Paprasčiausias prietaisas masei ir svoriui nustatyti yra spindulių balansas, žinomas maždaug nuo penktojo tūkstantmečio prieš Kristų. Jie yra sija, paremta jos vidurinėje dalyje. Kiekviename sijos gale yra puodeliai. Ant vieno iš jų uždedamas matavimo objektas, o ant kito – standartinių dydžių svoriai, kol sistema bus subalansuota. 1849 metais prancūzas Josephas Berangeris užpatentavo patobulintą šio tipo balansą. Jie turėjo svirtelių sistemą po puodeliais. Toks prietaisas jau daugelį metų buvo labai populiarus prekyboje ir virtuvėse.

Sijos balanso variantas yra plieninis statinys, žinomas nuo senovės. Šiuo atveju pakabos taškas nėra sijos viduryje, standartinis svoris yra pastovus. Pusiausvyra nustatoma keičiant pakabos taško padėtį, o sija yra iš anksto graduota (pagal svirties taisyklę).

1676 m. anglų fizikas Robertas Hukas nustatė, kad spyruoklės arba tamprios medžiagos deformacija yra proporcinga veikiančios jėgos dydžiui. Šis įstatymas leido jam sukurti pavasario pusiausvyrą. Tokios svarstyklės matuoja jėgą, todėl Žemėje ir Mėnulyje jos parodys skirtingus skaitinius rezultatus.

Šiuo metu masei ir svoriui matuoti naudojami įvairūs metodai, pagrįsti elektrinio signalo gavimu. Matuojant labai dideles mases, pavyzdžiui, sunkiasvorę transporto priemonę, naudojamos pneumatinės ir hidraulinės sistemos.

Laiko matavimo prietaisai

Saulė buvo pirmasis istorijoje laiko matuoklis, antrasis buvo vandens (arba smėlio) srautas, o trečiasis – vienodas specialaus kuro degimas. Senovėje atsiradę saulės, vandens ir ugnies laikrodžiai išliko iki mūsų laikų. Užduotys, su kuriomis senovėje susidūrė laikrodžių kūrėjai, labai skyrėsi nuo šiandieninių. Laiko matuokliai neprivalėjo būti itin tikslūs, tačiau dienas ir naktis jie turėjo skirstyti į vienodą skirtingo ilgio valandų skaičių, priklausomai nuo sezono. O kadangi beveik visi laiko matavimo prietaisai buvo pagrįsti gana vienodais reiškiniais, senovės „laikrodininkams“ tekdavo imtis įvairių gudrybių.

Saulės laikrodis.

Seniausias saulės laikrodis buvo rastas Egipte. Įdomu tai, kad ankstyvasis Egipto saulės laikrodis naudojo ne stulpo ar strypo šešėlį, o plačios plokštės kraštą. Šiuo atveju buvo matuojamas tik Saulės aukštis, o į jos judėjimą horizonte nebuvo atsižvelgta.

Tobulėjant astronomijai, buvo suprastas sudėtingas Saulės judėjimas: dieninis kartu su dangumi aplink pasaulio ašį ir metinis pagal zodiaką. Tapo aišku, kad šešėlis rodys vienodus laiko intervalus, nepriklausomai nuo Saulės aukščio, jei strypas bus nukreiptas lygiagrečiai pasaulio ašiai. Tačiau Egipte, Mesopotamijoje, Graikijoje ir Romoje diena ir naktis, kurių pradžią ir pabaigą žymėjo Saulės tekėjimas ir nusileidimas, buvo padalintos, neatsižvelgiant į jų ilgį, iš 12 valandų arba, apytiksliai, iš 12 valandų. sargybos keitimo laikas, į 4 „sargybinius“ po 3 val. Todėl ant svarstyklių buvo reikalaujama pažymėti nelygias valandas, susietas su tam tikromis metų dalimis. Dideliems saulės laikrodžiams, kurie buvo montuojami miestuose, patogesni buvo vertikalūs gnomono-obeliskai. Tokio obelisko galas ant horizontalios pėdos platformos buvo apibūdintas simetriškomis lenktomis linijomis, priklausomai nuo sezono. Nemažai šių linijų buvo nubrėžta ant pėdos, kitos linijos buvo nubrėžtos skersai, atitinkančios laikrodį. Taigi žmogus, žvelgdamas į šešėlį, galėtų atpažinti ir valandą, ir maždaug metų mėnesį. Tačiau plokščia skalė užėmė daug vietos ir negalėjo sutalpinti šešėlio, kurį meta gnomonas, kai Saulė yra žemai. Todėl kuklesnio dydžio laikrodžiuose svarstyklės buvo ant įgaubtų paviršių. I amžiaus romėnų architektas pr. Kr. Vitruvijus savo knygoje „Apie architektūrą“ išvardija daugiau nei 30 vandens ir saulės laikrodžių tipų ir pateikia kai kuriuos jų kūrėjų vardus: Eudoksas iš Kyidos, Aristarchas iš Samos ir Apolonijus Pergamonietis. Remiantis architekto aprašymais, sunku susidaryti idėją apie vieno ar kito laikrodžio dizainą, tačiau su jais pavyko atpažinti daugybę archeologų rastų senovės laiko matuoklių liekanų.

