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Analysenwaage

Da ich häufiger kleine Mengen Chemikalien (Salze) abzuwiegen habe und deshalb nicht immer zur Apotheke laufen will, kam mir beim Betrachten der Seiten von Anton Gabriel der Gedanke zum Selbstbau einer solchen Waage gerade recht. Was mir allerdings im Original nicht gefiel, war die Lagerung des Balkens auf einer Angelschnur. Sicher ist die dargestellte Konstruktion einfach und auch funktionsfähig, doch ich dachte mehr an eine "solidere" Lösung. Die Idee war, den Waagebalken auf der Schneide einer Rasierklinge schwingen zu lassen. Dadurch entsteht "fast" keine Reibung, und als Folge ist das System sehr empfindlich - zugegeben, empfindlicher als man eigentlich benötigt! Aber mich reizte auch die mechanische Konstruktion.

Lagerbock mit RasierklingeBild 1: Lagerbock mit eingespannter Rasierklinge

In Bild 1 ist der Lagerbock mit eingespannter Rasierklinge als Schneide abgebildet. Die Rasierklinge ist so zwischen 2 Aluminiumleisten mit Schrauben befestigt, daß gerade ein ca. 1 mm breiter Streifen der Klinge oben sichtbar bleibt, auf dem später der Waagebalken schwingt. Die Aluleisten werden ihrerseits wiederum zwischen 2 Winkeln (90°) eingespannt, die dann auf einer Holzsäule befestigt werden.

Der Waagebalken besteht nicht aus einem Alu-Vollprofil, sondern aus einem Alu-U-Profil, einfach weil das gerade vorhanden war. Das hat natürlich Konsequenzen bezüglich der Stabilität (Gleichgewichtslage). Die Kerbe im Waagebalken muß auf jeden Fall so tief in das Aluprofil geschnitten werden, daß der Massenschwerpunkt des Waagebalkens unterhalb der Schneide liegt, sonst wird die Waage instabil. Bei einem Aluvollprofil ist dies kein Problem, da der Waagebalken mechanisch stabil bleibt, selbst wenn die Kerbe weit oberhalb der Mittellinie endet. Anders bei dem U-Profil. Der Massenschwerpunkt liegt weit oben in den beiden Schenkeln (der Waagebalken ist ja unten offen!) und da hatte ich mechanische Bedenken, die Kerbe so weit oben auslaufen zu lassen. Um den Kerbeneinschnitt niedrig zu halten, habe ich künstlich den Massenschwerpunkt des Waagebalkens nach unten verlegt, indem ich rechts und links von der Einkerbung je eine Masse in Form von einem Bolzen mit aufgedrehten Schrauben angebracht habe. Damit war das Lagen-Stabilitätsproblem gelöst. Diese Schrauben brachten aber noch einen weiteren Vorteil. Mit ihnen kann man sehr exakt die Gleichgewichtslage des Waagebalkens in der Null-Stellung tarieren.

Detailansicht Lagersystem Bild 2: Detailansicht Lagerbock mit aufgesetztem Waagebalken einschließlich Libelle

Bild 2 zeigt den Schneidenbock mit aufgesetztem Waagebalken. Rechts und links neben der Schneide sind die beiden Gewindebolzen mit Schrauben zu sehen. Normalerweise haben Waagen irgendeinen Zeiger, um die Null- bzw. Gleichgewichtsstellung markieren zu können. Statt eines Zeigers habe ich auf der Mitte des Waagebalkens eine Schnurwasserwaage (rot auf der Abbildung) angebracht, die es in Baumärkten zu kaufen gibt. Mit der Luftblase als Zeiger ist der kleinste Ausschlag der Waage noch sicher zu erkennen. Die Länge des Waagebalkens ist identisch mit der im oben angeführten Link.

Analysenwaage komplettBild 3: Ansicht Waage mit Ständer

In Bild 3 ist die Waage einschließlich des Ständers dargestellt. Eine der Waagschalen wird in Bild 4 gezeigt. Sie ist der abgeschnittene Bodenteil eines Joghurtbechers, aufgehängt an 3 Fäden.


WaagschaleBild 4: Waagschale

Das fertig tarierte Waagensystem ist so empfindlich, daß die Luftbewegung einer Person, die durch den Raum geht, den Waagebalken zum Ausschlag bringt. Befindet sich die Waage im Gleichgewichtszustand, genügt das Gewicht einer Briefmarke, sie zum Ausschlag zu bringen. Natürlich benötige ich solch eine Empfindlichkeit nicht, sie ist eben da. Wie erfolgt nun eine Wägung? Als Reverenzgewicht dient mir Wasser bzw. dessen Tropfen. Wenn ich z.B. 5,3 g eines Salzes abwiegen will, lasse ich mittels einer Meßpipette 5,3 ml Wasser in die eine Waagschale tropfen. Da Wasser, jedenfalls für meine Wägungen, mit der Dichte 1 anzusetzen ist, entsprechen 5,3 ml Wasser 5,3 g. In die andere Waagschale kommt das Wägegut. Mit meiner 5 ml-Meßpipette kann ich minimal einen Tropfen Wasser von 0,05 ml erzeugen, das entspricht einem Gewicht von 50 mg. Mit dieser Größe ist dann auch die kleinste wägbare Menge bestimmt.

In der Praxis hat sich die Waage bereits sehr bewährt. Da der Waagebalken einfach auf der Schneide aufliegt, kann er bei Nichtgebrauch leicht abgenommen und gelagert werden. Allerdings ist dann immer eine Grundtarierung notwendig, die aber schnell zu machen ist.


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