Najjednostavniji uređaj za određivanje mase i težine je vaga, poznata od otprilike petog milenijuma prije Krista. Oni su greda oslonjena u svom srednjem dijelu. Na svakom kraju grede nalaze se čaše. Na jednom od njih se postavlja predmet merenja, a na drugom se nameću tegovi standardnih veličina dok se sistem ne dovede u ravnotežu. Godine 1849. Francuz Joseph Beranger patentirao je poboljšanu vagu ovog tipa. Imali su sistem poluga ispod čaša. Takav uređaj je već dugi niz godina vrlo popularan u trgovini i u kuhinjama.

Varijanta balansa je čeličana, poznata još od antike. U ovom slučaju, tačka ovjesa nije u sredini grede, standardna težina je konstantna. Ravnoteža se uspostavlja promjenom položaja tačke ovjesa, a greda se unaprijed gradi (prema pravilu poluge).

Robert Hooke, engleski fizičar 1676. godine, ustanovio je da je deformacija opruge ili elastičnog materijala proporcionalna veličini primijenjene sile. Ovaj zakon mu je omogućio da stvori prolećnu ravnotežu. Takve vage mjere silu, pa će na Zemlji i na Mjesecu pokazati različite numeričke rezultate.

Trenutno se koriste različite metode za mjerenje mase i težine na temelju dobivanja električnog signala. U slučaju mjerenja vrlo velikih masa, na primjer teškog vozila, koriste se pneumatski i hidraulički sistemi.

Uređaji za mjerenje vremena

Sunce je bilo prvi mjerač vremena u istoriji, drugi je bio protok vode (ili pijeska), a treći je bilo ravnomjerno sagorijevanje posebnog goriva. Nastali u davna vremena, sunčani, vodeni i vatreni satovi preživjeli su do našeg vremena. Zadaci s kojima su se kreatori satova suočavali u davna vremena bili su vrlo različiti od današnjih. Merači vremena nisu morali biti posebno precizni, ali su morali da podijele dane i noći na isti broj sati različite dužine ovisno o godišnjem dobu. A budući da su se gotovo svi uređaji za mjerenje vremena bazirali na prilično ujednačenim pojavama, drevni "časovnici" su za to morali ići na razne trikove.

Sunčani sat.

Najstariji sunčani sat pronađen je u Egiptu. Zanimljivo je da je rani sunčani sat Egipta koristio sjenu ne stupa ili šipke, već ruba široke ploče. U ovom slučaju mjerena je samo visina Sunca, a njegovo kretanje duž horizonta nije uzeto u obzir.

Razvojem astronomije shvaćeno je složeno kretanje Sunca: dnevno uz nebo oko svjetske ose i godišnje duž zodijaka. Postalo je jasno da će sjena pokazivati ​​iste vremenske intervale, bez obzira na visinu Sunca, ako je štap usmjeren paralelno sa svjetskom osom. Ali u Egiptu, Mesopotamiji, Grčkoj i Rimu, dan i noć, čiji su početak i kraj bili obilježeni izlaskom i zalaskom Sunca, podijeljeni su, bez obzira na njihovu dužinu, na 12 sati, ili, još grublje, na vrijeme smjene straže, na 4 "straža" po 3 sata. Stoga se na vagi zahtijevalo označavanje nejednakih sati vezanih za određene dijelove godine. Za velike sunčane satove, koji su postavljeni u gradovima, prikladniji su bili vertikalni gnomoni-obelisci. Kraj takvog obeliska opisan je na horizontalnoj platformi stopala simetričnim zakrivljenim linijama, ovisno o godišnjem dobu. Jedan broj ovih linija je nacrtan na stopalu, druge linije su povučene poprečno, što odgovara satu. Tako bi osoba koja gleda u sjenu mogla prepoznati i sat i otprilike mjesec u godini. Ali ravna skala zauzimala je mnogo prostora i nije mogla da primi senku koju gnomon baca kada je Sunce nisko. Stoga su u satovima skromnije veličine vage bile smještene na konkavnim površinama. Rimski arhitekta iz 1. veka BC. Vitruvije u svojoj knjizi "O arhitekturi" navodi više od 30 vrsta vodenih i sunčanih satova i navodi neka od imena njihovih tvoraca: Eudoks Kiidski, Aristarh sa Samosa i Apolonije iz Pergama. Prema opisima arhitekte, teško je formirati ideju o dizajnu ovog ili onog sata, ali je bilo moguće poistovjetiti s njima mnoge ostatke drevnih mjerača vremena koje su pronašli arheolozi.

Sunčani sat ima veliki nedostatak - nemogućnost prikazivanja vremena noću, pa čak i tokom dana po oblačnom vremenu, ali ima važnu prednost u odnosu na druge satove - direktnu vezu sa svjetiljkom, koja određuje doba dana. Stoga nisu izgubili svoj praktični značaj ni u eri masovne distribucije preciznih mehaničkih satova, koji zahtijevaju provjeru. Stacionarni srednjovjekovni sunčani satovi zemalja islama i Evrope malo su se razlikovali od antičkih. Istina, u renesansi, kada se učenost počela cijeniti, u modu su postale složene kombinacije ljestvica i gnomona, koje su služile kao ukras. Na primjer, početkom 16. stoljeća. u Univerzitetskom parku Oksforda postavljen je mjerač vremena, koji bi mogao poslužiti kao vizualna pomoć za izradu raznih sunčanih satova. Od 14. vijeka, kada su se počeli širiti mehanički tornjevski satovi, Evropa je postepeno napuštala podjelu dana i noći na jednake vremenske periode. To je pojednostavilo skale sunčanih satova i počeli su često ukrašavati fasade zgrada. Da bi zidni satovi ljeti pokazivali jutarnje i večernje vrijeme, ponekad su se izrađivali dupli sa brojčanicima na bočnim stranama prizme koja viri iz zida. U Moskvi se na zidu zgrade Ruskog humanitarnog univerziteta u Nikolskoj ulici može vidjeti vertikalni sunčani sat, a u parku Muzeja Kolomenskoe nalazi se horizontalni sunčani sat, nažalost bez brojčanika i gnomona.

