Електронні та механічні лабораторні ваги
Лабораторні ваги по праву вважаються обладнанням високоточним. Головне їх призначення - вимірювання маси.
В основі роботи будь-яких терезів лежить принцип використання гідростатичних, гравітаційних, електродинамічних і електростатичних ефектів. Ваги лабораторні на загальному тлі виділяються, властивими їм НПМ і НмПМ.
різновиди ваг
Головне призначення лабораторних ваг - статичне вимірювання маси. Ці ваги мають підвищену точність.
Вирішуючи, яким ваг віддати перевагу, необхідно попередньо отримати відповідь на безліч питань: виробник, модель, функції, параметри і т.п.
Існуючі в даний час лабораторні ваги діляться на три групи:
- механічні;
- електронномеханічеськоє;
- електронні.
Останні дві моделі складають більшу частину існуючих в даний час моделей ваг лабораторних.
Ваги механічні та електромеханічні працюють на основі реалізації принципу порівняння зважується об'єкта з системою вбудованих в їх конструкцію пружин і гир, а також гир зовнішніх з використанням індикатора, що вказує положення рівноваги.
У конструкцію електронних ваг закладений інший принцип, заснований на електромагнітному зрівноважуванні. Інформація про масу об'єкта відображається датчиками у вигляді аналогового сигналу, що перетворюється в подальшому в цифровий сигнал.
Електронні лабораторні ваги
Принцип дії, покладений в основу роботи електронних лабораторних ваг, полягає в наступному: що впливає на ваговимірювальні датчики сила (вага) перетворюється на пропорційний їй вихідний сигнал електричний. При цьому важливо розуміти, що точність вимірювання і діапазон використання лабораторних ваг багато в чому залежать від типу встановленого в них датчика.
У пропонованих сьогодні моделях електронних лабораторних ваг використовуються датчики трьох типів:
- струнні (виброчастотні);
- тензометричні;
- пьезокварцевиє.
Струнні датчики реалізують зміна частоти коливань натягнутої металевої струною.
Датчики пьезокварцевиє використовують в роботі принцип зміни частоти коливань кристала кварцу, який пов'язаний механічно з пружним елементом ваг. Зазначені зміни зумовлені впливом прикладених до нього зовнішніх сил (ваги). Подібна система, поступаючись в тензометричної в надійності і точності, виграє за собівартістю.
Доступні ціни та простота використання роблять моделі ваг, оснащені зазначеними датчиками, досить популярними. Недоліками зазначених моделей є сильна залежність змін частоти коливання резонатора на основі кристала кварцу від зовнішніх температур і напруги живлення. Для усунення виявленого недоліку багато виробників подібних ваг переходять на їх оснащення "інтелектуальними» датчиками. Планується з'єднання їх з мікропроцесором, завданням якого є відстеження виникаючих відхилень і оперативне введення поправок коригувальних ці відхилення.
Датчики тензометричні працюють за принципом перетворення деформації їх пружних елементів в зміну величини електричного опору. В якості таких елементів використовуються спеціальні пристрої, а роль перетворювача виконує спіраль високої чутливості, яку виготовляють із спеціальних сплавів (приклад - константант). Спіраль кріпиться до пружного елементу на тій ділянці, де спостерігається максимально виражена деформація. Практика показала, що подібна конструкція має максимальну надійністю.
Принцип роботи ваг з зазначеними датчиками виглядає так: два пьезокерамических елемента розміщують в нижній частині зазначеного датчика і підключають їх до виходу і входу підсилювача. Вихідний опір зазначених елементів трохи нижче того, яке має сам тензодатчик, але більше опору на виході датчика компенсаційного типу (не менше ніж в 100 разів). Загальне енергоспоживання також досить невелика, що пояснюється простотою реалізованої в конструкції електронних схем.
Тензодатчики - найточніші і надійні пристрої, що перетворюють діючу силу тяжіння в електричний сигнал. Саме тому вони використовуються в більшості моделей.
Сучасні моделі електронних лабораторних ваг, виконані на базі тензорезисторов, потребують для роботи в якісних аналогових підсилювачах, термостабільних конденсаторах і резисторах. Їм необхідні стабільні джерела напруги опорного і багаторозрядні АЦП (перетворювачі аналогового сигналу в цифровий). Незважаючи на те, що вказаний підхід вже повністю відпрацьований і зрозумілий, йому також притаманний цілий ряд недоліків.
У числі основних слід назвати проблеми, зумовлені необхідністю посилювати вкрай слабкі сигнали тензодатчиков і перетворювати їх з аналогових на цифрові.
На що слід звернути увагу при виборі лабораторних ваг
Як вибрати лабораторні ваги ? Почати слід з визначення того, які показники НПМ і НмПМ вам необхідні.
Не слід в обов'язковому порядку купувати ваги максимально доступного класу точності, якщо в цьому немає реальної необхідності. Чим вище точність, тим чутливішими є ваги до різних зовнішніх впливів, що автоматично тягне за собою вимогу забезпечити для них спеціальні умови функціонування. Не забувайте, що більш точні - синонім поняттю дорожчі. Якщо висока точність потрібна в якомусь вузькому діапазоні, то простіше і дешевше придбати модель, що передбачає кілька діапазонів виконання зважування або два різних приладу.
Необхідно розуміти, яка мінімальна величина навішування, яку ви плануєте зважувати, і чи буде потрібно вам функція вибірки маси тари. Перелік функцій, для вирішення яких купуються ваги. Від цього буде залежати вимога до наявного програмного забезпечення, включаючи можливість інтеграції ваг в систему якості підприємства. Зручність у використанні ваг, необхідність наявності автономного живлення або відсутність такої - важливі фактори, на які слід звернути увагу перед покупкою.
Усе лабораторні ваги підрозділяються на три групи: прості, професійні, елітні.
Необхідно розуміти, що ваги прості є максимально затребуваними. Професійні ваги розраховані на виконання складних і тривалих лабораторних робіт. Тільки такі ваги можна повноцінно інтегрувати в Систему СУЯ (управління якістю).
Елітні ваги потрібні для особливо складних досліджень. Як правило, виробниками зазначених моделей є або німецька Sartorius, або швейцарська Mettler Toledo.