Устройство аналитических весов кратко

Обновлено: 05.07.2024

Аналитические весы — высокоточные измерительные приборы с минимальной погрешностью измерения, используемые при проведении физических и химических исследований. Это разновидность лабораторных весов с дискретностью менее 0,1 мг, по точности они относятся к 1 и 2 классу. В группу аналитических также входят торсионные, пробирные, микроаналитические и полумикроаналитические измерительные устройства.

По исполнению различают два вида аналитических весов:

· с торсионной нитью — точность определения массы превышает 5*10-8 г;

· коромысловые рычажные — точность до1*10 -6 г, в них чувствительным элементом является контактная пара (призма и подушка).

Конструктивно весы также можно поделить на модели периодического качания и демпферные (апериодические). В первых колебания коромысла затухают медленно, что увеличивает временные затраты на взвешивание. В приборах второго типа предусмотрен специальный демпфер, который гасит колебания, обеспечивая воздушное или магнитное торможение.

Виды демпферных весов:

· с демпферами в форме цилиндров, которые перемещаются внутри цилиндров большего диаметра и крепятся к дужке или чашке весов.

В зависимости от того, с чем сравнивается в процессе взвешивания масса предмета, весы можно разделить на механические или электронные. В первом случае в прибор встроена система гирь и пружин, или используются внешние гири и индикатор, свидетельствующий о равновесии. Стоимость таких весов ниже, однако взвешивать на них сложнее. Устройства менее долговечны и чувствительны к внешнему воздействию (сквозняку, вибрации, перепадам температур и т.д.).

В электронных моделях взвешиваемый предмет уравновешивают электромагнитным полем, а преобразованные данные выводятся на табло или индикаторы. Процесс взвешивания на них максимально простой, а чувствительность к воздействию минимальна. Такие приборы часто имеют дополнительные встроенные функции, например, могут определять плотность жидкостей и твердых тел, подключаться к компьютеру или периферийным устройствам, взвешивать в процентах, нередко им доступна возможность автоматического выставления нуля и выбор единиц измерения.

Микроаналитические и ультрамикроаналитические модели предназначены для взвешивания, при котором необходима минимальная погрешность. Они могут определять вес с точностью до седьмого знака после запятой.

Области использования аналитических весов

Модели 2-го класса применяют в промышленных, исследовательских и учебных лабораториях для взвешивания веществ в ходе проведения химических исследований с помощью макрометодик. При особо сложных анализах используют электронные весы, например, во время работы с быстроразлагающимися или токсичными материалами, в случаях, когда необходим пробирный анализ и т.д. Такие модели часто применяются в качестве контрольных устройств в системах управления качеством, а также при калибровке гирь, дозаторов, пипеток и т.д.

Принцип работы демпферных электронных аналитических весов

Основной элемент конструкции — коромысло с закрепленными на нём тремя агатовыми призмами. Две из них, на которые опираются чаши весов, расположены на краях, третья, опорная, — по центру. Вертикально расположенная стрелка соединена с коромыслом, на ее верхний конец нанесена мерная шкала.

Для наблюдения за значениями шкалы в прибор встроен оптический элемент вейтограф. Шаг шкалы составляет обычно 0,001г, он может быть разделен на 5 или 10 делений.

Для улучшения точности взвешивания весы комплектуются арретирами. Эта деталь поднимает коромысло и устанавливает его в такое положение, когда ни одна из трех призм не касается опорных подушек. Управление арретиром осуществляется с помощью ручки, закрепленной в нижней части опорной доски. Весы арретируют, плавно вращая ручку, это необходимо делать в момент помещения на чашку весов взвешиваемого предмета или перед тем, как убрать весы (если планируется долго не работать с ними). Механизм весов защищают от сквозняков, пыли и других помех стеклянным колпаком.

Правила работы с аналитическими весами указаны в инструкции, поставляемой с каждым устройством. Основы также проходят в курсе теоретической химии. Производитель прописывает требования к лабораторному столу, объясняет, как проводится калибровка и т.д.

