Что это такое
Перед тем как рассчитать погрешность весов, нужно дать определение прибору. Он представляет собой измерительное устройство, которое с высокой точностью устанавливает массу предметов и веществ. Оно применяется для количественного анализа, благодаря особенностям конструкции имеет максимально возможную чувствительность, обеспечивающую минимальную погрешность, то есть отклонения от реальных значений. Современные модели способны реагировать на изменения показателей массы, достигающие тысячных долей одного грамма.
Высокая и нормируемая точность аналитических весов позволяет использовать их в различных областях. Это фармацевтика, исследования, научная деятельность, пищевая, химическая и нефтехимическая промышленность, химия, медицина, образование, биология, ювелирное дело, прочие отрасли. Такое оборудование предназначено для оснащения НИИ, лабораторий, отделов разработок и контроля качества на предприятиях.
Пределы взвешивания
Хотя самой важной характеристикой считается погрешность аналитических весов, существует также другой параметр – предел взвешивания. Он бывает двух видов:
- Максимальный. Это допускаемая производителем нагрузка, то есть максимум веса, который устройство выдержит. При превышении вероятен выход из строя.
- Минимальный. Это наименьшие показания, которые может выдавать прибор. Если реальная масса анализируемого объекта будет меньше такого минимума, то весы просто не уловят эту величину или продемонстрируют её на табло с искажением.
Дискретность
Под дискретностью электронных весов или других понимается так называемый шаг, то есть минимально возможная величина, на которую изменяются результаты измерений. Данный показатель фактически характеризует точность. Чем он ниже, тем выше чувствительность прибора, тем более мелкие изменения он отображает. Чтобы получать высокоточные, приближенные к реальности результаты, необходимо отдавать предпочтение моделям с дискретностью 0,0001 грамма.
Типы и классификация современных аналитических весов
В лабораторных условиях используются приборы нескольких разновидностей. Так, по принципу работы они делятся на:
- Механические. Их функционирование основано на уравновешивании. Специалист при взвешивании устанавливает на платформу грузы. И когда масса таких гирь совпадает с весом предмета, то равновесное положение фиксируется в качестве результата. Такие модели бывают пружинными, квадрантными и рычажными.
- Электронные. В них встроены тензодатчики, регистрирующие массы предметов и трансформирующие их в сигналы. Электромагнит генерирует силу, которая противодействует фактическому весу груза. Информация обрабатывается и интерпретируется микропроцессором. Данные передаются на дисплей.
По нагрузке выделяют такие виды весов:
Технологичекие. Они рассчитаны на массы от 1 до 2 кг, обычно используются на производствах.
- Ручные или аптечные. На них можно взвешивать вещества и предметы, которые весят от 1 г до 100.
- Аналитические. Они выдерживают максимум 200 г.
- Микроаналитические. Такие модели имеют предел взвешивания, равный 20 граммам.
- Ультра-микроаналитические. Они отличаются максимальной чувствительностью, подходят для измерений масс не более 1 г, то есть 1000 мг.
Классы точности
Погрешность при взвешивании на весах устанавливается в зависимости от их класса точности. Согласно актуальному российскому стандарту ГОСТ Р 53228-2008, регламентирующему нормы измерений, установлено 4 категории. Это такие классы:
- IV, он же обычный. Условно он к аналитическим устройствам не относится, так как не обеспечивает сверхвысокую точность. Этот вариант подходит для промышленного применения и других отраслей без строгих требований.
- III, называемый средним. Это устройства многоцелевого назначения для повседневной эксплуатации в сельском хозяйстве, торговле, в складской деятельности, на производствах.
- II, он же высокий. Приборы этого класса подходят для фармацевтики, медицины, исследований и других сфер, в которых важны прецизионные измерения.
- I – специальное оборудование с мизерными погрешностями. Его используют в отраслях, где ошибки недопустимы. Это микробиология, биохимия, фармацевтика, электроника, медицина, нанотехнологии.
Предельно допустимая погрешность
Максимальная допустимая погрешность весов представляет собой цену, то есть значение одного поверочного деления. Это предельное отклонение показаний от реальной, фактической анализируемой массы.
Как узнать погрешность весов? Такой параметр относится к условным величинам, указывается в технических документах. Но есть определённые нормативы:
- У оборудования третьего и четвёртого классов точности цена одного поверочного деления, обозначаемая латинской буквой «e», соответствует цене каждого деления «d».
- У устройств второго и первого, то есть высокого и специального классов допустимо значение e, которое составляет от минимальных 2d до максимальных 1000d.
Реальные показатели погрешности
Что такое погрешность весов реальная? Она может отличаться от предельной, но при этом тесно с нею связана. Рассмотрим зависимость в таблице, в которой для трёх классов точности обозначены предельно допустимая погрешность e, минимальный предел взвешиваний Min, а также количество всех предусмотренных поверочных делений n:
|
Класс |
e |
n |
Min (НмПВ) |
|
Первый |
0,001 г ≤ е |
50 000 и более |
100 d |
|
Второй |
0,001 г < е ≤ 0,05 г |
100 ≤ n ≤ 100 000 |
20 d |
|
0,1 г ≤ е |
5 000 ≤ n ≤ 100 000 |
50 d |
|
|
Третий |
0,1 г < е ≤ 2 г |
100 ≤ n ≤ 10 000 |
20 d |
|
5 г ≤ е |
500 ≤ n ≤ 10 000 |
20 d |
Как определить погрешность весов и проверить её соответствие данным документации? Есть два варианта:
- Поверка. Данная процедура выполняется с определённой периодичностью и подтверждает полное соответствие устройства действующим метрологическим требованиям. При поверочных манипуляциях с помощью эталонных масс измеряют имеющиеся отклонения фактических выдаваемых показаний от номинальных.
- Калибровка. Это своеобразная настройка, устанавливающая соответствие результатов заданным показателям. При такой процедуре на прибор ставят гири известных масс, фиксируя показания и сравнивая их с реальными. Далее производится корректировка.
Как выбрать подходящий прибор?
При выборе устройства для проведения измерений учитывайте такие факторы:
- область применения;
- необходимые пределы взвешивания, зависящие от масс измеряемых веществ и предметов;
- допустимые погрешности, которые требуются для той или иной деятельности;
- желаемый функционал, например, только основные функции (простые взвешивания) или дополнительные опции – автоматические калибровки, определение количества элементов на платформе и прочие.
Советы по эксплуатации
Важные правила использования:
- Микроклимат. Измерения должны выполняться в помещении, защищённом от сквозняков. Температура в нём – в пределах 18-20°C. А влажность воздуха, которую поможет определить гигрометр, находится в интервале от 40 до 60%.
- Температура веществ. Допускается только комнатная. Чрезмерно высокая или низкая может исказить результаты.
- Установка. Устройство располагается на ровной поверхности, строго в горизонтальной плоскости. Переносить и двигать установленные весы не следует без острой необходимости.
- Проверка показаний до старта работ. На дисплее должен быть ноль.
- Взвешивания не прямо на платформе, а в лабораторной посуде, к примеру, в химическом стакане, бюксе.
- Недопущение механических воздействий на устройство – давления, падений, толчков, ударов.
- Поддержание чистоты. Специалист должен работать в перчатках и брать, перемещать мелкие предметы с помощью пинцета, щипцов.
- Позиционирование груза. Он располагается по центру платформы.
Итоги
Подбор и использование аналитических весов требует строгого соблюдения определённых правил. Чтобы достигать точных результатов, не нарушайте такие рекомендации, а также используйте подходящее вспомогательное лабораторное оборудование и качественную посуду.
