Het eenvoudigste apparaat voor het bepalen van massa en gewicht is een bundelbalans, bekend van ongeveer het vijfde millennium voor Christus. Ze zijn een balk die in het midden wordt ondersteund. Er zijn kopjes aan elk uiteinde van de balk. Op een van hen wordt het meetobject geplaatst en op de andere worden gewichten van standaardafmetingen opgelegd totdat het systeem in evenwicht is gebracht. In 1849 patenteerde de Fransman Joseph Beranger een verbeterde balans van dit type. Ze hadden een systeem van hendels onder de kopjes. Een dergelijk apparaat is al vele jaren zeer populair in de handel en in keukens.

Een variant van de balkbalans is de staalwerf, al bekend sinds de oudheid. In dit geval ligt het ophangpunt niet in het midden van de balk, het standaardgewicht is constant. De balans wordt tot stand gebracht door de positie van het ophangpunt te wijzigen en de balk is vooraf gegradueerd (volgens de hefboomregel).

Robert Hooke, een Engelse natuurkundige, stelde in 1676 vast dat de vervorming van een veer of een elastisch materiaal evenredig is met de grootte van de uitgeoefende kracht. Deze wet stelde hem in staat om een ​​veerbalans te creëren. Dergelijke schalen meten kracht, daarom zullen ze op de aarde en op de maan verschillende numerieke resultaten laten zien.

Momenteel worden verschillende methoden gebruikt om massa en gewicht te meten op basis van het verkrijgen van een elektrisch signaal. Bij het meten van zeer grote massa's, bijvoorbeeld een zwaar voertuig, worden pneumatische en hydraulische systemen gebruikt.

Tijdmeetapparatuur

De zon werd de eerste tijdmeter in de geschiedenis, de tweede - de stroom van water (of zand), de derde - de uniforme verbranding van een speciale brandstof. Zonnewijzer-, water- en vuurklokken zijn ontstaan ​​in de oudheid en hebben onze tijd overleefd. De taken waarmee de makers van horloges in de oudheid werden geconfronteerd, waren heel anders dan die van vandaag. Tijdmeters hoefden niet bijzonder nauwkeurig te zijn, maar ze moesten dagen en nachten verdelen in hetzelfde aantal uren van verschillende lengtes, afhankelijk van het seizoen. En aangezien bijna alle apparaten voor het meten van tijd gebaseerd waren op vrij uniforme fenomenen, moesten de oude "horlogemakers" hiervoor verschillende trucs uithalen.

Zonnewijzer.

De oudste zonnewijzer is gevonden in Egypte. Interessant is dat de vroege zonnewijzer van Egypte niet de schaduw van een pilaar of staaf gebruikte, maar van de rand van een brede plaat. In dit geval werd alleen de hoogte van de zon gemeten en werd er geen rekening gehouden met zijn beweging langs de horizon.

Met de ontwikkeling van de astronomie werd de complexe beweging van de zon begrepen: de dagelijkse samen met de lucht rond de as van de wereld en de jaarlijkse langs de dierenriem. Het werd duidelijk dat de schaduw dezelfde tijdsintervallen zal vertonen, ongeacht de hoogte van de zon, als de staaf evenwijdig aan de as van de wereld wordt gericht. Maar in Egypte, Mesopotamië, Griekenland en Rome werden dag en nacht, waarvan het begin en het einde werden gemarkeerd door de opkomst en ondergang van de zon, ongeacht hun lengte verdeeld door 12 uur, of, ruwer, door de tijd van de wisseling van de wacht, in 4 "wachters" van elk 3 uur. Daarom was het op de weegschaal verplicht om ongelijke uren te markeren die aan bepaalde delen van het jaar waren gebonden. Voor grote zonnewijzers, die in steden werden geïnstalleerd, waren verticale gnomon-obelisken handiger. Het einde van zo'n obelisk werd op het horizontale platform van de voet beschreven door symmetrische gebogen lijnen, afhankelijk van het seizoen. Een aantal van deze lijnen is op de voet getekend, andere lijnen zijn dwars doorgetrokken, corresponderend met de klok. Dus een persoon die naar een schaduw kijkt, kan zowel het uur als ongeveer de maand van het jaar herkennen. Maar de platte schaal nam veel ruimte in beslag en was niet geschikt voor de schaduw die de gnomon werpt als de zon laag staat. Daarom bevonden de schalen zich bij horloges van een meer bescheiden formaat op concave oppervlakken. Romeinse architect van de 1e eeuw v.Chr. Vitruvius somt in zijn boek "On Architecture" meer dan 30 soorten water en zonnewijzers op en geeft enkele van de namen van hun makers: Eudoxus van Kyida, Aristarchus van Samos en Apollonius van Pergamon. Volgens de beschrijvingen van de architect is het moeilijk om een ​​idee te krijgen van het ontwerp van deze of gene klok, maar het was mogelijk om veel van de overblijfselen van oude tijdmeters die door archeologen zijn gevonden, met hen te identificeren.

