяющие доводить точность отсчета до 0,001-0,005 мм. Такие устройства называют вейтографами (рис. 66). Луч света от осветителя 1, расположенного сзади весов, проходит через линзы 2 и окно в колонке 3 коромысла и микрошкалу 5, закрепленную в нижней части стрелки 4 весов. Затем луч света попадает в объектив 6 установленный перед стрелкой, а после него отразившись от двух зеркал 7 и 8, падает на матовый экран 9, на котором в качестве отсчетного знака нанесена вертикальная черта. Исследователь видит на экране в увеличенном виде деления микрошкалы, перемещающиеся относительно вертикальной черты.

Для уменьшения числа колебаний коромысла около положения равновесия, а следовательно, и перемещения стрелки со шкалой или вдоль шкалы, применяют успокоители колебаний -демпферы.

Демпфер (от нем. Dampfer - глушитель) может иметь разное устройство. На рис. 67 приведена схема демпфера Кюри и пластинчатого демпфера. При наклонении коромысла весов вправо верхний стакан 3 (рис. 67, а) демпфера Кюри сжимает в нижнем неподвижном стакане 4 воздух и заставляет его выходить по длинному извилистому пути наружу. Работа выхода воздуха совершается за счет энергии колебаний весов, что и приводит к быстрому торможению колебаний.

В пластинчатом демпфере (рис. 67, б) роль верхнего стакана выполняет плоский диск-поршень 2, жестко скрепленный с концом коромысла весов. Диск перемещается в стакане 1 с небольшим радиальным зазором. Сопротивление движению регулируют путем перемещения заслонки 3. Такой демпфер применяют преимущественно в двухпризменных весах.

Встречаются весы с магнитным успокоителем, в котором пластинка из немагнитного материала, прикрепленная к коромыслу, перемещается между полюсами постоянного магнита.

Кюри Пьер (1859-1906) - французский физик и химик, лауреат Нобелевской премии по физике. Один из основателей учения о радиоактивности.

Нулевая отметка - это среднее арифметическое показаний отклонений стрелки от положения равновесия, наблюдаемых при качаниях ненагруженных весов. Нулевую отметку проверяют перед каждым взвешиванием и определяют ее методом качаний, основанным на измерении 3-5 последовательных отклонений стрелки в одну и другую сторону. Первые 2-3 колебания после осторожного опускания коромысла арретиром не принимают во внимание, а последующие отклонения стрелки записывают. Например, получены отклонения стрелки влево: 5,6; 5,8 и 5,9 (рис. 68). Среднее значение 17,3:3 = 5,8. Отклонения вправо составили 14,9 и 14,7. Среднее значение 29,6:2 = 14,8. Тогда нулевая отметка равна 1/2(5,8 + 14,8) = 10,3. Для проверки полученного результата повторяют определение положения нулевой отметки три раза, каждый раз опуская коромысло весов при Помощи арретира, а затем поднимая его.

Из полученных трех результатов берут среднее арифметическое, которое и принимают за истинное положение равновесия (нулевую отметку). Отсчеты берут с точностью до десятых долей Деления, начиная всегда с какой-нибудь одной стороны шкалы. на рис. 68 приведены отсчеты по шкале, имеющей нуль слева.

В весах с демпферами положение равновесия (нулевая отметка) отсчитывают непосредственно по шкале после полной остановки стрелки. Показания весов считают устойчивыми, если отклонения от положения нулевой отметки каждый раз не превышают 0,2 деления шкалы. Масса взвешиваемого вещества будет равна массе гирь только в том случае, когда при взвешивании стрелка весов будет находиться в положении равновесия, отвечающего в данном случае делению шкалы 10,3.

Рис. 68. Отсчет показаний стрелки весов при колебаниях коромысла

Чувствительность весов - это минимальное изменение массы, которое весы в состоянии отметить. Чувствительность коромысловых весов определяют числом делений шкалы, указываемых стрелкой коромысла при нагрузке чашки 1 мг. Чем меньше масса предмета, вызывающая отклонение стрелки на одно деление шкалы, тем чувствительнее весы. Чувствительность весов - это цена (в мг) одного деления шкалы.