Аналитические весы повсеместно используются на ювелирных, фармацевтических производствах, в компаниях, связанных с нанотехнологиями, и на иных предприятиях, где результат работы напрямую зависит от точности взвешивания и других измерений.

Аналитические весы – это высокоточный весоизмерительный прибор.

Без аналитических весов невозможно функционирование лабораторий, проводящих исследования в различных отраслях науки и промышленности.

На них взвешивают порошки, вещества в жидком и твердом агрегатных состояниях.

Основные узлы аналитических весов и их принцип действия

Все лабораторные аналитические весы по их точности можно отнести к двум группам:

полу-микрохимические взвешивают до 0,01 мг;
микрохимические взвешивают до 0,001мг.

Выполненные из агата, три призмы на коромысле являются основой аналитических весов. При взвешивании средняя из них выступает в качестве опоры. Левая и правая призмы – это опоры для чашек весов.

На коромысло крепится вертикальная стрелка. На конце стрелки укреплена микрошкала. Она увеличивается и выводится на экран с помощью вейтографа, который представляет собой систему специальных оптических приспособлений. Изображение микрошкалы перемещается относительно неподвижной отсчетной линии, таким образом происходит считывание ее показателей.

На дужку или чашку весов крепятся демпферы. Они в комплексе с арретиром и изолиром, которыми снабжены все аналитические весы, гасят колебания указателя и грузоприемного устройства весов. Благодаря этому, стрелка быстро возвращается в равновесное состояние.

Изолир предназначается для освобождения призм в весах от приложенной нагрузки, предохранения ответственных частей от повреждений при транспортировании и в то время, когда весы не эксплуатируют.

Арретиром коромысло весов фиксируют на опорах. В таком состоянии аналитические весы называют арретированными. Чтобы арретировать весы, нужно опускать рукоятку арретира, размещенную внизу, медленно и предельно плавно. Призмы весов должны мягко приблизиться к опорам и закрепиться на них и ни в коем случае не удариться. Ускорить арретир можно только когда коромысло закачается, а стрелка весов начнет дрожать.

Весы обязательно арретируют при закрытии или открытии стеклянного футляра, при снятии с чашек весов или помещении на них взвешиваемого предмета и после того, как с весами закончили работать. Чашки арретированных весов чашки не висят на коромысле, а фиксируются в упорах.

Виды аналитических весов

Серийность аналитических весов определяется их конструкцией и дополнительными сервисами:

серия АВ характеризует обычную простую конструкцию;
серия АВ-С обладает защитой от коррозии, на таких весах можно взвешивать агрессивные вещества;
серии ЛВ и ВЛ обладают классической конструкцией и внешней калибровкой, но имеют набор дополнительных функций;
серии СЕ, СКА, ВЛ-В и ВЛ-С оснащены приспособлениями для внутренней калибровки.

Аналитические лабораторные весы по эксплуатационным и функциональным возможностям делятся на уровни:

профессиональный – для наиболее точных измерений – XS и XP;
классический с автоматической калибровкой – для стандартных измерений – AB-S/FACT;
начальный с калибровкой гирями или нажатием кнопки – для стандартного взвешивания – AL.

Для осуществления калибровки (юстировки) весов не нужны специальные навыки и знания. Но она необходима для поддержания точности результатов взвешивания.

Частота и условия проведения юстировки описываются производителями в эксплуатационных документах.

Аналитические весы лабораторные обязательно нужно прокалибровать перед первым включением и прогревом, а потом через каждые четыре часа. Если в помещении, где находятся весы, изменились климатические условия или весы переместили на другое место в пределах одной комнаты, их также нужно калибровать.

В зависимости от уровня весов, способ калибровки может быть внешним, внутренним или автоматическим (самокалибровка). Юстировка весов калибровочной гирей – это внешний способ. Как правило, гиря не входит в комплект с весами, поэтому ее нужно приобретать отдельно.