Saulės laikrodis turi didelį trūkumą – nesugebėjimas rodyti laiko naktį ir net dieną esant debesuotam orui, tačiau turi svarbų pranašumą prieš kitus laikrodžius – tiesioginį ryšį su šviestuvu, kuris lemia paros laiką. Todėl jie neprarado savo praktinės reikšmės net masinio tikslių mechaninių laikrodžių, kuriuos reikia patikrinti, platinimo eroje. Islamo ir Europos šalių stacionarūs viduramžių saulės laikrodžiai mažai skyrėsi nuo antikvarinių. Tiesa, Renesanso epochoje, kai buvo pradėta vertinti mokslą, madingi tapo sudėtingi svarstyklių ir gnomonų deriniai, tarnaujantys kaip puošmena. Pavyzdžiui, XVI amžiaus pradžioje. Oksfordo universiteto parke buvo įrengtas laiko matuoklis, kuris galėtų pasitarnauti kaip vaizdinė priemonė statant įvairius saulės laikrodžius. Nuo XIV amžiaus, kai pradėjo plisti mechaniniai bokštiniai laikrodžiai, Europa pamažu atsisakė dienos ir nakties skirstymo į vienodus laiko tarpus. Tai supaprastino saulės laikrodžių mastelius, jie pradėjo dažnai puošti pastatų fasadus. Kad sieninis laikrodis vasarą rodytų ryto ir vakaro laiką, jis kartais būdavo daromas dvigubas su ciferblatais iš sienos kyšančios prizmės šonuose. Maskvoje ant Rusijos humanitarinio universiteto rūmų Nikolskajos gatvėje sienos galima išvysti vertikalų saulės laikrodį, o Kolomenskoje muziejaus parke – horizontalus saulės laikrodis, deja, be ciferblato ir gnomono.

Grandioziausią saulės laikrodį 1734 metais Džaipuro mieste pastatė Maharadža (regiono gubernatorius) ir astronomas Sawai-Jai Singh (1686-1743). Jų gnomonas buvo trikampė akmeninė siena, kurios vertikalios kojos aukštis – 27 m, o hipotenuzė – 45 m ilgio.Žvynai buvo išsidėstę plačiuose lankuose, kuriais gnomono šešėlis judėjo 4 m per valandą greičiu. Tačiau Saulė danguje atrodo ne taškas, o apskritimas, kurio kampinis skersmuo siekia apie pusę laipsnio, todėl dėl didelio atstumo tarp gnomono ir skalės šešėlio kraštas buvo neryškus.

Nešiojami saulės laikrodžiai buvo labai įvairūs. Ankstyvaisiais viduramžiais daugiausia buvo naudojami aukštuminiai, kuriems nereikėjo orientuotis į pagrindinius taškus. Indijoje buvo paplitę briaunoto lazdos formos laikrodžiai. Darbuotojų pakraščiuose buvo pritaikytas valandų skirstymas, atitinkantis du metų mėnesius, vienodu atstumu nuo saulėgrįžos. Gnomonas buvo adata, kuri buvo įsmeigta į skyles, padarytas virš padalų. Laikui matuoti lazda buvo vertikaliai pakabinta ant virvelės ir su adata pasukta link Saulės, tada adatos šešėlis parodydavo šviestuvo aukštį.

Europoje tokie laikrodžiai buvo sukurti mažų cilindrų su daugybe vertikalių svarstyklių pavidalu. Gnomonas buvo vėliavėlė, pritvirtinta prie besisukančio smeigtuko. Jis buvo pastatytas virš norimos valandų linijos ir laikrodis buvo pasuktas taip, kad jo šešėlis būtų vertikalus. Natūralu, kad tokių laikrodžių svarstyklės buvo „pririštos“ prie tam tikros vietovės platumos. XVI amžiuje. Vokietijoje buvo paplitęs universalus didelio aukščio saulės laikrodis „valtelės“ pavidalu. Laikas juose buvo pažymėtas ant svambalo uždėtu kamuoliuku, kuomet instrumentas buvo nukreiptas į Saulę taip, kad „nosies“ šešėlis tiksliai uždengtų „laivagalį“. Platumos reguliavimas buvo atliktas pakreipiant „stiebą“ ir išilgai perkeliant juostą, ant kurios buvo pritvirtinta svambalas. Pagrindinis didelio aukščio laikrodžių trūkumas – sunku nustatyti laiką arčiau vidurdienio, kai Saulė savo aukštį keičia itin lėtai. Šia prasme laikrodis su gnomonu yra daug patogesnis, tačiau jis turi būti montuojamas kardinaliomis kryptimis. Tiesa, kai jie turėtų būti naudojami ilgą laiką vienoje vietoje, galite rasti laiko nustatyti dienovidinio kryptį.

Vėliau nešiojamieji saulės laikrodžiai buvo pradėti aprūpinti kompasu, kuris leido greitai juos nustatyti į norimą padėtį. Tokie laikrodžiai buvo naudojami iki XIX amžiaus vidurio. patikrinti mechaninius, nors jie rodė tikrąjį saulės laiką. Didžiausias tikrosios Saulės atsilikimas nuo vidurkio per metus yra 14 minučių. 2 sek., O didžiausia persvara – 16 min. 24 sek., Bet kadangi kaimyninių dienų ilgiai nelabai skiriasi, tai ypatingų sunkumų nesukėlė. Mėgėjams buvo gaminamas saulės laikrodis su vidurdienio patranka. Virš žaislinės patrankos buvo uždėtas padidinamasis stiklas, kuris buvo atidengtas taip, kad vidurdienį jos surinkti saulės spinduliai pasiektų uždegimo angą. Parakas užsidegė, o patranka iššovė, žinoma, tuščiu užtaisu, pranešdama namui, kad jau tikras vidurdienis ir laikas patikrinti laikrodį. Atsiradus telegrafiniams laiko signalams (Anglijoje nuo 1852 m., o Rusijoje – nuo ​​1863 m.), atsirado galimybė pasitikrinti laikrodžius pašto skyriuose, o atsiradus radijo ir telefono „kalbantiems laikrodžiams“ baigėsi saulės laikrodžių era.

Vandens laikrodis.