Чувствительность весов зависит от расстояния 1 (см. рис. 64) между центром тяжести коромысла и линией опоры ребра опорной призмы. Чтобы весы стали чувствительнее, т. е. чтобы меньший груз отклонял стрелку на больший угол, надо уменьшить значение 1. Для этого на аналитических весах подвинчивают гайку вверх по винту, установленному вертикально над коромыслом, или перемещают специальную муфточку на стрелке весов. Излишнее увеличение чувствительности весов не рекомендуется, так как при этом сильно возрастает период колебаний стрелки, а значит, и время, требующееся на взвешивание. Поэтому устанавливают центр тяжести на такой высоте, чтобы груз 1 мг вызывал отклонение стрелки не более чем на 3-4 деления шкалы.

Для определения чувствительности аналитических весов при полной их нагрузке на каждую чашку помешают гири по 200 г и после 2-3 колебаний стрелки записывают ее отклонение вправо на L1 делений шкалы, влево на l2 делений и снова вправо на h делений шкалы. Положение нулевой отметки L1 будет равно:

L1 = 1/4(L1 + 2L2 + L3). (3.1)

Затем, не арретируя весы, добавляют на одну из чашек гирю о очень малой массой т (1-2 мг) и снова определяют из показаний стрелки нулевую отметку L2 по формуле (3.1). Тогда чувствительность весов будет равна в мг/деление шкалы.

S= m/L1 + L2) (3-2)

Подобным образом определяют чувствительность весов при всякой другой нагрузке.

Обычно проверку чувствительности весов проводят при полной нагрузке и при 1/10 ее части.

Так как чувствительность весов следует находить при каждом точном взвешивании, то для сокращения времени ее определяют по предварительно построенному графику, отложив на оси абсцисс нагрузку, а на оси ординат - соответствующую этим нагрузкам чувствительность.

у хороших весов чувствительность не зависит от нагрузки и график будет представлять горизонтальную прямую. Однако с течением времени, по мере затупления ребер призм коромысла, чувствительность весов все больше начинает зависеть от нагрузки.

Значение чувствительности аналитических весов и положение нулевой отметки принимают во внимание при точном взвешивании, после того как уже записаны значения целых миллиграммов по показаниям делений коромысла, на которые посажен рейтер. Если чувствительность весов равна S = 0,05 мг/деление шкалы, а отклонение стрелки от нулевой отметки при нагрузке, например, в 20,531 г равно 5 делениям шкалы, причем чашка с грузом отклонилась вниз по сравнению с гиревой чашкой (недогруз), то для получения истинной массы груза к нагрузке в 20,531 г добавляют 5S = 0,25 мг и масса груза будет равна 20,53125 г.

Применение весов и любого подобного измерительного оборудования считается популярным мероприятием в разных сферах деятельности человека. Но в зависимости от поставленной задачи нужно подбирать индивидуальные варианты весов, которые сочетают в себе соответствующие технические и функциональные особенности.

И в данном материале рассмотрим аналитические весы, а именно их главные технические качества, особенности эксплуатации, а также сфера применения имеет индивидуальные особенности. Аналитические весы - это специальное оборудование, которое отыскало свое применение в лаборатории, так как это разновидности лабораторного оборудования с идеальными рабочими свойствами для точного выполнения поставленных задач. Но к выбору нужно отнестись с особой внимательностью, поскольку только так можно рассчитывать на получение работоспособности и выполнения работ на соответствующем уровне.

Чем аналитические весы отличаются от другого измерительного оборудования? В первую очередь отмечается точность, поэтому исключаются любые погрешности в проводимых измерениях. Да и проведение, как химических, так и физических анализов - это важное эксплуатационное качество приспособления.

Компания https://www.mt.com/ru/ru/home/products/Laboratory_Weighing_Solutions/Analytical.html предоставляет качественные аналитические весы, которые смогут справиться с измерительными работами действительно грамотно, исключая при этом любые погрешности.

