Погрешности измерения

Погрешность измерения массы состоит из следующих составляющих:

а) погрешности сравнения с помощью рычажных весов;

б) погрешности масс гирь;

в) погрешности оператора;

г) погрешности вычислении.

Погрешность рычажных весов вызывается погрешностью отношения длин плеч . Эта составляющая погрешности по абсолютному значению не зависит от измеряемой массы. Реальное отношение может отличаться от номинально­го (например, оно должно быть равно 1, а реально составляет 0,99). Однако эта погрешность легко обнаруживается: при или стрелка не будет совпа­дать с нулевой отметкой. Часто весы имеют винты-регуляторы, а если их нет, то на одну из чаш добавляют какую-нибудь массу и таким образом уравновешивают.

При малых, измеряемых массах или малой разности вращающий мо­мент не может преодолеть силу, вызванную "врезанием". Призма врезается в опорную подушку тем больше, чем больше измеряемая масса. А чем больше "вре­зание" опорной призмы, тем труднее повернуть коромысло. Отсюда возникает со­ставляющая от "врезания", которая зависит от , то есть порог чувствительности яв­ляется функцией измеряемой массы.

Значения погрешностей рычажных весов приводят в их паспортах.

Погрешность масс гирь зависит от того, насколько точно гиря воспроизво­дит значение массы.

Погрешность оператора вызывается ошибкой в формировании оператором результата измерения. Как правило, это ошибка при установлении первоначаль­ного равновесия весов, ошибка считывания показаний по шкале.

Погрешности вычислений возникают, например, от округления и применен­ных приближенных методов вычислений.

Есть и другие составляющие погрешности, например, влияние плотности воздуха, от которой зависит аэродинамическая подъемная сила, погрешность мо­жет возникать и оттого, что плотность материала взвешиваемого груза и материа­ла гирь различны. Но эти составляющие учитываются при очень точных измере­ниях.

Средство измерения

По конструктивным признакам аналитические весы делятся на двухчашеч­ные с равноплечим трехпризменным коромыслом и одночашечные с двухприз­менным коромыслом.

При взвешиваниях на аналитических весах применяют гири классов 1 и 2 общего назначения, гири - рейтеры классов 1 и 2 и встроенные гири.

Выпускаются аналитические весы с наибольшим пределом взвешивания 200; 100; 20 и 1 г. При этом часто называют весы с пределом взвешивания до 20 г микроаналитическими, а до 1 г - пробирными, так как первые применяют при микроанализах, а вторые при определении пробы золота.

За рубежом отдельные фирмы, помимо весов с указанными пределами из­мерений, выпускают весы с наибольшим пределом взвешивания 30, 50, 80, 160, 500, 1000 г и более.

Простейшие двухчашечные аналитические весы показаны на рисунке 4. Равноплечее коромысло 6 своей опорной призмой опирается на подушку, укреп­ленную на колонке 8. К грузоприемным призмам, прикрепленным к коромыслу подвешены серьги 7 с чашками 12. Для отсчета колебаний служит стрелка 10, заостренный конец которой передвигается параллельно шкале 11, колонка укрепле­на на опорной доске из дерева, стекла, металла или полимерных материалов с винтовыми ножками 13 для установки весов по отвесу. Для остановки колебании весов, а также для изолирования призм от подушек при нерабочем состоянии ве­сов служит изолир, ручка 14 которого расположена перед витриной 5 весов, за­щищающей их от пыли, влаги, потоков воздуха и нагревания.

На верхней части коромысла или на планке, прикрепленной к коромыслу нанесена рейтерная шкала 2.

Рейтер навешивается на коромысло с помощью устройства, состоящего из крючка 1, укрепленного на подвижной штанге с ручкой 4, выведенной на боковую сторону витрины.

Груз 9, перемещающийся по резьбе на стрелке 10, служит для регулирования чувствительности весов, а грузики 3, передвигающиеся по резьбовым стержням, укрепленным в коромысле, для тарирования нагруженных весов.

Рисунок 4 – Внешний вид двухчашечных аналитических весов