Везни (уред). Средства за измерване на маса Какво устройство се използва за измерване на телесна маса във физиката?
За да отговорите правилно на поставения в задачата въпрос, е необходимо да ги разграничите един от друг.
Телесното тегло е физическа характеристика, която не зависи от никакви фактори. Той остава постоянен навсякъде във Вселената. Мерната му единица е килограм. Физическата същност на концептуално ниво се крие в способността на тялото бързо да променя скоростта си, например да забави до пълно спиране.
Теглото на тялото характеризира силата, с която то притиска повърхността. Освен това, като всяка сила, тя зависи от ускорението, дадено на тялото. На нашата планета всички тела са подложени на едно и също ускорение (гравитационно ускорение; 9,8 m/s2). Съответно на друга планета телесното тегло ще се промени.
Гравитацията е силата, с която една планета привлича тяло; тя е числено равна на теглото на тялото.
Уреди за измерване на тегло и телесно тегло
Уредът за измерване на маса е добре познатата везна. Първият вид везни са били механични, които се използват широко и днес. По-късно към тях се присъединяват електронни везни, които имат много висока точност на измерване.
За да измерите телесното тегло, трябва да използвате устройство, наречено динамометър. Името му се превежда като измервател на силата, което съответства на значението на понятието телесно тегло, дефинирано в предишния раздел. Точно като везните, те се предлагат в механични типове (лост, пружина) и електронни. Теглото се измерва в нютони.
"Електроуреди" - Фасунги за лампи и др. Миксер. Термичен. Електроинженерство. Цели и задачи. Верижни прекъсвачи. Домакински електроуреди. Учебна тема: Битови електроуреди. Променлив ток. Постоянен ток. Електроинсталационни устройства. Електрически инсталации. Видове електрически кабели. уреди. Списъкът с електроуреди е много дълъг.
„Тегло и маса“ - напредък на експеримента. ТЕГЛО и БЕЗТЕГЛОВНОСТ. Научни данни и наблюдения. Резюме на Проекта. Можете да се доближите до безтегловността, ако се движите с определена скорост по изпъкнала траектория. Кой и кога първи започна да изучава падането на тела във въздуха? Книгата „Неразгаданите мистерии на човечеството“, издадена от Reader's Digest.
“Тегло на раницата” - Препоръки за учениците: Претеглете раниците без ученически пособия от учениците от нашия клас. Правете упражнения за укрепване на мускулите на торса. Предмет на изследване: позата на учениците. Проект - проучване. Ще поддържам здравето си, ще си помогна. Нашите раници. Резултати от изследване: „Какво има в нашите раници?“
“Увеличителни устройства” - Лещи. Ръчна лупа осигурява увеличение от 2 до 20 пъти. Продуктът ще покаже увеличението, което микроскопът осигурява в момента. Статив. Историческа справка. Биологията е наука за живота, живите организми, живеещи на земята. тръба. Биологията е наука за живота. Лабораторна работа №1. 4. Поставете готовия препарат на сцената срещу отвора в него.
„Тегло и въздушно налягане“ - Какво е атмосферата? Как можете да претеглите газ? Какво причинява атмосферното налягане? Атмосферата има ли тежест? Измерване на атмосферното налягане. Нека отговорим на въпросите: Може ли атмосферата да „наляга“? Какво причинява налягането на газа? Защо водата се издига след буталото? Как се нарича уредът за измерване на атмосферното налягане?
„Измервателни уреди” - Термометърът е стъклена тръба, запечатана от двете страни. Манометър. Динамометър. Медицински динамометър. Да измериш означава да сравниш едно количество с друго. Всяко устройство има скала (деление). Анероиден барометър. Барометър. Термометър. Устройствата много улесняват живота на човека. Силомер. Видове динамометри.
Главна информация
Съвременните везни са сложен механизъм, който в допълнение към претеглянето може да осигури регистриране на резултатите от претеглянето, сигнализиране в случай на масово отклонение от зададените технологични стандарти и други операции.
1.1. Лабораторни равнораменни везни(Фиг. 4.1) се състои от кобилица 1, монтирана с помощта на опорна призма 2 върху фланеца 3 на основата на везните. Кобилицата има две приемни призми 5, 11, чрез които с помощта на възглавници 4 и 12 окачванията 6 и 10 са свързани към кобилицата 1. Скалата 8 на оптичното устройство за отчитане е здраво закрепена към кобилицата. При измерване на маса, претеглен товар 9 с маса m се монтира на едната част на везната, а балансиращите тежести 7 с маса m g се поставят на втората чиния. Ако m> m g, тогава лъчът на баланса се отклонява под ъгъл φ (фиг. 4.2).
Везните VLR-20 (фиг. 4.3) имат максимална граница на претегляне от 20 g и стойност на разделяне на разделително устройство от 0,005 mg.
На основата на 6 везни е монтирана куха стойка 9; скоба с изолационни лостове 11 и опорна подложка 15 са прикрепени към горната част на стелажа. На основата 6 са монтирани осветител 5, кондензатор 4 и леща 3 на оптично четящо устройство. Опорна призма 17, седла с призми за приемане на натоварване 13 и показалец 1 с микроскала 2 са фиксирани към кобилицата на равното рамо 16.