Назначение аналитических весов и способ их применения

Столкнулись с аналитическими весами? В таком случае стоит рассмотреть не только их технические качества, но и способ применения, поскольку только так можно рассчитывать на получение точных сведений по поводу того, для чего может применяться такое устройство.

Аналитические весы - это устройство для измерения массы средства в лабораторных условиях, так как для работы применяются макрометоды, которые позволяют справиться даже с самыми сложными задачами.

Назначение лабораторных весов - определение массы предметов и жидких или сыпучих веществ. В зависимости от того где применяются эти приборы, к ним предъявляются определенные требования. Для взвешивания продуктов в магазинах и супермаркетах допускается определенная погрешность в показаниях, а вот в ювелирных мастерских, фармакологии и испытательных лабораториях используются измерительные приборы с высоким классом точности.

Описывая лабораторные весы , следует сразу отметить, что это универсальные приборы, которые используются для различных препаративных и аналитических исследований. Механические весы давно ушли в прошлое, уступив место электромеханическим или электронным приборам.

Современные электронные - очень точные и практичные приборы, они не требуют использования дополнительных громоздких механических гирь и других деталей. Устройство лабораторных весов сложное в техническом плане, одновременно приборы простые в использовании. Они оборудованы электрическими датчиками, передающими информацию о массе взвешиваемых объектов или веществ на информативный дисплей.

Ко всем лабораторным весам предъявляются общие технические требования . Характеристики приборов должны отвечать определенным требованиям ГОСТ и регламенту протокола Совета по метрологии, стандартизации и сертификации.

Классификация лабораторных весов

В зависимости от сферы применения и класса точности, классифицируются по следующим типам:

1. Аналитические весы. Это оборудование отвечает 1-2 классу точности и определяет массу объектов с точностью до 5 знака после запятой, а погрешность таких приборов не превышает 0,0002 гр.
2. Лабораторные весы класса 3,4. Эти приборы определяют массу с точностью до третьего знака после запятой.
3. Технические весы, соответствующие среднему классу точности. Они позволяют взвешивать образцы с точностью до 1/10 гр.

В зависимости от класса точности и определяются с тем, какие лабораторные весы подобрать для тех или иных целей.

Что взвешивают на лабораторных весах?

Современные электронные лабораторные весы используются для взвешивания грузов, массой от 10 мг. Они применяются в фармакологии и медицине для точной дозировки препаратов. Эти измерительные приборы получили широкое применение в пищевой промышленности и химической отрасли. Минимальная погрешность лабораторных весов позволяет использовать их там, где нужно с высокой точностью определить массу объектов или определить вес образцов.

Различные классы точности определяют их предназначение. Чем выше оборудование по классификации, тем точнее показатели.

Как выбрать?

Задумываюсь над тем как выбрать , следует учитывать нижеприведенные факторы:

• наибольший измерительный предел весов. Он определяется максимальной массой взвешиваемой тары и образца.
• калибровка с помощью встроенного груза. Этот процесс автоматически запускается по сигналу датчика температуры, встроенного в измерительный прибор.
• функциональные характеристики и должны позволять решать, при взвешивании, нестандартные задачи (определять вес сложной по форме тары, фильтров, нивелировать статистические заряды, калибровать пипетки и т.д).

В комплекте с лабораторными весами должно прилагаться руководство по эксплуатации , в котором детально описано: как определить нулевую точку , какой НмПВ (минимальный предел взвешивания) прибора, соответствующий механизм калибровки и другая информация о характеристиках и возможностях оборудования.

Лабораторные технические весы

Лабораторные технические и аналитические весы

Весы предназначены для измерения массы. В лабораториях технического анализа пользуются лабораторными техническими и анали­тическими весами. Все более широко применяют электрон­ные весы.

Лабораторные весы 2-го класса Т – 200 (рис. 2.12)

Позволяют взвешивать с точностью до 0,01 г с предельной нагрузкой до 200 г. К весам прилагается разновес - набор гирь, помещенный в специальный футляр.