Senovės Egipto religija reikalavo atlikti naktinius ritualus, tiksliai laikantis jų atlikimo laiko. Naktį laiką lėmė žvaigždės, tačiau tam buvo naudojamas ir vandens laikrodis. Seniausias žinomas Egipto vandens laikrodis datuojamas faraono Amenchotepo III (1415–1380 m. pr. Kr.) laikais. Jie buvo pagaminti kaip indas su besiplečiančiomis sienelėmis ir maža anga, iš kurios palaipsniui ištekėjo vanduo. Laikas gali būti vertinamas pagal jo lygį. Norint išmatuoti skirtingo ilgio laikrodžius, ant vidinių indo sienelių buvo uždėtos kelios skalės, dažniausiai taškų serijos pavidalu. To laikmečio egiptiečiai naktį ir dieną skirstė į 12 valandų ir kiekvieną mėnesį naudojo atskirą skalę, šalia kurios buvo dedamas jos pavadinimas. Buvo 12 svarstyklių, nors užtektų ir šešių, nes dienų, esančių tame pačiame atstumo nuo saulėgrįžų, trukmės praktiškai nesiskiria. Žinomas ir kitas laikrodžių tipas, kuriame matavimo taurė buvo ne ištuštinta, o pripildyta. Šiuo atveju vanduo į jį pateko iš indo, padėto aukščiau babuino pavidalu (taip egiptiečiai vaizdavo išminties dievą Totą). Kūginė laikrodžio dubenėlio forma su ištekančiu vandeniu prisidėjo prie vienodo lygio pasikeitimo: jam mažėjant vandens slėgis krenta, jis išteka lėčiau, tačiau tai kompensuoja jo paviršiaus ploto sumažėjimas. Sunku pasakyti, ar tokia forma pasirinkta siekiant laikrodžio „eigos“ vienodumo. Galbūt indas buvo pagamintas tam, kad būtų lengviau apžiūrėti ant jo vidinių sienelių nupieštas svarstykles.

Matuoti vienodas valandas (Graikijoje jos buvo vadinamos lygiadieniais) reikalavo ne tik astronomai; jie nustatė kalbų teisme trukmę. Tai buvo būtina, kad kaltinimo ir gynybos pranešėjai būtų lygūs. Išlikusiuose graikų oratorių, pavyzdžiui, Demosteno, kalbose yra prašymų „sustabdyti vandenį“, matyt, adresuotų teismo ministrui. Laikrodis buvo sustabdytas įstatymo teksto skaitymo ar liudytojo apklausos laikui. Toks laikrodis buvo vadinamas „klepsydra“ (graikiškai „vandens vagystė“). Tai buvo indas su skylutėmis rankenoje ir dugne, į kurį buvo pilamas tam tikras kiekis vandens. Akivaizdu, kad „vandens sustabdymui“ rankenoje buvo užkimšta skylė. Mažas vandens laikrodis buvo naudojamas ir medicinoje pulsui matuoti. Laiko matavimo užduotys prisidėjo prie techninės minties ugdymo.

Išliko vandens žadintuvo aprašymas, kurio išradimas priskiriamas filosofui Platonui (427-347 m. pr. Kr.). „Platono žadintuvas“ susideda iš trijų laivų. Iš viršutinės (klepsydros) vanduo pateko į vidurinį, kuriame buvo aplinkkelio sifonas. Sifono įsiurbimo vamzdis baigėsi netoli dugno, o kanalizacija pateko į trečią tuščią uždarą indą. Jis, savo ruožtu, buvo sujungtas oro vamzdžiu su fleita. Signalizacija veikė taip: kai vanduo viduriniame inde uždengė sifoną, jis įsijungė. Vanduo greitai įsiliejo į uždarą indą, iš jo išmetė orą ir pradėjo skambėti fleita. Norint reguliuoti signalo įjungimo laiką, prieš paleidžiant laikrodį reikėjo iš dalies užpildyti vidurinį indą vandeniu.

Kuo daugiau vandens į jį anksčiau buvo pilama, tuo anksčiau suveikė signalizacija.

Pneumatinių, hidraulinių ir mechaninių prietaisų projektavimo era prasidėjo nuo Ktesibijaus (Aleksandrija, II-I a. pr. Kr.) darbais. Be įvairių automatinių prietaisų, kurie daugiausiai tarnavo „technikos stebuklams“ demonstruoti, jis sukūrė vandens laikrodį, kuris automatiškai prisitaiko prie nakties ir dienos laiko segmentų ilgio kitimo. Ctesibius laikrodis turėjo mažos kolonėlės formos ciferblatą. Prie jo buvo dvi kupidonų figūrėlės. Vienas iš jų nepaliaujamai verkė; jo „ašaros“ tekėjo į aukštą indą su plūde. Antrojo kupidono figūrėlė plūdės pagalba buvo perkelta išilgai kolonos ir tarnavo kaip laiko indikatorius. Kai dienos pabaigoje vanduo pakėlė rodyklę į kraštutinį viršutinį tašką, suveikė sifonas, plūdė nukrito į pradinę padėtį ir prasidėjo naujas kasdienis prietaiso ciklas. Kadangi paros trukmė pastovi, laikrodžio nereikėjo derinti įvairiems metų laikams. Laikrodis buvo pažymėtas skersinėmis linijomis ant stulpelio. Vasaros laikui atstumai tarp jų apatinėje kolonos dalyje buvo dideli, o viršutinėje – maži, vaizduodami trumpas nakties valandas ir atvirkščiai – žiemą. Kiekvienos dienos pabaigoje iš sifono ištekantis vanduo nukrito ant vandens rato, kuris per krumpliaračius šiek tiek pasuko kolonėlę, prie indikatoriaus nuvesdamas naują ciferblato dalį.

Išsaugota informacija apie laikrodį, kurį kalifas Harunas al Rashidas 807 metais padovanojo Karoliui Didžiajam. Karaliaus istoriografas Egingardas apie juos pranešė: „Specialus vandens mechanizmas rodė laikrodį, kurį dar reiškė dūžio garsas, nukritęs tam tikras kamuoliukų skaičius į varinį dubenį. Vidurdienį 12 riterių išjojo iš tiek pat durų, kiek užsidarė už jų.

Arabų mokslininkas Ridwanas sukūrė XII a. Didžiosios Damasko mečetės laikrodį ir paliko jų aprašymą. Laikrodis buvo pagamintas iš arkos su 12 laiko langų. Langai buvo uždengti spalvotais stiklais ir naktį apšviesti. Išilgai jų judėjo sakalo figūra, kuri, lygiuodama su langu, numetė į baseiną kamuoliukus, kurių skaičius atitiko ateinančią valandą. Mechanizmai, jungiantys laikrodžio plūdę su rodyklėmis, susideda iš virvelių, svirčių ir blokų.

