Аналитические весы являются самым точным и самым необходимым прибором для проведения количественных определений. Анализ всегда начинается со взятия навески, т.е. отвешивания определенной порции анализируемого вещества. Весовые (гравиметрические) определения заканчиваются также взвешиванием.

Точность 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 требуется много времени.

АДВ означает - аналитические демпферные весы, цифра 200 означает предельную допустимую нагрузку, 200 г (рис. 52).

Главной рабочей частью весов является коромысло. Посередине к коромыслу прикреплена длинная стрелка с микрошкалой. Коромысло имеет в середине трехгранную агатовую призму, обращенную одним своим ребром вниз. Этой призмой коромысло опирается на тщательно отполированную агатовую пластинку, укрепленную наверху колонны весов. На концах коромысла также находятся трехгранные агатовые призмы, обращенные одним ребром вверх. На эти призмы навешиваются серьги своими агатовыми площадками. На серьги подвешиваются на длинных дужках чашки весов с демпферами. Призмы и опорные площадки изготовляются из агата, так как этот минерал обладает очень большой твердостью, не гигроскопичен и стоек к действию паров и хлора (не стоек к действию паров фтористоводородной кислоты).

Точность работы весов зависит от того, насколько остро отточены ребра всех трех призм и насколько хорошо отполированы площадки для опоры призм. Рабочие ребра всех трех призм должны находиться в горизонтальной плоскости и быть строго параллельными друг другу и перпендикулярными к плоскости коромысла. С течением времени от работы весов острия призм и поверхности рабочих площадок постепенно изнашиваются и точность работы весов понижается.

Аналитические весы смонтированы на базисной доске, сделанной из мрамора или из стекла. Для предохранения от пыли, воздушных течений и т.п. они помещены в застекленный футляр с двумя боковыми дверцами и подъемной передней стенкой. Базисная доска опирается на два установочных винта и ножку. Под них подкладывают металлические подставки с полусферическими углублениями в центре. С помощью установочных винтов базисная доска устанавливается в горизонтальном положении, которое проверяют по шаровому уровню, укрепленному на ней.

Демпферы. Демпфер представляет собой полый алюминиевый цилиндр, сверху закрытый крышкой, а снизу открытый. Он подвешен к сережке и находится над чашкой весов. Этот цилиндр входит в другой цилиндр, большего диаметра, открытый сверху и закрытый снизу. Цилиндр укреплен неподвижно на колонке весов. При опускании плеча коромысла подвижный цилиндр вдвигается в неподвижный, воздух в цилиндре сжимается и, выходя через узкий зазор между стенками цилиндров, тормозит движение коромысла. Одновременно на другой стороне коромысла второй демпфер оказывает противоположно направленное действие. В результате такого торможения колебания коромысла быстро затухают.

Устройство для перемещения гирь. На правой сережке перпендикулярно коромыслу укреплена горизонтальная планка, которая служит для подвешивания на нее мелких разновесов от 10 до 990 мг. Каждая гирька подвешена на специальном крючке. С помощью системы рычагов гирьки навешиваются на планку поворотом двух лимбов, находящихся снаружи на правой стороне футляра весов. На большом (внешнем) лимбе нанесены деления 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, отвечающие соответственно 0, 100, 200, 300, и т.д. мг. На малом (внутреннем) лимбе нанесены цифры, означающие десятки мг - 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 мг. Рис. 53 показывает отсчет лимба, отвечающий нагрузке в 930 мг или 0,930 г.

Вайтограф. Устройство вайтографа и схема его действия видны из рис. 54. Лампа накаливания 1, которая включается и выключается автоматически при открывании и закрывании арретира, освещает через металлическую трубку прозрачную микрошкалу, прикрепленную к стрелке весов. Шкалу называют микрошкалой, так как ее деления очень мелки и увидеть их без увеличения невозможно. Микрошкала находится в фокусе объектива 7. Луч света, пройдя сквозь микрошкалу и объектив, а затем отразившись от двух зеркал 8 и 9, попадает на матовый экран 10. На экране появляется увеличенное изображение микрошкалы. Взвешивающий наблюдает не перемещение стрелки, а перемещение шкалы относительно риски, имеющейся на матовом экране.