Основной рабочей частью весов является коромысло 1, на концы которого с помощью двух серег 2 и стремян (ду­жек) 3 подвешены две чашки весов 4. В середине коромыс­ла укреплена длинная стрелка 5. Коромысло имеет три трехгранные призмы: центральной призмой оно опирается на колонку весов, а на две боковые призмы вешаются серь­ги. Колонка весов укреплена на доске - подставке 6, опи­рающейся на три ножки 7 (две винтовые); с их помощью колонку весов устанавливают вертикально по отвесу 8.

Весы имеют приспособление, называемое арретиром 9, который поддерживает чашки в нерабочем положении и снимает нагрузку с призм. Чтобы привести весы в рабочее положение, нужно опустить арретир поворотом маховичка арретира.

Весы являются точным измерительным прибором, нуж­дающимся в бережном обращении и хорошем уходе. Необ­ходимо их оберегать от толчков, запылений, действия паров кислот; время от времени нужно проводить их чистку. Для того чтобы отдельные детали весов не перепутывались во время сборки, многие из них пронумерованы одним и тем же номером. При сборке весов все детали с одинаковым номером соединяют друг с другом. Например, серьги, стре­мя и чашки, имеющие цифру «1», вешают на плечо коро­мысла с цифрой «1». Нужно следить, чтобы регулировоч­ные винты на концах коромысла не были погнуты, а балансирные гайки легко ходили по нарезке.

Нельзя допускать при взвешивании превышения допу­стимой нагрузки (200 г). Обычно предельная масса, допу­стимая для взвешивания, указывается на коромысле весов; свыше этой величины весы нагружать нельзя.

Разновес лабораторных весов должен всегда храниться в футляре. Брать гири руками не разрешается, их можно брать только пинцетом, имеющимся в футляре разновеса. Класть гири на стол не разрешается. Масса мелких разно­весов (<1 г) указывается в миллиграммах. Например, гирька с надписью 200 имеет массу 0,2 г и т. д. Гирьки менее 1 г делаются из алюминия.

Наборы гирек обычно следующие.

Граммовый разновес:

100, 50, 20, 10, 10, 5, 2, 1, 1 г

или 100, 50, 20, 20, 10, 5, 2, 1, 1 г

Миллиграммовый разновес:

500, 200, 100, 100, 50, 20, 10, 10 мг

или 500, 200, 200, 100, 50, 20, 10, 10 мг

Миллиграммовые разновесы для удобства их отличия делаются разной формы:

500 и 50 мг – шестиугольники,

200 и 20 мг – квадраты,

100 и 10 мг – треугольник.

Все они имеют отогнутый край, чтобы удобно было захватывать пинцетом. Миллиграммовые разновесы хранятся под стеклом. Для точного взвешивания от 0,1 до 10 мг разновесы не применяют, так как они были бы слишком малы и неудобны для использования. Поэтому применяется особый способ. Над коромыслом весов расположен металлический стержень, по которому передвигается крючок. На крючок одет витой из тонкой проволоки так называемый рейтер (гусарик). Он весит точно 10 мг. На каждом плече коромысла весов имеются деления и прорези, на которые укладывается рейтер до достижения равновесия. Деления на коромысле прибавляются или отнимаются от веса в зависимости от положения гусарика.

Перед началом взвешивания весы устанавливают на столе по отвесу и проверяют правильность их работы. Для этого опускают арретир и наблюдают за колебаниями стрелки по шкале. Если стрелка отклоняется от нуля впра­во и влево на одно и то же число делений по шкале, то это означает, что весы работают правильно. Если стрелка от­клоняется в одну сторону больше, чем в другую, необходи­мо проверить сборку весов, правильно ли опираются серь­ги на призмы, чисты ли призмы и гнезда для них, нет ли загрязнений на чашках. Если стрелка незначительно отклоняется в одну сторону, то это устраняют подвинчиванием регулировочных винтов на концах коромысла.

