Метрологические параметры весов

 

Все весы должны обладать основными метрологическими качествами: устойчивостью, верностью, чувствительностью и постоянством показаний.

Устойчивость - способность весов, выведенных из равновесия, возвращаться после нескольких колебаний к первоначальному положению. Весы могут быть устойчивы при условии, если центр тяжести коромысла расположен ниже точки опоры на проходящей через нее вертикали. Чем ниже расположен центр тяжести коромысла, т. е. чем больше плечо, тем выше устойчивость весов и тем труднее вывести их из состояния равновесия.

Верностью (равноплечность) весов называется свойство их показывать правильное соотношение между массой взвешиваемого тела и стандартным грузом (разновес). Вследствие невозможности обеспечить у весов абсолютно точное равенство плеч и в связи с трением, создающимся в опорных деталях механизма, весы имеют ограниченную верность. В связи с этим для всех весов установлены максимальные допустимые погрешности, и весы считаются верными, если их погрешности не превышают установленных значений.

Проверку весов производят следующим образом (на примере тарир-ных весов). На левую чашку помещают гирю, равную 7ю наибольшей нагрузки (например, 100 г для весов с нагрузкой 1 кг). На правую чашку ставят тарирный стаканчик с песком и добиваются равновесия. Затем гирю и груз меняют местами. Если равновесие восстанавливается, то весы верны (равноплечи). При отсутствии равновесия на поднявшуюся чашку весов добавляют миллиграммовый разновес до приведения весов в состояние равновеси. Вес добавленных гирь в этом случае будет являться величиной неравноплечности весов. Совершенно аналогично определение у ненагруженных весов и при полной их нагрузке.

Государственными общесоюзными стандартами для каждого типоразмера весов установлены определенные значения допустимых погрешностей.

Чувствительностью весов называется их способность давать заметное отклонение от положения равновесия при незначительном изменении нагрузки. На практике чувствительность весов определяется минимальной нагрузкой (мг), вызывающей стандартное отклонение стрелки от положения равновесия. За стандартное отклонение принимается отклонение стрелки на 5 мм для тарирных весов и на угол в 5° для ручных весов.

Чувствительность весов зависит от:

1)   расположения центра тяжести коромысла по отношению к точке опоры. Весы будут иметь наибольшую чувствительность при достаточной устойчивости в том случае, когда центр тяжести коромысла лежит как можно ближе к точке опоры, но во всяком случае ниже этой точки;

2)  веса коромысла. Чем меньше вес коромысла, тем большую чувствительность при всех прочих условиях будут иметь весы. Для облегчения коромысла в нем делают вырезы круглой или другой формы;

3) длины плеч коромысла. Теоретически чем больше длина плеч коромысла, тем больше его чувствительность. Однако практически нецелесообразно изготовлять коромысла с длиными плечами, так как удлинение коромысла ведет к увеличению его массы, что вызывает уменьшение чувствительности. Наряду с этим при увеличении длины коромысла значительно возрастает прогиб его под действием груза, вследствие чего понижается центр тяжести коромысла и чувствительность весов уменьшается. Поэтому практически коромысла делают с как можно более короткими плечами.

На чувствительность весов оказывает большое влияние расположение рабочих ребер призм. Необходимо, чтобы рабочие ребра всех призм находились на одной прямой, так как если ребро опорной призмы будет выше прямой, проходящей через ребра грузоподъемных призм, то чувствительность будет падать с увеличением нагрузки. В том случае, если линия, соединяющая ребра грузоподъемных призм, проходит выше ребра опорной призмы, чувствительность весов с увеличением нагрузки будет до известного предела возрастать, после чего коромысло постепенно перейдет в неустойчивое положение и опрокинется.

Следует, наконец, отметить, что большинство весов, служащих для взвешивания с большей точностью (в том числе тарирные и ручные весы), имеют длинные стрелки. Это объясняется тем, что увеличение длины стрелки весов позволяет наблюдать и отсчитывать незначительные угловые отклонения коромысла, так как чем больше радиус (длина стрелки), тем длиннее дуга, соответствующая отклонению коромысла на один и тот же угол.

Ручные и тарирные весы считаются чувствительными, если при положении весов в равновесии с нагрузкой, равной 1/10 и наибольшей допустимой, а также у ненагруженных весов грузик, соответствующий величине допустимой погрешности, прибавленный на одну из чашек, выведет весы из равновесия настолько, что стрелка у ручных весов выйдет за пределы обоймицы не менее чем наполовину своей длины, а у тарирных весов отклонится от среднего деления не менее чем на 5 мм.

Чувствительность весов настольных обыкновенных должна быть такой, чтобы давление на одну из чашек или площадок грузика массой, соответствующей величине допустимой погрешности, вызывало отклонение каждого указателя не менее чем на 5 мм от положения их равновесия.

Циферблатные весы считаются чувствительными, если добавление грузика, соответствующего цене деления шкалы, вызовет смещение стрелки на одно деление при любой нагрузке в допустимых пределах.

Чувствительность весов является весьма важным их качеством, и знать ее величину необходимо для того, чтобы отчетливо представлять, с какой точностью может быть проведено взвешивание на данных весах. Как следует из приведенных величин допустимых погрешностей, чувствительность весов  (всех типов)  падает с увеличением  нагрузки.

Постоянством, или неизменностью, показаний называется свойство весов показывать одинаковые результаты при многократных определениях массы тела, проводимых на данных весах в одних и тех же условиях.

27.06.2015