Внутренняя калибровка выполняется при нажатии соответствующей кнопки, которая активирует встроенный в весы эталонный груз. В таких весах внешняя гиря не требуется, хотя иногда производители дают возможность использовать и внешнюю калибровку.

Весы с самокалибровкой реагируют на изменение влажности, давления, температуры и автоматически определяют, когда требуется произвести юстировку. Вмешательство оператора для калибровки весов в данном случае не нужно. Весы, оснащенные самокалибровкой, могут выполнять ее также через промежуток времени, заданный оператором.

Внутренняя калибровка более удобна, чем внешняя, но при других равных характеристиках такие весы на 4-8 тыс. грн. дороже, чем аналогичные, но с внешней калибровкой. Чем выше класс точности и набор дополнительных функций, тем выше цена аналитических весов, которая колеблется от 2 до 600 тыс. грн.

Гибридные весы – это отличный вариант весоизмерительного железнодорожного оборудования.

Стержневые весы – это оборудования балочного типа. Для взвешивания каких материалов оно предназначено, читайте в этой статье.

Правила работы с аналитическими весами

Работа с аналитическими весами требует соблюдения следующих принципов:

Открывание защитного кожуха сложной конструкции должно быть наименьшим.
Не рекомендуется переносить весы. После перемещения выдержать весы перед включением в электрическую сеть минимум 2 часа и дать им возможность выстояться минимум 12 часов.
За 20-30 минут перед началом измерений чуть открыть дверку кожуха, чтобы температура внутри весов выровнялась с окружающей средой.
Контейнеры, в которых взвешивают, должны быть как можно меньшими по размерам.
Не использовать стеклянные и пластмассовые контейнеры при влажности воздуха меньше 30%. Это позволит исключить электростатический разряд.
Температура помещения, контейнера и образца должна быть одинаковой, чтобы не возникали воздушные потоки и влага на сосуде и на образце.
Высыхание образца или поглощение им влаги приводит к колебаниям его веса. Поэтому сосуды с образцами обязательно накрывать пробками, крышками. Желательно использовать сосуды с узкой горловиной.
Нельзя помещать на весы образцы предельной нормы и тяжелее.
До взвешивания и после него показатели весов должны равняться нулю.
Помещать взвешиваемый предмет на середину чашек весов.
Избегать толчков, ударов по весам.
Ежегодно поверять аналитические весы.
Защищать весы специальными чехлами.
Порошковые вещества помещать на блюдце или бумагу.
Применять салфетки, пинцеты, щипчики, не загрязнять весы пылью или жиром.
Работать только в хлопчатобумажных перчатках.

Основные требования к помещению

Лабораторные аналитические весы устанавливают в отдельном весовом помещении — комнате, в которой выполняют только взвешивания. Желательно, чтобы двери в весовой комнате были раздвижными для нивелирования движений воздуха, возникающих при открытии дверей.

Устанавливать весы можно в углах комнаты на устойчивых лабораторных столах. Лучше укрепить весы на отдельных фундаментах или на специальных кронштейнах, прикрепленных к капитальной стене.

Подставкой под весы должен служить ровный материал, обладающий антистатическими и антимагнитными свойствами, поглощающий вибрации, например, мраморная плита.

Весы размещают как можно дальше от электрических, отопительных, осветительных приборов, кондиционеров, компьютеров и вредных паров химических веществ. Аналитические весы устанавливают строго горизонтально, для чего регулируют высоту ножек.

Помещения, где размещены весы лабораторные аналитические, должны выдерживать такие требования:

отсутствие вибраций в помещении;
наличие только одного выхода, минимальное количество окон, желательно обращенных к северу, с целью обезопасить весы от солнца и сквозняков;
идеальная температура воздуха в пределах от +18 до +22ºC;
идеальная влажность воздуха от 45 до 60 %, минимальная влажность 20 %, максимальная – 80 %.

Резкая смена температуры и/или влажности воздуха приводит к появлению конденсата на деталях весов, что чревато коротким замыканием или поломкой.

