Лабораторные весы и несколько советов по их выбору

Прежде всего, необходимо выяснить, что же такое весы и в частности лабораторные.
Принцип действия весоизмерительного оборудования для лабораторий основан на использовании гравитационных, гидростатических, электростатических или электродинамических эффектов.
Измерители веса предназначены для статического измерения массы, обладают наиболее высокими значениями точности и изготавливаются с использованием последних достижений науки и техники.

Выбор лабораторных весов, также как и любого другого оборудования, - достаточно нелегкая задача из-за многообразия производителей, моделей приборов, их параметров и функций. Попробуем в этом разобраться, и для начала, приведем немного теории.

Все весы можно разделить на три вида: механические, электромеханические и электронные.

В последнее время наибольшее распространение получили электронные лабораторные весы.

Одним из элементов их конструкции является датчик, который определенным образом передает сигнал о нагрузке на индикатор. Датчики бывают разных видов, и это во многом определяет характеристики приборов. Наиболее распространенные из них тензометрические датчики и датчики электромагнитной компенсации.

Преимущество весов с тензодатчиками – относительно низкая стоимость и отлаженное серийное производство. Весы на основе электромагнитной компенсации обладают большей точностью, чувствительностью и разрешающей способностью, чем весы на основе тензодатчиков. Но у них есть также и недостатки, а именно чувствительность к магнитным полям.

Существует несколько основных понятий, которые необходимо знать при выборе весов:

• Наибольший предел взвешивания (НПВ) – наибольшая статическая нагрузка, которую могут выдержать весы без нарушения метрологических характеристик.
• Дискретность или цена деления весов – минимальная величина, на которую может происходить изменение показаний веса.
• Цена поверочного деления – условное значение, выраженное в единицах массы. Именно она характеризует точность весов. Обычно при эксплуатации e≤10d. В настоящее время существует два ГОСТа, по которым проверяются все лабораторные весы: ГОСТ24104-1988 и ГОСТ24104-2001, поэтому при выборе весов помимо класса точности необходимо уточнять и номер ГОСТа.
• Погрешность взвешивания - разность (х - а), где а - данное число, которое рассматривается как приближенное значение некоторой величины, точное значение которой равно х. Для лабораторных весов по ГОСТ 24104-2001 погрешность в диапазоне измерений по абсолютному значению не должна превышать пределов допускаемой погрешности.

Наименьший предел взвешивания – минимальное значение массы, которое возможно взвесить на весах данной модели при гарантированном диапазоне допустимой погрешности. Значения n (числа поверочных делений, которое определяется как НПВ/e) и НмПВ в зависимости от класса точности весов и цены поверочного деления e по ГОСТ 24104-2001 приведены в таблице:

Независимо от назначения весов, к ним предъявляются определенные требования. Их можно разделить на метрологические, эксплуатационные и санитарные требования. Для лабораторных весов предпочтение отдается метрологическим требованиям. Они определяют качество работы прибора. Важнейшие из них: точность взвешивания, чувствительность, постоянство показаний и устойчивость. Точными приборы для измерения веса считают тогда, когда они дают показания измерения массы с отклонением от истинных показаний в пределах допустимой погрешности. По точности весы лабораторные можно разделить на следующие группы:

1. Аналитические - весы с точностью свыше 0,1 мг. Для исключения внешних воздействий размещаются на антивибрационных столах лабораторных;
2. Прецизионные - с точностью от 1 г до 1 мг.
3. Чувствительность - их свойство выходить из состояния равновесия при незначительном изменении массы грузов. Чувствительность электронных весов равна их дискретности.
4. Устойчивость - свойство при выведении их из состояния равновесия самостоятельно после некоторых колебаний возвращаться в первоначальное положение.
5. Постоянство показаний - способность давать одинаковые показания при многократном взвешивании.

Наиболее важные функции весов

Калибровка средства измерений - совокупность операций, выполняемых с целью определения и подтверждения действительных значений метрологических характеристик и/или пригодности к применению средства измерений, не подлежащего государственному контролю и надзору.

Перед установкой новых весов на столе или при перемещении на новое рабочее место необходимо проводить калибровку их показаний. В ходе работы, через определенные промежутки времени весоизмерительная техника также должна подвергаться калибровке, как и другие измерительные приборы, например ИК анализатор зерна по стандартным образцам.

По типу калибровки весы делятся на 2 группы:

• весы с внешней калибровочной гирей, при этом калибровку выполняет оператор, используя специальную гирьку, которая в большинстве случаев в комплект не входит;
• весы со встроенной калибровочной гирей, при этом калибровка может выполняться оператором автоматически при помощи встроенного механизма, либо автоматически без участия оператора, например, при адаптации к условиям окружающей среды.

Выборка массы тары полезна, когда для взвешивания груза необходима лабораторная посуда. При этом допускается взвешивать грузы такой массы, чтобы сумма массы груза и тары не превышала НПВ. Многократная выборка массы тары может быть использована при составлении многокомпонентных смесей.

Счетный режим позволяет определить количество однородных изделий в партии по известной массе одного изделия.

Компараторный режим - взвешивание с произвольным, предварительно установленным, допуском. Его удобство заключается в том, что вместо считывания показаний и последующего сравнения их с нормой здесь сравнение выполняется автоматически по текущему значению массы, и пользователю достаточно лишь следить за соответствующими указателями на дисплее.
Динамическое взвешивание позволяет усреднить показания, когда груз на платформе нестабилен, например, при взвешивании жидкостей или животных (весы для КРС, свиней, поросят).
Взвешивание в процентах – в данном режиме измерение массы груза на платформе производится относительно взвешенной нормы, которая принимается за 100%.
Гидростатическое взвешивание - функция весов, предназначенная для определения плотности веществ. При этом груз взвешивают дважды: сначала на воздухе, затем – погружая его в жидкость, что приводит к уменьшению показаний из-за возникновения выталкивающей силы. Используя оба показания, а также известную плотность жидкости (при определении плотности твердого тела) или объем тела (при определении плотности жидкости), рассчитывается искомая величина, и результат выводится на дисплей.

Графическая шкала позволяет наглядно оценить массу взвешиваемого груза.

Возможность измерения веса груза в нестандартных единицах, таких как караты, унции и т.д. – это еще одно преимущество лабораторных весов.

Интерфейс RS 232 обеспечивает обмен данными с внешним устройством (ПК, принтер). Практически во все весы для лаборатории встроен такой интерфейс, но для передачи данных для большинства из них необходимо специальное программное обеспечение.