Αναλυτική ισορροπία έναντι ισορροπίας τριπλής δέσμης

Η τριπλή ζυγαριά, μια παραδοσιακή μηχανική ζυγαριά, χρησιμοποιείται συχνά στα μαθήματα φυσικής ή χημείας.

Παρόλο που τόσο οι τριπλές ζυγαριές όσο και οι αναλυτικές ζυγαριές χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση του βάρους ορισμένων αντικειμένων, υπάρχουν διαφορές σε πολλαπλές διαστάσεις.

Δομές

Μια τριπλή ζυγαριά αποτελείται από μια βάση, μια πλατφόρμα, ένα κουμπί ρύθμισης, τρεις δοκούς με τρία συρόμενα βάρη και ένα μαγνητικό σύστημα απόσβεσης.

Μια αναλυτική ζυγαριά αποτελείται από ένα δίσκο ζύγισης, έναν δακτύλιο κατά του ρεύματος, έναν πίνακα οθόνης, ένα πληκτρολόγιο, δύο γυάλινες πόρτες, τέσσερα πόδια ισοπέδωσης, μια φυσαλίδα ισοπέδωσης, μια διεπαφή rs-232, μια τροφοδοσία είσοδος, ένα καλώδιο τροφοδοσίας, ένα βάρος βαθμονόμησης, μια μπαταρία και το κύριο σώμα του ζυγού.

Αρχές

Ένας τριπλός ζυγός δοκού λειτουργεί με βάση την Αρχή των Ροπών, το δείγμα στην αριστερή πλατφόρμα ζύγισης και τα βάρη γνωστής μάζας στις δεξιές δοκούς διατηρούνται σε ισορροπία, με αποτέλεσμα να μετράται η μάζα του δείγματος.

Ένας αναλυτικός ζυγός είναι εξοπλισμένος με έναν αισθητήρα ηλεκτρομαγνητικής δύναμης. Έτσι, η αρχή λειτουργίας ενός αναλυτικού ζυγού έγκειται κυρίως στη θεμελιώδη αρχή ενός αισθητήρα ηλεκτρομαγνητικής δύναμης. Όταν εφαρμόζεται βαρύτητα στη λεκάνη ζύγισης, ο μοχλός κάτω από τη λεκάνη ζύγισης κινεί το πηνίο που είναι συνδεδεμένο σε αυτήν ώστε να κινηθεί στο μαγνητικό πεδίο και το πηνίο ενεργοποιείται για να κόψει το μαγνητικό πεδίο, δημιουργώντας έτσι ηλεκτρομαγνητική δύναμη. Στη συνέχεια, το σήμα ρεύματος συλλέγεται, υποβάλλεται σε επεξεργασία από την MCU και μετατρέπεται σε βάρος που εμφανίζεται στον πίνακα.

Ακρίβειες

Οι ζυγοί τριπλής δέσμης είναι συνήθως σε θέση να μετρήσουν 0,01g, 0,1g, ενώ οι αναλυτικοί ζυγοί είναι σε θέση να προσδιορίσουν το βάρος από 0,1mg έως 0,0001mg. Η διαφορά στην ακρίβεια καθορίζει τη διαφορά στις εφαρμογές.

Χρήσεις

Για να χρησιμοποιήσετε μια τριπλή ζυγοστάθμιση δέσμης, σύρετε πρώτα και τα τρία συρόμενα βάρη προς τα αριστερά, ρυθμίστε το κουμπί κάτω από την πλατφόρμα μέχρι ο δείκτης να επιστρέψει στο μηδέν και, στη συνέχεια, τοποθετήστε το δείγμα που θα μετρηθεί στην πλατφόρμα. Στη συνέχεια, μετακινήστε τα τρία συρόμενα βάρη κατά σειρά μάζας από υψηλή προς χαμηλή για να εξισορροπήσετε την αριστερή πλατφόρμα και τη δεξιά δέσμη. Μόλις ισορροπήσετε, διαβάστε τις μετρήσεις των τριών ολισθαινόντων βαρών κατά σειρά μάζας από την υψηλή στη χαμηλή για να υπολογίσετε τη μάζα του δείγματος.

Σημειώστε ότι η μάζα του ολισθαίνοντος βάρους στη μεσαία δοκό είναι η μεγαλύτερη, το ολισθαίνον βάρος στην πίσω δοκό είναι το δεύτερο μεγαλύτερο και το ολισθαίνον βάρος στην μπροστινή δοκό είναι το μικρότερο.

Για αναλυτικούς ζυγούς, πρώτα αποβαρίστε τον ζυγό σε κατάσταση άνευ φορτίου, στη συνέχεια ανοίξτε την πλευρική πόρτα, τοποθετήστε το δείγμα στο δίσκο ζύγισης και κλείστε την πλευρική πόρτα. Το βάρος θα μετρηθεί και θα εμφανιστεί στην οθόνη.

Προφανώς, η λειτουργία ενός τριπλού ζυγού είναι πιο περίπλοκη, ενώ η λειτουργία ενός αναλυτικού ζυγού είναι απλούστερη.

Τιμές

Δεν είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς ότι ο αναλυτικός ζυγός θα είναι ακριβότερος από τον ζυγό τριπλής δοκού. Η τιμή ενός τριπλού ζυγού δοκού κυμαίνεται από 20 έως 800 δολάρια ανάλογα με την χωρητικότητα και την ακρίβειά του, ενώ ενός αναλυτικού ζυγού κυμαίνεται από 300 έως 50.000 δολάρια ανάλογα με την ακρίβειά του.

Η τιμή ενός τριπλού ζυγού 0,1 g κυμαίνεται συνήθως από 30 έως 200 δολάρια, ενώ η τιμή ενός αναλυτικού ζυγού 0,1 mg κυμαίνεται συνήθως μεταξύ 350 και 600 δολαρίων.

Όλες οι παραπάνω αποκλίσεις καθορίζουν τη διαφορά στις εφαρμογές αυτών των δύο ειδών ζυγών, οπότε απλώς επιλέξτε αυτόν που είναι ικανός να βοηθήσει τέλεια την εργασία σας.

Παραπομπές:
[1] sciencestruck.com. : Τριπλή Ισορροπία Δέσμης: Λειτουργία, Μέρη και Χρήσεις. https://sciencestruck.com/triple-beam-balance-function-parts-uses
[2] Το Φοβερό Κανάλι Youtube του κ. Beiter. (29 Αυγούστου 2013): Εκπαιδευτικό Βίντεο: Τριπλή Ισορροπία Δέσμης.
https://www.youtube.com/watch?v=BAf6HoVK6JI
[3] us.ohaus.com. : Τριπλή Ισορροπία Δέσμης Σειρά 700. https://us.ohaus.com/en-US/Tutorials/Triple-Beam
[4] flinnsci.com. : Οδηγίες Λειτουργίας Τριπλής Ισορροπίας Δέσμης Flinn. https://www.flinnsci.com/api/library/Download/db841c44c5bc4d3abfb23ff5c6e73371
Dennis Hartman. (13 Μαρτίου 2018): Ηλεκτρονική κλίμακα έναντι κλίμακας δέσμης. https://sciencing.com/types-scientific-scales-6892005.html