µg-Waage

Man kann mit relativ einfachen Mittels eine Waage basteln mit der man imstande ist µg, also 10^ -6 g, zu messen. Zum Messprinzip: Das Kernstück der Waage ist das Messwerk eines 100 µA-Amperemeters.

Auf seinen Zeiger postiert man in einer kleinen Schale aus Alufolie das zu wiegende Objekt. Durch dessen Gewicht wird nun der Messzeiger leicht nach unten gedrückt. Am Zeiger befindet sich ein Alustreifen, welcher genau in eine Lichtschranke ragt. Immer dann wenn die Lichtschranke vom Alustreifen unterbrochen wird, lässt die Elektronik einen Strom durch das Amperemeter fließen. Dadurch hebt sich der Zeiger und der Alustreifen unterbricht die Lichtschranke nicht mehr. Dadurch wird das Messwerk nicht mehr mit Strom versorgt und der Zeiger beginnt wieder zu sinken.

Dieses Steuersignal des Messwerks wird nun mittels Operationsverstärker TL072 maximal 5-fach verstärkt. Am Ausgang des OPV schließt man nun ein gewöhnliches Voltmeter an. Ohne Messobjekt auf dem Zeiger stellt man das 100k offset Potentiometer so ein, dass das Voltmeter am Ausgang 0 mV anzeigt. Dann legt man das Messobjekt in die Pfanne und liest den nun erhöhten Spannungswert am Voltmeter ab.

Die µg-Waage lässt sich zum Beispiel mit einem 1×1 mm messenden Papierquadrat eichen. Normales Druckerpapier besitzt eine Masse von 80 g/m². Demnach wiegt ein 1 mm² Papierquadrat nur 80 µg.

   

Konkret stieg die Anzeige bei Belastung mit einem 1 mm² Papierquadrat (= 80 µg) um 9 mV. Daher besitzt meine µg-Waage eine Auflösung von rund 9 µg/mV.