Равновесното положение на подвижната система върху кобилицата се регулира с помощта на гайки за калибриране 19 в краищата на кобилицата. Чрез регулиране на позицията на центъра на тежестта на кобилицата чрез вертикално преместване на регулиращите гайки 18, разположени в средата на кобилицата, е възможно да се зададе определената цена на разделяне на теглото. Товароприемащите призми 13 поддържат възглавничките 14 на обеците 12, върху които са окачени висулките с товаропоемащите чаши 7.
Везните имат две въздушни клапи 10. Горната част на клапата е окачена на обеца, а долната част е монтирана на дъска 8 в горната част на везните.
Механизмът за прилагане на тежестта 20, разположен на дъската 8, ви позволява да окачите тежести с тегло 10 на дясното окачване; 20; 30 и 30 mg, осигуряващи балансиране с вградени тежести от 10 до 90 mg. Масата на приложените тежести се отчита на дигитализиран циферблат, свързан към механизма за прилагане на тежести.
Оптично устройство за четене се използва за проектиране на мащабно изображение върху екран с помощта на осветител, кондензатор, леща и система от огледала и позволява измерване на промяната в масата в диапазона от 0 до 10 mg. Везната има 100 деления за отчитане със стойност на делението 0,1 mg. Разделителният механизъм на оптичното отчитащо устройство позволява едно деление на скалата да бъде разделено на 20 части и, увеличавайки разделителната способност на отчитането, осигурява резултат от измерването с разделителна способност 0,005 mg.
1.2. Лабораторна везна с двойна призма(Фиг. 4.5) се състои от асиметрична кобилица 1, монтирана с помощта на опорна призма 2 върху подложката 5 на основата на везните. Окачване 9 с чаша за приемане на товара е свързано към едното рамо на кобилицата чрез призма за приемане на товар 6 и възглавница 11. Към същото окачване е прикрепена релса 10, на която са окачени вградени тежести 7 с обща маса от T 0 . Противотежест 4 е прикрепена към другото рамо на кобилицата, балансирайки кобилицата. Микроскалата 3 на оптичното четящо устройство е здраво закрепена към кобилицата 1. При измерване на маса, теглилка 8 с маса от T 1, а от стелажа чрез механизъм за тежести част от тежестите 7 с маса от T T.
Ако T 1 > T g, тогава лъчът на баланса се отклонява под ъгъл φ (фиг. 4.6). В този случай гравитационният момент на стабилност ще бъде
Където TП, Tи т.н. T k - маса на окачване, противотежест, кобилица; Tотносно и T 1 - маса на всички вградени тежести и товар; T g - маса на отстранените тежести; А 1 - разстояние от оста на въртене на кобилицата до точките на контакт на призмата за приемане на товара с възглавницата на окачването; А 2 - разстояние от оста на въртене на кобилицата до центъра на тежестта на противотежестта; А k е разстоянието от оста на въртене на кобилицата до неговия център на тежестта, α 1, α 2 са ъгли в зависимост от монтажа на линиите на призмите на кобилицата; g = 9,81 m/s2.
Компенсиращ момент
Грешка δ y, в зависимост от гравитационния момент на стабилност и ъгъла на отклонение φ, се определя по формулата:
(4.3)
Грешка δ към, в зависимост от компенсиращия момент, ще бъде
(4.4)
Везни VLDP-100 (Фиг. 4.4) с най-голяма граница на претегляне 100 g, с поименна скала и вградени теглилки за пълно натоварване. Везните имат устройство за предварително претегляне, което ви позволява да увеличите скоростта на измерване на масата и да опростите операциите по претегляне, свързани с избора на тежести, които балансират движещата се везна система.
На късото рамо на кобилицата 1 има седло с товаропоемаща призма 9, а на дългото рамо има противотежест, диск на въздушния амортисьор и микроскала 4 на оптичното устройство. По време на претеглянето обеца 11 лежи върху призмата за приемане на товара 9 на кобилицата с възглавница 10, към която е прикрепено окачване 7 с чаша за приемане на товар 6.
Везните имат механизъм за тежести 8, който служи за отстраняване от окачването и прилагане на три десетилетия вградени тежести с тегло 0,1-0,9 към него; 1-9 и 10-90
Механизмът за предварително претегляне има хоризонтален лост 3, чийто свободен край опира в кобилицата. Вторият край на лоста е здраво закрепен към торсионна пружина, чиято ос на въртене е успоредна на оста на въртене на кобилицата.
  Ориз. 4.1. Равнораменни везни |  Ориз. 4.2. Схема на действието на силите в равнораменни везни |
|
 Ориз. 4.3. Лабораторни равнораменни везни VLR-20 |   Ориз. 4.4. Лабораторни везни VLDP-100 |
|
 Ориз. 4.5. Везни с двойна призма |  Ориз. 4.6. Схема на действието на силите в двупризмените везни |
|
Изолиращият механизъм 5 има три фиксирани позиции: IP - начална позиция, PV - предварително претегляне, TV - прецизно претегляне.
