О точности и погрешности лабораторных и аналитических весов
В группу лабораторно-аналитических весов входит высокоточное весоизмерительное оборудование с ценой деления от 0,1 мг, для взвешивания навесок (грузов) от 10 мг. Они используются в основном в медицине, фармакологии, энергетике, химической и пищевой промышленности, в различных лабораториях и везде, где требуется определять массу груза с высокой точностью или взвешивать образцы с небольшой массой.
При выборе лабораторных и аналитических весов основной характеристикой является точность , которую требуется обеспечить при взвешивании. Также важно проверить соответствие массы минимального и максимального груза (с учетом массы тары) интервалу нагрузок, в котором работают весы.
В рамках статьи рассмотрим точность весов как характеристику, которая показывает, насколько близко отображаемое на дисплее весов показание соответствует действительной массе взвешиваемого образца. В этом случае точность весов напрямую зависит от их погрешности.
Для весов, сделанных по ГОСТ, пределы погрешности нормируются, как указано в таблице 1.
Табл. 1. Пределы допускаемой погрешности
|
Для нагрузки (m), выраженной в поверочных интервалах весов (е) |
Пределы допускаемой погрешности |
|||
|
Специальный I класс точности |
Высокий II класс точности |
Средний III класс точности |
при первичной поверке |
в эксплуатации |
|
0≤m≤ 50000 е 50000 е<m ≤ 200000 е 200000 е <m |
0≤ m ≤ 5000 е 5000 е < m ≤20 000 е 20000 е < m ≤100 000 е |
0≤ m ≤500 е 500 е < m ≤ 2000 е 2000 е < m ≤ 10 000 |
± 0,5 е ± 1,0 е ± 1,5 е |
± 1 е ± 2 е ± 3 е |
Поверочный интервал (е) указывается на весах или в документации к весам и, как правило, для лабораторно-аналитической группы поверочный интервал (е) отличается от цены деления весов (d). Для весов, сделанных по ТУ, пределы погрешности нормируются производителем и должны быть указаны в руководстве по эксплуатации.
Однако для взвешивания с максимальной точностью следует использовать калиброванные весы. Результаты калибровки позволяют определить действительные значения массы груза и добавить поправки к показаниям весов, определив действительные характеристики погрешности.
Факторы, влияющие на погрешность взвешивания на лабораторно-аналитических весах
(примеры приведены для нагрузки 2000 г (20 000е), для лабораторных весов серии ВМ-II):
При перемещении весов из Санкт-Петербурга в Москву с 59°57’ до 55°45’северной широты изменение ускорения свободного падения влечет за собой уменьшение показаний весов на 0,6 г (6,2е): за счет изменения широты на 4° -0,7 г (-7,2е) и за счет изменения высоты над уровнем моря на 150 м +0,1 г (+1е). Даже перемещение весов с одного этажа здания на другой влияет на показания.
2. Горизонтальность установки весов.
При изменении наклона весов на 1° показания уменьшатся на 1 г (1е). Это обусловлено отсутствием соосности сил: силы, прикладываемой к грузоприемной платформе, и уравновешивающей силы платформы, которую считывают весы.
3. Температура.
Изменение температуры влияет на чувствительность весов, а значит и на фактические показания. При колебании температуры на 5°С рядом с весами, показания весов изменятся на 0,1 г (0,6е). Значимым источником тепла для весов могут быть: человек, вошедший в помещение, включенный компьютер, кондиционер, воздействие прямых солнечных лучей.
Перед использованием лабораторно-аналитические весы необходимо обязательно прогреть, то есть от момента включения весов до первого взвешивания должно пройти от 20 минут до нескольких часов, в зависимости от модели весов.
4. Плотность воздуха.
Плотность воздуха влияет на выталкивающую силу, действующую на груз. Плотность воздуха зависит от относительной влажности, температуры и атмосферного давления. При изменении плотности воздуха на 10% показания не изменятся, однако погрешность увеличится на 0,25е.
5. Воздушные потоки.
Кондиционеры, вентиляторы, радиаторы отопления, распашные двери и даже сотрудники создают воздушные потоки внутри помещения, которые могут влиять показания весов. Как правило, влияние этого фактора нивелируется наличием ветрозащитной витрины.
6. Количество поверочных делений и измеряемая нагрузка.
Чем больше поверочных делений у весов и чем выше измеряемая нагрузка, тем сильнее указанные факторы влияют на результат взвешивания. Для нивелирования факторов, указанных выше, рекомендуется проводить юстировку весов перед каждой серией взвешиваний, поэтому советуем обратить внимание на весы со встроенной юстировочной гирей.
Как правило, для весов высокого и специального класса точности с е>10 000, может потребоваться неоднократная юстировка в течение одного рабочего дня.
Дополнительные факторы, влияющие на погрешность взвешивания на аналитических весах
- Разница температур контейнера, образца, гири и окружающего воздуха, приводящая к образованию нисходящих или восходящих потоков воздуха.
- Гигроскопичность образца или его испарение, вызывающее изменение массы взвешиваемого груза.
- Взвешивание намагниченных грузов.
- Взвешивание объектов с накопленным с электростатическим зарядом.
- Наличие в помещения оборудования, создающего электромагнитные помехи.
Как видим, существует множество факторов, влияющих на показания весов. Вот почему при работе с весами высокой точности важна квалификация оператора.