Kinijoje vandens laikrodis atsirado senovėje. Knygoje „Džouli“, kurioje aprašoma Džou dinastijos (1027–247 m. pr. Kr.) istorija, minimas specialus ministras, „prižiūrėjęs vandens laikrodį“. Nieko nežinoma apie šių senovinių laikrodžių konstrukciją, tačiau, atsižvelgiant į tradicinį kinų kultūros pobūdį, galima daryti prielaidą, kad jie mažai kuo skyrėsi nuo viduramžių. XI amžiaus mokslininko knyga skirta vandens laikrodžio prietaiso aprašymui. Liu Zai. Įdomiausia ten aprašyta vandens laikrodžio su išlyginamuoju bakeliu konstrukcija. Laikrodis išdėstytas savotiškų kopėčių pavidalu, ant kurių yra trys bakai. Indai yra sujungti vamzdžiais, kuriais vanduo nuosekliai teka iš vieno į kitą. Viršutinis bakas maitina kitus vandeniu, apatinis turi plūdę ir liniuotę su laiko indikatoriumi. Svarbiausias vaidmuo skiriamas trečiajam „išlyginamajam“ indui. Vandens paėmimas sureguliuotas taip, kad bakas gautų šiek tiek daugiau vandens iš viršutinio, nei ištekėtų iš jo į apatinį (perteklius išleidžiamas per specialią angą). Taigi vandens lygis vidurinėje talpykloje nesikeičia, o esant pastoviam slėgiui, jis patenka į apatinį indą. Kinijoje diena buvo padalinta į 12 dvigubų „ke“ valandų.

Astronominį bokšto laikrodį, nuostabų mechanikos požiūriu, 1088 m. sukūrė astronomai Su Song ir Han Kunliang. Skirtingai nei dauguma vandens laikrodžių, jie naudojo ne tekančio vandens lygio pokytį, o jo svorį. Laikrodis buvo patalpintas trijų aukštų pagodos formos bokšte. Viršutiniame pastato aukšte buvo armiliarinė sfera, kurios apskritimai dėl laikrodžio mechanizmo laikėsi lygiagrečiai dangaus pusiaujui ir ekliptikai. Šis prietaisas numatė teleskopo kreipimo mechanizmus. Be sferos, specialioje patalpoje buvo žvaigždžių gaublys, rodantis žvaigždžių padėtį, taip pat Saulę ir Mėnulį horizonto atžvilgiu. Įrankius varė vandens ratas. Jame buvo 36 kaušai ir automatinės svarstyklės. Kai vandens svoris kibire pasiekė norimą reikšmę, fiksatorius jį atleido ir leido ratui apsisukti 10 laipsnių.

Europoje viešasis vandens laikrodis jau seniai naudojamas kartu su mechaniniais bokštiniais laikrodžiais. Taigi XVI a. pagrindinėje Venecijos aikštėje veikė vandens laikrodis, kuris kas valandą atkartodavo Magų garbinimo sceną. Besikuriantys maurai skambino varpu, pažymėdami laiką. Įdomus XVII amžiaus laikrodis. saugomas Prancūzijos miesto Cluny muziejuje. Juose rodyklės vaidmenį atliko vandens fontanas, kurio aukštis priklausė nuo prabėgusio laiko.

Po pasirodymo XVII a. Švytuoklinis laikrodis Prancūzijoje buvo bandoma naudoti vandenį, kad švytuoklė svyruotų. Išradėjo teigimu, virš švytuoklės buvo įrengtas padėklas su pertvara viduryje. Vanduo buvo tiekiamas į pertvaros centrą, o švytuoklei svyruodama ji pastūmė ją reikiama kryptimi. Įrenginys nesulaukė plataus pripažinimo, tačiau jo idėja varyti rodykles iš švytuoklės vėliau buvo įgyvendinta elektriniame laikrodyje.

Smėlio ir ugnies laikrodis

Smėlis, skirtingai nei vanduo, neužšąla, o laikrodžiai, kuriuose vandens tekėjimą pakeičia smėlio tekėjimas, gali veikti žiemą. Smėlio laikrodį su rodykle apie 1360 m. pastatė kinų mechanikas Zhai Xiyuanas. Šis laikrodis, žinomas kaip „penkių ratų smėlio klepsidra“, buvo varomas „turbinos“, ant kurios menčių buvo pilamas smėlis. Pavarų sistema perdavė savo sukimąsi į rodyklę.

Vakarų Europoje smėlio laikrodis atsirado apie XIII a., o jo raida siejama su stiklo gamybos raida. Ankstyvuosius laikrodžius sudarė dvi atskiros stiklinės lemputės, laikomos kartu su sandarinimo vašku. Specialiai paruoštas, kartais iš smulkinto marmuro, „smėlis“ buvo kruopščiai persijotas ir supiltas į indą. Smėlio dozės perpylimas iš viršutinės laikrodžio dalies į apatinę gana tiksliai matavo tam tikrą laikotarpį. Buvo galima reguliuoti laikrodį keičiant į jį pilamo smėlio kiekį. Po 1750 metų laikrodis jau buvo pagamintas vientiso indo pavidalo su siaurėjimu per vidurį, tačiau jame buvo išsaugota skylė, kuri buvo užkimšta kamščiu. Pagaliau nuo 1800 metų atsirado hermetiškai sandarus laikrodis su sandaria skylute. Juose smėlis buvo patikimai atskirtas nuo atmosferos ir negalėjo būti sudrėkintas.

Dar XVI amžiuje. Dauguma bažnyčių naudojo rėmelius su keturiais smėlio laikrodžiais, nustatytais ketvirtį, pusę, tris ketvirtadalius valandos ir valandos. Pagal jų būklę buvo lengva nustatyti laiką per valandą. Prietaisas buvo tiekiamas su ciferblatu su rodykle; kai smėlis ištekėjo iš paskutinio viršutinio indo, ministras apvertė rėmą ir perkėlė rodyklę viena padala.