В първоначалното положение кобилицата 1 и окачването 7 са на ограничителите на изолиращия механизъм 5. Лостът на механизма за предварително претегляне е в долно положение, вградените тежести са окачени на окачването.
При претегляне на товар, поставен върху чаша, изолиращият механизъм първо се поставя в позиция PV. В този случай лостът 3 лежи върху кобилицата, вградените тежести се отстраняват от окачването и окачването се спуска върху товаропоемащата призма на кобилицата. След това кобилицата се спуска върху възглавницата от опорната призма 2, отклонена под определен ъгъл, при който противодействащият момент, създаден от торсионната пружина на механизма за предварително претегляне, балансира момента, пропорционален на разликата T k = T 0 - T 1 където T 0 - маса на вградените тежести; T 1 - масата на претегляното тяло.
По скалата на оптичното отчитащо устройство и циферблата на делителното устройство се отчита предварителната стойност на измерената маса, която се задава на броячите на тегловния механизъм.
При преместване на изолиращия механизъм в положение TV, първо изолирайте кобилицата и окачването, след което тежестите с маса от T d. Лост 3 се издърпва надолу докрай, освобождавайки кобилицата, окачването е свързано с кобилицата чрез призма за приемане на товара и възглавница, а кобилицата седи върху възглавницата с опорната призма и се извършва прецизно претегляне. изпълнени.
Стойността на измерената маса се отчита от брояча на механизма за тежести, скалата и циферблата на делителното устройство.
1.3. Квадрантни везниса прости, надеждни в експлоатация и имат висока точност. За разлика от други лабораторни везни, чашата за приемане на теглото на квадрантната везна е разположена в горната част, което значително улеснява използването. Квадрантните везни се използват в производствени линии, в централизирани системи за управление и в системи за управление, свързани с измерване на маса.
Квадрантните везни (фиг. 4.7) се състоят от асиметрична кобилица 1 (квадрант), монтирана с помощта на опорна призма 2 върху ъглова подложка 3, фиксирана към основата на везните. Окачването 6, използвайки ъглови подложки 8, е монтирано върху призмата за приемане на товара 7, монтирана на кобилицата 1. Чашата за приемане на товара 9 в квадрантните везни е прикрепена към горната част на окачването 6. За да се предотврати окачване от преобръщане при поставяне на товар върху чашата 9, долната част на окачването е прикрепена към основата на везните чрез шарнирни връзки с помощта на лост 5, наречен низ. Микроскалата 4 на оптичното четящо устройство е здраво закрепена към квадранта. Към окачването е закрепена шина, върху която са разположени вградени тежести.
Използването на ъглови възглавници и шарнирни съединения в долната част на окачването в квадрантни везни позволи да се увеличи работният ъгъл на отклонение φ на квадранта няколко пъти в сравнение с ъгъла на отклонение в равнораменни или двупризмени везни. Например при квадрантни везни при максимално натоварване на окачването ъгълът на отклонение е 12°, а при равнораменни и двупризмачни везни е по-малък от 3°. При голям ъгъл на отклонение естествено обхватът на измерване на масата на везната също ще бъде по-голям, което позволява да се намали броят на вградените тежести, използвани във везните. Въпреки това, пантите с връв са източник на допълнителни грешки, намаляващи точността на претеглянето. Следователно произведените квадрантни везни обикновено имат клас на точност 4.
Лабораторни квадрантни везни модел VLKT-5 (фиг. 4.8) принадлежат към клас на точност 4 и са предназначени за измерване на маса до 5 kg. Измервателната система от везни включва кобилицата 3, окачващата скоба 2 с приемна чаша 1 и призматична струна е една от страните на шарнирния успоредник. Струната и стоманените призми на кобилицата лежат на ъглови саморегулиращи се възглавници За успокояване на вибрациите на движещата се система, везните имат магнитен демпфер 5. Везните имат и механизъм за компенсиране на колебанията в нивото на люлеенето. работно място, устройство за компенсиране на масата на контейнера и механизъм за тежести При претегляне се отстраняват специални захвати, задвижвани от ръкохватките на механизма за тежести, или вградени тежести 1 и 2 кг Върху него се отчитат масовите стойности на отстранените теглилки, свързани с оптичното устройство за отчитане, монтирана на люлееща се леща. Изображението на микроскалата, увеличено с помощта на оптична система, се предава на матовото стъкло на екрана 8, където се посочва стойността на масата, определена при отклонение на кобилицата от първоначалното си положение.
Цилиндрична спирална пружина 9, закрепена в единия край към окачването, е измервателен елемент на разделителния механизъм. Вторият край на тази пружина, свързан чрез задвижване към дигитализирания барабан на механичния брояч, може да се движи вертикално, когато дръжката на брояча на разделителния механизъм се завърти. Когато барабанът на механичния брояч се върти до пълен капацитет, равен на 100 деления, пружината се разтяга, предавайки на кобилицата сила, еквивалентна на силата, създадена чрез промяна на масата на товара с 10 g, и резултатът от направеното измерване с помощта на делителния механизъм се отчита на дигитализирания барабан с дискретност 0,1 g, монтиран на кобилицата, със стойност на делението 10 g и разделителен механизъм с разделителна способност 0,1 g е 1000 g.