Najgrandiozniji sunčani sat sagradio je 1734. godine u gradu Džajpuru maharadža (guverner regije) i astronom Sawai-Jai Singh (1686-1743). Njihov gnomon je bio trouglasti kameni zid sa vertikalnom visinom noge od 27 m i hipotenuzom dugom 45 m. Vage su bile smještene na širokim lukovima duž kojih se sjena gnomona kretala brzinom od 4 m na sat. Međutim, Sunce na nebu ne izgleda kao tačka, već krug sa ugaonim prečnikom od oko pola stepena, pa je zbog velike udaljenosti između gnomona i skale rub sjene bio nejasan.

Prenosni sunčani satovi bili su veoma raznovrsni. U ranom srednjem vijeku korišteni su uglavnom visinski, koji nisu zahtijevali orijentaciju na kardinalne točke. U Indiji su satovi u obliku fasetiranog štapa bili uobičajeni. Na rubovima štapa primijenjene su podjele sati, koje odgovaraju dva mjeseca u godini, jednako udaljene od solsticija. Gnomon je bila igla, koja je bila ubačena u rupe napravljene iznad pregrada. Za mjerenje vremena, štap je vertikalno okačen na uže i okrenut iglom prema Suncu, a zatim je sjena igle pokazivala visinu svjetiljke.

U Evropi su takvi satovi dizajnirani u obliku malih cilindara sa brojnim vertikalnim skalama. Gnomon je bio zastavica, pričvršćena na rotirajući vrh. Postavljen je iznad željene satne linije i sat je okrenut tako da je njegova sjena bila okomita. Naravno, vage takvih satova bile su "vezane" za određenu geografsku širinu područja. U XVI veku. u Njemačkoj je bio rasprostranjen univerzalni visinski sunčani sat u obliku "čamca". Vreme u njima je obeleženo loptom postavljenom na visak, kada je instrument bio uperen u Sunce tako da je senka „nosa“ tačno prekrivala „krmu“. Podešavanje geografske širine izvršeno je naginjanjem "jarbola" i pomicanjem šipke duž njega, na kojem je pričvršćen visak. Glavni nedostatak visinskih satova je teškoća određivanja vremena bliže podnevu, kada Sunce izuzetno sporo mijenja svoju visinu. U tom smislu, sat s gnomonom je mnogo prikladniji, ali mora biti instaliran u kardinalnim smjerovima. Istina, kada bi trebalo da se koriste duže vrijeme na jednom mjestu, možete pronaći vremena da odredite smjer meridijana.

Kasnije su se prenosivi sunčani satovi počeli isporučivati ​​kompasom, što je omogućilo njihovo brzo postavljanje u željeni položaj. Takvi satovi su korišćeni do sredine 19. veka. provjeriti mehaničko, iako su pokazali pravo solarno vrijeme. Najveće zaostajanje pravog Sunca od proseka tokom godine je 14 minuta. 2 sek., a najveće vodstvo je 16 min. 24 sec., Ali kako se dužine susjednih dana ne razlikuju mnogo, to nije izazvalo neke posebne poteškoće. Za amatere je proizveden sunčani sat sa podnevnim topom. Preko topa igračke postavljena je lupa, koja je bila izložena kako bi u podne sunčevi zraci koje je prikupio stigli do otvora za paljenje. Barut se zapalio, a top je, naravno, ispalio praznom bojom, obavještavajući kuću da je tačno podne i da je vrijeme da se pogleda sat. Pojavom telegrafskih vremenskih signala (u Engleskoj od 1852., a u Rusiji od 1863. godine) postalo je moguće provjeriti satove u poštanskim uredima, a pojavom radio i telefonskih „satova koji govore“ završila je era sunčanih satova.

Vodeni sat.

Religija starog Egipta zahtijevala je izvođenje noćnih rituala uz tačno poštivanje vremena njihovog izvođenja. Vrijeme noću određivale su zvijezde, ali je za to korišten i vodeni sat. Najstariji poznati egipatski vodeni sat datira iz doba faraona Amenhotepa III (1415-1380 pne). Izrađene su u obliku posude sa stijenkama koje se šire i malim otvorom iz kojeg je postepeno istjecala voda. Vrijeme se može ocijeniti po njegovom nivou. Za mjerenje satova različitih dužina, na unutrašnje zidove posude naneseno je nekoliko skala, obično u obliku niza tačaka. Egipćani tog doba dijelili su noć i dan na 12 sati, a u svakom mjesecu koristili su posebnu skalu, u čijoj se blizini nalazilo njeno ime. Bilo je 12 skala, iako bi šest bilo dovoljno, jer su dužine dana koji se nalaze na istoj udaljenosti od solsticija praktično iste. Poznata je i druga vrsta satova kod kojih se mernica nije praznila, već punila. U ovom slučaju, voda je u njega dolazila iz posude postavljene iznad u obliku pavijana (ovako su Egipćani prikazivali boga mudrosti, Tota). Konusni oblik posude za sat s izlivanjem vode doprinio je ravnomjernoj promjeni nivoa: kada se smanji, pritisak vode opada i ona sporije istječe, ali to se nadoknađuje smanjenjem njegove površine. Teško je reći da li je ovaj oblik izabran da bi se postigla ujednačenost "hoda" sata. Možda je posuda napravljena da bi se lakše pregledale skale ucrtane na njenim unutrašnjim zidovima.

