Поверка лабораторных весов

Современной тенденцией разработки нормативных документов, регламентирующих методы и средства поверки средств измерений, в том числе лабораторных весов, является создание обобщенных методик поверки, действие которых распространяется на возможно большее количество типов приборов, входящих в одноименную группу. Такой подход позволяет поверителям обходиться в практике поверки двумя нормативными документами:

1) определяющим методы поверки;

2) содержащим нормированные значения метрологических характеристик.

В частности, с 01.01.1986 г. введен в действие ГОСТ 8.520—84, устанавливающий методику поверки всех типов рычажных лабораторных весов общего назначения и (образцовых) эталонных весов, с учетом специфики их назначения, конструкции, принципов действия и типов отсчетных устройств. Под действие названного государственного стандарта подпадают образцовые весы всех разрядов и часть общего назначения всех классов, общие технические условия которых регламентированы единым нормативным документом — ГОСТ 24104—88, введенным в действие с 01.01.89 г.

Бросающееся в глаза несовпадение сроков разработки и введения в действие двух названных государственных стандартов, требования которых должны быть строго взаимоувязаны, обусловило неопределенность ряда допускаемых значений метрологических параметров, определяемых при поверке весов того или иного типа, поскольку многие метрологические характеристики, определяемые при поверке в качестве обязательных, оказались не нормируемыми новой редакцией ГОСТ 24104—88. Допускаемые значения этих MX теперь следует брать из паспортов на соответствующие весы. Заводам - изготовителям предоставлено право самостоятельно устанавливать допускаемые значения таких MX.

Соответствующие пояснения приведены ниже при описании методов поверки конкретных типов лабораторных весов.

Отдельными нормативными документами регламентированы методы и средства поверки лабораторных электронных весов 4-го класса модели ВЛЭ-1кг (МИ 1683-87), крутильных и торсионных весов (ГОСТ 13718—68), а также весов специального назначения таких как маслопробные весы (ГОСТ 13675—68),. образцовые и рабочие пурки (ГОСТ 13719—68 и ГОСТ 13720—68).

12.5.1 Поверка лабораторных образцовых весов и весов общего назначения

Поверка лабораторных весов любого типа включает в себя четыре группы операций: внешний осмотр, опробование, определение степени равномерности успокоения колебаний коромысла и определение MX весов. Первые три группы операций являются общими и аналогичными для всех типов весов, на которые распространяется действие стандарта.

Операции по определению MX оказываются различными для восьми подгрупп весов. Содержание операций для каждой из восьми подгрупп зависят от особенностей конструкции приборов, входящих в подгруппу и, как следствие, от специфики принятого для каждой подгруппы КМХ. Ниже приводятся как общие для всей группы лабораторных весов операции поверки, так и раздельные для каждой подгруппы операции, связанные с определением нормированных для этой подгруппы метрологических характеристик.

Для обеспечения качественной поверки лабораторных весов любого типа необходимо соблюдение перечисленных ниже условий.

Температура воздуха в помещении:

- (20±2) °С— при поверке весов Iа, I, II — разрядов, 1-го и 2-го классов;

- (20±5) °С— при поверке весов III и IV разрядов, 3-го и 4-го классов.

Изменение температуры помещения в течение 1 ч:

- 0,5 °С — при поверке весов Iа, I, II разрядов, 1-го и 2-го классов;

- 2°С— при поверке весов III, IV разрядов, 3-го и 4-го классов.

Относительная влажность воздуха — от 30 до 80 %.

В помещении не должно быть воздушных и тепловых потоков и вибраций,, вызывающих видимое дрожание шкалы.

Весы должны быть установлены:

- в специальном помещении таким образом, чтобы не было одностороннего нагревания или охлаждения весов;

- на изолированных фундаментах или на кронштейнах, укрепленных в капитальных стенах. Весы III и IV разрядов, 3,-го и 4-го классов допускается устанавливать на прочных лабораторных столах;

- по уровню или отвесу регулировкой установочных ножек.

Ненагруженные весы приводят в положение равновесия.

Поверку весов Iа, I, II — разрядов, 1-го и 2-го классов, после сборки и регулировки проводят не менее чем через 12 ч, весов III, IV разрядов, 3-го и 4-го классов не менее чем через 2—3 ч.

За 20—30 мин до начала поверки открывают дверцы витрины для выравнивания температуры внутри витрины весов. Электронные весы до начала поверки прогревают в течение 30 мин.