По подобен начин са проектирани квадрантните везни модел VLKT-500 (фиг. 4.9), предназначени за измерване на маса до 500 g (грешка на измерване ± 0,02 g).
Преди измерване на телесно тегло на ниво 1, везната се монтира в хоризонтално положение с помощта на регулируеми опори 4. За да пуснете везната в експлоатация, е необходимо да свържете захранващия кабел 5 към електрическата мрежа и да включите превключвателя 2. Използвайки ръкохватка 7, настройте цифровия барабан на механичния брояч на позиция „00“ и използвайте ръчните колела 3 („грубо“) и 6 („фино“) устройства за компенсиране на теглото на тарата, за да поставите нулевото деление на скалата в симетрично положение. В този случай дръжката 9 на тегловния механизъм е в позиция за измерване в диапазона 1-100 g. Изследваното тяло се поставя върху приемната чаша 10, а дръжката 7 съчетава делението на скалата с показанието. маркировки на екрана 8.
Торсионните везни WT-250 (фиг. 4.10) са предназначени за претегляне на тела с тегло до 250 g и имат грешка на измерване ±0,005 g. Тялото на везната лежи на три опори, две от които 1 са регулируеми и са предназначени за монтирайте везните в хоризонтално положение на ниво 2.
Корпусът на везната има стъклен екран 4, през който се вижда циферблата на измервателния механизъм. Преди претегляне завъртете фиксатора 9, за да отключите окачването и използвайте маховика 10 на устройството за компенсиране на теглото на тарата, за да настроите показалеца 5 на нулева позиция. Измереното тяло 7 се поставя върху окачването 6 и предпазният капак 8 се затваря чрез завъртане на маховика 3 на подвижния циферблат, стрелката 5 се връща в нулева позиция. В този случай размерът на телесното тегло се определя от стрелката на циферблата на измервателния механизъм.
1.4. Електронни цифрови везни.Съществено предимство на везните е, че операциите не изискват вградени или надземни тежести. Следователно, по време на серийното производство на везни и по време на тяхната работа, металът се спестява значително и броят на тежестите, подлежащи на държавна проверка, се намалява.
Електронни цифрови везни от 4-ти клас на точност, модел VBE-1 kg (фиг. 4.11, а), базирани на принципа на работа, разгледан по-горе. Тези везни имат устройство за претегляне, монтирано върху основа 2, и електрическа част, състояща се от пет печатни платки 3, 13, 14 с конектори и монтажни скоби, трансформатор 15, сензор 4, който преобразува линейните движения в електрически сигнал.
Устройството за претегляне има стойка, на която са монтирани скоба 12 и магнитна система 16 с работна намотка 5. Подвижната везна система се състои от две рамки 6, скоба 7 и шест пружини 8, две от които са междинни звена в. еластично-гъвкава връзка между рамките и скобата. Работната намотка е закрепена към втулката 9, която е здраво свързана към скобата 7. Подвижната система за претегляне е закрепена чрез пружини 8, така че намотката в работната междина на магнитната система може да се движи само във вертикална посока. В горната част на конзолата 7 има стойка 10, върху която е монтирана товароприемащата чаша 11.
Електрическата част на везната е изпълнена на печатни платки, разположени в корпуса на везната. Електрическите елементи, които генерират топлина, са разположени в задната част на везната и са отделени от устройството за претегляне с топлинен щит.
Везните имат електронно устройство, което компенсира силата, генерирана от контейнера. Когато контейнер се постави върху чашата за приемане на товара, стойността на масата му се появява на цифровото четящо устройство и след натискане на бутона „Тара“ тази стойност се прехвърля към запаметяващото устройство и нулите се задават на цифровото четящо устройство и везната е готова за измерване на масата на товара. Устройството за компенсация на тарата, включено в везната, компенсира товари с тегло до 1000 g.
Електронни цифрови везни от 4-ти клас VLE-1 kg с подобрени технически характеристики (фиг. 4.11, b). Тези везни могат да се използват широко в затворени технологични процеси на агропромишлени комплекси. Имат изход за свързване на дигитални печатащи устройства и компютри, полуавтоматично калибриране и компенсация на тарата в целия диапазон на претегляне. Терминалът осигурява автоматично сортиране на артикулите по тегло и отчитане на броя на артикулите на базата на зададена стойност на масата на един артикул.
3. Работен ред:прочетете клауза 1; използвайки формули (4.1)-(4.4) съгласно началните условия (Таблица 4.1) за скали с две призми, определете: момента на стабилност M y, компенсиращия момент M k, както и грешките δ y и δ k, и съставете протокол.