Mjerenje jednakih sati (u Grčkoj su se zvali ekvinocij) zahtijevali su ne samo astronomi; određivali su dužinu govora na sudu. To je bilo neophodno da bi govornici optužbe i odbrane bili u ravnopravnom položaju. U sačuvanim govorima grčkih govornika, na primjer, Demostena, nalaze se zahtjevi da se "zaustavi voda", očito upućeni ministru suda. Sat je zaustavljen za vrijeme čitanja teksta zakona ili ispitivanja svjedoka. Takav sat se zvao "klepsydra" (na grčkom "krađa vode"). Bila je to posuda s rupama na dršci i na dnu, u koju se ulijevala određena količina vode. Za "zaustavljanje vode" očigledno je zapušena rupa na dršci. Mali vodeni sat se takođe koristio u medicini za merenje pulsa. Zadaci mjerenja vremena doprinijeli su razvoju tehničke misli.

Sačuvao se opis vodenog budilnika, čiji se izum pripisuje filozofu Platonu (427-347 pne). "Platonov budilnik" se sastojao od tri posude. Iz gornje (klepsidre) voda je ulazila u srednju, u kojoj se nalazio obilazni sifon. Usisna cijev sifona završavala se pri dnu, a odvod je ulazio u treću praznu zatvorenu posudu. On je pak bio povezan zračnom cijevi sa flautom. Alarm je radio ovako: kada je voda u srednjoj posudi prekrila sifon, uključio se. Voda se brzo ulila u zatvorenu posudu, izbacila iz nje vazduh i svirala je počela da svira. Da bi se reguliralo vrijeme uključivanja signala, bilo je potrebno srednju posudu djelomično napuniti vodom prije pokretanja sata.

Što je više vode prethodno uliveno u njega, to se alarm ranije uključio.

Era projektovanja pneumatskih, hidrauličnih i mehaničkih uređaja započela je radom Ktesibija (Aleksandrija, II-I vek pne). Pored raznih automatskih uređaja, koji su služili uglavnom za demonstraciju "tehničkih čuda", razvio je vodeni sat koji se automatski prilagođava promjeni dužine noćnog i dnevnog segmenta vremena. Sat Ctesibius imao je brojčanik u obliku malog stupa. U blizini su bile dvije figurice Kupidona. Jedan od njih je neprestano plakao; njegove su "suze" tekle u visoku posudu sa plovkom. Figurica drugog Kupidona pomicana je uz pomoć plovka duž stupa i služila je kao indikator vremena. Kada je na kraju dana voda podigla pokazivač do krajnje gornje tačke, sifon se aktivirao, plovak se spustio u prvobitni položaj i započeo je novi dnevni ciklus uređaja. Pošto je dužina dana konstantna, sat nije bilo potrebno podešavati za različita godišnja doba. Sat je bio označen poprečnim linijama na stubu. Za ljetno računanje vremena, razmaci između njih u donjem dijelu kolone su bili veliki, a u gornjem dijelu mali, prikazujući kratke noćne sate, i obrnuto zimi. Na kraju svakog dana, voda koja je isticala iz sifona padala je na vodeni točak, koji je kroz zupčanike lagano okretao stub, dovodeći novi deo brojčanika do indikatora.

Sačuvani podaci o satu, koji je kalif Harun al Rašid 807. poklonio Karlu Velikom. Egingard, kraljev istoriograf, izvještava o njima: „Poseban vodeni mehanizam pokazivao je sat, koji je još označavan zvukom otkucaja od pada određenog broja kuglica u bakarni bazen. U podne je 12 vitezova izjahalo kroz isto toliko vrata koja su se zatvorila za njima."

Arapski naučnik Ridwan stvorio je u XII vijeku. sat za veliku džamiju u Damasku i ostavio njihov opis. Sat je napravljen u obliku luka sa 12 vremenskih prozora. Prozori su bili prekriveni obojenim staklom i osvijetljeni noću. Duž njih se kretala figura sokola, koji je, poravnavajući se sa prozorom, spuštao kugle u bazen, čiji je broj odgovarao nadolazećem satu. Mehanizmi koji su povezivali plovak sata sa pokazivačima sastojali su se od užadi, poluga i blokova.

U Kini se vodeni sat pojavio u davna vremena. U knjizi "Zhouli", koja opisuje istoriju dinastije Zhou (1027-247. p.n.e.), pominje se specijalni ministar koji je "pazio na vodeni sat". Ništa se ne zna o izradi ovih drevnih satova, ali s obzirom na tradicionalni karakter kineske kulture, može se pretpostaviti da su se malo razlikovali od srednjovjekovnih. Knjiga naučnika iz XI veka posvećena je opisu uređaja vodenog sata. Liu Zai. Najzanimljivija je konstrukcija vodenog sata sa rezervoarom za izjednačavanje koji je tamo opisan. Sat je raspoređen u vidu svojevrsnih merdevina na kojima se nalaze tri rezervoara. Posude su povezane cijevima kroz koje voda teče uzastopno od jedne do druge. Gornji rezervoar hrani ostale vodom, donji ima plovak i ravnalo sa indikatorom vremena. Najvažnija uloga je dodijeljena trećem "izjednačujućem" plovilu. Dovod vode je podešen tako da rezervoar prima malo više vode iz gornjeg nego što iz njega teče u donji (višak se ispušta kroz poseban otvor). Dakle, nivo vode u srednjem rezervoaru se ne menja, i ona ulazi u donju posudu pod stalnim pritiskom. U Kini je dan bio podijeljen na 12 dvostrukih "ke" sati.

