Взвешивание

Взве́шивание

Определение массы тел с помощью весов. Высокая точность при В. достигается учётом всех возможных погрешностей весов, гирь, применяемого метода В., а также погрешностей, обусловленных влиянием внешних условий (действием аэростатических, электрических и магнитных сил, колебаниями температуры и влажности воздуха и др.). Пределы допустимых погрешностей весов разных типов и гирь приведены в статьях Весы и Гири. При В., не требующем высокой точности, когда не учитывается влияние аэростатических и др. сил, обычно пользуются методом прямого взвешивания: масса тела принимается равной алгебраической сумме масс гирь, уравновешивающих тело, и показаний отсчётного устройства весов. В этом случае в результат В. на равноплечных весах полностью входит погрешность из-за неравноплечности коромысла. Более высокая точность при прямом В. достигается на одноплечных весах, исключающих эту погрешность, так как взвешиваемое тело и снимаемые для его уравновешивания гири находятся на одном и том же плече коромысла. Для исключения погрешностей из-за неравноплечности коромысла при В. на равноплечных весах применяют так называемые методы точного взвешивания.

Метод замещения (метод Борда) заключается в том, что после уравновешивания тела тарным грузом (обрезками металла, дробью и т.п.), помещенным на другом плече коромысла, тело снимают с весов и на его место помещают гири в таком количестве, чтобы привести весы в исходное положение равновесия. Массу взвешиваемого тела определяют по массе гирь и по показанию весов, соответствующему неуравновешенной гирями части массы.

В методе Д. И. Менделеева на одну из чашек помещают гири в количестве, соответствующем предельной нагрузке весов, а на другую чашку — тарный груз, уравновешивающий гири. Взвешиваемое тело помещают на чашку с гирями, снимая при этом столько гирь, чтобы весы пришли в положение, близкое к исходному положению равновесия. Массу взвешиваемого тела определяют по массе снятых гирь и по показанию весов.

Метод двойного взвешивания (метод Гаусса) состоит в повторном прямом В. после перестановки тела и гирь с одной чашки весов на другую. Масса тела М = ¹/₂ (M₁ + M₂), где M₁ и M₂ — результаты двух прямых В. По точности все три метода равноценны. Выбор метода зависит от конструкции весов и условий В. На весах любого типа В. может быть осуществлено лишь с ограниченной точностью, так как весы и гири всегда имеют погрешности, заключённые в определённых пределах. Так, на весах, обладающих погрешностью 0,1%, невозможно взвесить тело с меньшей погрешностью. При особо точных В. не только применяют методы точного В., но и учитывают погрешности гирь. Для упрощения оценки погрешности, обусловленной влиянием аэростатических сил, возникающих из-за неравенства объёмов взвешиваемого тела и гирь (см. Архимеда закон), для всех гирь, за исключением эталонных, принимают условную плотность материала, равную 8,0·10³ кг/м³ (независимо от того, из какого материала они изготовлены). На рис. графически показаны достигнутые точности взвешиваний в различных областях науки, техники и народного хозяйства.

Лит.: Рудо Н. М., Лабораторные весы и точное взвешивание, М., 1963; Смирнова Н. А., Единицы измерений массы и веса в Международной системе единиц, М., 1966.

Н. А. Смирнова.

Характеристики точности измерений массы в зависимости от её размера и метода измерения: 1 — сличения Государственного эталона массы (килограмма); 2 — метрологические исследования; 3 — аналитические исследования высшей точности; 4 — технические взвешивания повышенной точности, взвешивания драгоценных металлов; 5 — торговые и хозяйственные взвешивания; заштрихованная область — взвешивания на автоматических крановых и других технологических весах и дозаторах.