  Ориз. 4.7. Лабораторни квадрантни везни |  Ориз. 4.8. Схема на квадрантни везни ВЛКТ-5 |
  Ориз. 4.9. Общ изглед на везните VLKT-500 |
|
А 
b Таблица 4.1. Изходни данни за извършване на работата
| Опция № | TП , Ж | Tи т.н , Ж | TДа се , Ж | TО , Ж | Ак, м | А 1м | А 2 , м | α 1 = α 2 ,º | φ,º |
| 0,15 | 0,08 | 0,16 | 1,0 | ||||||
| 0,26 | 0,11 | 0,22 | 0,9 | 2,9 | |||||
| 0,32 | 0,17 | 0,32 | 0,8 | 2,8 | |||||
| 0,18 | 0,15 | 0,30 | 0,7 | 2,7 | |||||
| 0,20 | 0,12 | 0,22 | 0,6 | 2,6 | |||||
| 0,16 | 0,09 | 0,17 | 0,5 | 2,5 | |||||
| 0,27 | 0,12 | 0,24 | 1,5 | 2,9 | |||||
| 0,33 | 0,18 | 0,34 | 1,4 | 2,8 | |||||
| 0,19 | 0,16 | 0,31 | 1,3 | 2,7 | |||||
| 0,23 | 0,14 | 0,24 | 1,2 | 2,6 | |||||
| 0,17 | 0,07 | 0,15 | 1,1 | 2,5 | |||||
| 0,28 | 0,13 | 0,27 | 1,0 | 2,4 | |||||
| 0,34 | 0,19 | 0,36 | 2,0 | 3,2 | |||||
| 0,20 | 0,17 | 0,34 | 1,8 | 3,1 | |||||
| 0,21 | 0,15 | 0,25 | 1,7 | 3,0 | |||||
| 0,29 | 0,14 | 0,28 | 1,6 | 2,9 | |||||
| 0,35 | 0,20 | 0,37 | 1,5 | 2,8 | |||||
| 0,21 | 0,18 | 0,36 | 1,4 | 2,7 | |||||
| 0,24 | 0,13 | 0,26 | 1,3 | 2,6 | |||||
| 0,19 | 0,07 | 0,16 | 1,2 | 2,5 | |||||
| 0,30 | 0,15 | 0,29 | 1,1 | 2,4 | |||||
| 0,36 | 0,21 | 0,39 | 1,0 | 2,3 | |||||
| 0,22 | 0,19 | 0,38 | 0,9 | 2,2 | |||||
| 0,21 | 0,11 | 0,23 | 0,8 | 2,1 | |||||
| 0,14 | 0,09 | 0,18 | 0,7 | 2,0 | |||||
| 0,31 | 0,16 | 0,30 | 0,6 | 3,0 | |||||
| 0,37 | 0,22 | 0,41 | 0,5 | 2,9 | |||||
| 0,23 | 0,20 | 0,43 | 1,5 | 2,8 | |||||
| 0,25 | 0,10 | 0,20 | 1,4 | 2,7 | |||||
| 0,18 | 0,06 | 0,14 | 1,3 | 2,6 |
- опишете предназначението, дизайна на устройствата и начертайте техните диаграми (фиг. 4.1
Извършете изчисления за определяне на M y, M k, δ y и δ k;
Дайте отговори на въпроси за сигурност.
Контролни въпроси
1. Как се регулира равновесното положение на подвижната система върху кобилицата във везните VLR-20?
2. На кое рамо на кобилицата е монтирано седлото с товароприемащата призма във везната VLDP-100?
3. Каква е конструктивната разлика между квадрантните везни и везните с две призми?
4. Как са проектирани квадрантните везни модел ВЛКТ-5?
5. Как се извършва претеглянето на везните VLKT-500?
6. Как работи електронната везна модел VBE-1?
Лабораторна и практическа работа № 5
Везни (устройство) везни,уред за определяне на масата на телата по силата на гравитацията, действаща върху тях. V. понякога се наричат също инструменти за измерване на други физически величини, които се преобразуват за тази цел в сила или момент на сила. Такива устройства включват напр. текущи везниИ Висулка везни.Последователността на действията при определяне на масата на телата на изток е разгледана в чл. Претегляне.
V. е едно от най-старите устройства. Те възникват и се усъвършенстват с развитието на търговията, производството и науката. Най-простият V. под формата на люлка с равно рамо с окачени чаши ( ориз. 1) са били широко използвани в бартерната търговия в Древен Вавилон (2,5 хиляди години пр.н.е.) и Египет (2 хиляди години пр.н.е.). Малко по-късно се появяват неравнорамни В. с подвижна тежест (вж. Steelyard). Още през 4в. пр.н.е д. Аристотелдаде теория за такъв V. (правило моменти на сила). През 12 век Арабският учен ал Хазини описва чаши с чаши, чиято грешка не надвишава 0,1%. Те бяха използвани за определяне на плътността на различни вещества, което направи възможно разпознаването на сплави, идентифициране на фалшиви монети, разграничаване на скъпоценни камъни от фалшиви и др. През 1586г Галилеоза определяне на плътността на телата, той разработи специална хидростатична теория на вълните. Ойлер (1747).
Развитието на индустрията и транспорта доведе до създаването на превозни средства, предназначени за тежки товари. В началото на 19в. бяха създадени десетични Vs (. ориз. 2) (със съотношение тегло към натоварване 1:10 - Quintenz, 1818) и стотна V. (V. Fairbanks, 1831). В края на 19 - началото на 20 век. С развитието на непрекъснатото производство се появиха кантари за непрекъснато претегляне (конвейерни, дозиращи и др.). В различни отрасли на селското стопанство, промишлеността и транспорта започват да се използват везни с голямо разнообразие от конструкции за претегляне на определени видове продукти (в селското стопанство, например зърно, кореноплодни растения, яйца и др.; в транспорта - автомобили, железници, самолети в промишлеността - от най-малките части и компоненти в прецизното уредостроене до многотонни блокове в металургията). За научни изследвания са разработени дизайни на прецизни тестове - аналитични, микроаналитични, анализни и др.