Astronomski toranj sat, izuzetan sa stanovišta mehanike, kreirali su 1088. godine astronomi Su Song i Han Kunliang. Za razliku od većine vodenih satova, oni nisu koristili promenu nivoa tekuće vode, već njenu težinu. Sat je bio smješten u trospratnoj kuli u obliku pagode. Na gornjem spratu zgrade nalazila se armilarna sfera, čiji su se krugovi, zahvaljujući satnom mehanizmu, držali paralelno sa nebeskim ekvatorom i ekliptikom. Ovaj uređaj je predviđao mehanizme za vođenje teleskopa. Osim sfere, u posebnoj prostoriji nalazio se i zvjezdani globus, koji je pokazivao položaj zvijezda, kao i Sunca i Mjeseca u odnosu na horizont. Alat je pokretao vodeni točak. Imao je 36 kanti i automatsku vagu. Kada je težina vode u kanti dostigla željenu vrijednost, zasun je otpustio i omogućio točku da se okrene za 10 stepeni.

U Evropi se javni vodeni sat dugo koristio uz mehaničke toranjske satove. Tako je u XVI veku. na glavnom trgu u Veneciji radio je vodeni sat koji je svakog sata reproducirao scenu obožavanja Maga. Mavari koji su se pojavili pozvonili su da obilježe vrijeme. Zanimljiv sat iz 17. veka. čuva se u muzeju francuskog grada Clunya. U njima je ulogu pokazivača imala fontana, čija je visina zavisila od proteklog vremena.

Nakon pojave u XVII vijeku. Sat sa klatnom U Francuskoj je pokušano da se koristi voda kako bi se klatno ljuljalo. Prema pronalazaču, iznad klatna je postavljena tacna sa pregradom u sredini. Voda je dovođena u sredinu pregrade, a kada se klatno zanjihalo, gurnulo ga je u pravom smjeru. Uređaj nije stekao široko prihvaćenost, ali je ideja koja stoji iza njega da se kazaljke otjeraju od klatna kasnije implementirana u električni sat.

Peščani sat i vatreni sat

Pijesak se, za razliku od vode, ne smrzava i gleda gdje se tok vode zamjenjuje protokom pijeska može raditi zimi. Peščani sat sa pokazivačem napravio je oko 1360. godine kineski mehaničar Zhai Xiyuan. Ovaj sat, poznat kao "peščana klepsidra sa pet točkova", pokretala je "turbina" na čije se lopatice sipao pesak. Sistem zupčanika prenosio je svoju rotaciju na strelicu.

U zapadnoj Evropi pješčani sat se pojavio oko 13. vijeka, a njegov razvoj vezuje se za razvoj staklarstva. Rani satovi su se sastojali od dvije odvojene staklene sijalice spojene pečatom. Posebno pripremljen, ponekad od drobljenog mramora, "pijesak" je pažljivo prosijan i sipan u posudu. Prelijevanje doze pijeska iz gornjeg dijela sata u donji je prilično precizno izmjerilo određeni vremenski period. Sat je bilo moguće regulisati promjenom količine pijeska koji se u njega sipa. Nakon 1750. godine, sat je već izrađen u obliku jedne posude sa suženjem u sredini, ali je u njoj sačuvana rupa koja je bila začepljena čepom. Konačno, od 1800. godine pojavio se hermetički zatvoren sat sa zapečaćenom rupom. U njima je pijesak bio pouzdano odvojen od atmosfere i nije se mogao navlažiti.

Još u 16. veku. Većina crkava koristila je okvire sa četiri pješčane satove postavljene na četvrt, pola, tri četvrt sata i sat. Po njihovom stanju bilo je lako odrediti vrijeme u roku od sat vremena. Uređaj je opremljen brojčanikom sa strelicom; kada je pijesak iscurio iz posljednje gornje posude, ministar je preokrenuo okvir i pomjerio strelicu za jedan odjeljak.

Peščani sat se ne boji kotrljanja i stoga je sve do početka 19. veka. široko se koristi na moru za praćenje vremena straže. Kada je sat vremena istekao, stražar je okrenuo sat i udario u zvono; otuda je i došao izraz "tuci tikvice". Brodski pješčani sat smatran je važnim instrumentom. Kada je prvi istraživač Kamčatke, student Petrogradske akademije nauka Stepan Petrovič Krašenjinikov (1711-1755), stigao u Ohotsk, tamo su se gradili brodovi. Mladi naučnik se obratio kapetanu-zapovjedniku Vitusu Beringu sa molbom za pomoć u organizaciji službe za mjerenje kolebanja nivoa mora. Za to su bili potrebni posmatrač i pješčani sat. Bering je imenovao pismenog vojnika na poziciju posmatrača, ali nije dao sate. Krašenjinjikov se izvukao iz situacije tako što je iskopao vodomjer ispred komande, gdje su se, po pomorskom običaju, redovno otimale flaše. Pješčani sat se pokazao kao pouzdan i praktičan uređaj za mjerenje kratkih vremenskih perioda i nadmašio je solarni po "vitalnosti". Donedavno su se koristile u fizioterapijskim prostorijama poliklinika za kontrolu vremena zahvata. Ali oni su zamijenjeni elektronskim mjeračima vremena.

