Ювелирные и лабораторные весы: характеристики, типы, виды

— Ювелирные. Весы, предназначенные в основном для измерения веса ювелирных изделий; также могут применяться в лабораториях, не требующих высокой точности взвешивания. Собственно, точность измерений в большинстве таких приборов сравнительно невелика, цена деления редко бывает меньше 0,1 г (хотя встречаются и исключения). Нередко предусматривают возможность взвешивания в каратах — стандартных единицах веса, применяемых в ювелирном деле (1 карат = 0,2 г). Большинство ювелирных весов неприхотливы к условиям использования, многие из них допускают возможность применения в качестве карманных.

— Лабораторные. Весы, предназначенные для применения в лабораторных исследованиях. Могут иметь как сравнительно скромную, так и довольно высокую точность — до второго или третьего знака после запятой (более точные приборы выделяют в отдельную категорию — аналитические весы, о них см. ниже). Соответственно, конструкция и требования к условиям использования у таких моделей тоже могут быть разными: к примеру, в данной категории встречаются как модели с открытой стойкой, подходящие даже для передвижных лабораторий, так и устройства с защитным кожухом (см. соответствующий пункт), требующие стационарной установки и «тепличного» микроклимата.

— Аналитические . Аналитическими называют наиболее точную разновидность лабораторных весов, предназначенную в том числе для...замеров очень небольших масс и обеспечивающую точность до четвертого или пятого знака после запятой по I или II классу точности (см. соответствующий пункт). Практически обязательным элементом оснащения для таких приборов является защитный кожух, а использовать их можно только в лабораторных условиях: на ровной надежной поверхности, в максимально благоприятном микроклимате.

Класс точности, которому соответствуют весы. Отметим, что данный параметр определяет лишь точность прибора в целом, а цена деления и минимальный предел взвешивания не зависят от него. Иными словами, если весы имеют высокий класс точности — это означает лишь то, что они дают невысокую погрешность относительно тех единиц, с которыми они работают (и далеко не обязательно означает, что прибор подходит для тонких измерений).

Класс точности связан с такими параметрами, как цена деления d, цена поверочного деления e (об этих параметрах см. ниже), наименьший предел взвешивания НмПВ (см. «Предел взвешивания») и количество поверочных делений n (то есть сколько поверочных делений вмещается в наибольший предел взвешивания весов). Современные лабораторные и другие аналогичные весы могут соответствовать таким классам точности:

— I (специальный). Наиболее высокий класс точности. Независимо от цены поверочного деления рабочий диапазон весов должен вмещать не менее 50 000 таких делений, а НмПВ должен составлять не менее 100d.

— II (высокий). Второй по уровню точности класс, после специального. Если цена поверочного деления составляет 50 мг (0,05 г) и менее, число таких делений должно составлять от 100 до 100 000 включительно, а НмПВ — не ниже 20d. Для весов с e > 50 мг эти параметры составляют соответственно от 5 000 до 100 000 и не менее 50 d.

— III (средний). Самый низкий класс точности, встречающийся в весах лабораторного и аналогичного назначения. Предусматривает, что при цене поверочного деления до 2 г включительно количество этих делений должно составлять от 100 до 10 000 включительно, а для e > 2 г — от 500 до 10 000 включительно. НмПВ в обоих случаях не должен быть ниже 20d.

Отметим, что описания выше приведены в соответствии с рекомендациями международных метрологических организаций; отдельные национальные ГОСТы могут содержать другие значения и критерии.

Предел взвешивания данной модели. Фактически это рабочий диапазон — от наименьшего веса, который можно измерить с допустимой погрешностью, до наибольшего, который можно безопасно поместить на весы за один раз.

Выбор по данному параметру достаточно очевиден: любой вес, для которого планируется применять прибор, должен вписываться в предел взвешивания. Нижняя граница предела взвешивания в современных лабораторных весах может варьироваться от долей милиграмма до 10 г и более, верхняя — от нескольких сотен грамм до нескольких килограмм.

Цена поверочного деления весов. Это специальный параметр, определяемый по особой процедуре и используемый для определения максимальной погрешности, допустимой для тех или иных весов; он стандартно обозначается как «е». Конкретное значение погрешности зависит от класса точности (см. соответствующий пункт) и диапазона, в котором находится измеряемый вес; таблицы с подробными данными по этому поводу можно найти в соответствующих ГОСТах. В качестве примера можно привести данные из одного из таких ГОСТов: для II класса точности и веса, находящегося в пределах от 500e до 20 000е включительно, максимальная погрешность должна составлять не более 1e при поверке и не более 2е в процессе эксплуатации.