Микрошкала вправо и влево от нуля разделена на 10 больших делений. Деления пронумерованы вправо от +1 до +10, влево от -1 до -10. Каждое большое деление шкалы разбито на 10 малых делений: цена делений равна 0,1 мг (0,0001 г). Чувствительность весов отрегулирована таким образом, чтобы при нагрузке одной чашки весов 10 мг стрелка микрошкалы отклонялась от нулевой точки точно на десять делений. Точность отсчета по шкале равна 0,1 мг. Точность работы весов составляет 0,2 мг. Для включения осветителя в сеть переменного тока к весам прилагается трансформатор, понижающий напряжение от 220 или 127 до 6 В.

Арретир. Для уменьшения изнашиваемости главных рабочих частей весы снабжены арретиром. Арретир поднимает коромысло весов и снимает нагрузку с призм. При этом серьги, на которых подвешены чашки весов с демпферами, также поднимаются и отделяются от призм. Чашки весов снизу подхватываются специальными тарелочками и удерживаются от раскачивания. В нерабочем состоянии весы всегда должны быть арретированы, т.е. арретир должен быть опущен.

Поворотный стержень арретира, оканчивающийся диском, прикреплен к нижней поверхности базисной доски; с ним связано включение вайтографа. Поворачивать его следует плавно, осторожно, так как рабочие части весов сильно изнашиваются от толчков и резких движений.

Разновес. К каждым весам полагается разновес - комплект гирь, помещенный в специальный футляр в определенной последовательности. В набор разновеса весов чаще всего входят следующие гири: 100, 50, 20, 20, 10, 5, 2, 2, 1 г. Гири изготовляются из латуни и электролитически покрываются сверху тонким слоем золота или платины (разновес 1-го класса), никелем или хромом для защиты от коррозии. К набору полагается пинцет с роговыми наконечниками, которым и надлежит брать гири для пользования.

Все взвешивания при выполнении анализа должны производиться на одних и тех же весах с применением одного и того же разновеса. Это необходимо, потому что поправки к разновесам у разных наборов различны по величине и по знаку, и поэтому при взвешивании на разных весах и с разными разновесами возможна заметная разница в результатах взвешивания одного и того же предмета.

Установка весов и правила обращения с ними

На аналитические весы оказывают вредное влияние: механические колебания, резкие изменения температуры, загрязненность воздуха парами и газами, вызывающими коррозию металлов (пары кислот, хлор, сероводород и др.). Для устранения вредного влияния этих факторов весы устанавливаются в отдельном помещении - весовой комнате, предназначенной только для выполнения взвешиваний. Для устранения влияния механических колебаний весы размещают на специальных столиках, укрепленных с помощью металлических кронштейнов на капитальных стенках. Если же капитальной стенке передаются колебания от двигателей большой мощности, электромоторов, прессов, молотов, проходящих мимо здания поездов и т.д., тогда весы устанавливают на мягкие резиновые амортизирующие подкладки.

Доска стола для весов делается из дерева твердой породы или из мрамора. Каждые весы устанавливаются на отдельном столике. Нельзя размещать аналитические весы около отопительных батарей. Нельзя допускать, чтобы на весы падал прямой солнечный свет. Весовая комната должна быть предохранена от проникновения вредно действующих паров и газов. При пользовании аналитическими весами необходимо строго соблюдать следующие правила.

1. Перед началом взвешивания проверяют состояние весов, смахивают кисточкой пыль с чашек и устанавливают точку нуля (см. ниже).

