Как настроить весы лабораторные

Как работать с аналитическими весами. Факторы влияющие на результат взвешивания

Аналитические весы представляют собой сложный механизм позволяющий определить массу образца с очень высокой точностью. Но нужно понимать, что результат измерения напрямую зависит от множества факторов. Недостаточно просто купить аналитические весы, поставить их на первый попавшийся стол и получить результат с точностью 0,1 мг, а для некоторых моделей и 0,01 и даже 0,001 мг.

На результат взвешивания могут влиять факторы, о которых оператор весов может даже не задумываться. К таким факторам относятся высота установки весов над уровнем моря (результат измерения одного и того же образца на одних и тех же весах может быть разным при их использовании на разных этажах здания), изменение окружающей температуры, скачки напряжения в электросети, вибрация, воздушные потоки внутри помещения и другие факторы.

Расположение весов в лаборатории

Место расположения аналитических весов является основополагающим фактором для получения корректных результатов взвешивания. Перед покупкой весов и началом их эксплуатации необходимо определиться с помещением, в котором они будут установлены. Ниже приведены основные требования к помещению:

Весовая (помещение для размещения весов)

Помещение, в котором планируется разместить весы должно находиться на удалении от источников вибрации, полы должны быть забетонированы. Желательно, что бы в данном помещении было как можно меньше окон, через которые может попадать прямой солнечный свет и возникать сквозняки. Помещение должно иметь один вход, не должно быть проходным.

Температура в весовой

Для получения точных результатов взвешивания стоит поддерживать постоянную температуру в 20 (плюс/минус 2) градусов цельсия. Колебания температуры не должно быть выше 2 гр.С, идеально, чтобы температура не изменялась в пределах 0,5 гр.С.

Нагревательные приборы, такие как лабораторные муфельные печи, песчаные бани, водяные бани, нагревательные плиты и другое нагревательное оборудование стоит располагать как можно дальше от весов.

Влажность воздуха

Оптимальной влажностью воздуха в весовой комнате составляет 30–80%.

Для контроля температуры и влажности воздуха в весовой, можно использовать традиционные психрометрические гигрометры ВИТ-1 и ВИТ-2, а также более современные цифровые термогигрометры.

Освещение

Как указывалось ранее, стоит обеспечить отсутствие прямого солнечного света, падающего на весы. Также стоит учесть, что искусственные источники света (лампы, светильники) также являются источником тепла, поэтому их нужно располагать как можно дальше от аналитических весов. Лампы накаливания выделяют достаточно много тепла, что может повлиять на результат измерения, светодиодные и флуоресцентные лампы почти не испускают свет, поэтому могут находиться на более близком расстоянии к весам.

Воздух в весовой

Стоит озаботиться отсутствием воздушных потоков и сквозняков в помещении с аналитическими весами. Стол, на котором располагаются весы необходимо установить как можно дальше от сплит-систем, отопительных приборов и устройств с вентиляторами и нагнетателями (компьютеры, электрообогреватели, кондиционеры).

В весовой не стоит хранить химические вещества, выделяющие вредные пары.

Стол для размещения весов

Установку аналитических весов производят на лабораторный стол, желательно закрепленный к стене с помощью кронштейнов. Место установки весов должно поглощать вибрации, обладать антимагнитными и антистатическими свойствами.

Практически у каждого производителя лабораторной мебели в линейке продукции присутствуют специализированные антивибрационные весовые столы. Они состоят из металлического каркаса (сборно-разборного или сварного) покрытого порошковой краской и столешницы из гранита толщиной от 30 до 90 мм. Между столешницей и металлическим каркасом помещаются специальные антивибрационные резиновые демпферы. В конструкции столов также предусмотрены регулируемые опоры для компенсации неровностей пола.

Работа с аналитическими весами

Поскольку аналитические весы являются высокоточным измерительным прибором, работать с такими весами может только квалифицированный персонал.

После распаковки весов убедитесь в отсутствии механических повреждений, которые могут возникнуть при транспортировке. Стоит сохранить оригинальную упаковку и аксессуары к ней, они пригодятся для безопасной транспортировки весов в будущем.

Для правильной установки весов лучше всего использовать прибор для измерения уровня. Отклонения в ту или иную сторону исправляют регулировкой соответствующих ножек.