Smėlio laikrodis nebijo riedėti ir todėl iki XIX a. pradžios. plačiai naudojamas jūroje budėjimo laikui stebėti. Kai valandą ištekėjo smėlio, sargas apvertė laikrodį ir trenkė varpu; iš čia kilo posakis „mušti kolbas“. Laivo smėlio laikrodis buvo laikomas svarbiu instrumentu. Kai į Ochotską atvyko pirmasis Kamčiatkos tyrinėtojas, Sankt Peterburgo mokslų akademijos studentas Stepanas Petrovičius Krasheninnikovas (1711-1755), ten buvo statomi laivai. Jaunasis mokslininkas kreipėsi į kapitoną-vadą Vitą Beringą su prašymu padėti organizuoti jūros lygio svyravimų matavimo tarnybą. Tam reikėjo stebėtojo ir smėlio laikrodžio. Beringas į stebėtojo pareigas paskyrė raštingą kareivį, tačiau valandų nedavė. Krasheninnikovas išsisuko iš padėties priešais komendantūrą iškasęs vandens skaitiklį, kur pagal laivyno paprotį nuolat buvo kovojama su buteliais. Smėlio laikrodis pasirodė esąs patikimas ir patogus prietaisas trumpam laiko tarpui matuoti ir „gyvybumu“ pralenkė saulės energiją. Dar visai neseniai jie buvo naudojami poliklinikų kineziterapijos kabinetuose procedūrų laikui kontroliuoti. Tačiau juos išstumia elektroniniai laikmačiai.

Medžiagos degimas taip pat yra gana vienodas procesas, kuriuo remiantis galima išmatuoti laiką. Ugnies laikrodžiai buvo plačiai naudojami Kinijoje. Akivaizdu, kad jie tarnavo kaip prototipas, o dabar populiarūs Pietryčių Azijoje, rūkymo lazdelės – lėtai rūkstančios lazdelės, kurios skleidžia kvapnius dūmus. Tokių laikrodžių pagrindas buvo degios pagaliukai arba virvelės, gaminamos iš medžio miltų mišinio su rišikliais. Jos dažnai būdavo nemažo ilgio, padarytos spiralių pavidalu ir pakabintos virš plokščios lėkštės, kur krito pelenai. Pagal likusių apsisukimų skaičių buvo galima spręsti apie prabėgusį laiką. Buvo ir „gaisrinės signalizacijos“. Ten žėrintis elementas buvo įdėtas horizontaliai į ilgą vazą. Tinkamoje vietoje buvo permestas siūlas su svareliais. Ugnis, pasiekusi siūlą, jį išdegino, o svarmenys žvangėdami krito į įdėtą varinę lėkštę. Europoje buvo naudojamos žvakės su padalomis, kurios atliko ir naktinių šviesų, ir laiko matuoklių vaidmenį. Norint juos naudoti kaip žadintuvą, į žvakę reikiamame lygyje buvo įsmeigtas smeigtukas su svareliu. Kai vaškas ištirpo aplink smeigtuką, svoris kartu su juo žvangėdamas krito į žvakidės puodelį. Nakties metu apytikriam laiko matavimui taip pat buvo naudojamos aliejinės lempos su stikliniais indais su svarstyklėmis. Laiką lėmė alyvos lygis, kuris jai perdegus sumažėjo.

„Elektros prietaisai“ – lempų laikikliai ir kt. Maišytuvas. Šiluminis. Elektros inžinerija. Tikslai ir tikslai. Grandinės pertraukikliai. Buitiniai elektros prietaisai. Edukacinė tema: Buitiniai elektros prietaisai. Kintamoji srovė. Nuolatinė srovė. Laidų įtaisai. Laidai. Elektros laidų tipai. Prietaisai. Elektros prietaisų sąrašas labai ilgas.

„Svoris ir masė“ – eksperimento eiga. SVORIS IR LENGVUMAS. Moksliniai įrodymai ir pastebėjimai. Projekto apžvalga. Nesvarumą galima pasiekti judant tam tikru greičiu išgaubta trajektorija. Kas ir kada pirmą kartą pradėjo tirti kūnų kritimą ore? „Reader's Digest“ knyga „Neišspręstos žmonijos paslaptys“.

„Krepšelio svoris“ – Rekomendacijos mokiniams: Pasverkite mūsų klasės mokinių mokyklinius krepšius be mokyklinių prekių. Atlikite pratimus, kad sustiprintumėte kamieno raumenis. Tyrimo objektas: mokinio laikysena. Projektas yra tyrimas. Saugosiu sveikatą, padėsiu sau. Mūsų kuprinės. Tyrimo rezultatai: "Kas yra mūsų kuprinėse?"

„Didinamieji įrenginiai“ – tikslai. Rankinis didintuvas padidina nuo 2 iki 20 kartų. Gaminys parodys didinimą, kurį šiuo metu suteikia mikroskopas. Trikojis. Istorinė nuoroda. Biologija yra mokslas apie gyvybę, gyvus organizmus, gyvenančius žemėje. Vamzdis. Biologija yra gyvybės mokslas. Laboratorinis darbas Nr.1. 4. Padėkite gatavą bandinį ant scenos priešais joje esančią skylę.

Oro svoris ir slėgis – kas yra atmosfera? Kaip galima sverti dujas? Kas sukelia atmosferos slėgį? Ar atmosfera svarbi? Atmosferos slėgio matavimas. Atsakykime į klausimus: ar atmosfera gali „sutraiškyti“? Kas sukelia dujų slėgį? Kodėl vanduo pakyla po stūmoklio? Kaip vadinasi prietaisas atmosferos slėgiui matuoti?

„Matavimo prietaisai“ – termometras yra stiklinis vamzdelis, sandarus iš abiejų pusių. Slėgio matuoklis. Dinamometras. Medicininis dinamometras. Matuoti reiškia lyginti vieną kiekį su kitu. Kiekvienas įrenginys turi skalę (padalą). Aneroidinis barometras. Barometras. Termometras. Prietaisai labai palengvina žmogaus gyvenimą. Jėgos matuoklis. Dinamometrų tipai.