2. Взвешиваемый предмет и гирьки можно помещать на чашки весов и снимать с них только при закрытом арретире, т.е. когда арретир опущен. При открытом арретире к весам прикасаться нельзя. Диск арретира следует поворачивать медленно, плавно и осторожно.

3. Нельзя сдвигать весы с занимаемого ими места.

4. Не следует допускать перегрузки весов выше допустимого предела (100 г), так как это может привести к порче весов. В сомнительном случае предмет нужно взвесить на лабораторных химических весах и, убедившись, что масса его не превышает предельной, приступать к взвешиванию его на аналитических весах.

5. Нельзя на чашки весов помещать влажные и грязные предметы. Нельзя просыпать и разливать ничего внутри шкафа весов. Нельзя взвешивать горячие предметы, а также очень холодные. Взвешиваемый предмет должен иметь температуру помещения, в котором находятся весы.

6. Нельзя класть взвешиваемое вещество непосредственно на чашку весов. Нельзя производить взвешивание на листе бумаги. Взвешивания производят на часовом стекле, в бюксе, в тигле или в небольшом стаканчике. Гигроскопические вещества, а также жидкости, выделяющие едкие пары, взвешивают в закрытом бюксе.

7. При взвешивании разрешается пользоваться только боковыми дверцами шкафа весов, передняя стенка шкафа должна быть закрыта.

8. Гирьки при взвешивании следует брать только пинцетом. Гирьки могут находиться только на чашке весов или в футляре, в своем гнезде.

9. В нерабочем состоянии весы должны быть всегда арретированы (арретир опущен). Нельзя облокачиваться на столик, на котором стоят весы, мешать работающему на весах посторонними разговорами. В случае какой-либо неисправности весов необходимо обратиться к руководителю.

Взвешивание на аналитических весах АДВ-200

Весы включают в осветительную сеть переменного тока (220 В) с помощью штепсельной вилки через трансформатор. Не открывая дверцы шкафа, при нулевом положении лимбов плавно поворачивают диск арретира до отказа. При этом лампа осветителя включается и на экране вайтографа появляется изображение микрошкалы. Колебания стрелки скоро прекращаются; нуль шкалы должен совпасть с вертикальной чертой на экране. Если такого совпадения не произошло, нужно поворотом головки корректора совместить риску с нулем микрошкалы. После этого, открывая и закрывая арретир, убеждаются, что стрелка останавливается на нуле, совмещаясь с указателем вайтографа. Вся эта операция называется установкой точки нуля.

На середину левой чашки весов помещают взвешиваемый предмет. На середину правой чашки с помощью пинцета помещают гирьку, предположительно тяжелее взвешиваемого предмета, и плавно приоткрывают арретир, чтобы было видно небольшое отклонение стрелки. Если микрошкала при этом перемещается на экране вправо, то это означает, что гирька перетягивает. В этом случае закрывают арретир и вместо нее ставят меньшую по порядку гирьку и снова опускают арретир. Так продолжают до тех пор, пока не найдут массу с точностью до 1 г (с недостатком).

Дальше накладывают мелкие кольцевые гирьки поворотом большого лимба. Для этого при закрытом арретире поворачивают лимб против часовой стрелки через одно деление, устанавливая цифры лимба против стрелки - указателя миллиграммов. Лимб можно поворачивать в любом направлении. После каждого накладывания открывают арретир и наблюдают отклонение стрелки. Если нагрузка оказалась большой, лимб поворачивают на одно деление в обратном направлении. Затем накладывают разновесы с помощью малого лимба в точно таком же порядке, как и большим лимбом. Накладывают и снимают кольцевые гирьки плавным поворотом лимбов при закрытом арретире.

Мелкие гирьки накладывают до тех пор, пока отклонения стрелки не перестанут выходить за цифру +10 (или -10) микрошкалы. После этого ожидают полной остановки стрелки. На световом экране производят отсчет по микрошкале и записывают результат взвешиваний. Крупные деления микрошкалы соответствуют третьему, а мелкие - четвертому знаку после запятой. Отсчет по микрошкале со знаком + прибавляют, а со знаком - вычитают при суммировании результатов взвешивания.

