Техника работы с лабораторными весами

Лабораторная работа № 4

МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ МАССЫ ТЕЛА. Устройство и принцип работы торсионных весов.

Цель работы: ознакомиться с происхождением и анализом ошибок, которые возникают в процессе измерения, освоить методику измерения некоторых величин (массы).

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Значение физической величины, полученное при измерении, отличается от истинного. Точность измерений характеризуется по­грешностью — отклонением результата измерений от истинного значения искомой величины.

Различают четыре типа погрешностей прямых измерений: 1) грубые (промахи); 2) систематические; 3) ин­струментальные; 4) случайные.

Грубыепогрешности возникают в результате невнимания или усталости экспериментатора, а также при плохих условиях наблю­дения. Они приводят к значениям измеряемой величины, резко от­личающимся от остальных.

Систематические погрешности характерны тем, что они оста­ются неизменными во всех измерениях, проводящихся одним и тем же методом с помощью одних и тех же измерительных приборов. Чтобы их максимально исключить, следует тщательно проанализи­ровать метод измерений (все ли физические факторы учтены, пра­вильно ли работают приборы и т. д.).

К инструментальным погрешностям, или погрешностям измери­тельных приборов, относятся погрешности, возникающие из-за несо­вершенства средств измерений. Эти погрешности определяются клас­сом точности приборов.

Случайные погрешности являются следствием действия факто­ров, влияние которых невозможно учесть. Эти погрешности отли­чаются друг от друга в отдельных измерениях, и эти различия имеют случайную, неизвестную нам величину.

Показания измерительного прибора зависят не только от истинного значения измеряемой величины, но и от некоторых влияющих величин. Влияющая величина не измеряется прибором, но влияет на результат измерения. К влияющим величинам относятся внешние для данного прибора параметры (температура среды, относительная влажность, атмосферное давление).

Прибор характеризуется классом точности, который обозначают числом, совпадающим с основной относительной или приведенной погрешностью, выраженной в процентах. Для обозначения классов точности установлен следующий ряд чисел: 0,1; 0,5; 1; 1,5; 2 и т.д.

Техника работы с лабораторными весами

Взвешивание (определение массы тел) является одной из основ­ных операций в лабораторной практике. Лабораторные весы раз­личаются по назначению, конструкции, диапазону взвешиваемых масс и другим характеристикам.

По назначению лабораторные весы делятся на технические, ана­литические и специальные.

По характеру перемещения подвижной системы весы подразделяются на безрычажные и рычажные. Ры­чажные весы характеризуются поворотом подвижной системы во­круг неподвижной или условно неподвижной оси. Рычажные весы различаются по типу опор весового рычага и подвесок. Наиболее распространенной жесткой опорой является подушка, по которой острой гранью перекатывается призма. Весы с такими опорами по­лучили название призменных. На рис. 1 показаны наиболее рас­пространенные в лабораториях технохимические рычажные весы, .

Равноплечие весы представляют собой рычаг первого рода, в котором расстояния от приложения сил до точки опоры равны. Если на левую чашку весов поместить груз, имеющий массу, то для возвра­щения стрелки х в первоначальное положение потребуется поместить на правую чашку некоторое количество гирь (с известной массой). Ког­да установится равновесие, моменты сил, действующие на правую и левую части коромысла в точках на которые опираются чашки, на расстоянии от этих точек до точки опоры будут равны.

Технохимические весы:

1.коромысло; 2. установочные винты; 3- серьги; 4- чашки; 5-основание; 6-опорные винты; 7-ручка арретира; 8-шкала; 9-отвес; 10-стрелка; 11- колонка весов.

Весы – это прибор для определения массы, а не веса.

Массу вещества лучше определять методом двойного взвеши­вания, который заключается в следующем: на левую чашку весов помещают взвешиваемый предмет, а на правую - гири до уста­новления стрелки весов на нулевую отметку шкалы. После этого взвешиваемый предмет переносят на правую чашку, а гири на левую. Если одна из чашек будет перевешивать другую, то, добав­ляя или снимая разновески, снова устанавливают точку равнове­сия. Действительная масса взвешенного предмета равна средне­му арифметическому результатов этих двух взвешиваний. По окончанию взвешивания с чашек весов удаляют взвешиваемый предмет, убирают гири и разновески, укладывая их в установ­ленном порядке в футляр.

Важными характеристиками весов является точность и правильность. Под точностью понимают разность масс при повторных взвешиваниях предмета. Если точность аналитических весов равна 0,0002 г, то это значит, что при повторных взвешиваниях результаты отличаются не более чем на 0,0002 г. Под правильностью весов понимают расхождение между результатом взвешивания и истинной массой.