Ветрозащитный кожух (витрина)

Весы со сложным защитным кожухом нужно устанавливать так, чтобы проем крышки был как можно меньше. Для весов с обычной крышкой дверца должна быть открыта на ширину, позволяющую правильно взвесить предмет. Эта рекомендация предотвращает перепады температуры и смешивание воздуха.

Включение весов

В случае резкого изменения температуры окружающей среды, связанного с перемещением или транспортировкой весов, в нормальных условиях их необходимо держать отключенными от сети не менее 2 часов. Это связано с тем, что на внутренних частях весов образуется конденсат, который может привести к короткому замыканию и выходу из строя весов.

После смены расположения весов дайте им постоять не менее 12 часов.

Чтобы весы показывали наиболее точный результат, после длительного отключения от сети, а также при первом включении необходимо прогреть весы не менее 2 часов. Желательно не выключать весы при регулярном использовании. В этом случае их необходимо перевести в режим ожидания. Впоследствии предварительный нагрев перед взвешиванием не требуется.

Для того, чтобы уравнять температурный режим внутри весов с окружающей средой, необходимо за 20-30 минут до начала измерений приоткрыть дверцу защитного кожуха.

Контейнер для взвешивания

Емкость для взвешивания должна быть как можно меньшего размера.

Во избежание электростатического разряда рекомендуется воздерживаться от использования пластиковой и стеклянной тары, особенно при влажности воздуха менее 30-40%.

Температура образца и емкости для взвешивания должна быть равна температуре внутри помещения. При разных температурах появляются воздушные потоки, и пленка влаги меняется на образце и сосуде.

Подготовка образцов

Перед взвешиванием, чтобы уравнять температуры, необходимо, чтобы образцы находились в помещении, температура которого равна температуре внутри весов.

Калибровка

После соблюдения всех вышеперечисленных условий и рекомендаций, весы нуждаются в калибровке, а точнее юстировке (или регулировке). Немного проясним разницу:

Калибровка — это определение разницы между результатом взвешивания образца и его истинным значением веса (массы); во время калибровки параметры весов не меняются.

Юстировка (регулировка) — это операция, выполняемая для исправления несоответствия между отображаемым измерением и истинным значением веса. Юстировка помогает уменьшить расхождение между этими показателями.

Необходимо регулярно калибровать (юстировать) весы, особенно если вы выполняете первоначальную настройку, перемещаете весы в другое место и регулируете уровень после колебаний или изменений температуры, атмосферного давления и влажности. Точность взвешивания напрямую зависит от частоты калибровки (юстировки).

Нет необходимости в юстировке, если весы оснащены функцией самокалибровки или имеют встроенную автоматическую самокалибровку, которую можно запрограммировать. Такой вид калибровки предусмотрен в весах ряда производителей, в частности в весах ГОСМЕТР российского производства.

Если доступна только внешняя юстировка, вам придется визуально калибровать весы и наблюдать за режимами работы весов.

Работа оператора с весами

Перед измерением рекомендуется провести несколько взвешиваний образца. Это приведет к перемешиванию воздуха внутри камеры для взвешивания, и ячейка для взвешивания «раскачается». Последовательность и частота взвешивания влияют на точность взвешивания.

Обязательным условием является использование при работе хлопчатобумажных перчаток. Не отбирайте образцы голыми руками. Это связано с влиянием температуры рук и отпечатков пальцев на окончательные результаты взвешивания.

Попробуйте использовать пинцет и другие аксессуары. Необходимо находиться в спокойном настроении, чтобы точно и аккуратно устанавливать пробы на весы.

Для наиболее точного измерения не кладите руку под защитный кожух, чтобы избежать изменений температуры и влажности внутри, которые повлияют на результат взвешивания.

Перед взвешиванием убедитесь, что показание весов равно нулю. Чтобы исключить ошибку нуля, весы необходимо тарировать.

Чтобы избежать угловых нагрузок, поместите образец для взвешивания в центре весовой чаши.

После взвешивания необходимо освободить чашу весов от контейнеров для проб. Это связано с тем, что если оставить образцы внутри, то влажность воздуха и температурный режим в корпусе весов могут измениться.

Уход за весами

Необходимо содержать весы, чашку для взвешивания и кожух в идеальной чистоте. Для взвешивания нужно использовать только чистые контейнеры.

Источник

Правила работы с аналитическими весами

Так что же собой представляют аналитические весы? Это довольно таки сложное устройство, позволяющее с наибольшей точностью определять вес, массу. Покупка такого аппарата не дает гарантию получения самого точного результата при взвешивании, несмотря на надписи на весах: точность взвешивания 0,01 мг (или 0,001 мг).

