Весы являются важнейшим прибором в химической лаборатории, так как ни один анализ не обходится без оп­ределения массы вещества и химической посуды, в кото­рую помещают взвешиваемое вещество.

Для удобства классификации традиционно выделяют обще лабораторные, или технические весы, и лаборатор-

Рис. 17.1. Аптечные весы Рис. 17.2. Лабораторные технические весы

ные аналитические весы. Технические весы предназначе­ны для технических анализов и взвешивания навесок, не требующих высокой точности. Среди технических весов различают весы аптечные ВА-4 (рис. 17.1) и собственно технические весы (рис. 17.2), иногда называемые техно-химическими весами. Максимальная нагрузка аптечных весов не превышает 100 г. Их вешают на штатив или на палец левой руки. У ненагруженных и уравновешенных весов стрелка должна находиться в строго вертикальном положении.

Для более точного взвешивания применяют лаборатор­ные технические весы (см. рис. 17.2). Они более совершен­ны и их максимальная нагрузка может составлять от 200 г до нескольких килограммов. Они дают возможность взве­шивать с точностью до 10 мг.

Лабораторные аналитические весы имеют по сравне­нию с техническими повышенную чувствительность и точность. Наиболее часто в лабораториях используют ана­литические весы АДВ-200 и ВЛР-200 (рис. 17.3). Отличи­тельная особенность этих весов заключается в том, что они имеют специальные устройства (демпферы), с по­мощью которых быстро прекращаются колебания коро­мысла и стрелки. В этих весах имеется устройство для на­вешивания на коромысло и снятия с него малых разнове­сок (массой от 10 до 990 мг), а также световой экран для отсчета положения стрелки весов.

Рис. 17.3. Аналитические весы: а - АДВ-200; б - ВЛР-200

Максимальная (или предельная) нагрузка этих весов 200 г. Весы АДВ-200 позволяют взвешивать с точностью до 0,0001-0,0002 г; весы ВЛР-200 - с точностью до 0,00005 г.

Правильные весы всегда показывают одинаковые ре­зультаты при нескольких взвешиваниях одного и того же предмета, или при одинаковых массах (гирях) на двух чашках коромысло сохраняет первоначальное положение.

Чувствительность весов считают достаточной при от­клонении стрелки на 3-5 делений при перегрузке в 1 мг. Для взвешивания на демпферных аналитических весах используется специальный аналитический разновес, который хранится в специальной коробке с гнездами для каждой гирьки (рис. 17.4). Аналитический разновес име­ют гирьки 50, 20, 10, 10, 10, 5, 2, 1, 1, 1 г или 50, 20, 20,

Рис. 17.4. Аналитический разновес

Рис. 17.5. Автоматические аналитические весы

10, 5, 2, 2, 1 г. Миллиграммовых разновесов нет. Как упо­миналось выше, они заменены специальными кольцами, которые подвешены внутри весов. В коробке имеется так­же пинцет, при помощи которого берут гирьки.

Для микроанализа применяются аналитические весы (микровесы.) для взвешивания веществ от 0,01 до 0,001 мг (от 0,00001 до 0,000001 г), их предельная на­грузка 20 г. Они снабжены приспособлением для наблю­дения за отклонением стрелки. При взвешивании поль­зуются специальным разновесом, предназначенным для таких весов.

В настоящее время в химических лабораториях ис­пользуются одночашечные автоматические демпфируе­мые весы с цифровой индикацией (рис. 17.5), работающие на компенсационном принципе. В процессе взвешивания масса груза компенсируется кольцами-разновесами до тех пор, пока коромысло весов не придет в равновесие. Про­цесс установления равновесия ускоряется при механичес­ком или электромагнитном демпфировании.

ВОПРОСЫ

1. Каковы задачи и методы количественного анализа?

2. Что такое химические, физико-химические и физические методы анализа?

3. Как проводится отбор проб для анализа?

4. Какие виды проб выделяют в количественном анализе?

5. Какие правила отбора проб существуют: а) для жидкос­тей; б) для твердых и сыпучих веществ; в) для расти­тельного сырья?

6. Какие типы весов используют в химической лаборатории?

7. С какой точностью можно взвешивать на: а) техничес­ких весах; б) аналитических весах?

8. Какой массы гирьки находятся в аналитическом разно­весе?

9. Какие современные весы используются в настоящее вре­мя в аналитической лаборатории?

ГЛАВА 18.ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ (ВЕСОВОЙ) АНАЛИЗ

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).

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.

Лабораторные аналитические весы

Аналитические весы относятся к высокоточным лабораторным весам и применяются в научных и производственных лабораториях различных отраслей промышленности для определения массы твёрдых, сыпучих и жидких веществ с точностью 0.1 мг. Полумикровесы еще более точны - их дискретность отсчета 10 мкг (0.01 мг). Лабораторные аналитические весы по ГОСТ 24104-01 имеют специальный (I) класс точности. Важной характеристикой любых весов является НПВ (наибольший предел взвешивания), значение НПВ для аналитических весов находится в пределах от 50 г до 500 г.

Действие современных электронных аналитических весов основано на принципе электромагнитной компенсации. Согласно этому принципу, вес груза компенсируется электромагнитной силой, направленной противоположно весу. Компенсирующая сила определяется силой тока, текущего в магнитной катушке. Электрический сигнал от датчика преобразуется в цифровой, соответствующий измеряемой массе, и высвечивается на дисплее.

