Analysenwaage vs. Dreifachbalkenwaage

Die Dreifachbalkenwaage, eine traditionelle mechanische Waage, wird häufig im Physik- oder Chemieunterricht verwendet.

Obwohl sowohl Dreifachbalkenwaagen als auch Analysenwaagen zur Messung des Gewichts bestimmter Objekte verwendet werden, gibt es Unterschiede in mehreren Dimensionen.

Strukturen

Eine Dreifachbalkenwaage besteht aus einem Sockel, einer Plattform, einem Einstellknopf, drei Balken mit drei verschiebbaren Gewichten und einem magnetischen Dämpfungssystem.

Eine Analysenwaage besteht aus einer Wägeplatte, einem Zugluftstopper, einem Anzeigefeld, einer Tastatur, zwei Glastüren, vier Nivellierfüßen, einer Libelle, einer RS-232-Schnittstelle, einem Stromanschluss, einem Netzkabel, einem Kalibriergewicht, einer Batterie und dem Waagenkörper.

Prinzipien

Eine Dreifachbalkenwaage arbeitet nach dem Prinzip der Momente: Die Probe auf der linken Wiegeplattform und die Gewichte bekannter Masse auf den rechten Balken werden im Gleichgewicht gehalten, wodurch die Masse der Probe gemessen wird.

Eine Analysenwaage ist mit einem elektromagnetischen Kraftsensor ausgestattet. Das Funktionsprinzip einer Analysenwaage beruht daher im Wesentlichen auf der Funktionsweise dieses Sensors. Wirkt die Schwerkraft auf die Waagschale, bewegt der Hebel unter der Waagschale die daran angeschlossene Spule im Magnetfeld. Die Spule wird dabei erregt und durchbricht das Magnetfeld, wodurch eine elektromagnetische Kraft erzeugt wird. Das entstehende Stromsignal wird erfasst, von einem Mikrocontroller verarbeitet und in ein Gewicht umgerechnet, das auf dem Display angezeigt wird.

Genauigkeiten

Dreifachbalkenwaagen können üblicherweise 0,01 g oder 0,1 g messen, während Analysenwaagen Gewichte von 0,1 mg bis 0,0001 mg bestimmen können. Der Unterschied in der Genauigkeit bestimmt die unterschiedlichen Anwendungsbereiche.

Verwendung

Um eine Dreifachbalkenwaage zu verwenden, schieben Sie zunächst alle drei Gleitgewichte nach links, stellen Sie den Knopf unter der Plattform so ein, dass der Zeiger auf Null steht, und legen Sie dann die zu wiegende Probe auf die Plattform. Verschieben Sie anschließend die drei Gleitgewichte der Reihe nach, beginnend mit der höchsten Masse, um die linke Plattform und die rechten Balken auszubalancieren. Sobald die Waage im Gleichgewicht ist, lesen Sie die Anzeigen der drei Gleitgewichte in der Reihenfolge ihrer Masse ab, um die Masse der Probe zu berechnen.

Zu beachten ist, dass die Masse des Gleitgewichts am mittleren Träger am größten ist, die des Gleitgewichts am hinteren Träger am zweitgrößten und die des Gleitgewichts am vorderen Träger am kleinsten.

Bei Analysenwaagen muss die Waage zunächst im unbelasteten Zustand tariert werden. Anschließend wird die Seitentür geöffnet, die Probe auf die Wägeplatte gelegt und die Seitentür wieder geschlossen. Das Gewicht wird gemessen und auf dem Bildschirm angezeigt.

Die Bedienung einer Dreifachbalkenwaage ist deutlich umständlicher, die Bedienung einer Analysenwaage hingegen einfacher.

Preise

Es liegt auf der Hand, dass eine Analysenwaage teurer ist als eine Dreifachbalkenwaage. Der Preis einer Dreifachbalkenwaage liegt je nach Kapazität und Genauigkeit zwischen 20 und 800 US-Dollar, während der Preis einer Analysenwaage je nach Genauigkeit zwischen 300 und 50.000 US-Dollar variiert.

Der Preis für eine 0,1g-Dreifachstrahlwaage liegt üblicherweise zwischen 30 und 200 US-Dollar, während der Preis für eine 0,1mg-Analysenwaage üblicherweise zwischen 350 und 600 US-Dollar liegt.

Alle oben genannten Abweichungen verdeutlichen den Unterschied in den Anwendungsbereichen dieser beiden Waagenarten. Wählen Sie daher einfach diejenige aus, die Ihre Arbeit optimal unterstützt.

Referenzen:
[1] sciencestruck.com: Dreifachbalkenwaage: Funktion, Bauteile und Anwendungen. https://sciencestruck.com/triple-beam-balance-function-parts-uses
[2] Mr. Beiters großartiger YouTube-Kanal. (29. August 2013): Tutorial: Dreifachbalkenwaage.
https://www.youtube.com/watch?v=BAf6HoVK6JI
[3] us.ohaus.com: Dreifachbalkenwaage der Serie 700. https://us.ohaus.com/en-US/Tutorials/Triple-Beam
[4] flinnsci.com: Bedienungsanleitung für die Flinn-Dreifachbalkenwaage. https://www.flinnsci.com/api/library/Download/db841c44c5bc4d3abfb23ff5c6e73371
Dennis Hartman. (13. März 2018): Elektronische Waage vs. Balkenwaage. https://sciencing.com/types-scientific-scales-6892005.html