ЛАБОРАТОРНЫЕ ВЕСЫ
Лабораторные весы делятся на два вида: рычажные и пружинные. В отдельных конструкциях весов применены оба принципа. Рычажные лабораторные весы в свою очередь разделяются на коромысловые (двухчашечные и одночашечные) и квадрантные. Пружинные весы делятся на крутильные, в которых приложенная нагрузка уравновешивается крутящим моментом нити, и торсионные, у которых нагрузка уравновешивается моментом нити, и торсионные, у которых нагрузка уравновешивается моментом плоской спиральной пружины.
Помимо этого в соответствии с поверочной схемой измерения масс лабораторные весы делят на следующие группы:
весы высшей точности, предназначенные для сличения эталонов-копий и рабочих эталонов с первичным эталоном, а также для калибровки наборов эталонных гирь;
образцовые весы четырех разрядов, применяемых для поверки образцовых и рабочих гирь;
рабочие весы (аналитические и технические), служащие для химических и технических анализов, взвешивания драгоценных металлов и других ценных материалов и изделий.
Весы высшей точности (метрологические) имеют наибольший предел взвешивания 1 кг. Их указательное устройство представляет собой коромысло с равными плечами со стрелкой и оптической шкалой с ценой деления 0,02 мг. Весы помещены в витрину, установленную на массивном фундаменте в отдельном термостатированном помещении с постоянной температурой.
Образцовые весы в зависимости от разряда имеют различное назначение:
1- го разряда повышенной точности для поверки образцовых гирь 1-го разряда и рабочих класса 1;
1- го разряда для поверки образцовых гирь 2-го разряда и рабочих класса 2;
2- го разряда для поверки образцовых гирь 3-го разряда и рабочих класса 3;
3- го разряда для поверки образцовых гирь 4-го разряда и рабочих класса 4;
4- го разряда для поверки гирь класса 5.
Все образцовые весы являются рычажными. Исключение представляют крутильные весы повышенной точности с наибольшим пределом взвешивания 50 мг, на которых можно поверять образцовые гири 1-го разряда массой от 0,05 до 50 мг. До последнего времени все образцовые весы строились на принципе
рычага-коромысла с равными плечами. Для уравновешивания нагрузки в этих весах применяют гири, помещаемые на одну из чашек.
Весы более высоких разрядов отличаются от описанных только тем, что имеют более высокие метрологические показатели и помещены в застекленную витрину для уменьшения влияния температуры и воздушных потоков.
Весы с небольшим пределом взвешивания снабжены воздушными успокоителями и оптическими отсчетными устройствами.
Весы высших классов устанавливают для эксплуатации на жестких основаниях в весовой комнате.
Помимо таких весов широко распространены образцовые весы 4-го разряда, предназначенные для поверки гирь класса 5 и условных гирь в разъездных условиях.
По конструктивным признакам аналитические весы делятся на двухчашечные с равноплечным трехпризменным коромыслом и одночашечные с двухпризменным коромыслом. По точности весы разделяют на весы 1-го класса, применяемые при микрохимических и химических анализах высшей точности, и весы
2- го класса, служащие для взвешивания при химических анализах обычной точности.
При взвешивании на аналитических весах применяют гири
1- го и 2-го классов общего назначения, гири-рейтеры 1-го и
2- го классов и встроенные гири. В СССР выпускают аналитические весы с наибольшим пределом взвешивания 200; 100; 20 и 1 г. При этом часто называют весы с пределом взвешивания до 20 г микроаналитическими, а до 1 г — пробирными. За рубежом отдельные фирмы, помимо весов с указанными пределами измерений, выпускают весы с наибольшим пределом взвешивания 30; 50; 80; 160; 500; 1000 г и более.
Весы, применяемые для технических анализов повышенной точности взвешивания драгоценных металлов и имеющие верхний предел взвешивания 1 кг и выше, устроены так же, как и образцовые весы 4-го разряда, но заключены в витрину. Весы с пределом взвешивания 1 кг и менее могут быть снабжены встроенными гирями и успокоителями, как аналитические весы.