Sagorijevanje materijala je također prilično ujednačen proces na osnovu kojeg se može mjeriti vrijeme. Vatreni satovi su bili široko korišćeni u Kini. Očigledno, oni su poslužili kao prototip, a sada su popularni u jugoistočnoj Aziji, štapići za pušenje - polako tinjajuće šipke koje daju mirisni dim. Osnova takvih satova bili su zapaljivi štapići ili gajtani, koji su se izrađivali od mješavine drvenog brašna sa vezivom. Često su bile velike dužine, napravljene u obliku spirala i visile preko ravne ploče na koju je padao pepeo. Po broju preostalih okreta bilo je moguće procijeniti proteklo vrijeme. Postojali su i "požarni alarmi". Tamo je užareni element postavljen horizontalno u dugačku vazu. Na pravom mjestu preko njega je prebačen konac sa utezima. Vatra je, došavši do konca, izgorjela, a utezi su uz zveket pali u postavljeni bakarni tanjir. U Evropi su bile u upotrebi svijeće sa diplomama koje su imale ulogu i noćnog svjetla i mjerača vremena. Da bi ih koristili kao budilnik, igla sa utegom je zabodena u svijeću na potrebnom nivou. Kada se vosak otopio oko igle, težina zajedno s njim pala je uz zveket u čašu svijećnjaka. Za grubo mjerenje vremena noću korištene su i uljanice sa staklenim posudama opremljenim vagom. Vrijeme je određivalo nivo ulja, koji se smanjivao kako je izgaralo.

"Električni uređaji" - Držači za lampe, itd. Mikser. Thermal. Elektrotehnika. Ciljevi i ciljevi. Prekidači. Kućni električni aparati. Obrazovna tema: Električni aparati za domaćinstvo. Izmjenična struja. Direktna struja. Uređaji za ožičenje. Ožičenje. Vrste električnih instalacija. Aparati. Lista električnih uređaja je veoma duga.

"Težina i masa" - Tok eksperimenta. TEŽINA i LAKOĆA. Naučni dokazi i zapažanja. Pregled projekta. Betežinu se može pristupiti kretanjem određenom brzinom duž konveksne putanje. Ko je i kada prvi počeo proučavati padanje tijela u zrak? Knjiga "Neriješene tajne čovječanstva" Reader's Digest-a.

"Težina torbi" - Preporuke za učenike: Izvagajte školske torbe bez školskog pribora od učenika našeg razreda. Radite vježbe za jačanje mišića trupa. Predmet istraživanja: držanje učenika. Projekat je istraživanje. Čuvaću svoje zdravlje, pomoći ću sebi. Naši ruksaci. Rezultati istraživanja: "Šta je u našim ruksacima?"

"Uvećavajući uređaji" - Ciljevi. Ručna lupa daje uvećanje od 2 do 20 puta. Proizvod će pokazati uvećanje koje mikroskop trenutno daje. Stativ. Istorijska referenca. Biologija je nauka o životu, živim organizmima koji žive na Zemlji. Tube. Biologija je nauka o životu. Laboratorijski rad br.1. 4. Postavite gotovi uzorak na podlogu nasuprot rupe u njemu.

Težina i pritisak vazduha - Šta je atmosfera? Kako se gas može izmeriti? Šta uzrokuje atmosferski pritisak? Da li je atmosfera bitna? Mjerenje atmosferskog pritiska. Hajde da odgovorimo na pitanja: Može li se atmosfera "zgnječiti"? Šta uzrokuje pritisak gasa? Zašto voda raste nakon klipa? Kako se zove uređaj za mjerenje atmosferskog tlaka?

"Mjerni instrumenti" - Termometar je staklena cijev zatvorena sa obje strane. Manometar. Dinamometar. Medicinski dinamometar. Mjerenje znači upoređivanje jedne veličine s drugom. Svaki uređaj ima skalu (podjelu). Aneroidni barometar. Barometar. Termometar. Uređaji uvelike olakšavaju ljudski život. Mjerač snage. Vrste dinamometara.

Instrumenti za mjerenje mase nazivaju se vage. Prilikom svakog vaganja izvodi se najmanje jedna od četiri osnovne operacije.

1.određivanje nepoznate tjelesne težine ("vaganje"),

2. odmjeravanje određene količine mase ("vaganje"),

3.određivanje klase kojoj pripada tijelo koje se vaga (“tar-

vaganje na nivou "ili" sortiranje"),

4. vaganje protoka materijala koji kontinuirano teče.

Mjerenje mase zasniva se na korištenju zakona univerzalne gravitacije, prema kojem Zemljino gravitacijsko polje privlači masu silom proporcionalnom ovoj masi. Sila gravitacije se upoređuje sa silom poznatom po veličini, stvorenom na različite načine:

1) za balansiranje se koristi teret poznate mase;

2) sila ravnoteže nastaje kada se elastični element deformiše;

3) balansnu silu stvara pneumatski uređaj;

4) balansnu silu stvara hidraulični uređaj;

5) balansna sila se stvara elektrodinamički uz pomoć solenoidnog namotaja u konstantnom magnetnom polju;

6) sila ravnoteže nastaje kada je tijelo uronjeno u tečnost.