Взвешиваемый предмет помещают на левую чашку ве­сов, а разновес на правую. Нельзя взвешивать горячие, слишком холодные и мокрые предметы. Сыпучие вещества не следует взвешивать непосредственно на чашке весов, их нужно насыпать и взвешивать в предварительно взвешен­ном и сухом стакане или на часовом стекле (можно взве­шивать в тиглях, бюксах, чашках).

Снимать и класть разновес нужно только при арретированных весах. Сначала ставят крупную гирьку, предполо­жительно наиболее близко подходящую к массе взвешива­емого предмета, затем, последовательно заменяя или до­бавляя более мелкие гирьки, добиваются состояния равно­весия. Весы можно считать находящимися в равновесии, если отклонения стрелки весов вправо и влево от средней черты отличаются друг от друга не более чем на одно де­ление.

Рисунок 2.14 – Весы лабораторные квад­рантные 4-го класса с выборкой тары типа ВЛКТ:

1 – чашка; 2 – цифровой указатель и световая шкала массы; 3 – ручка установки нуля; 4 – ручка уст­ройства накладки гирь

Рисунок 2.15 – Технические лабораторные весы (США)

Полученную массу - сумму всех положенных на чаш­ку весов гирь - подсчитывают, записывают и тут же укла­дывают гири в футляр, проверяя еще раз их сумму. Оста­влять на весах что-либо после взвешивания не разрешается, они должны быть чистыми и готовыми к следующему взве­шиванию.

Лабораторные весы 1-го класса Т1-1 (рис. 2.13).

Предельная нагрузка до 1 кг. Весы помещены в застекленную деревянную витрину с тремя дверцами. Они имеют устройство для механического накладывания миллиграмовых гирь (общей массой от 0,01 до 0,99 г). Гири имеют форму проволочных колец, их накладывают и снимают поворотом лимба, укрепленного в правой части витрины. Лимб снабжен цифрами (миллиграммы) и указателем мас­сы наложенных гирь. Лимб следует поворачивать при за­крытом арретире до совмещения цифр лимба с указате­лем. Гири накладываются при закрытых дверцах витрины, что ускоряет и облегчает взвешивание.

На этих весах взвешивание ускоряется еще и потому, что колебания стрелки коромысла быстро затухают под тормозящим действием лопатки стрелки, помещенной в масляную ванну. На коромысле весов укреплены балансирные винты и гайки, а также регулятор центра тяжести коромысла.

Лабораторные квадрантные весы ВЛКТ (рис.2.14).

Двухпризменные, с верхним расположением чашки. Успо­коитель колебаний – магнитный. Отсчет результатов взвешива­ния производится по экрану. Наложение и съем накладных гирь осуществляется с помо­щью ручки, расположенной справа на металлическом кор­пусе весов. Весы работают от сети переменного тока через трансформатор, укрепленный под витриной весов.

Принцип действия весов основан на уравновешивании момента сил, создаваемого из­меряемой массой, отклонени­ем квадранта и встроенными гирями. Весы имеют механизм компенсации тары, который предназначен для уста­новки шкалы на нулевую отметку после размещения тары на чашке весов. Сотни или тысячи граммов отсчитывают по счетчику, в окне которого появляются цифры в зависи­мости от массы гирь, снятых с подвески. Остальные циф­ры считываются по оптической шкале. Значение измеряе­мой массы тела находят суммированием показаний на счет­чике и на оптической шкале. Выпускается шесть модифика­ций квадрантных весов 4-го класса ВЛКТ и ВЛК с пределами взвешивания от 160 г до 10 кг.­

Технические весы выпускают одночашечными и двухчашечными (рис.2.15).

Аналитические весы являются самым точным и самым необходимым прибором для проведения количественных определений. Любой анализ всегда начинается с взятия навески, то есть отвешивания определенной порции анализируемого материала. Весовой (гравиметрический) анализ также начинается взвешиванием.

Погрешность обычного анализа не превышает десятых долей процента. Для анализа берут относительно небольшую навеску исследуемого вещества (несколько десятых долей грамма), так как с большим количеством вещества проводить различные аналитические операции весьма неудобно, и это требует много времени.

