Точность измерения лабораторных весов

Ключевые параметры весовых систем обычно включают в себя максимальный и минимальный пределы взвешивания, точность измерений, дискретность шкалы и допустимую погрешность. Эти характеристики определяют функциональность и применимость весов в различных ситуациях.

Максимальный предел взвешивания указывает на наибольший вес, который могут корректно измерить весы, тогда как минимальный предел взвешивания — это наименьший вес, который можно измерить с достаточной надежностью. Точность весов определяет, насколько близко показания прибора соответствуют истинному весу измеряемого объекта. Дискретность, или шаг измерения, относится к минимальному различимому изменению веса, которое весы могут зарегистрировать. Наконец, допустимая погрешность это официально признанная величина отклонения измерений от истинного значения веса, которая может быть принята без ущерба для точности.

Различие между точностью, дискретностью и погрешностью важно для понимания, так как часто эти термины ошибочно используются как взаимозаменяемые. Точность отражает общую способность весов правильно отображать вес, в то время как дискретность указывает на мельчайшее измерение, которое может отличить устройство. Погрешность же связана с приемлемым уровнем ошибки, который учитывается при калибровке весов и их использовании в различных промышленных и научных приложениях. Эти параметры определяют, насколько надежно и точно можно использовать весы в различных условиях и для разных задач.

Нормативные требования к лабораторным весам

До 2010 года нормирование лабораторных весов в России осуществлялось в соответствии с ГОСТ 24104-2001, который задавал основные технические условия для весовых приборов, применяемых в лабораториях различных учреждений и компаний. По истечении срока его действия введены обновленные стандарты:

1. ГОСТ Р 53228-2008 – вводит метрологические и технические нормативы для весов неавтоматического действия, рассматривая специфику российских законодательных требований.
2. Международный стандарт OIML R 76-1-2011 – также устанавливает метрологические и технические критерии, однако он сконструирован таким образом, чтобы соответствовать глобальным стандартам, облегчая экспорт и продажи весов на международных платформах.

Эти обновленные стандарты описывают различные классы точности весов и подробно регламентируют методы их испытаний, обеспечивая соответствие как внутренним, так и международным стандартам. Такая стандартизация способствует унификации и повышению качества весовой техники, что важно как для внутреннего рынка, так и для участия в международной торговле.

Пределы взвешивания

Максимальный (НПВ или Max) и минимальный (НмПВ) пределы взвешивания определяют верхний и нижний диапазон массы, который весы могут точно измерять. Например, весы AnD HR-100 AZG способны взвешивать объекты от 0,01 до 102 г. Важно различать максимальный предел взвешивания от предельной нагрузки (Lim), так как превышение НПВ может привести к некорректным измерениям, в то время как превышение предельной нагрузки может повредить весы.

Дискретность (цена деления)

Дискретность весов, также известная как цена деления (d), является одним из ключевых параметров в метрологии, описывающим минимальное различимое изменение массы, которое способно зафиксировать устройство. Этот параметр указывает на разницу масс между двумя последовательными показаниями, которые может зарегистрировать весовое оборудование. В случае аналоговых весов это изменение соответствует разнице между двумя соседними отметками на шкале, в то время как у цифровых весов это один шаг изменения показаний массы на дисплее.

Минимальное значение цены деления указывает на возможность весов отображать мелкие изменения в массе, что напрямую связано с точностью устройства. Например, более высокая дискретность обеспечивает большую точность измерений: весы модели ВЛТЭ-150 с дискретностью 0,01 г округляют вес объекта 3,7562 г до 3,76 г, показывая более грубый результат измерения. С другой стороны, весы AnD HR-100 AZG с дискретностью 0,0001 г способны предоставить значительно более точное значение, округляя тот же вес до 3,7562 г.

Это делает дискретность важным фактором при выборе весов для различных применений, особенно в научных исследованиях, фармацевтике, ювелирном деле и других областях, где важна высокая точность измерений. Таким образом, выбор весов с соответствующей ценой деления имеет критическое значение для получения надежных и точных результатов.

Цена поверочного деления (предельно допустимая погрешность)

Цена поверочного деления (e) определяет максимально допустимое отклонение показаний весов от истинного значения массы, служа основанием для классификации точности весов и их официальной поверки. В случаях, когда цена деления составляет от 0,01 г, e обычно равно d, что означает, что максимальная погрешность измерения соответствует цене деления. Но при измерении очень малых масс погрешность может превышать этот параметр.

В зависимости от цены поверочного деления, можно рассчитать общее количество поверочных делений для весов: n=НПВ/e. Например, для лабораторных весов ВЛТЭ-6100 с НПВ 6100 г и ценой деления и поверочного деления 1 г (e=d), число поверочных делений равно 6100. В случае весов AnD HR-100 AZG с НПВ 102 г, ценой деления 0,0001 г и поверочного деления 0,001 г (e=10d), это число составляет 102 000 делений.

Классификация точности весов

Определяя класс точности весов, учитывают цену поверочного деления и минимальный предел взвешивания. Для весов класса точности ниже II, цена поверочного деления (e) должна быть равна цене деления (d). В случае специальных (I) и высоких (II) классов точности допускается e равное 2d, 5d или даже больше, достигая 1000d.

Обычно лабораторные весы соответствуют классам точности I или II. Например, весы AnD HR-100 AZG относятся к специальному классу точности, в то время как ВЛТЭ-6100 классифицируются как высокого класса.

Погрешность измерений весов

Зная класс точности и предельно допустимую погрешность, можно вычислить реальную погрешность весов. Она может отличаться от установленного значения e, но зависит от него.

Важно отметить, что во время поверки стандарты точности удваиваются.