Дискретность взвешивания что это такое

Дискретность и погрешность весов

Возможность измерения веса предметов появилась у человека после изобретения специальных технологий и определения различных показателей меры измеряемой массы.

Однако определить абсолютную массу предмета остается невозможным, даже с изобретением сверхчувствительных измерительных приборов. Поэтому человечество ввело понятие “точности измерения”, которое находится в непосредственной зависимости от таких факторов проводимого измерения, как погрешность и дискретность. Многие потребители ошибочно считают, что данные показатели тождественны, однако в зависимости от модели весов они могут реализовываться по разному принципу.

Показатель дискретности

В электронных конструкциях весов дискретность связана непосредственно с применяемым делением взвешивания и отображающимся на дисплее показателем массы.

К примеру, если на весы с дискретностью в 2 грамма установить гирю в 3 кг, то отображаемый на информационном дисплее результат будет соответствовать 3 кг. Если же вы на чашу добавите груз в 1,5 грамма, то весы продемонстрируют вам результат взвешивания в 3 кг и 2 грамма, что и связано с дискретностью оборудования.

Погрешность взвешивания

Для весов любого типа идеальным считается сочетание показателей дискретности и предельно допустимой погрешности, которые равны между собой, то есть d=е. Показатели соотношения можно обнаружить на каждых весах в области, где указан заводской номер измерительного устройства.

Каждый класс точности оборудования для определения массы должен соответствовать определенным стандартам ГОСТ, которые имеют четкие значения соотношения между ценой поверочного деления и дискретностью устройства. Все данные про показатели этих характеристик обязательно указываются в прилагающихся к весам метрологических сертификатах.

При покупке лабораторных весов вы можете обнаружить указание данных показателей в эксплуатационной инструкции, которая поставляется потребителю в комплекте с измерительным оборудованием.

Большинство современных моделей измерительных устройств оснащаются режимом многодиапазонных измерений, что позволяет повысить точность производимых измерений для определения массы исследуемых образцов. При использовании данного режима измерения общее значение диапазона допустимых пределов взвешиваний условно подразделяется на несколько отдельных категорий.

Источник

Базовые метрологические понятия о весах

Дискретность:

Пример: Например, если дисплей весов показывает вес 1 кг, то при добавлении груза весом 3 г показания будут равны 1,005 кг, т.е. будут меняться с дискретностью d = 5 г. Многие ошибочно полагают, что эта величина d и является погрешностью измерения веса. Однако это не так.

Погрешность или цена поверочного деления

Наибольший предел взвешивания (НПВ)

НПВ это верхняя граница предела взвешивания. НПВ определяет самую большую массу при взвешивании на весах за один раз.

Наименьший предел взвешивания (НмПВ)

НмПВ Очень важно знать, от какого наименьшего предела взвешивания производитель гарантирует указанную в руководстве по эксплуатации погрешность весов. Знать наименьший предел взвешивания принципиально важно, т.к. весы индицируют вес на дисплее даже в случае, если измеряемый вес меньше НмПВ, однако достоверными эти показания считать нельзя.

Класс точности

С 01.07.2001 г. вступил в действие новый ГОСТ 24104-2001 (взамен ГОСТ 24104-1988). Этот ГОСТ разработан на основе международных рекомендаций OIML и подразделяет весы на 3 класса точности:

Калибровка и поверка

Это процедура регулировки цены деления весов.

Часто путают калибровку с поверкой весов. Поверка осуществляется, как правило, раз в год независимыми метрологическим службами (ЦСМ). Поверку производят с целью определения и подтверждения соответствия весов установленным техническими требованиями (ГОСТов, ТУ )

Бывает так, что потребители «довольствуются» этим и не осуществляют калибровку весов, хотя процедура эта – ежедневная. Более того, чем выше класс точности весов, тем чаще придется их калибровать в течение дня.

