2.1 Метод противопоставления

Метод заключается в том, что измерения проводят два раза, причем так, чтобы причина, вызывающая погрешность, при первом измерении оказало противоположное действие на результат второго.

Метод Гаусса (рисунок 2). При первом взвешивании искомую массу х, помещенную на одну чашку весов, уравновешивают гирями с общей известной массой m₁ , помещенными на другую чашку (рисунок 2,а). Тогда

, (2.1)

где l₂ / l₁ – действительное отношение плеч.

Затем взвешиваемую массу х перемещают на ту чашку, где находились гири, а гири – на ту, где находилась масса (рисунок 2,б). Так как отношение плеч l₂ / l₁ не точно равно единице, равновесие нарушится, и для уравновешивания массы х придется использовать гири с общей массой m₂:

. (2.2)

Разделив равенство 2.1 на выражение 2.2, получим

или, если m₁ и m₂ лишь немногим отличаются друг от друга

. (2.3)

Характерная особенность способа противопоставления заключается в том, что он позволяет также определять действительное отношение плеч. Так, если перемножить равенства 2.1 и 2.2 получим

. (2.4)

Способ применяется в тех случаях, когда сравнивается измеряемая величина с мерой примерно равного значения.

Рисунок 2 – Способ Гаусса:

а – первое взвешивание; б – второе взвешивание

2.2 Метод замещения

Этот метод является одним из наиболее распространенных способов исключения погрешностей. Он заключается в том, что измеряемый объект заменяют известной мерой, находящейся при этом в тех же условиях, в каких находился он сам. Рассмотрим типичные примеры применения метода замещения.

Метод Борда. На одну чашку весов кладут взвешиваемую массу. Весы приводят в равновесие, накладывая на другую чашку какой-либо груз, который в процессе измерения не изменяется (негигроскопичный, неиспаряющийся), например, дробь. Когда равновесие достигнуто, взвешиваемую массу снимают и на ее место ставят гири до достижения равновесия. Суммарное значение массы гирь, потребовавшихся для восстановления равновесия, соответствует значению взвешиваемой массы. Таким образом, достигается исключение из результата взвешивания погрешности, возникшей из-за неравноплечести весов.

Метод Менделеева (усовершенствованный метод Борда). На чашку весов, предназначенную для взвешиваемой массы, устанавливают полный комплект гирь и уравновешивают весы произвольным грузом. Затем на чашку с гирями помещают взвешиваемую массу и снимают часть гирь для восстановления равновесия. Суммарное значение массы снятых гирь соответствует значению взвешиваемой массы.

Такой вариант метода замещения позволяет не только исключить погрешность от неравноплечести весов, но и сохранить неизменной их чувствительность при взвешивании различных масс. Чувствительность рычажных весов в большей или меньшей степени зависит от нагрузки, вследствие чего постоянная чувствительность может быть обеспечена только при одной нагрузке.