Аналитические весы: описание, класс точности, применение
Аналитические весы - важнейший измерительный инструмент в лабораториях. От точности аналитических весов напрямую зависят результаты анализов и исследований.
Определение аналитических весов
Аналитические весы относятся к высокоточным лабораторным весам и используются для определения массы веществ, материалов или изделий с точностью до 0,1 мг или даже до 0,01 мг.
Аналитические весы за последние годы претерпели существенные изменения. Их ассортимент поменялся полностью уже несколько раз.
По классу точности аналитические весы относятся к 1 и 2 классу. Это означает, что погрешность взвешивания не превышает 0,1 мг.
По принципу действия различают:
- Механические аналитические весы
- Весы аналитические электронные
Последние модели электронных аналитических весов получают много дополнительных функций, не свойственных механическим, например:
- Определение плотности твердых тел и жидкостей
- Динамическое взвешивание
- Подключение к компьютеру или принтеру
- Различные единицы измерения массы
- Автоматическая установка нуля
Классификация аналитических весов
Существует несколько вариантов классификации аналитических весов.
По конструкции
- Коромысловые
- Торсионные
У коромысловых весов в качестве чувствительного элемента выступает контактная пара призм, у торсионных - тонкая нить.
По типу колебаний
- С периодическим качанием
- Апериодические или демпферные
Демпферные весы оснащены специальным демпфирующим устройством, которое ускоряет затухание колебаний и сокращает время взвешивания.
| Весы с периодическим качанием | Демпферные весы |
| Медленное затухание колебаний | Быстрое затухание колебаний |
| Долгое время взвешивания | Короткое время взвешивания |
К демпферным весам относятся:
- Полуавтоматические
- С верхним размещением демпферов
- С нижним размещением демпферов
По принципу действия
- Механические
- Электронные
Механические весы дешевле, но менее точные и более требовательные к условиям эксплуатации. Электронные весы надежнее и функциональнее.
К аналитическим весам помимо собственно аналитических также относят:
- Микроаналитические
- Полумикроаналитические
- Пробирные
Они отличаются особо высокой точностью измерения.
Устройство аналитических весов
Рассмотрим конструкцию электронных аналитических весов.
Важнейший элемент - коромысло, на котором закреплены три опорные призмы. Средняя призма служит опорой коромысла при взвешивании, остальные - опорами чашек весов.
С коромыслом соединена вертикальная стрелка с микрошкалой, перемещения которой фиксирует специальное оптическое устройство - вейтограф. На экране вейтографа лаборант наблюдает увеличенное изображение шкалы.
Для ускорения затухания колебаний к конструкции весов подключаются демпферы. Перед взвешиванием коромысло приподнимают при помощи арретира - специального механизма с рукояткой.
В электронных аналитических весах используется принцип электромагнитной компенсации - вес груза уравновешивается электромагнитной силой, величина которой преобразуется в цифровой сигнал и выводится на дисплей.
Для защиты механизма весы помещают в стеклянный защитный кожух.
Такова в общих чертах конструкция современных электронных аналитических весов.
Срок службы аналитических весов
Срок службы дорогостоящего лабораторного оборудования напрямую зависит от условий его эксплуатации и технического обслуживания.
При соблюдении всех правил эксплуатации, регулярной калибровке и аккуратном обращении срок службы аналитических весов может достигать:
- 5-7 лет для механических моделей
- 10-15 лет для электронных моделей
Основными факторами, влияющими на износ аналитических весов, являются:
- Нарушение температурно-влажностного режима помещения
- Попадание пыли и химически агрессивных веществ на механизм
- Перегрузка чашек сверх номинальной нагрузки
- Нерегулярная поверка и калибровка
Своевременное техобслуживание позволяет минимизировать эти факторы и значительно продлить эксплуатационный ресурс весов.
Выбор аналитических весов
При выборе аналитических весов для лаборатории необходимо учитывать:
- Диапазон измеряемых масс
- Требуемую точность измерений
- Необходимость внешней или внутренней калибровки
- Дополнительные функции
- Стоимость прибора и расходных материалов
Диапазон измерений выбирается исходя из массы обычно взвешиваемых образцов. Чем он шире, тем дороже весы.
Основные производители аналитических весов
Лидирующие позиции на рынке аналитических весов занимают:
- Компания AND (Япония)
- Компания Ohaus (США)
- Компания Vibra (Германия)
- Компания Госметр (Россия)
Качество весов этих производителей подтверждено многочисленными тестами и отзывами покупателей.
Тестирование и сертификация аналитических весов
Перед поступлением в продажу образцы аналитических весов проходят испытания на соответствие заявленным метрологическим характеристикам.
Испытания проводятся в аккредитованных лабораториях при различных условиях и нагрузках. Проверяется влияние температуры, влажности, вибраций на показания весов.
Упаковка и транспортировка аналитических весов
Для защиты при транспортировке аналитические весы упаковывают в прочные ящики с амортизирующими прокладками.
Обязательным требованием является наличие индикаторов удара, регистрирующих превышение допустимых нагрузок. Маркировка на ящиках предупреждает о хрупкости груза.
Утилизация аналитических весов
После окончания срока службы аналитические весы разбирают и утилизируют как электронные отходы и лом черных и цветных металлов.
Опасные компоненты, такие как ртутные термометры или литиевые батарейки, извлекаются и сдаются на специальные пункты приема для дальнейшей переработки или захоронения.
Проверка аналитических весов перед использованием
Перед началом работы обязательно проведение проверки исправности аналитических весов.
Для этого выполняют:
- Внешний осмотр на отсутствие механических повреждений
- Проверку нулевых показаний при пустой чашке
- Контрольное взвешивание эталона массы из комплекта весов
- Сравнение показаний с паспортными данными
При обнаружении отклонений от нормы весы направляются в поверку или ремонт.
Особенности эксплуатации различных моделей аналитических весов
Механические и электронные аналитические весы имеют свои особенности использования.
Механические модели более требовательны к выделению специального помещения и аккуратной работе оператора. Они легче выходят из строя при небрежном обращении.
Электронные весы более устойчивы к ошибкам пользователей, удобны в работе, но нуждаются в более частой метрологической поверке.
Встроенное программное обеспечение аналитических весов
Современные электронные аналитические весы имеют встроенное метрологическое ПО, выполняющее функции:
- Автоматическая установка нуля
- Калибровка и юстировка
- Расчет плотности образцов
- Статистическая обработка серий измерений
- Защита от несанкционированного доступа
Использование встроенного ПО повышает точность измерений и расширяет аналитические возможности весов.
Интеграция аналитических весов с внешними устройствами
Современные модели аналитических весов поддерживают подключение к внешним устройствам по интерфейсам USB, RS-232, Ethernet.
Это позволяет:
- Передавать данные о массе в компьютер
- Печатать протоколы измерений на внешнем принтере
- Интегрировать весы в автоматизированные системы сбора данных