После распаковки все детали весов, кроме призм и подушек, протирают замшей или полотняной тканью. Призмы и подушки протирают замшей или полотняной тканью, смоченной чистым ректификованным спиртом, и тщательно вытирают насухо.

12.5.2 Внешний осмотр

При внешнем осмотре должно быть установлено соответствие весов следующим требованиям:

- качество покрытий, вид и нанесение шкал, маркировка, комплектность, расположение указателя относительно плоскости, шкалы должны соответствовать требованиям ГОСТ 24104 - 88;

- одноименные детали, навешиваемые на разные плечи коромысла, должны быть отмечены соответствующими знаками (цифры, точки и др.);

- на одноименные детали весов 4-го класса соответствующие отметки допускается не наносить;

- на поверхности коромысла и рабочих поверхностях призм и подушек не должно быть трещин, сколов, раковин, следов коррозии;

- справа и слева от крайних отметок шкалы должны быть нанесены дополнительные отметки; в весах с оптическим отсчетным устройством должно быть не менее 5 отметок, в весах с визуальным отсчетным устройством — не менее 2 отметок.

12.5.3 Опробование

При опробовании весы приводят в рабочее состояние. Отметки шкалы должны быть параллельны нулевой отметке экрана. На экране должна быть видна часть шкалы, содержащая не менее двух числовых отметок. Изображение шкалы на экране должно оставаться четким во всем диапазоне взвешивания.

При опробовании проверяют качество регулировки нониусного и делительного устройств. Нониусное и делительное устройства весов должны быть отрегулированы правильно; в весах с цифровым отсчетом полный оборот диска делительного устройства должен соответствовать изменению отсчета по оптической шкале на одно деление; при наличии нониусного отсчетного устройства при совпадении нулевой отметки нониусного устройства с нулевой отметкой отсчетной шкалы последняя отметка нониусного устройства должна совпадать с 9-й (49-й и т. д.) отметкой отсчетной шкалы.

При опробовании проверяют работу механизма корректировки нуля. Механизм должен обеспечивать плавное перемещение индекса относительно нулевой отметки шкалы в обе стороны в соответствии с требованиями ГОСТ 24104—88.

При опробовании проверяют работу изолирующего и арретирующего устройства. Изолир должен быть отрегулирован так, чтобы отделение призм от подушек и обратная их посадка происходили плавно, легко, без толчков и ударов призм по подушкам. В изолированном состоянии просвет между призмами в подушками должен быть одинаковым по всей длине. Изолир, поднятый в верхнее положение, должен надежно его сохранять. Арретиры чашек должны лишь касаться их, но не упираться в них.

При опробовании устройство для компенсации массы тары (в весах с компенсацией массы тары) должно обеспечивать плавное перемещение изображения шкалы на всем диапазоне компенсации.

В положении равновесия коромысла тарировочные грузы и грузы для регулировки цены деления у вновь изготовленных весов не должны находиться на винтах в крайних положениях.

12.5.4 Определение метрологических характеристик

Выше отмечалось, что определение MX лабораторных весов имеет свою специфику для восьми подгрупп весов, отличающихся КМХ. Однако есть некоторые общие правила определения MX весов, выполняемые при поверке лабораторных весов любой из восьми подгрупп. Поэтому прежде чем рассматривать особенности определения MX каждой подгруппы целесообразно перечислить общие правила.

Поверку образцовых весов Iа разряда и весов общего назначения 1-го класса со встроенными гирями на полную нагрузку проводят гирями 1а разряда; образцовых весов I разряда, весов общего назначения 1-го класса и весов общего назначения 2-го класса со встроенными гирями на полную нагрузку — образцовыми гирями I разряда; образцовых весов II разряда и весов общего назначения 2-го класса — образцовыми гирями II разряда; образцовых весов III разряда и весов общего назначения 3-го класса — образцовыми гирями III разряда; образцовых весов IV разряда и весов общего назначения 4-го класса — образцовыми гирями III или IV разряда.

Перед определением MX весы приводят в положение равновесия с помощью тарировочных грузов. После приведения весов в положение равновесия повер­ку весов Iа, I и II разрядов, 1-го и 2-го классов следует проводить не ранее чем через 1 ч.

При определении MX весов должны быть соблюдены следующие правила:

- амплитуда колебаний коромысла весов без успокоителей колебаний должна быть в пределах от 1/4 до 3/4 длины шкалы;

- после включения весов в рабочее положение первые два-три отклонения указателя не учитывают;

- отсчет положения равновесия весов производят с точностью до 0,1 деления шкалы в весах 1а, I и II разрядов, 1-го и 2-го класса и с точностью 0,2—0,5 деления шкалы в весах III, IV разрядов и 3-го класса.