Калибровка бывает следующих видов:

Классы гирь

Также как и весы, калибровочные гири делятся на несколько классов. Если подходить упрощенно, то чаще всего для типичных весов, находящихся в современных лабораториях, используются гири:

Разумеется, допускается использование гирь более высокого класса для калибровки весов более низкого класса.

Повторяемость или среднеквадратическое отклонение (СКО)

СКО основано на рассмотрении отклонений значений признака отдельных единиц совокупности от средней арифметической. СКО показывает, насколько в среднем колеблется величина признака у единиц исследуемой совокупности, и выражается в тех же единицах измерения, что и варианты.

Защита весов по IP

Чтобы охарактеризовать допустимые условия эксплуатации конкретного электротехнического оборудования, для него устанавливается т.н. класс защиты IP (International Protect). Он кодируется двухзначным (или трехзначным) числом, каждая из цифр которого указывает (по условленной шкале) степень допустимого внешнего воздействия на данное изделие. Название норматива имеет вид IP XY, где первая цифра X указывает степень защиты от пыли и поражения электрическим током, а вторая Y — от воды.

Источник

Дискретность, погрешность и класс точности лабораторных весов согласно ГОСТ

Несмотря на развитие современных технологий, определить абсолютную массу предмета не представляется возможным, даже с помощью самых чувствительных приборов. Поэтому специалисты ввели понятие точности измерения, которая напрямую зависит от погрешности и дискретности измерений.

Все весовое оборудование, используемое в лаборатории, делится на 3 класса точности в соответствии с ГОСТ OIML R 1 2011.

Основными характеристиками являются пределы взвешивания (наименьший и наибольший), точность измерений, дискретность и погрешность измерения веса. Они указываются в сопроводительной документации, спецификациях к оборудованию. По поводу последних 3 параметров у неопытных пользователей часто возникают вопросы.

В статье ниже мы рассмотрим основные государственные стандарты, классификацию весового оборудование, важнейшие технические характеристики весов и их отражение в стандартах.

Государственные стандарты для лабораторных весов

Следует отметить, что для лабораторных весов действуют стандарты для весов, предназначенных для статического (не динамического) измерения массы в лабораториях и на предприятиях. Эти стандарты не действуют для весов специального назначения, аптекарских, масс-компараторов, а также для весов, измеряющие массу косвенно (не непрямую).

Итак, одним из первых стандартов, закрепляющих требования к лабораторным весам, является устаревший ГОСТ 24104-88 «Весы лабораторные общего назначения и образцовые» от 1988 г.

Далее, уже в РФ, в 2001 г. был принят новый ГОСТ 24104-2001 «Весы лабораторные», в котором стандарты для лабораторных весов были существенно изменены, а разделение оборудования на весы общего назначения и т.н. образцовые было убрано в принципе. В связи с этим, существенные изменения претерпели классы точности весов:

Также были внесены следующие изменения:

Срок действия данного ГОСТ закончился в 2010 г., и далее он был заменен на международный стандарт на весы ГОСТ OIML R 1 2011. Он не содержит существенных технических нововведений, был создан для соответствия мировым (международным) стандартам. Это стало важной вехой для производителей, поставляющих весовое оборудование на экспорт.

Пределы взвешивания

Эта характеристика, которая вызывает наименьшее количество вопросов у потребителя.

Верхний (наибольший) предел взвешивания (НПВ, Max) – это максимальное значение нагрузки (навески), которое может быть отображено на дисплее весов. Если масса образца больше этого значения, то результаты измерений не будут точными.

Нижний (наименьший) предел взвешивания (НмПВ, Min) – это величина массы, ниже которой погрешность измерений будет чрезмерной. Иными словами, дисплей весов не покажет никаких значений.

Нельзя путать НПВ с предельной нагрузкой (Lim). Если масса образца будет больше НПВ, то результат измерений не будет точным. А если масса больше Lim, то прибор сломается.

Дискретность (цена деления)

Дискретность – свойство измерений, обратное непрерывности. Это показатель, изменяющийся между 2 соседним делениями весоизмерительного оборудования (стабильными состояниями). Отсюда название – цена деления (обозначается «d»).