De zonnewijzer heeft een groot nadeel - het onvermogen om 's nachts en zelfs overdag bij bewolkt weer de tijd niet weer te geven, maar heeft een belangrijk voordeel ten opzichte van andere klokken - een directe verbinding met de lamp, die de tijd van de dag bepaalt. Daarom hebben ze hun praktische betekenis niet verloren, zelfs niet in het tijdperk van massadistributie van nauwkeurige mechanische horloges, die verificatie vereisen. Stationaire middeleeuwse zonnewijzers van de landen van de islam en Europa verschilden weinig van de antieke. Het is waar dat in de Renaissance, toen de wetenschap begon te worden gewaardeerd, complexe combinaties van schalen en gnomons in de mode kwamen en als decoratie dienden. Bijvoorbeeld aan het begin van de 16e eeuw. in het University Park van Oxford is een tijdmeter geplaatst, die als visueel hulpmiddel kan dienen bij de constructie van verschillende zonnewijzers. Sinds de 14e eeuw, toen mechanische torenklokken zich begonnen te verspreiden, verliet Europa geleidelijk de verdeling van dag en nacht in gelijke tijdsperioden. Dit vereenvoudigde de schalen van zonnewijzers en ze begonnen vaak de gevels van gebouwen te versieren. Om de wandklokken in de zomer de ochtend- en avondtijd te laten zien, werden ze soms dubbel gemaakt met wijzerplaten aan de zijkanten van een prisma dat uit de muur stak. In Moskou is een verticale zonnewijzer te zien op de muur van het gebouw van de Russische Humanitaire Universiteit aan de Nikolskaya-straat, en in het park van het Kolomenskoye-museum staat een horizontale zonnewijzer, helaas zonder wijzerplaat en een gnomon.

De meest grandioze zonnewijzer werd in 1734 in de stad Jaipur gebouwd door de Maharaja (gouverneur van de regio) en de astronoom Sawai-Jai Singh (1686-1743). Hun gnomon was een driehoekige stenen muur met een verticale poothoogte van 27 m en een schuine zijde van 45 m. De schalen bevonden zich op brede bogen waarlangs de schaduw van de gnomon bewoog met een snelheid van 4 m per uur. De zon aan de hemel ziet er echter niet uit als een punt, maar als een cirkel met een hoekdiameter van ongeveer een halve graad, daarom was door de grote afstand tussen de gnomon en de schaal de rand van de schaduw onduidelijk.

Draagbare zonnewijzers waren zeer divers. In de vroege middeleeuwen werden voornamelijk hooggelegen exemplaren gebruikt, waarvoor geen oriëntatie op de windstreken nodig was. In India waren horloges in de vorm van een gefacetteerde staf gebruikelijk. Aan de randen van de notenbalk werden uurverdelingen aangebracht, overeenkomend met twee maanden van het jaar, op gelijke afstand van de zonnewende. De gnomon was een naald die in de gaten boven de scheidingswanden werd gestoken. Om de tijd te meten, werd de staf verticaal aan een koord opgehangen en met de naald naar de zon gedraaid, waarna de schaduw van de naald de hoogte van het licht liet zien.