Весы 4-го класса для технических анализов обычной точности состоят из грузоподъемных чашек, подвешенных к равноплечному коромыслу со стрелкой, опирающемуся, на подушку в штоке изолира, который находится внутри колонки, установленной на станине. С помощью этих весов значительно убыстряется процесс взвешивания, но они имеют те же недостатки, что и обычные технические весы, т. е. требуют применения накладных гирь. Чашки весов подвешены к коромыслу снизу, в связи с чем дуги, на которых они подвешены, мешают накладыванию на весы гирь и грузов.
Квадрантные весы (рис. 75), не требующие применения накладных гирь, получают все большее распространение. Чашка 1 расположена над коромыслом. Механизм весов заключен в футляр 2, на наружную сторону которого выведены ручки для тарирования весов и наложения встроенных гирь. Для установки весов по уровню служат винтовые ножки 3. Грузоподъемная чашка 1 укреплена на стержне 21, который подвешен к рычагу (квадранту) 4; на конце последнего укреплены микрошкала 14 и пластина магнитного успокоителя. При наклоне квадранта стержень 21 сохраняет вертикальное положение с помощью струнки 17. В средней части стержень снабжен приспособлением, на которое помещается встроеннная гиря 20. Накладывают и снимают гирю с помощью рычага 18 и ручки 19., При помещении на чашку нагрузки квадрант 4 (и вместе с ним шкала 14) поворачивается на некоторый угол, пропорциональный нагрузке, и затормаживается магнитным успокоителем. При этом луч света от осветителя 16 через конденсатор 15 освещает шкалу, изображение которой через второй конденсатор 13
Наибольший предел взвешивания, г |
Цена деления, мг |
Допускаемая погрешность, мг |
20 |
0,4 |
0,2 |
200 |
4 |
2,0 |
1 |
<(Л J’-J |
10 |
5 |
50 |
25 |
10 |
100 |
50 |
и зеркала 12 и 5 передается на матовый экран отсчетного устройства 22.
При необходимости весы снабжают регистрирующим устройством. Для этого рядом с зеркалом 5 устанавливают зеркало 6, передающее световой сигнал на преобразователь 7, преобразующий световой сигнал в электрический. Отсюда сигнал поступает на усилитель 8, который передает его на цифропаказываю — щее устройство 9 и машинку 11, печатающую результаты взвешивания на бумажной ленте 10.
Приведенные на рис. 75 весы имеют только одну встроенную гирю, позволяющую расширить диапазон взвешивания по шкале в 2 раза, а в последних моделях весов имеются две и три гири, что повышает точность отсчета. Помимо этого весы снабжаются приспособлением для уравновешивания тары, в которую помещают взвешиваемый материал, что расширяет диапазон взвешивания, а также ускоряет процесс.
Метрологические характеристики технических весов 3-го класса приведены в табл. 10; 4-го класса — в табл. 11 и квадрантных— в табл. 12.
Таблица 11 Метрологические характеристики весов 4-го класса
|
Наибольший предел взвешивания, г |
Число деше — Кий |
Цена деления, г |
Допускаемая. погрешность, г |
500 |
10 000 |
0,05 |
0,025 |
1000 |
10 000 |
0,1 |
0,05 |
2000 |
4000 |
0,5 |
0,25 |
4000 |
4000 |
1 |
0,5 |
6000 |
6000 |
1 |
0,5 |
Гирями называют тела определенной массы и установленной формы, служащие для взвешивания (измеряемой массы) на весах. Гири подразделяют на образцовые и рабочие. Образцовые гири предназначены для поверочных работ, а рабочие —для практических взвешиваний. Рабочие гири подразделяют на: гири общего назначения, условные, рейтерные, гири специального назначения, встроенные в весы.
Образцовые гири и гири общего назначения соответствуют по массе следующему ряду:
TOC o "1-5" h z Миллиграммовые . . ■ 500, 200, 100, 50, 20, 10, 5, 2, 1
Граммовые…. 500, 200, 100, 500, 20, 10, 5, 2, 1
Килограммовые. . . 20, 10, 5, 2, 1
Помимо этих гирь образцовые гири 1-го разряда могут иметь массу: 0,1; 0,2 и 0,5 мг, а гири 4-го разряда — массу 0,5; 2; 25 и 40 г. Последние две гири называются контрольными весовыми платформами.