Цена деления – одна из ключевых характеристик стандартов для лабораторных весов. Чем она меньше, тем выше точность весоизмерения. К примеру, если на весы с дискретностью 5 г поставить гирю 3 кг, то на дисплее будет результат 3 кг. Если далее на платформу добавить груз 3.5г, то весы покажут результат взвешивания 3 кг и 5 г. Это вызвано дискретностью оборудования.

Цена поверочного деления (предельно допустимая погрешность)

Это расчетная величина, обозначаемая «e». Она не имеет физического воплощения в оборудовании, однако является важной, т.к. на ее основе определяется класс точности весов и проводится их поверка. Расчет цены поверочного деления производится следующим образом:

Класс точности весов

Согласно действующему ГОСТ OIML R-1-2011, класс точности весов определяется исходя из значения поверочного интервала «e», числа поверочных интервалов «n», значения минимальной нагрузки «Min» (НмПВ).

Требования к лабораторным весам (весам для исследований) как правило, подразумевают под собой I «Специальный» или II «Высокий» класс точности. Также они широко применяются в медицинской, химической, фармацевтической отрасли.

Весы III класса (как правило, порционные, общего назначения) более востребованы в торговле, на предприятиях общественного питания и т.д.

Погрешность весов

Для расчета фактической погрешности весов следует использовать предельно допустимую погрешность весов, а также класс точности.

Даже у самых точных весов (I специального класса) есть погрешность, измеряемая в долях мг. Стандартизация погрешности позволяет преследовать следующие уели:

Большой спектр оборудования является многодиапазонными весами, что позволяет увеличить точность (уменьшить погрешность) проводимых измерений. В этом случае характеристики каждого диапазона взвешивания рассматриваются отдельно.

Надеемся, данные материалы по стандартам для лабораторных весов помогут Вам сделать оптимальный выбор измерительного оборудования.

Источник

Точность весов. Дискретность и погрешность весов

То, что почти каждый окружающий нас предмет имеет определённую массу, было известно человечеству с глубокой древности. Однако выяснить точный вес того или иного предмета стало возможным только после изобретения весов. Но выяснить массу предмета с абсолютной точностью невозможно даже при использовании сверхчувствительных весов. Параметры и точность измерения веса предметов зависит от двух факторов: погрешности и дискретности. В зависимости от типа и модификации весов, дискретность и погрешность проявляют себя по-разному.

Дискретность: что это и зачем она нужна

Дискретность — это значение, которое меняется между несколькими стабильными состояниями. Если речь идёт об электронных весах, то дискретность связана с шагом взвешивания и отображения массы на соответствующем дисплее. К примеру, показатель дискретности электронных весов составляет 5 граммов. Если на них положить гирю, массой 1 килограмм и гирю, массой 3 грамма, то на дисплее отобразится значение массы 1, 005 (а не 1 003, как предполагалось). Это происходит потому, что дискретность весов составляет не 3, а 5.

Погрешность: что это такое

Все марки и модели весов обладают так называемой предельно допустимой погрешностью, то есть, отклонением в точности измерений. Заводы-изготовители весового оборудования обязательно должны указывать предельно допустимую погрешность весов в технической документации к своей продукции. Среди профессионалов погрешность весов обозначается термином «цена поверочного деления».

Весовое оборудование с идеальными техническими и эксплуатационными характеристиками, обладает одинаковыми показателями дискретности и предельно допустимой погрешности в измерениях. Обычно соотношение дискретности и погрешности весов указывается рядом с заводским номером оборудования.

В некоторых случаях показатели дискретности и предельно допустимой погрешности могут разниться. Данные о соотношении этих величин также обязательно должны быть указаны в технической документации, а также на заводском шильдике, на котором значится серийный номер и марка весов.

Для максимальной точности измерения массы (особенно небольших предметов) некоторые модели весового оборудования оснащены многодиапазонным режимом измерений. При этом каждый диапазон взвешивания имеет свои определённые показатели соотношения дискретности и предельно допустимой погрешности.