В зависимост от предназначението си теглилките се разделят на стандартни (за калибриране на теглилки), лабораторни (включително аналитични) и общо предназначение, използвани в различни области на науката, технологиите и националната икономика.
Според принципа на действие напреженията се разделят на лостови, пружинни, електрически тензометрични, хидростатични и хидравлични.
Лостовите клапани са най-често срещаните; тяхното действие се основава на закона за равновесие. лостОпорната точка на лоста („кобилица” V.) може да бъде в средата (равнораменна V.) или да бъде изместена спрямо средата (неравнораменна и еднораменна V.). Много лостови машини (например търговски, автомобилни, порционни и т.н.) са комбинация от лостове от 1-ви и 2-ри тип. Опорите за лостовете обикновено са призми и възглавници от специална стомана или твърд камък (ахат, корунд). При лостови тежести с еднакви рамена, претегляното тяло се балансира с тежести и известен излишък (обикновено 0,05 – 0,1%) от теглото на тежестите над теглото на тялото (или обратното) се компенсира от момента, създаден от кобилицата (със стрелка) поради изместването на центъра на тежестта му спрямо първоначалното положение ( ориз. 3). Натоварването, компенсирано от изместването на центъра на тежестта на кобилицата, се измерва с помощта на скала за отчитане. Стойността на делението s на скалата на лоста V. се определя по формулата
s = k(P o c / lg),
където П 0
‒ теглото на кобилицата със стрелката, c ‒ разстоянието между центъра на тежестта на кобилицата и оста на нейното въртене, l ‒ дължината на кобилицата, g ‒ ускорение
свободно падане, k е коефициент, който зависи само от разделителната способност на четящото устройство. Стойността на разделението и следователно чувствителността на V. могат да се променят в определени граници (обикновено чрез преместване на специална тежест, която променя разстоянието c).
В редица лостови лаборатории V. част от измереното натоварване се компенсира от силата на електромагнитното взаимодействие - прибиране на желязното ядро, свързано с кобилицата, в неподвижен соленоид. Силата на тока в соленоида се регулира от електронно устройство, което довежда напрежението до равновесие. Измервайки силата на тока, те определят пропорционалното на него натоварване V. V. от този тип се привеждат в равновесно положение автоматично, така че обикновено се използват за измерване на променящи се маси (например при изследване на процеси на окисление, кондензация и др. ), когато е неудобно или невъзможно да се използва конвенционален V. Центърът на тежестта на кобилицата се комбинира в тези V. с оста на въртене.
В лабораторната практика все по-често се използват теглилки (особено аналитични) с вградени теглилки за част от товара или за целия товар ( ориз. 4). Принципът на действие на такъв V. е предложен от D.I. Менделеев.Специално оформени тежести са окачени на рамото, на което е разположена товарната чаша (тежести с една ръка) или (по-рядко) на противоположното рамо. В едноръка V. ( ориз. 5) грешката поради нееднаквите рамена на кобилицата е напълно елиминирана.
Съвременните лабораторни везни (аналитични и др.) са оборудвани с редица устройства за повишаване на точността и скоростта на претегляне: виброгасители на чаши (въздушни или магнитни), врати, когато се отварят, почти няма въздушен поток, топлинни щитове, механизми за прилагане и премахване на вградени тежести, автоматично работещи механизми за избор на вградени тежести при балансиране на B. Все повече се използват проекционни везни, което позволява разширяване на обхвата на измерванията на референтната скала при малки ъгли на отклонение на кобилица. Всичко това ви позволява значително да увеличите производителността на V.
Във високоскоростен технически квадрант V. ( ориз. 6) границата на измерване на скалата за отклонение на кобилицата е 50 – 100% от максималното натоварване V., обикновено в диапазона 20 g – 10 kg. Това се постига чрез специална конструкция на тежка кобилица (квадрант), чийто център на тежестта е разположен значително под оста на въртене.
Повечето видове метрологични, стандартни, аналитични, технически и търговски ( ориз. 7), медицински, вагонни, автомобилни В., както и автоматични и порционни В.
Действието на пружинните и електрическите тензодатчици се основава на закона на Хук (вж. Закон на Хук).
Чувствителният елемент в пружинните напрежения е спирална плоска или цилиндрична пружина, която се деформира под въздействието на телесното тегло. Показанията на V. се измерват по скала, по която се движи стрелка, свързана с пружина. Приема се, че след премахване на товара стрелката се връща в нулева позиция, т.е. в пружината не възниква остатъчна деформация под въздействието на товара.
С помощта на пружина V. те измерват не маса, а тегло. В повечето случаи обаче пружинната скала е градуирана в единици за маса. Поради зависимостта на ускорението на гравитацията от географската ширина и надморската височина, показанията на пружинните навивки зависят от тяхното местоположение. В допълнение, еластичните свойства на пружината зависят от температурата и се променят с времето; всичко това намалява точността на пружината V.
