Взвешивание на аналитических весах с точностью до 0,1 мг

 

Эта методика является упрощенной, но, однако, во многих случаях вполне достаточной для медико-биологических, химических и физических исследований.

1. Взвешиваемое тело помещают на левую чашку весов

На правую чашку последовательно (т.е. начиная с больших гирь по порядку, не пропуская) накладывают разновески. Разновес сначала берут из футляра, затем опускают кольца.

Всегда можно подобрать такое значение массы разновесов т ₀,при которой нулевой штрих шкалы при освобождении коромысла не слишком удаляется от черты на экране вейтографа. Штрих п ₁шкалы, совпадающий с чертой вейтографа в положении равновесия нагруженных весов, определяют после полной остановки коромысла весов. Измерения п ₁ проводят не менее трех раз.

Масса разновеса равна:

, (3.29)

где m ₁ – масса граммовых разновесок на правой чашке весов,

m ₂ – масса миллиграммовых разновесок (колец), которая отсчитывается по внешнему и внутреннему лимбам (миллиграммовые разновески всегда подвешиваются на планку правого плеча коромысла весов).

Так как положение равновесия нагруженных весов не совпадает с нулевой точкой , то это означает, что масса разновеса m ₀ не равна массе тела т. Величину поправки, т.е. добавочной нагрузки ∆m, которая привела бы весы в положение равновесия, можно рассчитать по формуле:

. (3.30)

Пусть , а цена деления, как в примере (3.28), равна .

Если правая чашка весов (с граммовыми и миллиграммовыми разновесками) перевешивает левую, то нулевой штрих шкалы находится справа от черты на экране вейтографа (рис. 3.7) – на экране вейтографа мы видим перевернутое изображение микрошкалы.

 

 

Рис. 3.7. Изображение микрошкалы на экране вейтографа

(тело на левой чашке весов, разновески на правой чашке,

масса тела т меньше массы разновесов т ₁ + т ₂, поправка ∆ т <0)

 

Для приведения весов в равновесие необходимо выполнение условия

. (3.31)

Откуда

, (3.32)

т.е. масса тела т меньше массы разновесов т₁ + т₂. В этом случае поправка отрицательна и равна

.

Для удобства пользователя цифры этой части шкалы имеют знак “минус”.

Если перевешивает левая чашка весов (с помещенным на нее телом), т. е. масса тела больше массы разновесов, то нулевой штрих шкалы находится слева от черты на экране вейтографа (рис. 3.8).

 

Рис. 3.8. Изображение микрошкалы на экране вейтографа

(тело на левой чашке весов, разновески на правой чашке,

масса тела т больше массы разновесов т ₁ + т ₂, поправка ∆ т >0)

 

Равновесие весов наступит при условии

, (3.33)

В этом случае поправка положительна и равна

.

Цифры этой части шкалы имеют знак «плюс».

Масса тела при взвешивании на левой чашке весов равна

. (3.34)

Знак «+» или «-» поправки указан на микрошкале.

 

Взвешиваемое тело помещают на правую чашку весов

Граммовый разновес помещают на левую чашку, а миллиграммовые кольца опускают на правое плечо коромысла весов. Тогда масса тела равна

. (3.35)

При взвешивании тела на правой чашке весов поправка имеет обратный знак, указанному на микрошкале.

В табл. 3.2 приведен пример взвешивания тела на левой и правой чашках аналитических весов (цена деления ).

Среднее значение массы равно

г. (3.36)

 

Средняя случайная погрешность:

г. (3.37)

 

Таблица 3.2

 

Разновес	Тело на левой чашке весов	Тело на правой чашке весов
Пример	Результат взвешивания	Пример	Результат взвешивания
Масса гирь т1	35 г		36 г
Масса колец т2	760 мг		240 мг
Отклонение шкалы от нулевой точки весов	– 23,1 дел		+ 25,2 дел
Поправка D m	– 2,57 мг		– 2,80 мг
m	35,75720 г		35,75743 г
m среднее	35,7573 г

 

При использовании разновесов II класса, находящихся в применении, погрешность гирь составляет (см. табл. 3.3):

(3.38)

Суммарная абсолютная погрешность с учетом погрешности гирь равна

(3.39)

Относительная погрешность составляет

= . (3.40)

Окончательный результат взвешивания без учета влияния среды имеет вид:

г; = 0,0045 %. (3.41)

 

Таблица 3.3

 

Номинальное значение массы гири	Допустимые отклонения массы гирь, мг
I	Iа	II
при выпуске из производства и ремонта	при поверке гирь, находящихся в применении	при выпуске из производства и ремонта	при поверке гирь, находящихся в применении	при выпуске из производства и ремонта	при поверке гирь, находящихся в применении
в г
	± 0,32	± 0,50	± 0,65	± 1,00	± 1,60	± 2,50
	± 0,24	± 0,36	± 0,50	± 0,70	± 1,20	± 1,80
	± 0,16	± 0,24	± 0,30	± 0,45	± 0,80	± 1,20
	± 0,12	± 0,18	± 0,25	± 0,36	± 0,60	± 0,90
	± 0,08	± 0,12	± 0,16	± 0,24	± 0,40	± 0,60
	± 0,05	± 0,08	± 0,10	± 0,15	± 0,25	± 0,40
	± 0,03	± 0,05	± 0,06	± 0,09	± 0,16	± 0,25
	± 0,025	± 0,04	± 0,05	± 0,08	± 0,12	± 0,20
	± 0,015	± 0,025	± 0,03	± 0,05	± 0,08	± 0,12
в мг
	± 0,010	± 0,015	± 0,02	± 0,03	± 0,06	± 0,09
	± 0,008	± 0,010	± 0,02	± 0,03	± 0,04	± 0,06
	± 0,005	± 0,008	± 0,01	± 0,015	± 0,02	± 0,03
	± 0,005	± 0,008	± 0,01	± 0,015	± 0,02	± 0,03
	± 0,005	± 0,008	± 0,01	± 0,015	± 0,02	± 0,03
	± 0,005	± 0,008	± 0,01	± 0,015	± 0,02	± 0,03
	± 0,005	± 0,008	± 0,01	± 0,015	± 0,02	± 0,03
	± 0,005	± 0,008	± 0,01	± 0,015	± 0,02	± 0,03
	± 0,005	± 0,008	± 0,01	± 0,015	± 0,02	± 0,03

 

Поправка на действие силы Архимеда