Источник

Весы лабораторные: разбираемся, выбираем.

Описание

Давайте поговорим о весах, в частности о весах лабораторных. Узнаем, для чего они предназначены, разберем преимущества и недостатки весов с тензометрическими датчиками и датчиками электромагнитной компенсации. Вспомним, что такое наибольший и наименьший предел взвешивания, дискретность, погрешность и цена поверочного деления. Сделаем выводы, нужны ли нам весы аналитические или достаточно прецизионных. Рассмотрим наиболее важные функции, которыми снабжены лабораторные весы и, наконец, дадим несколько советов, как подойти к выбору весов для вашей лаборатории.

Немного истории

Первые найденные археологами образцы весов относятся к V тысячелетию до н. э.,

применялись они в Месопотамии.

Весы хорошо видны на папирусе ХIX династии (около 1250 года до н. э.). Согласно

древнеегипетской «Книге мертвых», Анубис, на входе в подземное царство взвешивает

сердце всякого умершего на особых весах, где в качестве гири выступает богиня правосудия Маат.

Каменная стела I тысячелетия до н. э. (Турция) изображает хетта, использующего вместо поперечной

планки балансовых весов собственный палец.

В 996 году князь Владимир повелел ввести единые меры веса, а в Указе князя Всеволода

( XII век) впервые была упомянута ежегодная поверка весов. А в 1723 году Петр I издает

Указ о том, чтобы муку, крупу, солод и толокно продавать на вес, а не на меру, и в «заорленные весы»,

то есть поверенные и клейменные, » а ежели у кого явится фальшивая мера и весы, оный будет жестоко

оштрафован». В 1841 годупо инициативе министра финансов России на территории Петропавловской

были приносить на поверку свои измерительные приборы. Далее по инициативе Менделеева в России

была организована Главная палата мер и весов. А Декрет 1918 года говорит » О введении международной

Итак, все мы знаем, что весы используют для определения веса. В чем же отличие лабораторных весов? Лабораторные весы предназначены для статистического измерения массы, они обладают наиболее высокими значениями точности и изготавливаются с использованием последних достижений науки и техники.

Весы с тензометрическими датчиками и весы с датчиками электромагнитной компенсации.

Еще совсем недавно в лабораториях широко использовались механические и электромеханические весы. Для примера можно вспомнить легендарные ВЛР-200 или ВЛКТ-500, собственно говоря, и в настоящее время еще остались ценители этих моделей. Однако, время не стоит на месте, и сейчас предпочтение отдается электронным весам из-за несомненных преимуществ их эксплуатации, а именно: простоты использования, относительно малых габаритов, широких функциональных возможностей, облегчающих нелегкий труд лаборанта.

Собственно, основным конструктивным элементом электронных весов является датчик, который определенным образом передает сигнал о нагрузке на индикатор. Наиболее распространены весы с тензометрическими датчиками и датчиками электромагнитной компенсации. Принцип измерения веса при помощи тензодатчиков основан на уравновешивании массы взвешиваемого груза с упругой механической силой тензодатчиков и последующего преобразования этой силы в электрический сигнал для последующей обработки. Преимущество весов с тензодатчиками – относительно низкая стоимость и отлаженное серийное производство.

Весы на основе электромагнитной компенсации обладают большей точностью, чувствительностью и разрешающей способностью, чем весы на основе тензодатчиков. Но у них есть также и недостатки, а именно чувствительность к магнитным полям.

НПВ, НмПВ, погрешность, дискретность, цена поверочного деления

Давайте вспомним, как мы выбираем весы. Прежде всего, при выборе нас интересует соответствие технических характеристик прибора тем задачам, которые нам нужно с его помощью решать. А основными техническими характеристиками весов, собственно говоря, являются наименьший и наибольший пределы взвешивания, дискретность, погрешность и цена поверочного деления.