В торсионните (усукващи) батерии чувствителният елемент е еластична нишка или спирални пружини ( ориз. 8). Натоварването се определя от ъгъла на усукване на резбата на пружината, който е пропорционален на усукващия момент, създаден от товара.
Действието на електрическите тензодатчици се основава на превръщането на деформацията на еластични елементи (колони, плочи, пръстени), които възприемат силата на натоварването, в промяна на електрическото съпротивление. Преобразувателите са с високочувствителен проводник тензодатчици,залепени за еластични елементи. По правило за претегляне на големи маси се използват електрически тензодатчици (вагон, автомобил, кран и др.).
Хидростатичните измервания се използват предимно за определяне на плътността на твърди вещества и течности. Тяхното действие се основава на закона на Архимед (вж. Хидростатично претегляне).
Хидравличните V. са подобни по конструкция хидравлична преса.
Отчитанията се вземат с помощта на манометър, калибриран в единици за маса.
Всички видове V. се характеризират с: 1) крайно натоварване - най-голямото статично натоварване, което V. може да издържи, без да нарушава техните метрологични характеристики; 2) стойност на разделението - масата, съответстваща на промяна в показанието с едно деление на скалата; 3) границата на допустимата грешка при претегляне - най-голямата допустима разлика между резултата от едно претегляне и действителната маса на претегляното тяло;
4) допустима вариация на показанията - най-голямата допустима разлика в показанията на V. при многократно претегляне на едно и също тяло.
Грешки при претегляне на някои видове V. при максимално натоварване.
Грешка при претегляне при максимално натоварване
Метрологичен..........
Образцов 1-ва и 2-ра категория
Образцов 3-та категория и
технически 1 клас............
Аналитичен, полумикроаналитичен, микроаналитичен, анализ
Медицински ........................
Домакинство...................
Автомобилен ........................
Карета................
Торзионна ............
1 кг
20 кг ‒ 1 кг
200 g - 2 g
20 кг ‒ 1 кг
200 g ‒2 g
200 гр
100 гр
20 гр
2 гр
1 гр
150 кг
20 кг
30 кг ‒ 2 кг
50 t ‒ 10 t
150 т ‒ 50 т
1000 mg ‒ 20 mg
5 mg ‒ 0,5 mg
0,005 mg*
20 mg ‒ 0,5 mg*
1,0 mg ‒ 0,01 mg*
100 mg ‒ 20 mg
10 mg - 0,4 mg
1,0 mg ‒ 0,1 mg*
1,0 mg ‒ 0,1 mg*
0,1 mg ‒ 0,01 mg*
0,02 mg ‒ 0,004 mg*
0,01 mg ‒ 0,004 mg*
50 гр
10 гр
60 g ‒5 g
50 кг ‒ 10 кг
150 кг ‒ 50 кг
1,0 mg - 0,05 mg
0,01 mg - 0,001 mg
* Използване на методи за прецизно претегляне.
Лит.: Рудо Н.М., Везни. Теория, структура, настройка и проверка, М. - Л., 1957; Маликов Л. М., Смирнова Н. А., Аналитични електрически везни, в книгата: Енциклопедия на измерванията за контрол и автоматизация, v. 1, М. - Л., 1962: Орлов С.П., Авдеев Б.А., Оборудване за претегляне на предприятия, М., 1962; Карпин Е. Б., Изчисляване и проектиране на механизми за претегляне и дозатори, М., 1963; Gauzner S.I., Михайловски S.S., Орлов V.V., Записващи устройства в процесите на автоматично претегляне, М., 1966.
ПРЕДМЕТ : ТЕЛЕСНО ТЕГЛО. ЕДИНИЦИ ЗА МОЩНОСТ. ДИНАМОМЕТЪР.
Целта на урока : дайте понятието телесно тегло, установете разликите между телесното тегло и гравитацията; въведете единицата за сила; Разберете какво устройство се използва за измерване на телесното тегло.
Оборудване:компютър, екран, проектор, подови везни, динамометър, мерителни цилиндри, тежести.
План на урока:
Организационен момент (1 мин.)
Проверка на домашното (7 мин.)
Научаване на нов материал (18 минути)
а) Телесно тегло. Единици сила.
б) Динамометри. Видове динамометри.
в) Телесно тегло и неговото изчисляване.
4. Урок по физическо възпитание (проблем на Г. Остер)
5. Разрешаване на проблема. Консолидиране на преминатия материал (10 мин.)
6. Обобщение на урока. Домашна работа (1 мин.)
По време на часовете.
1. Организационен момент.
2. Актуализиране на знанията.
Нека започнем урока, като си припомним някои физични величини и термини, които срещнахме по-рано.
Физическа диктовка:
Каква е величината на гравитацията? В какво се измерва?
Каква е посоката на гравитацията?
Каква е стойността на еластичната сила? В какво се измерва?
Каква е посоката на еластичната сила?
Запишете формулата на закона на Хук?