Например, при взвешивании тигля состояние равновесия было достигнуто при следующих гирьках и показаниях микрошкалы: на правую чашку весов было помещено 6 г, показания большого лимба 7, показания малого лимба 40, на экране микрошкалы было большое деление +5 и после него еще 8 малых делений.

Масса тигля будет равна 6,0000 + 0,7000 + 0,0400 + 0,0050 + 0,0008 = 6,7458 г. Если с теми же гирьками и показаниями лимбов отсчет по микрошкале составил -0,0026, то масса тигля будет 6,0000 + 0,7000 + 0,0400 - 0,0026 = 6,7374 г.

По окончании взвешивания при закрытом арретире оба лимба приводят в нулевое положение, убирают гирьки с чашки весов в футляр, снимают взвешиваемый предмет и проверяют нулевую точку ненагруженных весов. Если указатель экрана не совпадает с нулем микрошкалы, его следует совместить с помощью корректора и снова произвести взвешивание предмета.

Уход за весами и разновесом

После окончания работы в конце дня чашки весов снимают и протирают кусочком замши или бархата. Сняв чашки, протирают базисную доску, удаляя пыль, рассыпанные порошки, затем навешивают чашки на свои места. На футляр весов надевают чехол из плотной ткани. Один раз в неделю чашки протирают кусочком бархата или замши, смоченной этанолом. Один раз в неделю все гири разновеса вынимают из своих гнезд, ставят на стеклянную пластинку и протирают кусочком бархата или замши, смоченной этанолом. Гнезда футляра чистят щеткой.

При правильном обращении с весами и нормальной работе на них один раз в год приглашают весового мастера для осмотра проверки весов. Мастер должен провести профилактический ремонт, чистку, проверку регулировки и чувствительности весов.

Чувствительность, устойчивость и точность весов

Нулевая точка. Совпадение риски экрана с нулевым делением микрошкалы стрелки весов после прекращения колебаний называется нулевой точкой, если весы не нагружены. В случае нагруженных весов совпадение называется точкой равновесия. При взвешивании обычно добиваются совпадения обеих указанных точек, так как это говорит о равенстве нагрузок на обе чашки весов.

Чувствительность весов. Определяется по отклонению стрелки от нулевой точки при увеличении нагрузки в один миллиграмм. Чем больше отклоняется стрелка при этом, тем больше чувствительность весов. Обычно нормальная чувствительность равна 0,3 мг на одно деление шкалы при нагрузке до 10 г. С увеличением нагрузки чувствительность понижается и при 100 г составляет 0,5 мг на одно деление шкалы.

Устойчивость весов. Под устойчивостью весов понимают способность коромысла весов, выведенного из состояния равновесия, снова возвращаться в состояние равновесия. При повторном взвешивании одного и того же предмета с неизменной массой весы должны давать одни и те же показания. Для сохранения устойчивого равновесия центр тяжести весов должен находиться ниже их точки опоры. Чем он будет ниже, тем более устойчивыми будут весы, но зато они будут менее чувствительными. Положение центра тяжести может меняться с помощью балансирной гайки, находящейся на стрелке.

Точность и правильность весов. Под точностью весов понимают величину расхождений в результатах взвешиваний одного и того же предмета. Чем меньше разница в результатах повторных взвешиваний, тем точнее работают весы. Точность аналитических весов равна 0,0002 г. Это означает, что результат второго взвешивания одного и того же предмета не должен отличаться от первого взвешивания более чем на 0,0002 г.

Под правильностью весов понимают значение расхождения между результатом взвешивания и истинной массой тела. Для получения правильных результатов взвешивания необходимо: 1) чтобы плечи коромысла весов были равны между собой (расстояние между призмой и ребрами обоих боковых призм) и 2) чтобы массы обоих плеч коромысла вместе с чашками были одинаковыми.