На итоговый результат при взвешивании влияет довольно много факторов. Этими факторами могут быть и высота над уровнем моря, и окружающая температура, и скачки напряжения в электрической сети, и некомпетентная работа оператора весов. На особо восприимчивых весах можно заметить даже изменение веса одного и того же предмета при использовании на разных этажах здания.

Каковы же основные условия правильного и точного взвешивания?

Перед использованием необходимо внимательно ознакомиться с руководством по эксплуатации весов.

Расположение весов

Расположение весов существенно влияет на правильность и верность итогов взвешивания. Поэтому перед началом эксплуатации весов необходимо определить и выбрать помещение, в котором будет находиться этот прибор. Существуют определенные требования к помещению:

Комната

• Помещение или комната не должны подвергаться воздействию различных вибраций.
• Во избежание появления сквозняков и попадания прямого солнечного света, комната, в которой будут находиться весы, должна иметь как можно меньше окон и всего один выход.

Температура

• Идеальной температурой является температура 20±2 °C.
• Колебания температуры в комнате не должно быть больше 0,5 єC (для некоторых допускается до 2 °C).
• Разнообразные нагревательные приборы должны находиться на существенном расстоянии от весов.

Атмосферная влажность

• Оптимальной влажностью воздуха составляет 30–80%.

Освещение

• Необходимо обеспечить, чтобы на весы не падал прямой солнечный свет.
• Используемые электроосветительные приборы необходимо размещать на почтительном расстоянии от стола, на котором находятся весы. Это необходимо сделать, так как от светильников происходит выделение тепла. При этом наибольшее количество тепла выделяют лампы накаливания, а наименьшее – флюорисцентные.

Воздух

• В помещении не должно быть воздушных потоков и сквозняков. Стол, на котором стоят весы необходимо располагать как можно дальше от кондиционеров, приборов отопления и устройств с вентиляторами и нагнетателями (компьютеры, электрообогреватели, кондиционеры).
• Вблизи весов не должны находиться химические препараты, выделяющие вредные пары.

Подставка для весов

• Для установки весов разрешается использовать устойчивые лабораторные столы, специальные кронштейны, прикрепляемые к стене или отдельные фундаменты.
• В качестве подставки для весов нужно использовать достаточно толстый ровный материал, который должен поглощать вибрации, обладать антимагнитными и антистатическими свойствами.

Работа с весами

Так как аналитические весы являются измерительным прибором высокой точности, то к эксплуатации таких весов допускаются только обученные работники.

После освобождения весов из упаковки необходимо убедиться в отсутствии механических повреждений, которые могли возникнуть во время пересылки или перевозки. Оригинальную упаковку и ее дополнительные элементы. Это необходимо сделать на случай изменения места нахождения весов, для безопасной транспортировки. Горизонтальная установка Для правильной установки весов лучше всего воспользоваться прибором для измерения уровня. Отклонения в ту или иную сторону корректируются регулировкой соответствующих ножек.

Защитный кожух

Весы, имеющие сложную конструкцию защитного кожуха, нужно устанавливать таким образом, чтобы открывание кожуха было наименьшим.
У весов с обычным кожухом дверку надо открывать на ширину, которая позволяет правильно расположить предмет для взвешивания. Такая рекомендация позволяет предупредить изменение температуры и перемешивание воздуха.

Включение весов

• При резкой смене температуры окружающего воздуха, связанной с перемещением или перевозкой весов, их необходимо, не подключая к электросети, выдержать в нормальных условиях не менее 2 часов. Это связано с тем, что в таком случае на внутренних деталях весов образуется конденсат, который может привести к короткому замыканию и выходу весов из строя. В дальнейшем, во время эксплуатации, такого эффекта не наблюдается.
• После изменения местоположения весов, нужно дать им выстояться не менее 12 часов.
• Чтобы весы показывали наиболее точный результат, после долгого отключения от электросети, а так же при первом включении, нужно прогреть весы не менее 2 часов. При регулярной эксплуатации весы желательно не выключать. При этом их необходимо переводить в режим ожидания. В последующем, предварительный прогрев перед взвешиванием не потребуется.
• Для того, чтобы уровнять температурный режим внутри весов с окружающим, требуется за 20–30 минут до начала измерений приоткрыть дверку защитного кожуха.