Весы лабораторные равноплечие ВЛР-200 (рис. 2.16).

Двухчашечные аналитические весы с предельной допустимой нагрузкой 200 г. Наложение и снятие гирь сотен миллиграммов (десятых граммов) производится с помощью лимба. Десятки и единицы миллиграммов считываются по шкале на экране, десятые и сотые миллиграммов считываются по диску делительного устройства. Отсчет результатов взвешивания производится до пятого знака. Погрешность весов при взвешивании до 50 г составляет + 0,50 мг, при взвешивании от 50 до 200 г + 0,75 мг. Включение и выключение освещения отсчетной шкалы весов производится автоматически при повороте арретира, вынесенного на боковую стенку основания весов.

Для пользования весы включают в осветительную сеть, далее, не открывая дверок шкафа, осторожно поворачивают арретир до отказа. При этом загорается лампочка, освещающая на экране изображение микрошкалы, прикрепленной к стрелке весов. При ненагруженных весах нуль шкалы должен находится точно в центре оконца экрана. Если такого совпадения нет, то его достигают вращением регулировочного винта (корректора), находящегося на нижней доске над арретиром. После установки точки нуля груз помещают на левую чашку весов, а на правую – гири из набора гирь, полагающихся к весам. При этом находят массу гирь в целых граммах (с недостачей). После закрывания дверцы – поворотом лимба с десятыми долями грамма, совмещают с неподвижным указателем последовательно различные цифры диска. При каждом перемещении диска необходимо предварительно арретировать весы. Установив число десятых долей грамма (с недостачей), находят сотые и тысячные доли грамма с помощью микрошкалы. Далее с помощью делительного устройства выводят показания микрошкалы точно посредине экрана между ориентировочными линиями. После этого производят отсчет и запись результатов взвешивания.

После отсчета весы арретируют, снимая накладные гири с чашки весов, лимб гиревого механизма ставят на нуль; делительное устройство также ставят на нуль и отключают весы от сети.

Весы лабораторные двухпризменные одночашечные с предварительным взвешиванием типа ВЛДП-100 (рис. 2.17).

Принцип взвешивания на этих весах основан на уравновешивании момента, создаваемого грузом, и момента, получаемого при снятии с подвесок встроенных гирь. Коромысло весов представляет собой неравноплечий рычаг; на коротком плече закреплено седло с грузоприемной призмой, а на длинном - отсчетная шкала.

На грузоприемную призму коромысла подушкой опирается серьга, к которой жестко прикреплена планка для наложения встроенных гирь. Снимаются и накладываются встроенные гири специальным гиревым механизмом. Одновременно со снятием гирь в трех левых окнах экрана высвечиваются значения их масс в граммах. При точном взвешивании коромысло успокаивается с помощью воздушного демпфера, при предварительном – масляного. Ручка ввода весов в рабочее положение находится с левой стороны весов. Предварительное взвешивание осуществляется поворотом ручки от оператора, точное – на оператора. Нулевое положение шкалы при предварительном взвешивании регулируют ручкой, находящейся с правой стороны весов, сверху; при точном взвешивании – ручкой внизу. Механизм предварительного взвешивания предназначен для определения массы встроенных гирь (в г). Для снятия отсчета по шкале на экране имеется отсчетная отметка в виде двух параллельных штрихов. Результат взвешивания определяют как сумму показаний счетчиков гиревого механизма, показаний отсчетной шкалы и делительного устройства. Цена наименьшего деления шкалы 0,05 мг.

Одноплечие автоматические весы ВАО-200 (рис.2.18).

Взвешивают на таких весах без применения разновеса. Гири подбирают с помощью бокового лимба. Показания массы считываются по лимбу (г) и табло (мг). Коромысло у этих весов установлено на специальной стойке, которая укреплена на базисной доске. К плечу коромысла, несущему чашку, подвешено два ряда гирь, общая масса которых равна предельной нагрузке весов – 200 г.