Другие виды аналитических весов

Завод «Госметр» (Ленинград) выпускает одноплечие автоматические весы ВАО-200. Взвешивание на таких весах производится без применения разновеса. Гири подбираются с помощью бокового лимба. Показания массы считываются по лимбу (г) и табло (мг) (рис. 55). 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. Чашка с гирями уравновешена на другом плече коромысла демпфером-противовесом. Взвешивание производится при постоянной нагрузке коромысла по методу замещения (способ Д. И. Менделеева). Уравновешивание наложенной на чашку весов массы производится путем снятия гирь с подвески.

Весы заключены в металлическую витрину с открывающейся верхней крышкой 1. На передней стенке витрины вверху находится экран с риской 5, а внизу - маховичок арретира 4 для приведения весов в действие. На правой боковой стенке витрины установлено два лимба с цифрами 2. Поворотом лимбов снимают гири с коромысла. Отсчет массы от 200 г до 100 мг осуществляется по лимбам 2, а от 100 до 1 мг - по риске на световом экране 5 с помощью оптической проекционной системы. Установка на нуль - оптическая, производится кнопкой, помещенной снаружи на правой стороне витрины 6. Цена основного деления шкалы 1 мг. Успокоение колебания коромысла - воздушное, время успокоения 40 с.

Взвешивание при постоянной нагрузке стабилизирует цену деления, а метод замещения устраняет погрешность от неравноплечести. Из зарубежных весов с этим принципом взвешивания выпускаются швейцарские весы фирмы «Меттлер». Из других зарубежных весов следует отметить автоматические весы «Сарториус» (ФРГ) и весы предприятия «Карл Цейс-Йена» (ГДР).

12.09.2011

В аналитических весах (analytical balance), в международной классификации, отношение наибольшей нагрузки к цене деления (разрешающая способность) превышает 100000, при этом максимальное значение взвешивания на таком оборудовании не может превышать 50 кг.

В отечественной классификации, отсутствует, как таковое, понятие «аналитические весы». Есть оборудование аналитического класса точности. К этому классу относят лабораторные, ювелирные, и технические весы. Хотя, приводимая нами классификация тоже достаточно условна и не является официально признанной.

Лабораторные весы могут быть двух классов точности - специального (цена деления от 0,1 мкг) и наивысшего (цена деления 0,001-0,05 мг). Нужно отметить, что в лабораториях имеется и весовое оборудование среднего класса точности, к которому мы, в рамках данной классификации, относим «технический» класс данного оборудования.

Ювелирные весы имеют специальный и высокий класс точности. Они предназначены для взвешивания драгоценных металлов и камней.

Техническое весовое оборудование относится к среднему классу точности. Цена деления в них составляет 10 мг и выше. Используются они в цехах производств, на складах, и там, где не нужен очень высокий класс точности.

Весы аналитической группы могут быть как механическими, так и электронными. В последнее время и нормативные требования и требования времени обязывают пользователей «переходить» на электронные измерительные приборы. Так, к примеру, нормативные требования для ломбардов приписывают обязательное использование в деятельности определенного типа контрольно-измерительных приборов -І, -ІІ классов точности, предпочтительно электронных.

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.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

БЕЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра экспериментальной и прикладной физики

Лабораторная работа «аналитические весы»

г. Белгород, 2003г.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА «АНАЛИТИЧЕСКИЕ ВЕСЫ»

Цель работы: изучить аналитические весы и научиться пользоваться аналитическими

весами для определения массы небольших тел с высокой точностью.

Приборы и принадлежности : аналитические весы, набор гирь, взвешиваемое тело.

1. Устройство аналитических весов

Для определения массы небольших тел (с максимальной точностью 1 мг) служат аналитические весы (см. рис. 1).

