Общие правила работы с весами

При работе с весами следует руководствоваться следующими правилами:

1. Проверить горизонтальность положения весов по отвесу на колонке или с помощью уровня.

2. Освободить весы от арретира и проверить положение нулевой точки весов.

3. Взвешиваемое тело и разновески кладутся только тогда, когда весы арретированы.

4. Разновески следует ставить так, чтобы общий центр тяжести грузов приходился на середину чаши.

5. Разновески брать пинцетом.

6. При точном взвешивании предварительно оценить массу тела на более грубых весах.

7. Когда взвешивание окончено, весы арретировать и убрать разновески в специальную коробку.

Следует помнить, что работа с весами требует осторожности. Не следует двигать весы, наклонять их и переносить с места на место. Врагом точного взвешивания является грязь. Весы должны содержаться в чистоте: нельзя взвешивать грязные предметы.

Лабораторная работа № 1

Проверка градуировки шкалы весов

И определение их чувствительности

Оборудование:торсионные весы, набор разновесов.

Цель работы: изучить устройство и принцип действия торсионных весов; определить их систематическую погрешность.

Краткая теория работы

Как было указано выше, приборы и оборудование должны храниться должным образом и периодически проверяться (сравниваться с эталоном). Минимальная относительная систематическая погрешность определяется классом точности прибора. Классом точности называется максимальная абсолютная погрешность прибора, выраженная в процентах от всей действующей шкалы прибора. По классу точности прибора и пределу измерения определяется абсолютная погрешность. Если измеряемая величина меньше предела измерения прибора, то ее относительная ошибка будет больше класса точности.

Эталоном служат стандартные разновесы с номиналом которых сравниваются показания весов.

Чувствительным элементом торсионных весов является спиральная пружина. Она закручивается под действием взвешиваемого предмета, помещенного на чашечку, которая подвешена к рычагу, жестко скрепленному с одним из концов пружины. В зависимости от состояния пружины («усталость», повышенная жесткость) результат измерения может быть либо завышенным, либо заниженным. Степень отклонения от номинала характеризуется чувствительностью весов:

(1.1)

Отклонение показания весов от эталона

(1.2)

связано с абсолютной погрешностью (см. абсолютная погрешность измерения). Отклонение минимальной ширины полосы значений модуля этой величины от половины минимальной ширины полосы, в которой укладываютя все измеренные значения, также характеризует состояние чувствительного элемента весов.

Величина

(1.3)

связана с относительной погрешностью. По её значению, соответствующему пределу измерений весов, можно определить класс точности прибора.

Ход работы

1. Установить весы горизонтально.

2. Установить нуль весов.

3. Определить цену деления весов, для этого разность двух соседних цифр разделить на число делений между ними.

4. Произвести взвешивание эталонных грузов (для весов ВТ-50: 10, 20, 30, 40 и 50 мг; для весов ВТ-100: 20, 40, 60, 80 и 100 (или 90) мг; для весов ВТ-500: 100, 200, 300, 400 и 500 (или 450) мг). Занести массы эталонов m_o и результаты взвешивания m в таблицу 1.

Примечание: Серия измерений (измерение от минимальной массы до

максимальной) повторяется пять раз. Результаты заносятся в таблицу 1,

в таблицу 2 заносятся средние значения измерений m_ср = m_.Усреднение

по m_o и m не имеет смысла.

Таблица 1

	масса m_o эталона, 10^{-6 кг}	показания весов m,10^{-6 кг}
m₁	m₂	m₃	m₄	m₅	m_ср

5. Подсчитать чувствительность весов и занести результаты в таблицу 2;

6. Определить отклонение показаний весов от массы эталона, занести их в таблицу 2;

7. Определить относительное отклонение показаний весов и занести в таблицу 2.

Таблица 2

	масса m_o эталона, 10^{-6 кг}	показания весов m, 10^{-6 кг}	чувстви-тельность весов g	отклонение D,10^{-6 кг}	относительное отклонение e





ср. зн.	X	X

8. Построить графики зависимостей от m₀. (По оси ох откладывается m₀, а по оси ОY соответственно величины .)

9. Определить, которые из определяемых величин и как связаны с систематическими погрешностями весов. Рассчитать систематические погрешности весов.

10. Сделать выводы из графиков.

Контрольные вопросы

1. Устройство и принцип действия торсионных весов.

2. Систематические погрешности: определение, контроль, сведение к минимуму.

3. Способ обработки малых статистик: гистограммы и их построение.

4. Распределение Гаусса; доверительный интервал, определение его по кривой Гаусса.