In Europa werden dergelijke horloges ontworpen in de vorm van kleine cilinders met een aantal verticale schalen. De gnomon was een vlag, bevestigd op een roterende pommel. Het werd boven de gewenste uurlijn geplaatst en de klok werd zo gedraaid dat de schaduw verticaal was. Natuurlijk waren de schalen van dergelijke horloges "gebonden" aan een bepaalde breedtegraad van het gebied. In de zestiende eeuw. in Duitsland was een universele zonnewijzer op grote hoogte in de vorm van een "boot" wijdverbreid. De tijd daarin werd gemarkeerd door een bal die op het schietlood werd geplaatst, toen het instrument op de zon was gericht, zodat de schaduw van de "neus" precies de "achtersteven" bedekte. Aanpassing in de breedtegraad werd uitgevoerd door de "mast" te kantelen en de balk erlangs te verplaatsen, waarop het schietlood was bevestigd. Het belangrijkste nadeel van klokken op grote hoogte is de moeilijkheid om de tijd dichter bij het middaguur te bepalen, wanneer de zon extreem langzaam van hoogte verandert. In die zin is een horloge met een gnomon veel handiger, maar het moet in de windrichtingen worden geïnstalleerd. Toegegeven, als ze voor een lange tijd op één plek moeten worden gebruikt, kun je tijd vinden om de richting van de meridiaan te bepalen.

Later werden draagbare zonnewijzers geleverd met een kompas, waardoor ze snel in de gewenste positie konden worden gebracht. Dergelijke klokken werden tot het midden van de 19e eeuw gebruikt. om mechanisch te controleren, hoewel ze echte zonnetijd lieten zien. De grootste vertraging van de ware zon ten opzichte van het gemiddelde gedurende het jaar is 14 minuten. 2 sec., En de grootste voorsprong - 16 min. 24 sec., Maar aangezien de lengtes van aangrenzende dagen niet veel verschillen, veroorzaakte dit geen bijzondere problemen. Voor amateurs werd een zonnewijzer met een middagkanon gemaakt. Er werd een vergrootglas over het speelgoedkanon geplaatst, dat zo werd blootgelegd dat 's middags de zonnestralen die erdoor werden opgevangen het ontstekingsgat bereikten. Het buskruit vatte vlam en het kanon vuurde natuurlijk met een blanco lading, waarmee het huis werd gewaarschuwd dat het middag was en dat het tijd was om op de klok te kijken. Met de komst van telegrafische signalen van exacte tijd (in Engeland sinds 1852 en in Rusland sinds 1863), werd het mogelijk om klokken in postkantoren te controleren, en met de komst van radio en telefoon "sprekende klokken", het tijdperk van de zonnewijzer eindigde.

Water klok.

De religie van het oude Egypte eiste de uitvoering van nachtrituelen met exacte inachtneming van het tijdstip van hun uitvoering. De tijd 's nachts werd bepaald door de sterren, maar hiervoor werd ook een waterklok gebruikt. De oudst bekende Egyptische waterklok dateert uit de tijd van farao Amenhotep III (1415-1380 v.Chr.). Ze waren gemaakt in de vorm van een vat met uitzettende wanden en een kleine opening waaruit geleidelijk water stroomde. Tijd kan worden beoordeeld aan de hand van zijn niveau. Om klokken van verschillende lengtes te meten, werden verschillende schalen op de binnenwanden van het vat aangebracht, meestal in de vorm van een reeks stippen. De Egyptenaren van die tijd verdeelden dag en nacht in 12 uur, en in elke maand gebruikten ze een aparte schaal, waarbij de naam werd geplaatst. Er waren 12 schalen, hoewel zes genoeg zou zijn, aangezien de lengtes van de dagen die zich op dezelfde afstand van de zonnewendes bevinden praktisch hetzelfde zijn. Er is een ander type horloge bekend, waarbij de maatbeker niet werd geleegd, maar gevuld. In dit geval kwam er water in uit een vat dat erboven was geplaatst in de vorm van een baviaan (zo beeldden de Egyptenaren de god van de wijsheid, Thoth) af. De conische vorm van de horlogeschaal met uitstromend water droeg bij aan een gelijkmatige verandering in het niveau: wanneer het daalt, daalt de waterdruk en stroomt het langzamer naar buiten, maar dit wordt gecompenseerd door een afname van het oppervlak. Het is moeilijk te zeggen of deze vorm is gekozen om de uniformiteit van het "verloop" van het horloge te bereiken. Misschien was het vat zo gemaakt dat het gemakkelijker zou zijn om de schalen op de binnenwanden te bekijken.