Отметим, что цена поверочного деления нередко отличается от цены деления d (см. соответствующий пункт) — в моделях с малой ценой деления e может быть в разы больше, чем d.

Цена деления весов.

Большинство современных лабораторных весов являются электронными, так что цена деления фактически представляет собой дискретность — то есть наименьшую разницу в весе, которую могут воспринять весы. К примеру, если цена деления составляет 0,1 г — устройство сможет «увидеть» разницу между весом в 0,4 и 0,5 г, однако различия в сотые доли грамма (например, между весом в 0,41 г и 0,44 г) уже не сможет воспринять.

Выбор по данному параметру зависит от того, насколько тонкие измерения планируется проводить при помощи весов, какая точность требуется при таких замерах. Наиболее «грубые» из современных лабораторных весов имеют цену деления порядка 1 г, в наиболее тонких этот показатель может составлять всего 0,0001 г. При этом стоит учитывать, что устройства с одинаковой ценой деления могут различаться по классу точности (см. соответствующий пункт).

— Тарокомпенсация. Функция, позволяющая компенсировать вес тары (упаковки) и определять только вес содержимого, без учета веса тары. Реализуется тарокомпенсация следующим образом: на платформу ставится пустая упаковка и нажатием кнопки кнопка «Тара» показания весов сбрасываются на ноль — таким образом, при добавлении содержимого в тару весы будут показывать только вес этого содержимого. Данная функция незаменима при взвешивании веществ и предметов, которые нельзя поместить на весы без специальной упаковки — в частности, при работе с жидкими и сыпучими субстанциями.

— Cчетный режим. Поддержка весами счетного режима. В таком режиме прибор работает как своеобразный калькулятор, позволяющий при групповом взвешивании определять средний вес одного предмета, а также общее количество предметов по их весу. К примеру, можно положить несколько взвешиваемых предметов на весы, включить счетный режим, задать количество — и весы автоматически вычислят средний вес одного предмета; можно наоборот, задать средний вес с клавиатуры весов и определить количество предметов во взвешиваемой куче или стопке. Подобные возможности бывают особенно удобны при работе с большим количеством мелких штучных предметов с одинаковым или почти одинаковым весом.

— Процентный режим. Возможность работы весов в процентном режиме. В таком режиме пользователь задает определенное эта...лонное значение, и при взвешивании образцов весы определяют процентное соотношение веса груза к эталону: например, если установлен эталон в 20 г, а вес груза составляет 18 г, весы покажут «90 %». Данная функция пригодится прежде всего для выявления предметов, не соответствующих стандарту веса.

— Режим суммирования. Возможность работы весов в режиме суммирования веса, когда прибор последовательно складывает результаты измерений и выводит их сумму — например, после взвешивания грузов в 5 г, 8 г и 14 г итоговый результат будет составлять 5+8+14 = 27 г. Данный режим будет особенно полезен в тех случаях, когда общий вес грузов явно превышает наибольший предел взвешивания весов — например, если нужно взвесить 3 предмета массой около 100 г каждый на весах с максимальным пределом взвешивания в 150 г; положить эти предметы на весы одновременно нельзя, вес будет слишком большим, так что нужно взвешивать их по очереди. Разумеется, суммировать вес можно и вручную, однако делать это с помощью автоматики весов удобнее и надежнее.

— Режим дозирования. Возможность работы весов в режиме дозирования. В соответствии с названием, данный режим применяется в основном для отмеривания заданных порций жидких и сыпучих веществ, а также мелких штучных предметов, которые неудобно взвешивать по одному. Для дозирования нужно сначала задать верхний и нижний предел веса одной порции, после чего можно взвешивать груз — и весы будут сообщать, попадает ли его вес в заданный диапазон или нет. Допускается и такой формат использования: на весы ставится упаковка, в которую постепенно доливается/досыпается содержимое — при достижении заданного веса устройство подаст сигнал.

— Измерение плотности. Возможность использования весов для измерения плотности вещества, из которого состоит взвешиваемый предмет, либо плотности жидкости. Для таких измерений в нижней части весов предусматривается крюк, который в неиспользуемое время обычно скрыт специальной заглушкой. При измерении плотности твердого тела оно кладется на площадочку, подвешенную к крюку, затем определяется вес груза сначала в воздухе, затем в жидкости с известной плотностью; при замерах плотности жидкости в эту жидкость погружается тело с известным объемом. В обоих случаях плотность также вычисляется по разнице в весе тела на воздухе и в жидкости. Как бы то ни было, если режим определения плотности поддерживается весами, пользователю не требуется производить никаких вычислений: достаточно определить вес на воздухе и в жидкости, затем задать плотность жидкости или объем поплавка — и весы автоматически выведут итоговое значение. Стоит учитывать, что для замеров плотности может потребоваться набор дополнительного инвентаря.