Положение равновесия весов вычисляют с точностью до второго десятич­ного знака.

Положение равновесия весов без успокоителей колебаний Iа, I разрядов, 1-го класса определяют по формуле:

,

весов с успокоителями колебаний по формуле

,

где — отсчеты по шкале крайних положений указателя в делениях шкалы; L', L", L"' — положение равновесия весов в делениях шкалы.

Положение равновесия весов без успокоителей колебаний II, III, IV разрядов, 2-го, 3-го и 4-го классов определяют по формуле

,

весов с успокоителями колебаний по формуле

,

С учетом приведенных общих правил ниже поясняются последовательность и содержание поверочных операций определения метрологических характеристик восьми упомянутых подгрупп лабораторных весов.

Определение MX образцовых весов I, I, II, III и IV разрядов и общего назначения 3-го класса равноплечих с неименованной шкалой, без встроенных гирь или со встроенными гирями на неполную нагрузку.

Цену деления ненагруженных весов, погрешность из-за неравноплечести коромысла и цену деления при НПВ определяют в следующей последовательности:

- определяют положение равновесия ненагруженных весов L, как указано выше;

- весы изолируют и на правую чашку помещают образцовую гирю такой массы, чтобы от ее добавления положение равновесия весов изменилось на 20—30 % от предела взвешивания по шкале в весах без особой нагрузки и на 40—50 % — в весах с особой нагрузкой и снова определяют положение равновесия весов L2;

- гирю снимают с правой чашки и помещают на левую чашку и снова определяют положение равновесия весов L3;

- гирю снимают и определяют положение равновесия ненагруженных весов L4;

- на каждую из чашек помещают гири, равные по массе НПВ весов. В случае необходимости весы уравновешивают дополнительным грузом и определяют положение равновесия L5;

- гири меняют местами, при этом вместе с гирями переносят и дополнительный груз. Если после перестановки гирь положение равновесия изменилось, то для его восстановления на соответствующую чашку добавляют образцовую гирю а и определяют положение равновесия L6;

- на правую чашку помещают гирю г для определения цены деления весов при НПВ и определяют положение равновесия весов L7;

- гирю с правой чашки переносят на левую чашку и определяют положение равновесия L8;

- гирю снимают и определяют положение равновесия L9;

- гири с чашек снимают и определяют положение равновесия ненагруженных весов Z10;

Результаты измерений записывают в протокол поверки.

Из полученных результатов измерений рассчитывают:

цену деления ненагруженных весов:

,

цену деления при НПВ

,

погрешность из-за неравноплечести коромысла при НПВ

,

Добавление гири а на левую чашку означает, что в весах длиннее правое плечо.

Если при перестановке гирь не понадобилось добавлять гирю а, то положительная разность в скобках означает, что длиннее левое плечо. Если разность в скобках отрицательная, то длиннее правое плечо.

Перед скобкой в формуле следует ставить знак плюс, если нулевая отметка шкалы расположена на правом конце и указатель направлен вниз.

В весах старых конструкций, имеющих рейтерные шкалы, последние не проверяют.

Цена деления весов и погрешность из – за неравноплечести должны соответствовать значениям, указанным в ГОСТ 24104 – 88.

Размах показаний при НПВ и непостоянство показаний ненагруженных весов определяют в следующей последовательности:

- определяют положение равновесия ненагруженных весов L10;

- на каждую из чашек помещают гири, равные по массе, и определяют по­ложение равновесия ненагруженных весов Lu.

Операции продолжают до тех нор, пока не получат по пять положений равновесия ненагруженных весов и при НПВ для весов Iа, I, II разрядов и по три положения равновесия — для весов III и IV разрядов и 3-го класса.

Результаты измерений записывают в протокол поверки.

Из полученных результатов измерений рассчитывают:

размах показаний при НПВ

,

где ∆L = Lp-L0 — разность положений равновесия ненагруженных весов (Lo) и при НПВ (Lp);

непостоянство показаний ненагруженных весов

,

Размах показаний не должен превышать значений, указанных в паспортах весов.

Непостоянство показаний ненагруженных весов не должно превышать абсолютных значений, указанных в паспортах для первичной и периодической поверки.

Погрешность взвешивания при любых включениях встроенных гирь определяют путем сличения встроенных гирь с образцовыми гирями.