Сосуд/контейнер для взвешивания

• Необходимо выбирать контейнеры для взвешивания, имеющие самые малые габариты.
• Во избежание появления электростатического разряда, рекомендуется воздержаться от использования пластмассовых и стеклянных контейнеров, особенно, если влажность воздуха менее 30–40%.
• Температура образца и сосуда для взвешивания должны иметь температуру, которая равна внутренней температуре помещения. При разной температуре появляются воздушные потоки, и на образце и сосуде изменяется пленка влаги.

Образцы

Перед взвешиванием, для выравнивания температур, необходимо, чтобы образцы находились в помещении, температура которого равна температуре внутри весов.

Калибровка

После соблюдения всех вышеперечисленных условий и рекомендаций весы нуждаются в калибровке, а точнее – юстировке. Давайте немного уясним разницу:

• Калибровка – это определение разницы между результатом взвешивания образца и его истинным значением веса (массы), при калибровке не происходит изменение параметров весов.
• Юстировка – это операция, производимая для коррекции расхождения между показываемым результатом измерения и истинным значением веса. Она же служит для снижения расхождения между этими показателями.
• Весы калибровать необходимо систематически, особенно если вы: выполнили первоначальную установку, переносили или перемещали весы в другое место и производили регулировку уровня, после колебаний или изменений температуры, атмосферного давления и влажности. Точность взвешивания напрямую зависит от частоты калибровки.
• Необходимость в юстировке отпадает, если весы снабжены функцией самокалибровки или имеют встроенную автоматическую самокалибровку, которую можно программировать.
• При наличии только внешней юстировки, калибровать весы и наблюдать за режимами работы весов придется визуально. Внешняя юстировка позволяет произвести наиболее качественную настройку весов.

Работа оператора с весами

• Заблаговременно до начала измерений рекомендуется произвести несколько взвешиваний для пробы. При этом перемешается воздух внутри весовой камеры и произойдет «раскачка» ячейки для взвешивания. При этом на точность взвешивания влияет постоянство и периодичность взвешивания.
• Обязательным условием является использование при работе хлопчатобумажных перчаток.
• Запрещается брать образцы голыми руками. Это связано с влиянием температуры рук и отпечатков пальцев на итоговые результаты взвешивания.
• Старайтесь пользоваться пинцетом и остальными принадлежностями. Нужно находиться в спокойном расположении духа для того, чтобы точно и аккуратно размещать образцы на чашках весов.
• Для наиболее точного измерения избегайте вносить руку вовнутрь защитного кожуха во избежание изменения температуры и влажности внутри, которые повлияют на результат взвешивания.
• Перед взвешиванием необходимо убедиться в том, что показания весов находятся на нулевой отметке. Для исключения ошибки нуля нужно оттарировать весы.
• Во избежание угловых нагрузок, нужно образец для взвешивания размещать в центре чашки весов.
• После взвешивания чашку весов нужно освобождать от контейнеров с образцами. Вызвано это тем, что если оставить образцы внутри, то в кожухе весов (шкафу) может измениться влажность воздуха и температурный режим.

Уход за весами

Необходимо содержать весы, чашку для взвешивания и шкаф в идеальной чистоте. Для взвешивания нужно использовать только чистые контейнеры.

Физические воздействия

Иногда, когда, казалось бы, соблюдены все правила и условия, все же точность измерений оставляет желать лучшего. При этом показания на дисплее становятся нестабильными, они колеблются в ту или иную сторону. В большинстве случаев, в этом виноваты нежелательные физические помехи.

Самые распространенные причины:

• неверное расположение весов,
• намагниченные образцы или контейнеры,
• сорбция или потеря влаги образцом,
• электростатический заряд образцов или контейнеров,
• неверное обращение с образцом.

Ниже описываются причины, их возникновение, влияние и методы корректировки.

Температура

Эффект:
Непостоянство итогов взвешивания, показываемых на дисплее, показания отклоняются в одну сторону.

Причины:
Связано это с разными температурами окружающей среды, контейнера или образца. Это вызывает возникновение потоков воздуха вдоль образца или контейнера. В итоге результат взвешивания оказывается неверным. Появляется так называемый эффект динамической плавучести. Он проявляет себя до тех пор, пока не выровняется температура образца и весов.