Аналитические весы – это сложный инженерный прибор, необходимый для любой заводской или исследовательской лаборатории, где применяют количественный анализ. В процессе эксплуатации и обслуживания весов крайне важно выдерживать все вышеизложенные рекомендации, что обеспечит высокую точность итогов взвешивания.

Аналитические весы являются разновидностью лабораторного измерительного оборудования. Сегодня ассортимент данных приборов, по сравнению с прошлыми годами, отличается особенным разнообразием. Различают их в зависимости от вида материалов, которые необходимо взвешивать. Используют весы для выполнения самых различных операций, в ходе которых необходимо узнать массу измеряемого предмета. Дискретность таких весов составляет 0,1 г. Область их применения – лаборатории НИИ, учебных заведений, а также предприятий, работающих в различных отраслях промышленности.

Лабораторные весы с аналитическими функциями имеют следующее назначение:

взвешивание кардиоимплантов;
приборный анализ;
взвешивание фильтров запылённости воздуха;
работа с взрывоопасными и токсичными веществами.

Давайте разберемся, каковы принцип работы и устройство электронных аналитических весов?

калибровочные стенды;
гири;
приборы, позволяющие узнать плотность материала.

Существуют различные виды данных весов, которые различаются в зависимости от получаемой нагрузки:

ручные (1–100 г);
микроаналитические (до 20 г);
аналитические (не более 200 г);
ультрамикроаналитические (до 1 кг);
технохимические (1–2 кг).

Самым главным преимуществом данной продукции является то, что, используя такие весы, удаётся осуществлять взвешивание с точностью 0,1–0,2 граммов. При этом погрешность взвешивания минимальная.

Особенности техники взвешивания на аналитических весах

При работе с данным оборудованием стоит соблюдать ряд основных правил, чтобы результат измерений был максимально точным. Техника взвешивания на аналитических весах следующая:

помещение должно быть сухим, светлым и с выходом окон на север;
не рекомендуется постоянно переносить весы на другое место измерений;
следует проверять правильность и точность установки;
поддерживать стабильную температуру окружающей среды до +20 градусов Цельсия;
запрещается класть на весы груз, масса которого превышает предельно допустимую норму;
взвешивать предметы необходимо в специальной таре (боксах);
ежегодно нужно проводить проверку весов на точность в специализирующихся в данной области компаниях;
не стоит подвергать весы механическому воздействию (ударам и толчкам);
хранить прибор лучше в специально предназначенном для этого чехле;
желательно применять специальные пинцеты и щипцы для взвешивания предметов.

Все эти и другие правила эксплуатации детально прописаны в инструкции по эксплуатации, которая прикладывается к данному измерительному оборудованию.

Сегодня ни одна лаборатория, ювелирное или фармацевтическое производство не может функционировать без использования аналитических весов.

Где приобрести качественные лабораторные весы?

самостоятельная автоматическая калибровка;
возможность самотестирования;
память для записи последних измерений (порядка 200 записей);
функция определения плотности веществ;
штучный подсчёт;
процентное взвешивание;
фиксация даты и времени измерений;
работа с периферийными устройствами, а также компьютерами;
продолжительный срок службы;
демократичная стоимость.

Тема: Изучение устройства аналитических весов. Изучение правил взвешивания.

Цель: научиться анализировать устройство аналитических весов, производить на них взвешивание.

Оборудование и материалы: аналитические весы, технические весы, наборы разновесов, сухая соль NaCl, бюксы.

Общие положения

И методика выполнения работы

Изучите устройство технических весов, правила работы на них

Для проведения некоторых лабораторных работ требуется взвешивание реактивов с точностью до 0,01 г. Этому требованию удовлетворяют технические весы(рис. 1).

Основной частью весов является стойка 1 с коромыслом 2 и чашками для взвешивания 8. На коромысле имеются три трехгранные призмы 3. Для предотвращения снашивания призм служит арретирующее устройство (арретир) 9, освобождающее их от нагрузки в нерабочем состоянии.

Стойку весов устанавливают в строго вертикальном положении. Этого добиваются с помощью установочных винтов 10, контроль осуществляют по отвесу 5.