Последовательность проведения операций следующая:

- определяют положение равновесия ненагруженных весов L0; с помощью механизма гиреналожения навешивают наименьшую по массе встроенную гирю; на противоположную чашку весов помещают образцовую гирю той же номи­нальной массы и определяют положение равновесия весов Li;

- встроенную и образцовую гирю снимают и навешивают следующую по массе встроенную гирю, а на противоположную чашку помещают образцовую гирю той же номинальной массы и снова определяют положение равновесия весов Li .

Таким образом поверяют все встроенные гири.

Погрешность взвешивания при любых включениях встроенных гирь рассчитывают по формуле

,

где Li — положение равновесия весов с навешенной встроенной гирей; L0 — положение равновесия ненагруженных весов; d0 — цена деления ненагруженных весов; - — сумма масс образцовых гирь, помещенных на чашку весов.

Определение погрешностей взвешивания при любых включениях встроенных гирь в весах со встроенными гирями на неполную нагрузку допускается производить без записи в протокол поверки.

Погрешность взвешивания при любых включениях встроенных гирь весов образцовых и общего назначения не должна превышать допускаемой погрешности, указанной в ГОСТ 24104—88 для весов общего назначения.

Определение MX образцовых весов I, I, II, III и IV разрядов и общего назначения 1, 2 и 3-го классов, равноплечих с именованной шкалой без встроенных гирь или со встроенными гирями на неполную нагрузку.

Погрешность взвешивания по шкале для ненагруженных весов и при НПВ и погрешность от неравноплечести коромысла при НПВ определяют в следующей последовательности:

- определяют положение равновесия ненагруженных весов L1 весы изолируют и на левую чашку последовательно помещают образцовые гири r1 и r2, по массе соответствующие половине и полному пределу взвешивания по шкале, и определяют положение равновесия весов L2 и L3;

- гири r1 и r2 снимают и определяют положение равновесия ненагруженных весов L4;

- на каждую из чашек помещают гири, равные по массе НПВ; в случае необходимости весы уравновешивают дополнительным грузом и определяют положение равновесия весов L5;

- на левую чашку последовательно помещают гири r1 и r2 и определяют положение равновесия весов L6 и L7;

гири r1 и r2 снимают и определяют положение равновесия нагруженных весов L8;

- гири, равные по массе НПВ, меняют местами и определяют положение равновесия весов L9;

- гири с чашек снимают и определяют положение равновесия ненагруженных весов L10.

Результаты измерений записывают в протокол поверки.

Из полученных результатов наблюдений рассчитывают: погрешность взвешивания по шкале для ненагруженных весов:

погрешность взвешивания по шкале при НПВ

погрешность от неравноплечести коромысла при НПВ

,

Погрешность взвешивания по шкале для ненагруженных весов и при НПВ весов образцовых и общего назначения должна соответствовать допускаемой погрешности взвешивания, указанной в ГОСТ 24104—88 для весов общего назначения.

Погрешность от неравноплечести должна соответствовать значениям, указанным в ГОСТ 24104—88.

Размах показаний при НПВ и непостоянство показаний ненагруженных весов определяют в следующей последовательности:

- определяют положение равновесия ненагруженных весов L10;

- на каждую из чашек помещают гири, по массе равные НПВ, и определяют положение равновесия весов L11.

Поверку весов продолжают до тех пор, пока не получат пять положений равновесия ненагруженных весов и при НПВ для весов Iа, I, II разрядов, 1-го, 2-го классов и три положения равновесия для весов III и IV разрядов и 3-го класса.

Результаты измерений записывают в протокол поверки.

Из полученных результатов рассчитывают:

размах показаний при НПВ

,

непостоянство показаний ненагруженных весов

,

Размах показаний не должен превышать значений, указанных в паспортах весов. Непостоянство показаний ненагруженных весов не должно превышать абсолютных значений, указанных в паспортах весов для первичной и периодической поверки.

При наличии устройства для регистрации каждое измерение должно сопровождаться отпечатком. Разность между отпечатанными данными и соответствующей массой образцовых гирь не должна превышать значений допускаемых погрешностей, указанных в паспортах весов.

Наибольшая разность между результатами взвешивания, полученными на разных показывающих и регистрирующих устройствах одних и тех же весов для одной и той же нагрузки, не должна превышать абсолютного значения допускаемой погрешности.

Погрешность взвешивания при любых включениях встроенных гирь определяют аналогично тому, как эту погрешность определяют для весов.

Расчет погрешности проводят по формуле:

,

Погрешность взвешивания при любых включениях встроенных гирь весов образцовых и общего назначения не должна превышать допускаемой погрешности, указанной в ГОСТ 24104—88 для весов общего назначения.