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Mikrowaage Gegenstand der Erfindung ist eine Mikrowaage mit Fernrohrablesung
und doppelfädiger Aufhängung des Waagebalkens. Die neue Waage gehört zu derjenigen
Art von Waagen, bei welcher der Waagebalken beiderseits an zwei sehr dünnen elastischen
Bändern oder Drähten aufgehängt ist und bei der in der Mitte des Waagebalkens ein
Spiegel für die Ablesung der Wiegeergebnisse angeordnet ist. Sie kennzeichnet sich
im wesentlichen dadurch, daß die den Waagebalken tragenden Bänder oder Drähte derart
angeordnet sind, daß ihre Biegestelle in der waagerechten Ebene des Waagebalkenschwerpunktes
liegt, welcher durch an sich bekannte Justierschrauben genau in die Drehachse des
Balkens einstellbar ist, und ferner dadurch, daß der zum Beobachten und Ablesen
dienende Spiegel in der durch die Drehachse des Waagebalkens gelegten waagerechten
Ebene liegt. Die eigenartige Anordnung des Spiegels am Waagebalken bedingt, daß
Neigungsänderungen des Spiegels nur bei Neigungsänderungen des Waagebalkens auftreten,
während alle anderen Bewegungen des Waagebalkens nur Parallelverschiebungen des
Spiegels zur Folge haben. Infolgedessen erfährt ein auf den Spiegel fallender und
von dem Spiegel zurückgeworfener Lichtstrahl einzig und allein bei Neigungsänderungen
des Waagebalkens Ablenkungen. Alle übrigen Bewegungen des Balkens bleiben auf die
Richtung des zurückgeworfenen Lichtstrahles ohne jeden Einfluß. Wenn man daher in
an sich bekannter Weise am Gehäuse der Waage ein Fernrohr- oder ein Mikroskop und
eine Teilung in der Weise anordnet, daß das Spiegelbild der Teilung in dem Mikroskop
oder Fernrohr zu sehen ist, so _lassen sich die Neigungsänderungen des Waagebalkens
ohne weiteres an den Verschiebungen der Teilung gegenüber einer im Gesichtsfeld
des Fernrohres oder Mikroskopes angebrachten Marke ablesen; denn da sich der Spiegel
bei allen sonstigen störenden Schwingungen des Waagebalkens nur parallel in sich
verschieben kann, so bleibt das Bild der Teilung gegenüber solchen Verschiebungen
in Ruhe. Die Ablesung wird daher durch keinerlei Fehlerquellen gestört.
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Durch die Aufhängung des Waagebalkens an sehr dünnen Bändern oder
Drähten unter gleichzeitiger Abgleichung in der Weise, daß die Biegestelle der Bänder
oder Drähte in die waagerechte Ebene des Waagebalkensschwerpunktes zu liegen kommt,
wird eine ganz außerordentlich hohe, bisher nicht erreichbare Nullpunktskonstanz
und eine außerordentlich hohe, bisher gleichfalls nicht erreichbare Empfindlichkeit
der Waage erzielt. Dies liegt daran, daß bei kleinen Neigungsänderungen des Waagebalkens
lediglich Biegearbeit geleistet wird im Gegensatz zu den bisher bekannten Waagen,
bei denen bei Neigung des Waagebalkens die die Wägung vermittelnde Arbeit ganz oder
wenigstens teilweise durch Schwerpunktsverlagerung geleistet wird. Die Bänder werden
zweckmäßig so bemessen, daß
sie sich bei geringen Neigungen des
Balkens, wie sie bei feinen Wägungen allein in Betracht kommen, nur an einer einzigen
Stell. durchbiegen. Hierdurch wird, wie praktis Versuche ergeben haben, bei sehr
gro j' Empfindlichkeit eine ganz außerordentli ' Nullpunktskonstanz erreicht. Der
Nullpunkt der Waage ändert sich. bei sorgfältiger Ausführung selbst in mehreren
Tagen nicht.
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Eine zweckmäßige Ausführungsform für die neue Waage erhält man durch
Aufhängen des Waagebalkens an zwei dünnen Bronzebändern von z. B. o,oi2 mm Dicke
und o,5 mm Breite. Zweckmäßig werden an dem Waagebalken in an sich bekannter Weise
zwei Abgleichschrauben vorgesehen, mit deren Hilfe der Schwerpunkt des belasteten
Balkens in der erforderlichen, oben angegebenen Weise eingeregelt werden kann.
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Die neue Waage eignet sich ganz besonders dazu, um den zeitlichen
Verlauf von Gewichtsänderungen aller Art meßtechnisch zu verfolgen, da sich die
Lage des Nullpunktes in langen Zeiten, ja über mehrere Tage hinaus; praktisch nicht
ändert. Der zeitliche Verkauf einer Gewichtsabnahme oder -zunahme läßt sich daher
bei der neuen Waage ohne weiteres aus dem zeitlichen Verlauf der Anderung in der
Neigung des Waagebalkens entnehmen, welcher in einfachster Weise mittels des Spiegels
und des Mikroskopes bzw. des Fernrphres im Gesichtsfeld an der Wanderung der Teilung
beobachten läßt. Zweckmäßig können an der Waage Einrichtungen getroffen werden,
welche das Gesichtsfeld des Mikroskopes oder Fernrohres photographisch aufzuzeichnen
gestatten. Dadurch erhält man, wie an sich bekannt, die Möglichkeit, Gewichtsänderungen
mit Hilfe der neuen Waage aufzuzeichnen. Wird z. B. an die Lastseite der in ein
Hochvakuum eingeschlossenen Waage eine schwer verdampfende Substanz angehängt, so
wird der Verdampfungsvorgang eine allmähliche Gewichtsverringerung zur Folge haben,
auf die die Waage mit einer Neigungsänderung des Balkens anspricht. Nach bekannten
Verfahren kann daher aus dem zeitlichen Verlauf der Gewichtsänderung auf das Molekulargewicht
der Substanz oder auf Dampfdruck oder ,sonstige zu untersuchende Eigenschaften ge--
lossen werden.
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Nie neue Waage läßt sich beispielsweise T Tch mit großem Vorteil zur
Bestimmung des 'Papier, von Stoffen, z. B. von Papier, Leder, Textilwaren, Tabakwaren;
Schießpulver u. dgl., verwenden. Hierzu braucht nur eine Probe des zu untersuchenden
Stoffes an die Lastseite der zweckmäßig in ein Hochvakuum eingeschlossenen Waage
angehängt werden: Statt in ein Hochvakuum kann die Waage auch in einen sonstigen
abgeschlossenen Raum eingeschlossen werden, in welchem dafür gesorgt ist, daß dem
zu untersuchenden Stoff Wasser entzogen wird. Durch Beobachtung oder photographische
Aufzeichnung der Neigungsänderung des Waagebalkens-und damit der Änderung des Gewichtes
des zu prüfenden Stoffes kann die Änderung des Feuchtigkeitsgehaltes bestimmt werden.
Der zeitliche Verlauf der Änderung des Feuchtigkeitsgehaltes gibt dann in an sich
bekannter Weise den erforderlichen Aufschluß über den Feuchtigkeitsgehalt selbst.
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Weitere Anwendungsmöglichkeiten der neuen Waage ergeben sich nach
Bedarf.