1) Разделете тези физични величини на векторни и скаларни: маса, гравитация, скорост, време, дължина, инерция и еластична сила.
(скаларно: маса, време, дължина; векторно: гравитация, скорост, еластична сила. Инерцията не е физическа величина, тя е феномен).
Допълнителен въпрос: дефинирайте Това, което се нарича телесно тегло. (това е физическа величина, която е мярка за инерцията на тялото).
Допълнителен въпрос: Какво е деформация? ( деформацията е промяна във формата или размера на тялото )
2) Изобразете графично силата на гравитацията, действаща върху тухла, разположена на повърхността на Земята.
Бонус въпрос: Защо дъждовните капки падат на земята, вместо да летят обратно към облаците? ( дъждовните капки се влияят от гравитацията)
И така, ние си спомнихме някои физически величини и термини, които срещнахме по-рано, нека да продължим.
3. Изучаване на нов материал.
Какво е теглото на момчето?
Имаме ли право да кажем че теглото на момчето е __ kg?
Нека гласуваме. Вдигнете ръце, ако смятате, че е правилно да кажете това. И сега тези, които смятат, че говорим неправилно. Мненията бяха разделени. Нека не спорим кой е прав и кой крив. Нова тема ще ви помогне да разберете това " Телесно тегло " Нека го запишем в тетрадка.
- Теглотелата са физически величини. Вече имаме разработен план за изучаване на физическите величини. Спомняйки си го, кажи ми какво трябва да научим за телесното тегло днес?
1. Определение.
2. Вектор или скалар.
3. Наименование.
4. Формула.
5. Мерна единица.
6. Измервателен уред.
Тези точки от плана ще бъдат целта на нашия урок и освен това ще отговорим на поставения въпрос.
- (Слайд4) Тигърчето лежи на дъската (опора). Когато тялото беше поставено върху опора, не само опората беше компресирана, но и тялото, привлечено от Земята. Деформирано, компресирано тяло притиска опората със сила, наречена телесно тегло.
Ако едно тяло е окачено на нишка (окачване), тогава не само нишката е опъната, но и самото тяло.
- Записваме: Телесното тегло е силата, с която тялото, поради привличане към Земята, действа върху опора или окачване.
Как мислите, теглото векторна или скаларна величина е? ( тъй като това е сила,след това вектор размер)
Телесното тегло е векторна физическа величина
Каква е посоката на телесното тегло? За да отговорите на този въпрос, запомнете посоката на гравитацията. Точно така, силата на гравитацията винаги е насочена вертикално надолу, което означава и теглото на тялото, тъй като тази сила възниква в резултат на привличането към Земята.
Буквено означение: P
Формула. P = F шнур(тялото и опората или окачването са неподвижни или се движат равномерно и праволинейно)
Доста често теглото на тялото е равно на силата на гравитацията, действаща върху него.
Е шнур прикрепени към тялото
Ртегло прикрепен към опората (окачване)
В какви единици се измерва силата?
В чест на английския физик И. Нютон тази единица е наречена нютон - 1H
1kN=1000N; 1N= 0,001kN
Е шнур = м∙ ж– гравитационна формула
P = F шнур = м∙ ж м= P/ж ; ж= P/м
Е шнур -гравитация [N]
м - тегло [kg]
ж – гравитационно ускорение [N/kg]
ж = 9,8 [N/kg]; ж = 10 [N/kg];
(Slide5) на практика измерват силата, с която едно тяло действа върху друго.
За да измерите силата, използвайте ДИНАМОМЕТЪР
Използвани : за затягане на гайки - има динамометричен ключ, за да не се усуква гайката и да се затяга здраво; измервайте тонуса на карпалните мускулиЗаобщо представяне и сила на човек,
ОпитДа вземем динамометър и да окачим на него тежест с тегло 102 g. В покой теглото му е 1 N. И наистина, ако тежестта виси неподвижно на куката на динамометъра, то тя ще показва точно 1 N. Но ако динамометърът. се завърти нагоре, надолу или наляво - надясно, това ще покаже, че теглото на тежестта се е променило. На фигурата например тя е равна на 4 N. Масата на телата и силата на гравитацията не са се променили.
И така, множество експерименти показват, че теглото на тялото е равно на силата на гравитацията, действаща върху него, когато тялото и неговата опора (окачване) са в покой или се движат заедно равномерно и по права линия.
P = F шнур .
Имайте предвид също, че числените стойности на теглото и гравитацията могат да бъдат равни, но точките на тяхното приложение винаги са различни . Силата на гравитацията винаги се прилага върху самото тяло, а теглото му винаги се прилага върху окачването или опората.
[P] = [1 нютон] = [1 H]
Упражнение 9 (2.3) (решаваме)
Обобщавайки:
Как се нарича уредът за измерване на сила?
Динамометърът е устройство... (за измерване на телесното тегло)
Какво е теглото на Миша? Имаме ли право да кажем че теглото на Миша е __ kg?
(не, защото телесното тегло се измерва с динамометър) и се измерва в N, телесното тегло се измерва с кантар --- kg) (Слайд 7)
Каква е формулата за гравитацията?
Какво ви затрудни в урока?
Какво се оказа трудно за вас?
