ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Техника взвешивания из "Количественный анализ" Существует несколько способов взвешивания. Сначала рассмотрим способ, наиболее часто применяемый в практике. Он пригоден, если есть уверенность в равноплечности весов или когда достаточно знать не абсолютный вес тела, а только отношение весов двух тел. Принцип этого способа состоит в том, что взвешиваемый предмет кладут на одну чашку весов, обычно левую, а на другую накладывают разновески до тех пор, пока стрелка весов не займет на нижней шкале первоначальное положение. [c.129] Колебания коромысла весов затухают очень медленно, и потому для ускорения взвешивания никогда не ожидают полной остановки стрелки. Положение стрелки после прекращения колебаний коромысла находят, исходя из наблюдений величины нескольких отклонений стрелки вправо и влево от центрального деления шкалы. Само взвешивание состоит из нескольких стадий. [c.129] Определение нулевой точки и точки равновесия. Нулевой точкой называют то деление шкалы, против которого останавливается стрелка ненагруженных весов после прекращения колебаний коромысла. Точкой равновесия принято называть такое же положение стрелки при нагруженных весах. Обычно считают крайнее левое деление нижней шкалы нулевым, центральное — десятым, а крайнее правое — двадцатым. Тогда, если весы правильны, нулевая точка должна соответствовать десятому делению шкалы. Однако в действительности этого почти никогда не бывает. [c.129] Для определения нулевой точки сначала осторожно, плавным поворотом дисковой рукоятки опускают арретир. Чаще всего вызванная этим амплитуда колебаний стрелки бывает вполне достаточна. Лучше всего, если максимальные отклонения стрелки лежат в пределах между пятым и пятнадцатым делениями шкалы (считая центральное деление за десятое), но они не должны выходить за пределы шкалы. В последнем случае нужно прекратить колебания стрелки, подняв арретир, а затем снова медленно опустить его. Иногда после опускания арретира стрелка остается почти неподвижной. Ее можно привести в движение, подняв и снова опустив арретир или открыв боковую дверцу и осторожно помахивая ладонью вблизи одной из чашек. Создаваемый при этом ток воздуха достаточен, чтобы коромысло начало колебаться. [c.129] После того как коромьюло весов приведено в колебательное движение, начинают отсчитывать по шкале величину отклонений стрелки вправо и влево. Отсчет делают в тот момент, когда стрелка, достигнув наибольшего отклонения, на мгновение останавливается, прежде чем начать двигаться в обратном направлении. Наблюдать за положением стрелки в это время надо одним глазом. Нужно научиться оценивать на глаз десятые доли целого деления и результат отсчета записывать с десятыми. Следует обращать внимание на правильное положение глаза глаз должен быть точно против центрального деления шкалы, чтобы избежать ошибки вследствие кажущегося смещения стрелки, вызванного изменением точки наблюдения (параллакс). При наблюдении отклонений стрелки голова работающего должна оставаться неподвижной. [c.129] Первые два-три отклонения стрелки пропускают как случайные. Затем делают два отсчета положений стрелки в одну сторону и один отсчет в другую сторону от центрального деления. [c.129] Следовательно, нулевая точка является средним арифметическим из отсче тов колебаний стрелки в противоположные стороны от центрального деления шкалы. При вычислении достаточно оставить один знак после запятой. [c.130] Нулевая точка должна лежать в пределах между девятым и одиннадцатым делениями. В противном случае весы следует исправить. [c.130] Определение чувствительности весов. Как было сказано, чувствительность весов измеряется количеством делений шкалы, на которое смещается нулевая точка при перегрузке одной из чашек в 1 мг. Масса самой мелкой разновески, находящейся в ящичке, равна 10 мг. Поэтому перегрузку в 1 мг вызывают посредством рейтера. [c.130] Применение рейтера основано на правиле моментов сил, согласно которому одинаковые отклонения коромысла происходят под действием равных моментов сил рейтер массой 10 мг, помещенный на первое деление рейтерной шкалы, вызывает такое же отклонение коромысла, какое наблюдается под влиянием нагрузки в 1 мг, находящейся на одной из чашек, так как в обоих случаях моменты сил равны. Аналогично этому положение рейтера на пятом делении шкалы соответствует нагрузке на чашке, равной 5 мг, и т. д. Маленькие деления коромысла соответствуют десятым долям миллиграмма. Каждое большое деление коромысла имеет пять маленьких. Следовательно,, цена маленького деления равна 0,2 мг. [c.130] Чувствительность обычно несколько уменьшается при увеличении нагрузки на чашках весов вследствие прогиба коромысла. [c.130] Не следует сразу начинать накладывать более мелкие разновески. Надо сначала убедиться, что предмет весит меньше 8,2 г. Для этого поднимают арретир, снимают разновеску в 100 ш. и вместо нее кладут 200 мг. Если теперь при опускании арретира стрелка отклоняется влево, значит чашка с разновесками тяжелее взвешиваемого предмета, и поэтому нужно уменьшить массу. Снимают разновеску в 200 мг, кладут 100 мг и еще 50 мг. [c.131] Очевидно, масса предмета будет равна массе разновесок только в том случае, если точка равновесия совпадает с найденной ранее нулевой точкой (9,8). В приведенном примере такого совпадения нет. Для того чтобы добиться совпадения точки равновесия с нулевой точкой, необходимо увеличить нагрузку на правой чашке. [c.131] Теперь нужно определить четвертый знак, т. е. десятые доли миллигра -ма. Это может быть сделано двумя способами. [c.131] Точка равновесия при нагрузке 8,133 г равна 11,5, а при нагрузке 8,134 равна 8,7. Очевидно, разность между этими величинами представляет собой чувствительность весов. Чувствительность равна 11,5—8,7 = 2,8. Дальнейший расчет делают описанным выше способом. [c.132] Второй способ нахождения четвертого знака состоит в том, что рейтер передвигают между третьим и четвертым делениями коромысла, определяя при каждом его положении точку равновесия. Взвешивание считается законченным при таком положении рейтера, когда точка равновесия совпадает с нулевой точкой. В рассмотренном случае это будет при нахождении рейтера на третьем дробном делении шкалы коромысла, что соответствует 0,6 мг. [c.132] Иногда взвешивание можно упростить, опустив первый этап — определение нулевой точки. Нулевую точку не обязательно находить, если два взвешивания следуют одно за другим, причем одно из них относится к определению массы тары (например, часового стекла), а другое — массы тары с веществом. Очень важно, чтобы промежуток времени между двумя взвешиваниями был невелик (не более 1 ч). Кроме того, нужно, чтобы в этот период времени другой работающий не пользовался весами и чтобы не было каких-либо иных механических и тепловых воздействий на весы. [c.132] При первом взвешивании точка равновесия может иметь произвольное значение (близкое к среднему делению шкалы) при втором взвешивании добиваются совпадения второй точки равновесия с первой. При каждом из этих двух взвешиваний будет допущена некоторая ошибка, однако в обоих случаях эти ошибки одинаковы. Массу вещества находят по разности между массой вещества с тарой и массой тары, поэтому одинаковые ошибки компенсируются, и результат получается правильным. [c.132] Определение нулевой точки и точки равновесия по способу коротких качаний. Способ нахождения точки равновесия по вычислению среднего арифметического из нескольких отклонений стрелки является точным, но довольно длительным. Для ускорения работы можно пользоваться более быстрым способом — способом коротких качаний. Этот способ заключается в нахождении среднего арифметического из двух последовательных отклонений стрелки. Нужно только, чтобы наибольшие отклонения стрелки не выходили за пределы пятого и пятнадцатого делений шкалы. Чем меньше величина отклонений стрелки от центрального деления, тем точнее взвешивание. [c.132] Способ основан на том, что короткие отклонения затухают очень медленно, и поэтому при одинаковом грузе на обеих чашках два противоположных отклонения почти равны. Тогда среднее арифметическое из этих двух отклонений будет почти в точности равно точке равновесия. Следующий пример пояснит сказанное. [c.132] Вернуться к основной статье