Laborwaagen für hochpräzise Messungen im Dienste der Wissenschaft

10.11.2017 16:07

Laborwaage

Laborwaage ist die gebräuchliche Bezeichnung für eine Waage mit einer Messgenauigkeit im Milligramm-Bereich. Hier beginnt ein spezialisiertes Segment, dem man außerhalb der Wissenschaft kaum begegnet. Zu den Laborwaagen können einerseits die Präzisionswaagen gezählt werden, andererseits die noch präziseren Analysenwaagen, die in den Bereich unterhalb von 1 Milligramm stoßen, bis ca. 100 Mikrogramm, das ist ein Zehntausendstel Gramm. Präzisionswaagen arbeiten häufig nach dem von herkömmlichen Waagenmodellen bekannten Prinzip der Dehnungsmessstreifen und erscheinen auch äußerlich als unspektakuläre Tischwaage von kompakten Abmessungen.

Es gibt aber auch Präzisionswaagen bei denen bereits andere Messprinzipien Anwendung finden, mit denen höhere Präzision oder kürzere Einschwingzeiten möglich sind, wie zum Beispiel dem Stimmgabel-Messsystem. Bei diesem misst eine Stimmgabel die durch das Auflagegewicht veränderte Frequenz ihrer Eigenschwingung. Das Stimmgabel-Messsystem sorgt vor allem für kurze Einschwingzeiten und ist in der Folge bei Waagen beliebt, die vornehmlich zum Dosieren verwendet werden.

Analysenwaage

Geht es um höchste Genauigkeit der Messergebnisse, kommt hingegen das Prinzip elektromagnetischer Kraftkompensation zur Anwendung. Neben den Analysenwaagen gibt es auch einige Präzisionswaagen mit dieser Technik. Hier wird die Wägeplatte durch von einem Permanentmagneten erzeugten Spulenstrom über einen Lagesensor und einen Regelverstärker im Gleichgewicht gehalten. Durch das Auflagegewicht erhöht sich die dazu aufzuwendende Gegenkraft, aus der dann das Messergebnis abgeleitet werden kann.

Analysenwaagen sind schon rein äußerlich leicht an ihrem hoch aufragenden, kastenförmigen Glaswindschutz zu erkennen. Dieser sorgt dafür, dass auch ja keine Luftbewegung das Messergebnis beeinträchtigt. Denn im Bereich eines Zehntausendstel Gramms kommen unzählige sprichwörtliche Unwägbarkeiten in Frage, die es mit einigem Aufwand zu vermeiden gilt. Neben Luftbewegungen kann das zum Beispiel auch Feuchtigkeitsniederschlag durch Atemluft sein, deshalb wird im Labor ein Mundschutz getragen. Bereits Staubkörner oder Fingerabdrücke können das Wägeergebnis beeinflussen, dafür gibt es Staubpinsel und spezielle Handschuhe als Zubehör.

Feuchtebestimmer

Die genaueste Waage nützt nichts, wenn ihr Aufstellort keine optimalen Bedingungen liefert. Dazu gehört eine waagerechte, harte und möglichst erschütterungsfreie Aufstellfläche. Geringe Neigungsgrade verfälschen das Messergebnis, indem die für Gewichtsmessungen egal welchen Prinzips maßgebliche Einflussgröße, die Erdanziehungskraft, nicht vollständig ins Messergebnis eingeht. Erschütterungen können bereits Wägungen von weitaus geringerer Präzision zunichtemachen, lassen sich aber in der Regel dadurch kompensieren, dass sie nur temporär auftreten. Um Erschütterungen und Schwingungen der Waage weitgehend zu vermeiden, gibt es spezielle Wägetische mit massiver Granitplatte, die auf absorbierenden Gummielementen gelagert ist. Ein solcher Tisch ist ein echtes Schwergewicht und kostet beinahe soviel wie die technisch aufwendige Analysenwaage, die auf ihm steht.

Eine spezielle Form der Analysenwaage sind Feuchtebestimmer. Hier ist die Wiegefunktion zwar weiterhin Bestandteil des Instrumentariums, die Analysemöglichkeiten gehen aber weit über die einer Waage hinaus. Feuchtebestimmer verdampfen die Probe im Inneren ihres Wägeraums durch Erhitzung. Anstelle eines gläsernen Windschutzes verfügen sie daher über so etwas wie einen mit Sensoren ausgestatteten Ofen. Nur über ein kleines Sichtfenster kann der Anwender die Prozesse im Inneren verfolgen. Neben dem Gewicht vor und nach dem Trocknungsprozess (Trockenmasse), registriert der Feuchtebstimmer die austretende Feuchtigkeit (Feuchtegehalt) sowie die Temperatur, die zum Zeitpunkt bestimmter Ereignisse gemessen wird, und die Zeit, die während des Trocknungsprozesses verstreicht. Diese Daten können zueinander in Verhältnis gesetzt werden und der kundige Wissenschaftler erfährt dadurch allerlei über die Beschaffenheit des Probematerials.

Laborwaagen verschiedener Bauart und Feuchtebestimmer finden Sie bei Wiegetechnik24 in den Kategorien Präzisionswaagen und Analysenwaagen.

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