Способ калибровки, предусмотренный в весах.

Калибровка представляет собой подстройку весов, осуществляемую для обеспечения достоверности показаний — то есть для того, чтобы показания прибора максимально соответствовали реальному весу груза. Способы такой подстройки могут быть такими:

— Внешняя. Калибровка, осуществляемая при помощи эталонного груза, вес которого известен и подобран очень точно (в соответствии с определенным классом точности). Такой грузик кладется на весы, показания прибора сверяются с весом эталона и при необходимости корректируются вручную. Самый простой и недорогой вариант с точки зрения конструкции весов, однако калибровочные гирьки, как правило, в комплект поставки не входят, их нужно заказывать или брать напрокат отдельно.

— Внутренняя. Калибровка при помощи собственного оснащения весов, без использования дополнительного инвентаря. Конструкция моделей с данной функцией включает калибровочный грузик, встроенный прямо в весы; при включении режима калибровки прибор взвешивает этот грузик, определяет, насколько результат замера соответствует эталону, и при необходимости подстраивает показания. При этом от пользователя требуется только включить режим калибровки — остальные операции, как правило, осуществляются автоматически. Удобство данного способа очевидно, однако и стоят такие весы дороже описанных выше моделей с внешней калибровкой.

— Автоматическая. Максимально автоматизированная разновидность внутренней калиб...ровки (см. выше). Весы с данной функцией не требуют от пользователя никаких действий: они сами определяют, требуется ли калибровка, и при необходимости проводят эту процедуру полностью автоматически. Это наилучший вариант с точки зрения удобства, однако и на стоимости он тоже соответствующим образом сказывается.

— Внешняя, внутренняя. Весы, допускающие калибровку как внутренним, так и внешним способом. Подробнее о каждом из этих способов см. выше; здесь же отметим, что основной в таких приборах обычно является внутренняя калибровка, а внешняя предусматривается как запасной вариант — в частности, на тот случай, когда есть сомнения в результатах внутренней калибровки.

Способы подключения к внешним устройствам, предусмотренные в конструкции весов.

— RS-232. Служебный разъем, известный также как COM-порт. Может применяться для подключения весов как к компьютерам, так и к различному специализированному оборудованию, включая внешние дисплеи и принтеры для чеков/этикеток. Отметим, что через порт RS-232 может осуществляться как передача данных с весов, так и управление их настройками.

— USB. Как правило, речь идет о разъеме USB Type B (slave), предназначенном для подключения весов к компьютеру в качестве периферийного устройства. Возможности такого подключения могут быть самыми разнообразными, в зависимости от функционала самих весов и установленного на компьютере ПО. В частности, передаваемые по USB результаты замеров могут сохраняться, суммироваться, сводиться в таблицы и обрабатываться теми или иными способами; с компьютера можно управлять настройками весов, проводить специальные операции вроде калибровки или перепрошивки, и т. п. Конкретный набор возможностей, доступный при USB-подключении, стоит уточнять отдельно.

— PS/2. Специализированный разъем для подключения весов к компьютеру; имеет характерную круглую форму. По функционалу такое подключение аналогично USB (см соответствующий пункт); особенность PS/2 состоит в том, что такие порты встречаются в основном в полноразмерных ПК (и то не обязательно) и пр...актически не применяются в ноутбуках. Как следствие, и весов с таким разъемом выпускается немного.

— Bluetooth. Беспроводная технология, позволяющая обеспечивать прямую связь между устройствами на расстоянии до 10 м. В весах может применяться для подключения к ноутбукам, а также портативным гаджетам вроде смартфонов или планшетов. Возможности такого подключения могут быть разными, их стоит уточнять отдельно; однако в любом случае они включают как минимум передачу показаний весов на внешнее устройство для дальнейшей обработки (сохранения, сведения в таблицы и т. п.). При этом беспроводной формат подключения значительно удобнее проводного, т. к. дает свободу перемещения; правда, и стоят весы с данной функцией соответственно.

Диапазон температур окружающего воздуха, при котором прибор может нормально функционировать.