Prva metoda je klasična. Mjera u drugoj metodi je količina deformacije; u trećem - vazdušni pritisak; u četvrtom - pritisak tečnosti; u petom - struja koja teče kroz namotaj; u šestom - dubina uranjanja i podizanja.

Klasifikacija na skali

1. Mehanički.

2. Elektromehanički.

3. Optomehanička.

4. Radioizotop.

Trgovačke vage s polugom

Komercijalne mehaničke vage RN-3Ts13UM

Mehaničke vage su zasnovane na principu poređenja mase pomoću poluga, opruga, klipova i posude za vaganje

U elektromehaničkim vagama, sila koju razvija vagana masa mjeri se kroz deformaciju elastičnog elementa pomoću mjerača naprezanja, induktivnih, kapacitivnih i vibracijsko-frekventnih pretvarača.

Modernu fazu razvoja laboratorijskih vage, koju karakterizira relativno mala brzina i značajna podložnost vanjskim utjecajima, karakterizira sve veća upotreba u njima za stvaranje balansne sile (momenta) elektroenergetskih pobuđivača sa elektronskim automatskim upravljačkim sistemom (ACS). ), čime se osigurava povratak mjernog dijela vage u prvobitni ravnotežni položaj. ATS elektronska laboratorija. vaga (slika 4) uključuje senzor, na primjer, u obliku diferencijalnog transformatora; njegova jezgra je fiksirana na mjernom dijelu i kreće se u zavojnici postavljenoj na bazi vage s dva namotaja, čiji se izlazni napon dovodi do elektroničke jedinice. Senzori se također koriste u obliku elektronsko-optičkog uređaja sa ogledalom na mjernom dijelu koji usmjerava svjetlosni snop na diferencijalnu fotoćeliju spojenu na elektroničku jedinicu. Kada mjerni dio vage odstupi od početnog ravnotežnog položaja, relativni položaj senzorskih elemenata se mijenja, a na izlazu elektronske jedinice pojavljuje se signal koji sadrži informaciju o smjeru i veličini odstupanja. Ovaj signal se pojačava i pretvara od strane elektronske jedinice u struju, koja se dovodi do namotaja pobuđivača snage, koji je fiksiran na bazi vage i u interakciji sa trajnim magnetom na svom mjernom dijelu. Potonji se, zbog pojavljivanja suprotstavljene sile, vraća u prvobitni položaj. Struja u zavojnici pobuđivača snage mjeri se digitalnim mikroampermetrom, kalibriranim u jedinicama mase. Elektronske vage s gornjom vagom koriste sličnu shemu automatskog balansiranja, ali je trajni magnet uzbuđivača montiran na šipku koja nosi posudu (elektronska vaga bez poluge) ili je sa ovom šipkom povezan pomoću poluge (elektronska vaga).

Šematski dijagram elektronske laboratorije. vaga: 1 -senzor; 2-core; 3, 5-korespondencije senzorske zavojnice i uzbuđivača; 4-pobuđivač; 6-trajni magnet; 7-šip; 8-težinska posuda; 9-elektronska jedinica; 10-napajanje; Uređaj za čitanje od 11 cifara.

Frekvencija vibracije (string). Njegovo djelovanje temelji se na promjeni frekvencije istegnute metalne žice postavljene na elastični element, ovisno o veličini sile koja se na nju primjenjuje. Utjecaj vanjskih faktora (vlažnost, temperatura, atmosferski pritisak, vibracije), kao i složenost izrade doveli su do toga da ova vrsta senzora nema široku primjenu.

Vibraciono-frekventni senzor elektronskih vaga firme "TVES" Na osnovu 1 je pričvršćen elastični element 2, u čijoj se rupi nalazi konopac 3, sačinjen u jednom komadu. Na obje strane strune nalaze se zavojnice elektromagneta 4 i pretvarač pomaka 5 induktivnog tipa. Na gornju površinu elastičnog elementa pričvršćena je kruta ploča 6 s nosačima 7 na koju je postavljena baza platforme za primanje tereta. Za ograničavanje deformacije elastičnog elementa postoji sigurnosna šipka 8.

Elektronske stolne vage.

specifikacije:

raspon težine - 0,04–15 kg;

diskretnost - 2/5 g;

uzorak težine tare - 2 kg;

prosječni vijek trajanja - 8 godina;

klasa tačnosti prema GOST R 53228 - III prosjek;

Parametri napajanja naizmeničnom strujom - 187–242 / 49–51 V / Hz;

potrošnja energije - 9 W;

ukupne dimenzije - 295 × 315 × 90 mm;

težina - 3,36 kg;

ukupne dimenzije (sa ambalažom) - 405 × 340 × 110 mm;

težina (sa ambalažom) - 4,11 kg.

U posljednje vrijeme se široko koriste elektromehaničke vage s kvarcnim piezoelektričnim elementom. Ovaj piezoelektrični element je tanka (ne više od 200 mikrona) ravnoparalelna kvarcna ploča pravokutnog oblika s elektrodama smještenim u sredini s obje strane ploče. Senzor ima dva piezoelektrična elementa zalijepljena na elastične elemente, koji provode diferencijalno opterećenje pretvarača. Sila gravitacije tereta uzrokuje kompresiju jednog elastičnog elementa i širenje drugog.

Vage firme "Mera" sa eksternim pokazivačem PVm-3/6-T, PVm-3/15-T, PVm-3/32-T. Tri raspona: (1,5; 3; 6), (3; 6; 15), (3; 6; 32) kg.