Наш словарик

Наибольший предел взвешивания (НПВ) – наибольшая статическая

нагрузка, которую могут выдержать весы без нарушения

метрологических характеристик, максимальное значение массы,

которое могут измерить весы данной модели,она определена в

документации прибора и часто приводится на его корпусе. При попытке

взвесить груз больше НПВ прибор выдаст сообщение об ошибке.

Дискретность (d) или цена деления весов – минимальная величина,

на которую может происходить изменение показаний веса.

Цена поверочного деления (e) – условное значение, выраженное в

единицах массы. Именно она характеризует точность весов. Обычно

при эксплуатации e≤10d.

которое рассматривается как приближенное значение некоторой

величины, точное значение которой равно х. Для лабораторных

весов по ГОСТ 24104-2001 погрешность в диапазоне измерений

по абсолютному значению не должна превышать пределов

Наименьший предел взвешивания – минимальное значение массы,

которое возможно взвесить на весах данной модели при гарантированном

диапазоне допустимой погрешности.

А теперь немного разберемся.

Помните, нельзя требовать от электронных весов высокой точности измерения одновременно с большим значением НПВ. Нужно решить, что Вам важнее. Для точного взвешивания лучше выбрать электронные весы с меньшим значением e и небольшим НПВ. Другими словами, чем больше значение НПВ тем, обычно, весы менее точные. Высокая точность и при этом большой НПВ определяют, в свою очередь, высокую стоимость весов.

С наибольшим пределом взвешивания все понятно, зачем же нужно знать значение наименьшего предела взвешивания? Оказывается, весы показывают вес на дисплее даже в случае, если измеряемый вес меньше НмПВ, но достоверными эти показания считать нельзя!

Дискретность.

Например, при взвешивании груза весом 138 г. табло весов показывает

Дискретность и погрешность.

Связь предельно допускаемой погрешности измерений с e для электронных весов каждого класса точности приведена в соответствующих ГОСТах. Можно также посмотреть эти данные в описаниях типа средства измерения, являющихся неотъемлемым дополнением к метрологическому сертификату.

В частности, при эксплуатации весов для статического взвешивания ГОСТом допускается следующая трехступенчатая характеристика погрешности: в начале диапазона взвешивания вплоть до 500е погрешность составляет ±е, до 2000е составляет ±2е, в конце диапазона равна ±3е.

Обратите внимание, что если на весах не указано d = e, то последний разряд в отсчете не гарантируется, и его можно использовать только как справочный!

Точными весы считают тогда, когда они дают показания измерения массы с отклонением от истинных показаний в пределах допустимой погрешности. По точности лабораторные весы можно разделить на следующие группы:

· Аналитические – весы с точностью свыше 0,1 мг;
· Прецизионные – весы с точностью от 1 г до 1 мг.

Чувствительность весов – их свойство выходить из состояния равновесия при незначительном изменении массы грузов. Чувствительность электронных весов равна их дискретности.

Устойчивость — свойство весов при выведении их из состояния равновесия самостоятельно после некоторых колебаний возвращаться в первоначальное положение.

Постоянство показаний – способность давать одинаковые показания при многократном взвешивании.

Рассмотрим наиболее важные функции, которыми могут быть снабжены лабораторные весы.

Калибровка.

Очень важная функция. Напомним, калибровка средства измерений – это совокупность операций, выполняемых с целью определения и подтверждения действительных значений метрологических характеристик и/или пригодности к применению средства измерений, не подлежащего государственному контролю и надзору.

Перед установкой новых лабораторных весов или при перемещении весов на новое рабочее место необходимо проводить калибровку их показаний. В ходе работы, через определенные промежутки времени весы также должны подвергаться калибровке.

По типу калибровки весы делятся на 2 группы:
•весы с внешней калибровочной гирей, при этом калибровку выполняет оператор, используя специальную калибровочную гирю

Выборка массы тары полезна, когда для взвешивания груза необходима тара. При этом допускается взвешивать грузы такой массы, чтобы сумма массы груза и тары не превышала НПВ. Многократная выборка массы тары может быть использована при составлении многокомпонентных смесей.