Данный параметр важен в свете того, что слишком низкие или слишком высокие температуры приводят к деформациям отдельных деталей, конденсации влаги и другим нежелательным последствиям, которые отрицательно сказываются на точности замеров. Проще говоря, при выходе за пределы указанного температурного диапазона весы, скорее всего, не выйдут из строя, однако достоверность показаний в таких условиях не гарантируется. Учитывая, что многие лабораторные весы рассчитаны на распознавание малых значений веса — влияние климатического фактора на точность получается весьма значительным, и во многих моделях предусматриваются довольно жесткие ограничения по температуре — например, 10 – 30 °С.

Форма платформы для взвешивания, предусмотренной в конструкции весов. На рабочие характеристики устройства данный параметр абсолютно не влияет, от него зависит разве что совместимость с некоторыми предметами и видами тары, да и то очень условно: в идеале взвешиваемый груз должен целиком помещаться на платформу, однако из этого правила есть множество исключений. Также отметим, что при схожих габаритах весов квадратная или прямоугольная платформа имеет большую полезную площадь, нежели круглая, однако эта разница крайне редко оказывается значимой.

Размер платформы для взвешивания, предусмотренной в весах.

При работе весов вся площадь опоры взвешиваемого груза должна приходиться на платформу. В свете этого чем больше верхний предел взвешивания, чем тяжелее грузы, с которыми могут работать весы — тем, как правило, крупнее их платформа: более тяжелый предмет имеет более крупные габариты. Впрочем, размер платформы выбирается производителем с учетом «весовой категории» прибора, так что обращать внимание на данный параметр приходится лишь в специфических случаях — например, если предстоит взвешивать жидкие или сыпучие материалы в мягкой упаковке, склонной «растекаться» по платформе.

Наличие стойки с дисплеем в конструкции весов.

Стойка позволяет приподнять дисплей над платформой весов; подобная компоновка в некоторых ситуациях является более удобной, чем расположение дисплея на корпусе, под платформой. Отметим, что большинство моделей со стойкой относятся к «тяжелой» весовой категории и имеют предел измерения порядка нескольких килограмм — именно для таких устройств дисплей на стойке считается оптимально подходящим.

Наличие у весов дополнительной защиты от влаги. Отметим, что конкретная степень такой защиты может быть разной — от способности переносить проливание небольшого количества жидкости до возможности полностью погружаться в воду; этот момент стоит уточнять по официальной документации. Однако в любом случае влагозащищенные весы лучше переносят контакт с различными жидкостями, чем модели без данной особенности; так что если прибор планируется часто использовать для взвешивания жидкостей, поблизости от жидкостей или в условиях повышенной влажности — имеет смысл обратить внимание на устройства с влагозащитой.

Тип питания, предусмотренный в конструкции весов.

— Cеть. Питание от обычной бытовой розетки. Главным достоинством данного варианта является неограниченное время работы, а также то, что пользователю не нужно следить за состоянием батареи и периодически дозаряжать ее. Правда, для работы такого устройства требуется собственно розетка, однако при стационарной установке в лаборатории или другом специализированном помещении с этим обычно не возникает проблем. Так что данный вариант питания используют немало современных лабораторных весов.

— Аккумулятор. Автономное питание от собственного встроенного аккумулятора позволяет применять весы даже при полном отсутствии поблизости розеток. Это бывает особенно важно при «полевом» использовании, вдали от лабораторий. С другой стороны, срок работы от батареи получается ограниченным, ее нужно периодически заряжать, для чего неизбежно понадобится розетка; а при стационарном использовании более оправдано подключать прибор к сети. В свете этого весов с чисто аккумуляторным питанием выпускается сравнительно немного, чаще встречаются модели, где данный вариант сочетается с работой от сети (см. ниже).

— Сеть / аккумулятор. Возможность работы весов как от розетки, так и от собственного аккумулятора. Оба этих варианта подробно описаны выше; а их сочетание делает прибор максимально универсальным и позволяет применять его в оптимальном формате, выбирая способ питания в зав...исимости от ситуации. Так, «на выезде», вдали от розеток, можно использовать аккумулятор, а по возвращении в лабораторию или мастерскую — подключить устройство к сети, экономя заряд батареи и заряжая ее при необходимости.

Наличие защитного кожуха в комплекте поставки весов.

Такой кожух прикрывает платформу, предотвращая попадание на нее пыли и мелких загрязнений — с учетом того, что лабораторные весы нередко имеют дело с очень малыми массами, в доли грамма, подобная защита часто оказывается нелишней. Разумеется, кожух не является герметичным и не дает стопроцентной гарантии от загрязнений; однако он заметно снижает вероятность того, что мелкие соринки, капельки влаги или другие посторонние элементы повлияют на точность измерений.