Платформа аналитических весов находится внутри прозрачной витрины, которая служит для устранения накапливания пыли и влияния воздушных потоков на точность измерений. Калибровка этого точного прибора может быть внешней (внешней гирей), внутренней или автоматической. Процедура калибровки для различных моделей лабораторных аналитических весов может происходить тремя различными способами: нажатием клавиши калибровки; автоматически при изменении температуры окружающей среды (адаптивная калибровка); автоматически в заранее установленные моменты времени. Электронные аналитические весы оснащены большим количеством дополнительных функций: выбор единицы измерения массы (некоторые модели имеют до 24 единиц массы), функция тарирования (обнуление массы тары во всём диапазоне взвешивания), динамическое взвешивание (взвешивание животных или нестатичных предметов), процентное взвешивание (осуществление измерений в процентном соотношении компонентов), рецептурное взвешивание (взвешивание многокомпонентной смеси), гидростатическое взвешивание (определения плотности веществ), возможность подключения к ПК и др.

Высококачественные аналитические электронные весы — залог точных измерений и объективного исследования. Выбор подходящего оборудования должен основываться на круге решаемых задач, технических характеристиках, функциональности.

Назначение

Аналитические весы для лабораторий представляют собой одну из модификаций весового оборудования, которое применяется для проведения физико-химических исследований, требующих предельной точности измерений. Дискретность приборов не превышает значения 0,1 миллиграмма. Этот тип относится к высокоточным весовым приборам.

Весы аналитические ВЛ особого класса точности подходят для взвешивания любых типов жидких и сыпучих веществ, твердых предметов. Эта серия оборудования обладает встроенной системой учета перегрузок, опцией выбора единиц измерения, счетным режимом, опциями автоноль и сброс настроек и другими полезными функциями.

Купить аналитические весы для решения широкого круга задач вы можете в интернет-магазине "Весснаб". Цена на аналитические весы , представленные в нашей компании, соответствует качеству поставляемых устройств.

Разновидности и функциональные особенности

В зависимости от конструктивных особенностей весы классифицируются на:

• коромысловые рычажные;
• с упругодеформированным устройством (торсионной нитью).

По функциональному назначению весовое оборудование этого типа разделяется на:

• микроаналитическое;
• полумикроаналитическое;
• торсионное;
• пробирное.

По принципу действия весы разделяют на 2 типа:

1. Механические приборы — оборудование, принцип действия которого состоит в сопоставлении массы объекта исследования с комплектом встроенных гирь, пружин Одним из преимуществ этих устройств является невысокая стоимость.
2. Электронные весы — устройства, действующие по принципу электромагнитного уравновешивания предмета, измерении полученного электросигнала и его оцифровке. Этот тип оборудования характеризуется удобством в эксплуатации, множеством дополнительных опций, возможностью подключения к компьютеру и другим устройствам. Цена на электронные аналитические весы несколько выше, чем на устройства механического типа.

Весы аналитические 0,0001 нашли применение в НИИ, учебных, промышленных лабораториях. Они позволяют взвешивать объекты исследований и измерять массу материалов в ходе анализов. Этот тип весового оборудования адаптирован для работы со взрывчатыми, быстроразлагающимися, вредными веществами, проведения пробирного анализа. Данные весы являются незаменимым помощником в системах контроля качества.

Наша компания поставляет высококачественные весы от ведущих производителей со всего мира - AND, Госметр, ACZET (Citizen Scale), Сартогосм, Ohaus, Shinko, CAS.

AND

— оптимальное сочетание умеренной цены и достойного качества. Устройства этого бренда отличаются высокой точностью измерений, минимальной погрешностью, возможностью выбора из 14 единиц измерения, передачи и печати данных, наличием опции самокалибровки при колебаниях температуры внешней среды, регулировкой в ручном и автоматическом режиме. Устройства снабжены многофункциональным программным обеспечением, встроенными часами и календарем, имеют защиту данных.

ГОСМЕТР

Аналитические весы ГОСМЕТР — надежное и эффективное решение, обладающее высокой скоростью взвешивания, сроком службы не менее 10 лет, рецептурного взвешивания, полуавтоматической юстировкой гирей, возможностью взвешивания в процентах. Устройства ГОСМЕТР соответствуют высочайшим стандартам качества ISO, GMP, GLP.

ACZET (Citizen Scale)

Весы ACZET (Citizen Scale) отличаются простотой в использовании, прямой связью с программами Windows, передачей данных, возможностью подключения к принтеру и ПК, установки интерфейса USB. Устройства имеют встроенные фильтры для снижения влияния внешних факторов на результаты измерений. Яркий дисплей позволяет определять показания в условиях плохой освещенности. В устройствах этого бренда предусмотрены функции суммирования, счета, процентный режим, выбор единиц измерения, ведение статистики, противокражное устройство.

САРТОГОСМ

Аналитические весы САРТОГОСМ — надежное и универсальное решение для лабораторий. Устройства этого бренда соответствуют мировым стандартам качества, имеют текстовое меню на русском языке. Весы этой марки просты и надежны в использовании, имеют массу полезных опций, прикладных программ, незаменимых в фармацевтике, учебных и исследовательских лабораториях, контролирующих органах, на производстве.

Ohaus

Устройства Ohaus — это эталон качества и высокой точности измерений. Оборудование разрабатывается с учетом требований надежности, долговечности, легкости в использовании.

Shinko

Весы Shinko — японское качество, эталон высокой точности. Отличительными особенностями продукции этого производителя являются легкость в управлении, надежность и долговечность. Устройства Shinko снабжены инновационным датчиком акустического типа Tuning Fork, расширяющим функциональные возможности приборов.

CAS

Весы CAS — многофункциональное профессиональное оборудование от южнокорейского производителя, способное работать в самых экстремальных условиях.