Masės matavimo prietaisai vadinami svarstyklėmis. Kiekvieno svėrimo metu atliekama bent viena iš keturių pagrindinių operacijų.

1) nežinomo kūno svorio nustatymas ("svėrimas"),

2. tam tikro masės kiekio išmatavimas ("svėrimas"),

3.klasės, kuriai priklauso sveriamas kūnas, nustatymas („der-

svėrimas lygiu "arba" rūšiavimas "),

4. sveriantis nuolat tekantį medžiagų srautą.

Masės matavimas pagrįstas universaliosios gravitacijos dėsnio panaudojimu, pagal kurį Žemės gravitacinis laukas pritraukia masę šiai masei proporcinga jėga. Gravitacijos jėga lyginama su žinomo dydžio jėga, sukuriama įvairiais būdais:

1) balansavimui naudojama žinomos masės apkrova;

2) deformuojant tamprų elementą atsiranda balansavimo jėga;

3) balansavimo jėga sukuriama pneumatiniu įtaisu;

4) balansavimo jėga sukuriama hidrauliniu įtaisu;

5) balansavimo jėga sukuriama elektrodinamiškai solenoido apvijos pagalba pastoviame magnetiniame lauke;

6) kūnui panardinus į skystį susidaro balansavimo jėga.

Pirmasis metodas yra klasikinis. Antrojo metodo matas yra deformacijos dydis; trečioje - oro slėgis; ketvirtoje - skysčio slėgis; penktoje - srovė, tekanti per apviją; šeštoje - panardinimo ir pakėlimo gylis.

Skalių klasifikacija

1. Mechaninis.

2. Elektromechaninis.

3. Optomechaninis.

4. Radioizotopas.

Svirties prekybos svarstyklės

Komercinės mechaninės svarstyklės RN-3TS13UM

Mechaninės svarstyklės yra pagrįstos masės palyginimo principu, naudojant svirtis, spyruokles, stūmoklius ir svėrimo padėklą

Elektromechaninėse svarstyklėse sveriamos masės sukuriama jėga matuojama deformuojant tamprų elementą, naudojant deformacijos matuoklius, indukcinius, talpinius ir vibracijos dažnio keitiklius.

Šiuolaikinis laboratorinių svarstyklių kūrimo etapas, pasižymintis santykinai mažu greičiu ir dideliu jautrumu išoriniams poveikiams, pasižymi tuo, kad juose vis dažniau naudojamasi elektros energijos žadintuvų su elektronine automatine valdymo sistema (ACS) balansavimo jėga (momentu) sukurti. ), kuris užtikrina svarstyklių matavimo dalies grįžimą į pradinę pusiausvyros padėtį. ATS elektroninė laboratorija. svarstyklėje (4 pav.) yra jutiklis, pavyzdžiui, diferencialinio transformatoriaus pavidalu; jo šerdis fiksuojama ant matavimo dalies ir juda ant svarstyklių pagrindo sumontuota rite su dviem apvijomis, kurios išėjimo įtampa tiekiama į elektroninį bloką. Jutikliai taip pat naudojami elektroninio-optinio prietaiso pavidalu su veidrodžiu ant matavimo dalies, nukreipiančio šviesos spindulį į diferencialinį fotoelementą, prijungtą prie elektroninio bloko. Matuojamajai svarstyklių daliai nukrypus nuo pradinės pusiausvyros padėties, daviklių elementų santykinė padėtis pasikeičia, elektroninio bloko išvestyje atsiranda signalas, kuriame pateikiama informacija apie nuokrypio kryptį ir dydį. Šį signalą elektroninis blokas sustiprina ir paverčia srove, kuri tiekiama į galios žadintuvo ritę, kuri yra pritvirtinta prie svarstyklių pagrindo ir sąveikauja su nuolatiniu magnetu, esančiu jo matavimo dalyje. Pastaroji dėl atsirandančios priešingos jėgos grįžta į pradinę padėtį. Srovė galios žadintuvo ritėje matuojama skaitmeniniu mikroampermetru, kalibruojama masės vienetais. Elektroninės svarstyklės su viršutine svėrimo lėkšte naudoja panašią automatinio balansavimo schemą, tačiau nuolatinis žadintuvo magnetas montuojamas ant lėkštę nešančio strypo (elektroninės besvirties svarstyklės) arba su šia lazdele jungiamas svirtimi (elektroninės spindulio svarstyklės).

Scheminė elektroninės laboratorijos schema. svarstyklės: 1 -jutiklis; 2 branduolių; 3, 5 - jutiklio ritės ir galios žadintuvo atitikmenys; 4 galių žadintuvas; 6-nuolatinis magnetas; 7 strypas; 8 svorio talpykla; 9-elektroninis blokas; 10 maitinimo blokas; 11 skaitmenų skaitymo įrenginys.

Vibracijos dažnis (styga). Jo veikimas pagrįstas ištemptos metalinės stygos, pritvirtintos ant elastingo elemento, dažnio keitimu, priklausomai nuo į ją veikiančios jėgos dydžio. Išorinių veiksnių įtaka (drėgmė, temperatūra, atmosferos slėgis, vibracija), taip pat gamybos sudėtingumas lėmė, kad tokio tipo jutikliai nėra plačiai naudojami.

Firmos "TVES" elektroninių svarstyklių vibracijos-dažnio jutiklis Ant pagrindo 1 pritvirtintas tamprus elementas 2, kurio kiaurymėje yra virvelė 3, pagaminta su juo vientisai. Abiejose stygos pusėse yra elektromagneto 4 ritės ir indukcinio tipo poslinkio keitiklis 5. Prie elastingo elemento viršutinio paviršiaus pritvirtinama standi plokštė 6 su atramomis 7, ant kurios dedamas apkrovą priimančios platformos pagrindas. Tam, kad apribotų elastingo elemento deformaciją, yra saugos juosta 8.

Elektroninės stalo svarstyklės.