В пленке влаги, которая покрывает сосуд, происходят изменения, которые скрываются эффектом динамической плавучести. С изменением температурного режима изменяется и пленка влаги. Поэтому получается, что теплый предмет легче, а холодный – тяжелее. В связи с этим, этому эффекту необходимо уделить особое внимание при дифференциальном взвешивании на микровесах, необходимо строго следить за температурой.

• для переноса образцов необходимо использовать только предназначенный для этого пинцет,
• старайтесь не погружать внутрь шкафа кисть руки,
• при взвешивании используйте контейнеры для образцов с наименьшими размерами,
• не взвешивайте образцы, которые только что вынуты из холодильника или сушильного шкафа,
• перед взвешиванием дождитесь выравнивания температур шкафа весов и окружающей среды.

Поглощение или испарение влаги

Эффект:
Постепенное медленное повышение или уменьшение веса взвешиваемого образца.

Причины:
Происходит измерение потери массы воды или летучих веществ. Повышение веса проявляется тогда, когда образец для взвешивания является гигроскопичным (влага аккумулируется из воздуха). Такой эффект просто воспроизвести, делается это при помощи силикагеля или спирта.

• необходимо накрывать сосуды с образцами крышками или использовать для этих целей пробки,
• желательно использовать сосуды, имеющие узкую горловину,
• при взвешивании нужно следить за чистотой чаши весов и контейнеров для образцов.

Электростатика

Эффект:
При взвешивании масса одного и того же сосуда оказывается разной. Нестабильными остаются показания на дисплее во время этой процедуры. Повторение результатов измерения проблематичны.

Причины:
Этот эффект связан с электростатическим зарядом используемого сосуда или контейнера. Связано это с тем, что во время транспортировки или перемешивания веществ происходит процесс трения, из-за чего и появляется этот заряд. Для изготовления большинства контейнеров используется стекло или пластик, которые могут накапливать электростатический заряд. При относительной влажности менее 40% проявляется плохая поверхностная проводимость. В связи с этим потеря накопленного электростатического заряда будет происходить очень медленно.

В процессе взвешивания этих образцов происходит взаимодействие между окружающей средой и образцом. Происходит это согласно законам физики: одинаково заряженные предметы отталкиваются, в случае разных потенциалов они взаимно притягиваются. Для измерения электростатического заряда применяют микро- , полумикро- и аналитические весы, при этом возникают вышеописанные явления. Подобного эффекта можно достичь, натерев шелком или шерстью пластиковый сосуд.

• Необходимо снять электростатический заряд,
• Закрыть специальным защитным экраном взвешиваемый образец,
• Нужно повысить влажность в комнате. Используя увлажнитель или настроив кондиционер. Пристальное внимание следует уделить этому в холодное время года в отапливаемых помещениях. Идеальной является относительная влажность воздуха 45–60%,
• Использовать сосуд или контейнер из другого материала, учитывая что: пластик плохо проводит электричество, стекло – лучше, а металл – лучше всего,
• При наличии возможности, воспользуйтесь антистатическими пистолетами, не забывая о том, что они малоэффективны для кое-каких материалов,
• Произведите правильное заземление весов и стола.

Магнетизм

Эффект: При взвешивании происходит изменение массы образца, которое зависит от его расположения на чаше весов. Практически тяжело повторить одинаковое измерение.

Причина:
Происходит взвешивание магнитного материала, который реагирует на наличие рядом металлических деталей. Силы магнетизма, которые возникают, влияют на показания весов.

• При наличии возможности, произведите размагничивание образца, который имеет в своем составе частицы железа, никеля, стали и т.д.,
• Старайтесь удалить образец от чаши весов как можно дальше, используя подставки из диэлектрических, немагнитных материалов (алюминиевый штатив, стеклянный стакан),
• Такого эффекта легко достичь, воспользовавшись крючком-подвеской, производя взвешивания на большом расстоянии под весами,
• Произвести магнитную экранировку образца, используя биметаллический чехол.

Статическая плавучесть

Эффект:
Различие результатов взвешивания образца в вакууме и в воздухе.

Причины:
Здесь уместно вспомнить закон Архимеда: «Тело теряет в весе массу вытесненной им среды».

Согласно этому закону становится ясно, почему возносятся вверх воздушные шары, плывут корабли и т.д. Отсюда же видна зависимость массы образца от атмосферного давления.

В данном случае, наш образец окружает воздух. При этом плотность воздуха примерно равна 1,2 кг/м 3 (она зависит от атмосферного давления и температуры). Соответственно, и »статическая плавучесть» равна примерно столько же.

Источник