Подвижное коромысло К опирается призмой О на агатовую подушку П . К концам коромысла на призмах М подвешены чашки весов Ч , на которые помещаются взвешиваемое тело и гири. Для предохранения ребер агатовых призм от преждевременного изнашивания весы снабжены арретиром – приспособлением, позволяющим коромысло и чаши поднять немного вверх и вывести ребра призм М из соприкосновения с соответствующими подушками. Для арретирования весов и освобождения призм от давления служит ручка А . К середине коромысла прикреплен длинный металлический указатель У . В верхней части он снабжен винтовой нарезкой, по которой перемещается груз Г . Перемещением груза Г можно изменить положение центра тяжести коромысла и тем самым изменить чувствительность весов. Нижний заостренный конец указателя У приходится против шкалы Ш , закрепленной на колонке весов Б . Гайки Н помогают совместить положение равновесия коромысла с нулевым делением шкалы. Для строго вертикальной установки весов служат винты В и отвес, прикрепленный к колонке весов Б .

Набор гирь, прилагаемый к весам, составлен из следующего порядка: 100г, 50г, 20г, 10г, 10г, 5г, 2г, 1г, 1г, 500мг, 200мг, 100мг, 50мг,20мг, 10мг, 10мг.

Пользоваться гирями меньше 10мг не рекомендуется, т.к. они неудобны в обращении. Вес таких легких гирь может заметно искажаться случайными загрязнениями и мелкими дефектами. Поэтому для взвешивания тел с точностью большей, чем 10мг можно пользоваться рейтером Р – проволочной петлей.

Рейтер можно перемещать вдоль коромысла с помощью специального стержня С . Стержень оканчивается крючком, который зацепляет ушко рейтера. Чем ближе к середине коромысла повешен рейтер, тем меньше поворачивающий момент он создает и, следовательно, меньшую нагрузку на чашке весов уравновешивает. Для определения нагрузки, создаваемой рейтером, служит шкала, нанесенная по верхнему краю коромысла. На шкале нанесено 10 крупных (оцифрованных) делений справа и слева от центра. Между оцифрованными имеется еще по 5 делений, цена каждого из которых 0,2мг. Рейтер, помещенный на 1-ое оцифрованное деление, создает нагрузку 1мг, помещенный на 2-ое деление – 2мг, и т.д.; помещенный на 12-ое мелкое деление, создает нагрузку 2,4мг.

1. Правила обращения с весами

Для того чтобы не испортить весы и получить более точные результаты взвешивания, необходимо соблюдать следующие правила:

Помещать взвешиваемое тело, а также гири на чашу весов или снимать их с чаши весов только при неподвешенном коромысле (арретированных весах).

Гири брать только пинцетом.

Взвешиваемое тело должно быть сухим и чистым.

Тело класть на левую чашу, а гири на правую.

Пока производиться уравновешивание тела гирями, нельзя полностью разарретировать коромысло. Полностью разарретировать коромысло можно только после того, как установлено примерное равновесие масс тела и гирь.

Останавливать чаши весов нужно очень осторожно, лучше всего листочком бумаги.

Снимать с арретира и арретировать весы очень осторожно и внимательно. При этом не допускать резких движений!!!

При наблюдении качания коромысла дверцы футляра весов должны быть закрытыми. Переднюю открывать только для того, чтобы подготовить весы к работе и положить взвешиваемое тело на чашу (поднимать переднюю дверцу только на 1/3 высоты во избежание порчи весов), боковую дверцу – для установки гирь при взвешивании.

Если при освобождении коромысла окажется, что амплитуда колебаний слишком мала (меньше 3-4 делений в ту и другую стороны от середины шкалы), приоткрыв немного дверцу, можно слегка махнуть перед чашкой весов рукой (или листом бумаги).

После окончания работы весы арретировать, снять нагрузки, закрыть дверцы.

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.