Specifikacijos:

svėrimo diapazonas - 0,04-15 kg;

diskretiškumas - 2/5 g;

taros masės pavyzdys - 2 kg;

vidutinis tarnavimo laikas - 8 metai;

tikslumo klasė pagal GOST R 53228 - III vidurkis;

Kintamosios srovės maitinimo parametrai - 187–242 / 49–51 V / Hz;

energijos suvartojimas - 9 W;

gabaritiniai matmenys - 295 × 315 × 90 mm;

svoris - 3,36 kg;

gabaritiniai matmenys (su pakuote) - 405 × 340 × 110 mm;

svoris (su pakuote) - 4,11 kg.

Pastaruoju metu plačiai naudojami elektromechaniniai svarstyklės su kvarciniu pjezoelektriniu elementu. Šis pjezoelektrinis elementas yra plona (ne daugiau kaip 200 mikronų) plokštumai lygiagreti stačiakampio formos kvarcinė plokštė su elektrodais, esančiais centre abiejose plokštės pusėse. Jutiklis turi du pjezoelektrinius elementus, priklijuotus prie elastinių elementų, kurie įgyvendina diferencinę keitiklių apkrovą. Apkrovos gravitacijos jėga sukelia vieno tampriojo elemento suspaudimą, o kito išsiplėtimą.

Firmos „Mera“ svarstyklės su išoriniu indikatoriumi PVm-3/6-T, PVm-3/15-T, PVm-3/32-T. Trys diapazonai: (1,5; 3; 6), (3; 6; 15), (3; 6; 32) kg.

Svarstyklių veikimo principas pagrįstas apkrovos elemento tampriojo elemento deformacijos, atsirandančios veikiant apkrovos gravitacijai, transformavimu į elektrinį signalą, kurio amplitudė (deformacijos jutiklis) arba dažnis ( tenzokvarco jutiklis) keičiasi proporcingai apkrovos masei.

Taigi, pagal montavimo ant deformuojamo korpuso būdą, šio tipo keitikliai yra panašūs į tenzo matuoklius. Dėl šios priežasties jie vadinami tenzokvarciniais keitikliais. Kiekvieno pjezoelemento korpuse savaiminiai virpesiai sužadinami savo dažniu, kuris priklauso nuo mechaninio įtempio, atsirandančio pjezoelemente veikiant apkrovai. Keitiklio, kaip ir vibracijos dažnio jutiklio, išvesties signalas yra 5 ... 7 kHz diapazone. Tačiau tenso-kvarciniai keitikliai turi tiesinę statinę charakteristiką ir tai yra jų pranašumas. Jutimo elementai yra izoliuoti nuo aplinkos, todėl sumažėja paklaida dėl aplinkos drėgmės svyravimų. Be to, atskiro temperatūrai jautraus kvarcinio rezonatoriaus pagalba atliekama temperatūros pokyčio korekcija jutiklio aktyviojoje zonoje.

Radioizotopų svorio keitikliai yra pagrįsti jonizuojančiosios spinduliuotės, perduodamos per išmatuotą masę, intensyvumo matavimu. Sugerties tipo keitiklio spinduliuotės intensyvumas mažėja didėjant medžiagos storiui, o išsklaidyto tipo keitikliui suvokiamas

išsklaidyta spinduliuotė didėja didėjant medžiagos storiui. Skirtumas tarp radioizotopų svarstyklių yra mažos išmatuojamos pastangos, universalumas ir nejautrumas aukštai temperatūrai, o elektromechaninės svarstyklės su deformacijos matuoklio keitikliais yra pigios ir labai tikslios.

Svėrimo ir svėrimo prietaisai

Pagal paskirtį svėrimo ir svėrimo prietaisai skirstomi į šias šešias grupes:

1) diskrečiųjų veiksmų skalės;

2) nuolatinio veikimo mastai;

3) diskretinio veikimo dozatoriai;

4) nuolatinio veikimo dozatoriai;

5) pavyzdines svarstykles, svarmenis, mobilias svėrimo priemones;

6) specialių matavimų prietaisai.

Į pirmą grupęįtraukti įvairių tipų laboratorines svarstykles, atstovaujančias atskirą svarstyklių grupę su ypatingomis sąlygomis ir svėrimo metodais, kuriems reikalingas didelis rodmenų tikslumas; stalines svarstykles su aukščiausia svėrimo riba (LEL) iki 100 kg, platformines mobilias ir įpjovas su LEL iki 15 t; Stacionarios platformos svarstyklės, automobiliai, vežimėliai, vagonai (taip pat ir sverti keliaujant); metalurgijos pramonei skirtos svarstyklės (tai įkrovimo sistemos aukštakrosnių tiekimui, elektromobilių svarstyklės, anglies svarstyklės kokso krosnių akumuliatoriams, svėrimo vežimėliai, svarstyklės skystam metalui, svarstyklės žiedams, luitai, valcuoti gaminiai ir kt.).

Pirmosios grupės svarstyklės gaminamos su svarstyklių tipo svirtimis, kvadratiniais ciferblato indikatoriais ir skaitmeniniais rodymo bei spausdinimo rodmenų įrenginiais ir pulteliais. Svėrimui automatizuoti naudojamos spausdinimo mašinos, skirtos automatiniam svėrimo rezultatų registravimui, kelių svėrimų rezultatų sumavimui, įrenginiai, užtikrinantys nuotolinį svėrimo rodmenų perdavimą.

Į antrąją grupę apima nepertraukiamo veikimo konvejerio ir juostines svarstykles, kurios nuolat apskaičiuoja vežamos medžiagos masę. Konvejerinės svarstyklės skiriasi nuo ištisinių juostinių svarstyklių tuo, kad yra pagamintos atskiro svėrimo įrenginio pavidalu, sumontuotu tam tikroje juostinio konvejerio dalyje. Juostinės svarstyklės yra nepriklausomi trumpo ilgio juostiniai konvejeriai, aprūpinti svėrimo įtaisu.

Į trečią grupę apima suminės apskaitos dozatorius (partines svarstykles) ir birių medžiagų pakavimo balionėlius, naudojamus technologiniuose procesuose įvairiuose šalies ūkio sektoriuose.