Регулировочные винты 4 служат для приведения весов в равновесие так, чтобы стрелка 6 находилась против нулевого деления шкалы 7 или отклонялась от нулевого деления одинаково в обе стороны.

Кроме технических весов в лаборатории можно использовать ручные (аптечные) весы. Для точного взвешивания применяют аналитические весы.

Устанавливает и уравновешивает весы лаборант. После установки запрещается передвигать или переносить весы на другое место. С правой стороны весов должен быть закрепленный за ними набор разновесов и пинцет.

Рис. 1. Технические весы:

1 — стойка; 2 — коромысло; 3 — призмы; 4 — регулировочные винты;

5 — отвес; 6 — стрелка; 7 – шкала; 8 – чашки; 9 — арретирующее устройство; 10 — установочные винты

Набор разновесов содержит гирьки массами 100, 50, 20, 10, 5, 2, 1 г и пластинки массами 500, 200, 100, 50, 20, 10 мг. Пользуясь этим набором, можно составить любую массу от 0,01 до 211,1 г. Пинцет служит для взятия разновесов.

Правила взвешивания на технических весах:

1. Проверить исправность весов. Для этого плавно открыть арретир и наблюдать за качанием стрелки. Если отклонения в обе стороны от нуля одинаковы, то весы считать исправными.

2. Предметы и разновесы следует класть на середину чашек и только в арретированном положении весов.

3. Взвешиваемый предмет поместить на левую чашку весов. Химические реактивы взвешивать в бюксах, на часовом стекле или в пробирках. Предварительно тару надо взвесить или уравновесить дробью. Запрещается ставить на чашки весов горячие, грязные или мокрые предметы.

4. Разновесы надо ставить на правую чашку весов в определенном порядке. Начинать с больших разновесов и постепенно переходить к меньшим, пока не будет достигнуто равновесие.

5. Разновесы следует брать только пинцетом. Запрещается класть разновесы на стол и на чашку весов со взвешиваемым предметом. Не допускать попадания реактивов на разновесы. По окончании взвешивания записать цену всех положенных на весы разновесов.

6. Привести весы в порядок. Убрать все с чашек весов, разновесы разложить по своим гнездам.

7. Проверить работоспособность весов и арретировать их.

Изучите устройство аналитических весов, правила работы на них

Аналитические демпферные весы АДВ-200.Они имеют предельно допустимую нагрузку 200 г (рис. 2). Весы смонтированы на базисной доске 10 и помещены в футляр для защиты от пыли и колебаний воздуха.

Базисная доска опирается на два установочных винта 7, с помощью которых она устанавливается в горизонтальное положение, проверяемое по шаровому уровню. Для ускорения взвешивания весы снабжены демпферами 11 и специальным устройством для снятия и наложения мелких гирек без открывания дверцы 12. Демпферы — это устройства, сокращающие время, необходимое для успокоения коромысла.

Для уменьшения изнашиваемости рабочих частей весы снабжены арретиром 9, т. е. приспособлением, позволяющим поднимать коромысло весов и снимать нагрузку с призм. В нерабочем состоянии весы всегда должны быть арретированы. Помещать на чашки 6 весов или снимать с них предмет и разновески можно только предварительно арретировав весы.

Рис. 2. Общий вид аналитических весов АДВ-200: 1 — система рычагов; 2 — малый лимб; 3 — большой лимб; 4 — стрелка весов; 5 — световой экран; 6 — чашки весов; 7 — установочные винты; 5 — регулировочный винт; 9 — арретир; 10 — базисная доска; 11 — демпферы; 12 — левая дверца.

