Mechanics-04

Метод тарирования (метод Борда)

На правую чашку весов помещают взвешиваемое тело весом P0 и уравновешивают его тарой весом Pт на левой чашке до тех пор, пока положение равновесия, найденное из качаний коромысла,

не будет одинаковым с определенным перед началом взвешивания нулем весов. Тарой называется предмет, имеющий одинаковый вес со взвешиваемым телом. В качестве него часто используют песок или мелкую дробь. После этого снимают тело и на его место кладут такое количество гирь Pг, какое

необходимо для уравновешивания тары, что снова определяется из качания весов.

P0L1 = PтL2, PгL1 = PтL2, P0L1 = PгL1 P0 = Pт.

Вес гирь будет равен в таком случае весу тела. Поскольку при этом методе взвешивания и тело, и разновески находятся на одной чашке весов, то влияние неравенства плеч будет устранено. Точность взвешивания будет лежать в пределах чувствительности весов.

Метод постоянной нагрузки (метод Менделеева)

При этом методе на левую чашку весов кладется гиря предельного веса Pmax, допустимого для данных весов, на правую чашку – тара весом Pт, уравновешивающая эту гирю. Равновесия

стараются достигнуть с максимально возможной тщательностью.

Когда приходится взвешивать, то снимают предельную гирю и помещают взвешиваемое тело весом P на левую чашку. На эту же чашку кладут разновески до тех пор, пока их вес Pг (вместе

с весом тела) не уравновесит тару, лежащую на правой чашке. Суммарный вес тела и разновесок, будет равен весу той гири, которая первоначально лежала на ней, следовательно, вес тела равен весу гири минус вес разновесок, которые были положены для уравновешивания. Нагрузка весов остается все время постоянной, а следовательно, постоянной остается и чувствительность весов. При этом способе достаточно только одного взвешивания, что сильно сокращает затраты времени.

PmaxL1 = PтL2, (Pг + P )L1 = PтL2 P = Pmax − Pт.

4.2. Порядок выполнения работы

1) Подготовить технические весы к работе:

а) поверить чистоту чашек, при необходимости протереть их;

б) выставить весы по уровню (отвесу);

в) разарретируя весы без груза и перегрузок, проверить плавность хода коромысла.

2)Определить нулевую точку весов.

3)Определить чувствительность весов, положив на левую чашку гирьку в 100 − 200 мг.

4)Произвести взвешивание тела методом двойного взвешивания (Гаусса) не менее 3 раз.

5)Произвести взвешивание тела методом тарирования (Борда) не менее 3 раз.

6)Произвести взвешивание тела методом постоянной нагрузки (Менделеева).

7)Произвести контрольное взвешивание тела на аналитических весах (в случае если вес исследуемого тела превышает 210 г, этот пункт следует опустить). Перед выполнением данного

пункта необходимо ознакомиться с описанием и правилами пользования электронными аналитическими весами Ohaus Explorer Pro EP-214c (Приложение Б).

8)Результаты занести в таблицу. В отчете дать сравнительную характеристику трех методов.

Контрольные вопросы

1)Что называется весом тела? массой тела? Как они связаны?

2)В каких единицах измеряется вес тела в системах СИ и СГС?

3)Одинаков ли вес тела в различных географических точках поверхности Земли?

4)Одинаковым ли будет результат взвешивания тела на рычажных весах в различных географических точках поверхности Земли? на пружинных весах?

5)Как формулируется условие равновесия рычага?

6)Каковы особые методы взвешивания и в каких случаях их надо применять?

7)Исключают ли особые методы взвешивания ошибку, обусловленную выталкивающей силой со стороны воздуха?

•Нагрузку весов и снятие тел и гирь производят при опущенной стойке (арретированных весах).

•По окончании работы стойка должна быть опущена, чтобы коромысло лежало на опорах, а чашки на основании для сохранности призм.

Рис. Б.1. Расположение и назначение элементов управления электронных аналитических весов

Ohaus Explorer Pro EP-214c

13)Клавиша Menu. Вызов меню/выход из него.

14)Регулируемые опоры.

Внешний вид дисплея электронных аналитических весов Ohaus Explorer Pro и расположение

его элементов показан на рис. Б.1.

1)Режим взвешивания (весы в лаборатории настроены следующим образом: основной режим Weighing – обычное взвешивание, альтернативный режим Animal – взвешивание в условиях вибраций весов или подвижности взвешиваемого объекта). Переключение режимов производится клавишей Mode.

2)Текущая дата.

3)Текущее время.

4)Экранные клавиши.

5)Строка сообщений.

6)Поле результата.

7)Единица измерения (на весах в лаборатории установлено “граммы”).

8)Дополнительные строки результата (используются не во всех режимах).

9)Номинальный предельный вес весов.

10)Шкальный индикатор. Показывает текущий вес относительно НПВ.

11)Индикатор зоны нуля (используется не на всех моделях).

12)Индикатор стабильности “*”.

Б.2. Правила пользования электронными аналитическими весами

Ohaus Explorer Pro EP-214c

!!!Запрещается взвешивать сыпучие или мелкодисперсные тела (дробь, песок и

т.п.) без использования тары (коробок, одноразовый стаканчик) во избежание попадания мелких частиц в механизм весов.

Рис. Б.2. Расположение и назначение элементов дисплея весов серии Ohaus Explorer Pro

!!! Пикнометры перед установкой их на весы следует тщательно протереть

выданной салфеткой (тряпкой). Оставшиеся на платформе весов капли могут стать причиной ошибок при дальнейших взвешиваниях.

Порядок работы с весами:

•Включите весы, удерживая клавишу 1 (рис. Б.1) в течении 2-3 сек и дайте им прогреться 10–15 минут. (Используйте это время для подробного ознакомления с описанием работы.)

•Обнулите весы клавишей >0/T< (поз. 7 и 9 рис. Б.1). Дверцы весов при этом должны быть закрыты. Если предполагается взвешивание сыпучего или мелкодиперсного тела в таре, то установите на платформу пустую тару и обнулите весы. Вес тары при дальнейших взвешиваниях будет автоматически учтён.

•Установите взвешиваемое тело на платформу весов и закройте дверцу.

•Дождитесь появления индикатора * (поз. 13 рис. Б.2) и считайте получившееся значение в поле результата (поз. 6 рис. Б.2). Для получения более точного значения можно выждать дополнительно 30–60 сек.

•В случае, если неустранимые внешние вибрации не позволяют весам достичь стабильного состояния, переключите их в режим Animal нажатием клавиши Mode (поз. 11 рис. Б.1). Данный режим предназначен для взвешивания мелких лабораторных животных (хомячков, мышей и т. п.) и работает по принципу осреднения по нескольким десяткам значений. При этом в строке сообщений (поз. 5 рис. Б.2) появится надпись “Place animal and press ENTER”.

Нажатие клавиши Enter (поз. 6 рис. Б.2) запускает цикл измерений, при этом на дисплее идёт отсчёт времени до фиксации результата. Повторные циклы измерений запускаются двукратным нажатием клавиши Enter. Возврат в режим обычного взвешивания осуществляется нажатием клавиши Mode.

•По окончании работы выключите весы нажатием клавиши 1 (рис. Б.1).

Учебное издание

Алексеев Вадим Петрович

Неменко Евгений Олегович

Папорков Владимир Аркадьевич Рыбникова Елена Владимировна

Лабораторная работа № 4 Методы точного взвешивания.

Ярославский государственный университет им. П. Г. Демидова 150000, г. Ярославль, ул. Советская, 14.