Į ketvirtą grupę apima nuolatinius maišytuvus, naudojamus įvairiuose technologiniuose procesuose, kai reikalingas nuolatinis tam tikro našumo medžiagų tiekimas. Iš esmės nuolatiniai dozatoriai atliekami reguliuojant medžiagų tiekimą į konvejerį arba reguliuojant juostos greitį.

Penktoji grupė apima metrologines svarstykles patikros darbams atlikti, taip pat svorius ir mobilias patikros priemones.

Šeštoji grupė apima įvairius svėrimo prietaisus, kurie padeda nustatyti ne masę, o kitus parametrus (pavyzdžiui, apskaičiuoja pusiausvyros dalis ar gaminius, nustato variklių sukimo momentą, krakmolo procentą bulvėse ir kt.).

Kontrolė vykdoma pagal tris sąlygas: norma, mažiau nei norma ir daugiau nei norma. Matas yra srovė elektromagneto ritėje. Diskriminatorius yra svėrimo sistema su lentele 3 ir elektromagnetiniu įtaisu 1, indukciniu poslinkio keitikliu 2 su išėjimo stiprintuvu ir relės įtaisu 7. Esant normaliai valdymo objektų masei, sistema yra pusiausvyroje, o objektai judinami. konvejeriu 6 į jų surinkimo vietą. Jei objekto masė nukrypsta nuo normos, tada lentelė 3, taip pat indukcinio keitiklio šerdis yra paslinkta. Dėl to pakinta srovės stipris induktoriaus ritės grandinėje ir įtampa per rezistorių R. Relės diskriminatorius įjungia pavarą 4, kuri numeta objektą nuo konvejerio juostos. Relės įtaisas gali būti trijų padėčių su perjungimo kontaktu, leidžiančiu objektus numesti į dešinę arba į kairę, palyginti su konvejerio juosta, priklausomai nuo to, ar atmetamo objekto masė mažesnė ar didesnė už normą. Šis pavyzdys aiškiai parodo, kad valdymo rezultatas yra ne valdomos reikšmės skaitinė reikšmė, o įvykis – tinkamas objektas ar ne, t.y. yra kontroliuojama vertė nurodytose ribose, ar ne.

Svoriai GOST OIML R 111-1-2009 yra tarpvalstybinis standartas.

1. Etaloniniai svoriai. Masės vienetui atkurti ir saugoti

2. Bendrosios paskirties svoriai. SI masės MMC ir N veikimo sferose.

3. Kalibravimo svoriai. Balanso reguliavimui.

4. Specialūs svoriai. Individualiems užsakovo poreikiams ir pagal jo brėžinius. Pavyzdžiui, specialios formos, karatų, niutoniški svareliai, su radialiniu pjūviu, kabliukais, įmontuoti į svėrimo sistemas, pavyzdžiui, dozatoriams reguliuoti.

Standartinis svoris E 500 kg F2 (+) CR-S (sulankstomas arba sudėtinis)

Tikslumo klasė F2, leistina paklaida 0 ... 8000 mg

Pagrindinis puslapis / Svorių klasifikacija / Tikslumo klasės

Svorių klasifikavimas pagal kategorijas ir tikslumo klases.

Pagal GOST OIML R 111-1-2009, svoriai skirstomi į 9 tikslumo klases, kurios daugiausia skiriasi masinio atkūrimo tikslumu.

Svorių klasifikavimo lentelė pagal tikslumo klases. Leistinos paklaidos ribos ± δm. Tikslumas mg.

Nominali svorių masės vertė	Svorio klasė
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

Svorių masės vardinės vertės nurodo didžiausią ir mažiausią leistiną vardinę masę bet kurioje klasėje, taip pat leistinos paklaidos ribas, kurios neturėtų būti taikomos didesnėms ir mažesnėms vertėms. Pavyzdžiui, minimali vardinė M2 svorio masė yra 100 mg, o didžiausia - 5000 kg. Pagal šį standartą svoris, kurio vardinė masė yra 50 mg, nebus laikomas M2 svoriu, bet turi atitikti M1 paklaidos ribas ir kitus tos svorio tikslumo klasės reikalavimus (pvz., formą ir žymes). Priešingu atveju manoma, kad svoris neatitinka šio standarto.

Norint teisingai atsakyti į užduotyje pateiktą klausimą, būtina juos atskirti vienas nuo kito.

Kūno svoris yra fizinė charakteristika, kuri nepriklauso nuo jokių veiksnių. Jis išlieka pastovus bet kurioje visatoje. Jo matavimo vienetas yra kilogramas. Fizinė esmė konceptualiame lygmenyje yra kūno gebėjimas greitai pakeisti greitį, pavyzdžiui, stabdyti iki visiško sustojimo.

Kūno svoris apibūdina jėgą, kuria jis spaudžia paviršių. Be to, kaip ir bet kuri jėga, ji priklauso nuo pagreičio, kuris suteikiamas kūnui. Mūsų planetoje visus kūnus veikia vienodas pagreitis (gravitacijos pagreitis; 9,8 m / s 2). Atitinkamai kitoje planetoje kūno svoris pasikeis.

Gravitacijos jėga – jėga, kuria planeta traukia kūną, skaitine prasme ji lygi kūno svoriui.

Prietaisai svoriui ir kūno svoriui matuoti

Masės matavimo prietaisas yra gerai žinomas svarstyklės. Pirmoji svarstyklių rūšis buvo mechaninė, plačiai naudojama ir šiandien. Vėliau prie jų prisijungė labai didelio matavimo tikslumo elektroninės svarstyklės.

Norėdami išmatuoti savo kūno svorį, turite naudoti prietaisą, vadinamą dinamometru. Jo pavadinimas verčiamas kaip jėgos matuoklis, kuris atitinka ankstesniame skyriuje apibrėžto kūno svorio termino reikšmę. Kaip ir svarstyklės, jos yra mechaninio tipo (svirtis, spyruoklė) ir elektroninės. Svoris matuojamas niutonais.