Счетный режим позволяет определить количество однородных изделий в партии по известной массе одного изделия.

Динамическое взвешивание позволяет усреднить показания, когда груз на платформе нестабилен, например, при взвешивании жидкостей или животных.

Взвешивание в процентах – в данном режиме измерение массы груза на платформе производится относительно взвешенной нормы, которая принимается за 100%.

Графическая шкала позволяет наглядно оценить массу взвешиваемого груза.

Интерфейс RS 232 обеспечивает обмен данными с внешним устройством (ПК, принтер). Практически во все лабораторные весы встроен такой интерфейс, но для передачи данных для большинства из них необходимо специальное программное обеспечение.

Как подойти к выбору весов для вашей лаборатории.

Итак, теперь, когда мы запаслись необходимым багажом знаний о весах, переходим к выбору. А выбор моделей лабораторных весов на современном рынке очень велик!

Во-первых, определим для себя, весы, с каким НПВ нужны и какова должна быть их точность (мы говорим о цене поверочного деления (e))

Заметим, что на практике обычно выбираем весы исходя из НПВ и просто цены деления.

Знаем НПВ, НмПВ и определились с точностью, теперь, чтобы исключить лишние затраты, надо четко представлять, какие их функции будут необходимы при работе: простое взвешивание с использованием выборки тары; необходим целый ряд весовых программ; одним из условий является возможность обработки результатов взвешивания на ПК; весы необходимо использовать, как контрольное устройство в Системе Качества, действующей на предприятии.

Необходимо отметить, что, приобретая весы, стоит задуматься о том, насколько удобны они будут при эксплуатации. К примеру, для работы в полевых условиях разумнее выбрать весы с автономным питанием, а при использовании весов в специальной изолированной камере или в качестве торговых – комплектующиеся дополнительным выносным дисплеем.

Необходимо также заранее учитывать условия, в которых будут работать весы. Например, работа большинства датчиков зависит от температуры окружающей среды, поэтому при колебаниях температуры показания будут меняться, и, если в распоряжении предприятия нет специального помещения, то лучше выбрать весы с автоматической калибровкой.

Как уже было сказано выше, лабораторные весы должны достаточно часто подвергаться калибровке. Но с весами работают люди, а не машины, и они могут попросту забыть о необходимости калибровки, поэтому, если Вы хотите быть уверенными в результатах взвешивания, лучше остановить свой выбор на весах с калибровкой встроенной гирей, что, помимо всего прочего, избавит Вас от ежедневных физических нагрузок

Все весы можно подразделить на три большие категории: весы элитные, весы профессиональные и весы простые.

Элитные весы предназначены для особо сложных лабораторных исследований. Высочайшие технологии, задействованные при их разработке и производстве, доступны только двум мировым корпорациями, таким как Mettler Toledo (Швейцария) и Sartorius (Германия). Не будем описывать возможности этой группы весов, скажем только, что элитные весы – это весы высочайшей точности, практически вечной работоспособности, максимального удобства в использовании, можно сказать, что это весы с интеллектом.

Профессиональные весы предназначены для длительных и сложных работ в лаборатории. При этом, только профессиональные весы могут использоваться, как контрольные устройства в системах Управления Качеством.

Простые весы самая востребованная категория весов на российском рынке. При доступной цене они достаточно удобны, компактны и экономичны. Отвечают всем стандартам по действующему ГОСТу 24104-2001.

Итак, составляем краткий план выбора весов, для этого последовательно определяемся с:

К сожалению, последний пункт в наше время зачастую играет решающую роль. Но не стоит расстраиваться, если это так. Замечательно, если у вас есть возможность приобрести элитные или профессиональные весы и наслаждаться работой с ними. Однако, грамотно выбрав весы из категории простых (и пусть вас не вводит в заблуждение слово «простые», простые – это, например, аналитические весы АВ 310-01С стоимостью порядка 130000 рублей), вы также будете с удовольствием их эксплуатировать.

Источник