Princip rada vage zasniva se na pretvaranju deformacije elastičnog elementa merne ćelije, koja nastaje pod dejstvom gravitacije opterećenja, u električni signal čija amplituda (senzor naprezanja) ili frekvencija (tenzo kvarc). senzor) mijenja se proporcionalno masi tereta.

Dakle, prema načinu ugradnje na deformabilno tijelo, pretvarači ovog tipa su slični mjeračima naprezanja. Iz tog razloga se nazivaju tenzo kvarcni pretvarači. U tijelu svakog piezoelektričnog elementa pobuđuju se samooscilacije na vlastitoj frekvenciji, koja ovisi o mehaničkom naprezanju koje nastaje u piezoelektričnom elementu pod utjecajem opterećenja. Izlazni signal pretvarača, kao i senzora frekvencije vibracija, je frekvencija u rasponu od 5 ... 7 kHz. Međutim, tenzo-kvarcni pretvarači imaju linearnu statičku karakteristiku i to je njihova prednost. Senzorni elementi su izolovani od okoline, što smanjuje grešku zbog fluktuacija vlažnosti okoline. Osim toga, vrši se korekcija promjene temperature u aktivnoj zoni senzora uz pomoć posebnog temperaturno osjetljivog kvarcnog rezonatora.

Radioizotopski pretvarači težine zasnivaju se na mjerenju intenziteta jonizujućeg zračenja koje se prenosi kroz izmjerenu masu. Za pretvarač apsorpcionog tipa, intenzitet zračenja opada sa povećanjem debljine materijala, dok za pretvarač raspršenog tipa, intenzitet percipirane

rasejano zračenje se povećava sa povećanjem debljine materijala. Razlika između radioizotopskih vaga je nizak mjerljiv napor, svestranost i neosjetljivost na visoke temperature, dok su elektromehaničke vage s mjernim pretvaračima jeftine i vrlo precizne.

Vaganje i uređaji za vaganje

Uređaji za vaganje i vaganje prema namjeni dijele se u sljedećih šest grupa:

1) skale diskretnog delovanja;

2) skale kontinuiranog delovanja;

3) dispenzeri diskretne akcije;

4) dozatori neprekidnog delovanja;

5) uzorne vage, tegovi, pokretna vaga;

6) uređaji za posebna mjerenja.

Prvoj grupi uključuju laboratorijske vage različitih tipova, koje predstavljaju posebnu grupu vaga sa posebnim uslovima i metodama vaganja koje zahtevaju visoku tačnost očitavanja; stolne vage sa najvišom granicom težine (LEL) do 100 kg, platformske pokretne i ugradne vage sa LEL do 15 t; Vage platforma stacionarne, automobilske, kolica, vagona (uključujući i za vaganje u pokretu); vage za metaluršku industriju (to uključuje sisteme za napajanje visokih peći, vage za električne automobile, vage za ugalj za koksne baterije, kolica za vaganje, vage za tečni metal, vage za blume, ingote, valjane proizvode, itd.).

Vage prve grupe se izrađuju sa klackalicama tipa vaga, pokazivačima kvadratnog brojača i digitalnim indikacionim i štamparskim uređajima i konzolama. Za automatizaciju vaganja koriste se štamparske mašine za automatsko bilježenje rezultata vaganja, sumiranje rezultata nekoliko vaganja i uređaji koji omogućavaju daljinski prijenos očitanja vaganja.

U drugu grupu uključuju transportne i trakaste vage kontinuiranog rada, koje kontinuirano obračunavaju masu transportiranog materijala. Transportne vage razlikuju se od kontinualnih trakastih vaga po tome što su izrađene u obliku zasebnog uređaja za vaganje koji je instaliran na određenom dijelu trakastog transportera. Tračne vage su nezavisni tračni transporteri kratke dužine, opremljeni uređajem za vaganje.

U treću grupu obuhvataju dozatore za totalni obračun (serijske vage) i dozatore za pakovanje rasutih materijala koji se koriste u tehnološkim procesima u različitim sektorima nacionalne privrede.

U četvrtu grupu uključuju kontinuirane dozatore koji se koriste u različitim tehnološkim procesima gdje je potrebna kontinuirana opskrba materijalom zadane produktivnosti. U principu, kontinuirani dozatori se izvode sa regulacijom dovoda materijala na transporter ili sa regulacijom brzine trake.

Peta grupa obuhvata metrološke vage za obavljanje poslova verifikacije, kao i tegove i mobilna sredstva verifikacije.

Šesta grupa uključuje različite uređaje za vaganje koji se koriste za određivanje ne mase, već drugih parametara (na primjer, izračunavanje ravnotežnih dijelova ili proizvoda, određivanje okretnog momenta motora, postotka škroba u krumpiru, itd.).

Kontrola se vrši prema tri uslova: norma, manje od norme i više od norme. Mjera je struja u zavojnici elektromagneta. Diskriminator je sistem vaganja sa stolom 3 i elektromagnetnim uređajem 1, induktivnim pretvaračem pomaka 2 sa izlaznim pojačivačem i relejnim uređajem 7. Sa normalnom masom kontrolnih objekata sistem je u ravnoteži, a objekti se pomeraju. transporterom 6 do mesta njihovog preuzimanja. Ako masa objekta odstupi od norme, tada se pomiče tablica 3, kao i jezgro induktivnog pretvarača. Ovo uzrokuje promjenu jačine struje u kolu induktorske zavojnice i napona na otporniku R. Relejni diskriminator uključuje aktuator 4, koji spušta predmet s transportne trake. Relejni uređaj može biti tropozicijski sa preklopnim kontaktom, koji omogućava spuštanje predmeta udesno ili lijevo u odnosu na transportnu traku, ovisno o tome da li je masa odbijenog objekta manja ili veća od norme. Ovaj primjer jasno pokazuje da rezultat kontrole nije numerička vrijednost kontrolirane vrijednosti, već događaj – da li je objekt prikladan ili ne, tj. je kontrolirana vrijednost unutar specificiranih granica ili ne.