Для удобства отсчета весы снабжены оптическим приспособлением со световым экраном 5 (вайтографом), на котором видно увеличенное изображение микрошкалы, прикрепленной к стрелке весов 4. Микрошкала вправо и влево от нуля разделена на 10 больших делений, которые пронумерованы вправо от +1 до +10, а влево от -1 до -10. Каждое большое деление разбито на 10 малых. Весы отрегулированы таким образом, чтобы при нагрузке одной чашки на 10 мг стрелка отклонялась от нуля точно на 10 делений. Таким образом, цена одного малого деления равна 0,1 мг, или 0,0001 г. На правой сережке укреплена горизонтальная планка, на которую с помощью системы рычагов 1 навешиваются мелкие гирьки массой от 10 до 990 мг. Рычаги управляются поворотом двух лимбов 2 и 3. На большом (внешнем) лимбе нанесены деления от 0 до 9, соответствующие 0, 100, 200 и до 900 мг. На малом (внутреннем) лимбе обозначены десятки миллиграммов (мг) — 0, 10, 20 и т. д. до 90 мг. К весам прилагается также комплект гирь массой от 1 до 100 г.

Правила работы на аналитических весах:

Приступая к взвешиванию, необходимо помнить, что аналитические весы один из самых точных и важных измерительных приборов в лаборатории количественного анализа. Обращаться с ними надо аккуратно и осторожно. Ниже приведены основные правила, которые необходимо хорошо усвоить и обязательно выполнять при работе с аналитическими весами.

1. Перед каждым взвешиванием проверяют состояние весов. Аккуратно очищают пыль, проверяют нулевую точку.

2. При обнаружении неисправности весов ни в коем случае не следует исправлять весы самому.

3. Нельзя допускать никаких прикосновений к неарретированным весам. Опускают и поднимают арретир осторожным и плавным поворотом рукоятки.

4. Нельзя сдвигать весы с занимаемого места.

5. Не перегружать весы сверх предельной нагрузки (в большинстве случаев 200 г).

6. Категорически запрещается взвешивать вещество непосредственно на чашке весов — взвешиваемое вещество помещают в бюкс, тигель, на часовое стекло или в пробирку.

7. Прибавляют или убавляют взвешиваемое вещество только вне футляра весов.

8. Нельзя взвешивать горячие или слишком холодные предметы. Взвешиваемые предметы должны иметь температуру весовой комнаты.

9. Все взвешивания данного анализа проводят на одних и тех же весах, пользуясь одним и тем же разновесом.

10. По окончании взвешивания необходимо убедиться, что весы арретированы, нагрузка снята, дверцы футляра полностью закрыты.

Техника взвешивания на демпферных весах:

При взвешивании на демпферных весах необходимо соблюдать следующие правила:

1. Включают осветитель в сеть освещения при помощи шнура со штепсельной вилкой.

2.Регулируют положение нулевой точки; для этого, не открывая дверок шкафа, осторожно поворачивают до отказа диск арретира. Автоматически загорающаяся электрическая лампочка освещает на экране вайтографа увеличенное изображение микрошкалы. При колебании стрелки изображение микрошкалы перемещается вдоль экрана, но благодаря демпферам стрелка очень быстро останавливается. Если весы не нагружены, нуль шкалы должен точно совпадать с вертикальной чертой на экране. Это совпадение достигается вращением в ту или иную сторону регулировочного винта, находящегося снаружи над диском арретира.

3.На левую чашку весов помещают взвешиваемый предмет, а на правую - разновески из коробки, масса которых составляет целое число граммов.

4.Закрывают дверцу шкафа. Для определения десятых долей грамма при помощи внешнего диска последовательно навешивают разновески 500; 200; 100 мг. Замечают, в какую сторону отклоняется стрелка весов. После каждого поворота диска, т.е. при снятии или наложении каких-либо разновесок, необходимо арретировать весы. Разновески в сотые доли грамма устанавливают при помощи внутреннего диска.

Например, если масса разновески на весах 18,64 г, а отсчет на экране равен 5,7 мг, т.е. 0,0057 г, то в случае положительного значения отсчета масса взвешиваемого предмета составляет 18,6457 г; если же значение отсчета отрицательно, масса равна:

18,64 - 0,0057 = 18,6343 г.

6. После окончания взвешивания записывают полученный результат, снимают с весов взвешенный предмет и разновесы.

Читайте также: