Весы для измерения массы образца

Описание весов. Речь идет о точных аналитических весах, т. е. о таких, которые употребляются при химических анализах. Такие весы заключены в ящик (с подъемными стеклянными станками для доступа большого количества света), предохраняющий их от пыли и воздушных токов (рис. 3).

Весы состоят из равноплечего рычага ВВ, называемого коромыслом, опорою которого служит ребро стальной закаленной призмы а, вставленной в середину коромысла перпендикулярно к его плоскости. Ребро призмы опирается на агатовую полированную пластинку (подушку), укрепленную наверху колонки А. На концах коромысла, на разных расстояниях от средней призмы, имеются приспособления для подвешивания чашек СС, обыкновенно — призмы bb. Ребра средних и крайних призм должны быть параллельны между собой. Если на чашках нет грузов, то коромысло должно устанавливаться горизонтально или почти горизонтально. Для определения положения коромысла служит длинная стрелка J, прикрепленная к его середине перпендикулярно к линии, соединяющей две крайние призмы. Конец стрелки движется перед шкалой S, находящейся у основания колонки. При горизонтальном положении коромысла стрелка должна указывать на среднее деление шкалы.

Основной величиной, характеризующей весы, является их чувствительность. Чувствительностью весов называется отношение тангенса угла отклонения стрелки к весу того добавочного перегрузка р, который, вызывает это отклонение, или пропорциональное этой величине отношение числа делений, на которые перемещается стрелка по шкале S, к тому же добавочному перегрузку р (обыкновенно р = 1мг); выражается она формулой.

щ=Lcosб/(2P+p)Lsinб+Kh,

где L — длина плеч коромысла,.

К — его вес,.

h — расстояние центра тяжести коромысла от нижнего ребра средней призмы,.

Р — нагрузка весов,.

б — угол прогиба для прямолинейного рычага.

Из формулы видно, что чувствительность вообще зависит от нагрузки, но если ребра всех трех призм коромысла лежат в одной плоскости и прогибом плеч можно пренебречь, то чувствительность щ будет постоянна и выразится формулой:

щ=L/Kh

В готовых весах мы можем изменять только величину h, т. е. перемещать центр тяжести коромысла кверху или книзу и изменять таким образом чувствительность весов. Это достигается особыми приспособлениями, различными на различных весах, состоящими обычно из грузиков, перемещающихся в вертикальном направлении.

Чтобы не употреблять при взвешивании разновесок меньше 1 сГ, представляющих большое неудобство по своей малости, пользуются так называемым рейтером, т. е. подвижным грузом, согнутым в виде крючка, вес которого равен 1 сГ. Рейтер насаживается верхом на одно из плеч коромысла, разделенное на равные части. Обыкновенно каждое плечо коромысла разделено на десять равных частей. Если рейтер помещен на первое, второе, третье и т. д. деления плеча коромысла, считая от средней призмы, то его действие равносильно действию положенного на чашку груза в 1, 2, 3 и т. д. миллиграммов. Накладывание и снимание рейтера производятся при закрытых дверцах посредством особого приспособления. Оно состоит из латунного стержня Т (рис. 3), проходящего сквозь боковую стенку ящика весов и перемещающегося параллельно коромыслу. Стержень может вращаться около своей оси; на внешнем конце он снабжен головкой М, а на внутреннем — боковым рычажком Р с выступающим штифтом; этот последний вводится в ушко (петлю) рейтера и подхватывает его.

Когда весы не находятся в работе, их необходимо арретировать; это производится действием особого приспособления внутри колонки весов, при помощи которого коромысло и чашки несколько приподнимаются кверху, вследствие чего их призмы освобождаются от давления на плоскость опоры и неизбежного при этом напрасного изнашивания. Устройство арретиров у разных весов бывает различно. Обыкновенно арретирование и освобождение коромысла производятся посредством головки V, помещающейся в нижней части весов, вращением ее в ту или иную сторону.

Каждые весы рассчитаны на определенную предельную нагрузку, которая обыкновенно указывается на самих весах и переходить которую ни в коем случае не следует во избежание опасных для весов прогибов их коромысла. Соответственно этому при каждых весах прилагается деревянный футляр с полным набором необходимых разновесок до определенной величины.

Установка весов. Колонка весов должна быть установлена вертикально. Это проверяется по отвесу, помещенному позади колонки; нить отвеса должна находиться точно в центре маленького кольца, через которое она проходит. Добиваются этого соответствующим вращением установочных винтов К (рис. 3). Если колонка весов установлена вертикально, то конец стрелки J коромысла при ненагруженных и освобожденных весах должен указывать приблизительно на среднее деление шкалы S. Если это не наблюдается, т. е. если конец стрелки J коромысла отклоняется больше, чем на 2—3 деления от среднего, то весы можно исправить, вращая в ту или другую сторону небольшие латунные грузы на концах коромысла ВВ; эта операция требует большой осторожности и навыка.

При большом числе взвешиваний сказываются недостатки обычных (описанных выше) аналитических весов, а именно длительность взвешивания и утомляемость глаз работающего.

Для уменьшения времени движения коромысла весы снабжаются успокоителем — демпфером. Он состоит из двух пар легких металлических стаканов, два из которых укреплены неподвижно на колонке весов, два подвешены к коромыслу. При движении коромысла стаканы, прикрепленные к нему, движутся внутри неподвижных стаканов. Сжатие воздуха в стаканах создает дополнительное усилие, приводящее к уменьшению времени движения коромысла.

Измерение массы образца. Необходимо поместить на одну чашу весов образец, а на другую разновесы. Для максимально точного измерения массы образца нужно уравновесить чаши весов, затем просуммировать массы разновесов (на противоположной чаше весов от образца) — это и будет масса образца.

весы нониус микрометр штангенциркуль.