Utezi GOST OIML R 111-1-2009 je međudržavni standard.

1. Referentne težine. Za reprodukciju i skladištenje jedinice mase

2. Utezi opće namjene. SI mase u sferama djelovanja MMC-a i N.

3. Kalibracioni utezi. Za podešavanje balansa.

4. Specijalni utezi. Za individualne potrebe kupca i prema njegovim crtežima. Na primjer, poseban oblik, karatni, njutnovski utezi, sa radijalnim rezom, kuke, ugrađene u sisteme za vaganje, na primjer, za podešavanje dozatora.

Standardna težina E 500 kg F2 (+) CR-S (sklopivi ili kompozitni)

Klasa tačnosti F2, dozvoljena greška 0 ... 8000 mg

Početna / Klasifikacija utega / Klase tačnosti

Klasifikacija utega po kategorijama i klasama tačnosti.

U skladu sa GOST OIML R 111-1-2009, utezi su podijeljeni u 9 klasa tačnosti, koje se uglavnom razlikuju u tačnosti masovne reprodukcije.

Klasifikaciona tabela za utege po klasama tačnosti. Granice dozvoljene greške ± δm. Preciznost u mg.

Nominalna vrijednost mase utega	Težina klase
E1	E2	F1	F2	M1	M1-2	M2	M2-3	M3
5000 kg
2000 kg
1000 kg
500 Kg
200 kg
100 Kg
50 Kg
20 Kg
10 Kg	5,0
5 Kg	2,5	8,0
2 Kg	1,0	3,0
1 kg	0,5	1,6	5,0
500 g	0,25	0,8	2,5	8,0
200 g	0,10	0,3	1,0	3,0
100 g	0,05	0,16	0,5	1,6	5,0
50 g	0,03	0,10	0,3	1,0	3,0
20 g	0,025	0,08	0,25	0,8	2,5		8,0
10 g	0,020	0,06	0,20	0,6	2,0		6,0
5 g	0,016	0,05	0,16	0,5	1,6		5,0
2 g	0,012	0,04	0,12	0,4	1,2		4,0
1 g	0,010	0,03	0,10	0,3	1,0		3,0
500 mg	0,008	0,025	0,08	0,25	0,8		2,5
200 mg	0,006	0,020	0,06	0,20	0,6		2,0
100 mg	0,005	0,016	0,05	0,16	0,5		1,6
50 mg	0,004	0,012	0,04	0,12	0,4
20 mg	0,003	0,010	0,03	0,10	0,3
10 mg	0,003	0,008	0,025	0,08	0,25
5 mg	0,003	0,006	0,020	0,06	0,20
2 mg	0,003	0,006	0,020	0,06	0,20
1 mg	0,003	0,006	0,020	0,06	0,20

Nazivne vrijednosti mase utega označavaju najveću i najmanju dozvoljenu nominalnu masu u bilo kojoj klasi, kao i granice dozvoljene greške koje se ne odnose na veće i niže vrijednosti. Na primjer, minimalna nominalna masa za težinu M2 je 100 mg, dok je maksimalna 5000 kg. Teg s nominalnom masom od 50 mg neće biti prihvaćen kao M2 uteg prema ovom standardu, već umjesto toga mora biti u skladu s ograničenjima greške M1 i drugim zahtjevima (npr. oblik i oznake) za tu klasu tačnosti težine. Inače, težina se ne smatra usklađenom s ovim standardom.

Za tačan odgovor na pitanje postavljeno u zadatku, potrebno ih je razlikovati jedno od drugog.

Tjelesna težina je fizička karakteristika koja ne ovisi ni o kakvim faktorima. Ostaje konstantan bilo gdje u svemiru. Njegova mjerna jedinica je kilogram. Fizička suština na konceptualnom nivou sastoji se u sposobnosti tijela da brzo promijeni brzinu, na primjer, da koči do potpunog zaustavljanja.

Težina tijela karakterizira silu kojom pritiska površinu. Štoviše, kao i svaka sila, ovisi o ubrzanju koje se daje tijelu. Na našoj planeti isto ubrzanje djeluje na sva tijela (ubrzanje gravitacije; 9,8 m/s 2). Shodno tome, na drugoj planeti, tjelesna težina će se promijeniti.

Sila gravitacije je sila kojom planeta privlači tijelo, brojčano je jednaka težini tijela.

Uređaji za mjerenje težine i tjelesne težine

Instrument za mjerenje mase je dobro poznata vaga. Prva vrsta vaga bila je mehanička, koja se i danas široko koristi. Kasnije su im se pridružile elektronske vage sa veoma visokom preciznošću merenja.

Da biste izmjerili svoju tjelesnu težinu, morate koristiti uređaj koji se zove dinamometar. Njegovo ime se prevodi kao mjerač sile, što odgovara značenju pojma tjelesne težine definiranog u prethodnom dijelu. Kao i vage, one su mehaničkog tipa (polužna, opružna) i elektronske. Težina se mjeri u Njutnima.