Het meten van gelijke uren (in Griekenland werden ze equinoxen genoemd) was niet alleen vereist voor astronomen; zij bepaalden de lengte van toespraken in de rechtbank. Dit was nodig om de sprekers van de aanklager en de verdediging op gelijke voet te laten staan. In de bewaard gebleven toespraken van Griekse redenaars, bijvoorbeeld Demosthenes, zijn er verzoeken om "het water te stoppen", blijkbaar gericht aan de minister van de rechtbank. De klok werd stilgezet tijdens het lezen van de wettekst of het verhoren van een getuige. Zo'n klok werd "klepsydra" genoemd (in het Grieks "waterstelen"). Het was een vat met gaten in het handvat en op de bodem, waarin een bepaalde hoeveelheid water werd gegoten. Voor het "stoppen van het water" was duidelijk een gat in het handvat verstopt. De kleine waterklok werd ook in de geneeskunde gebruikt om de polsslag te meten. Tijdmeettaken droegen bij aan de ontwikkeling van technisch denken.

Er is een beschrijving bewaard gebleven van een waterwekker waarvan de uitvinding wordt toegeschreven aan de filosoof Plato (427-347 v.Chr.). "Plato's wekker" bestond uit drie schepen. Van de bovenste (clepsydra) kwam water de middelste binnen, waarin een bypass-sifon was. De inlaatbuis van de sifon eindigde bij de bodem en de afvoer kwam in het derde lege gesloten vat. Hij was op zijn beurt verbonden met een luchtslang met een fluit. Het alarm werkte als volgt: toen het water in het middelste vat de sifon bedekte, ging het aan. Water stroomde snel in een gesloten vat, dwong er lucht uit en de fluit begon te klinken. Om de tijd van het inschakelen van het signaal te regelen, was het noodzakelijk om het middelste vat gedeeltelijk met water te vullen voordat de klok werd gestart.

Hoe meer water er eerder in werd gegoten, hoe eerder het alarm afging.

Het tijdperk van het ontwerpen van pneumatische, hydraulische en mechanische apparaten begon met het werk van Ctesibius (Alexandrië, II-I eeuwen voor Christus). Naast verschillende automatische apparaten, die vooral dienden om "technische wonderen" te demonstreren, ontwikkelde hij een waterklok die zich automatisch aanpast aan de verandering in de lengte van de nacht- en dagsegmenten. Het Ctesibius horloge had een wijzerplaat in de vorm van een zuiltje. Er waren twee beeldjes van cupido's in de buurt. Een van hen huilde onophoudelijk; zijn "tranen" stroomden in een hoog vat met een vlotter. Het beeldje van de tweede cupido werd met behulp van een drijver langs de zuil bewogen en diende als tijdsaanduiding. Toen aan het einde van de dag het water de wijzer naar het uiterste bovenste punt bracht, werd de sifon geactiveerd, zakte de vlotter naar zijn oorspronkelijke positie en begon een nieuwe dagelijkse cyclus van het apparaat. Omdat de lengte van de dag constant is, hoefde de klok niet voor verschillende seizoenen te worden aangepast. De klok werd aangegeven door dwarslijnen op de kolom. Voor de zomertijd waren de afstanden tussen hen in het onderste deel van de kolom groot, en in het bovenste deel waren ze klein, wat neerkwam op korte nachturen, en vice versa in de winter. Aan het einde van elke dag viel het water dat uit de sifon stroomde op het waterrad, dat door middel van tandwielen de kolom lichtjes draaide en een nieuw deel van de wijzerplaat naar de indicator leidde.

Bewaarde informatie over de klok, die de kalief Harun al Rashid in 807 aan Karel de Grote schonk. Egingard, de geschiedschrijver van de koning, berichtte over hen: 'Een speciaal watermechanisme gaf de klok aan, die nog steeds werd aangeduid door het geluid van een slag van de val van een bepaald aantal ballen in een koperen bak. 's Middags reden 12 ridders uit hetzelfde aantal deuren dat achter hen dichtging."

De Arabische wetenschapper Ridwan creëerde in de 12e eeuw. klok voor de grote moskee in Damascus en lieten hun beschrijving achter. De klok is gemaakt in de vorm van een boog met 12 tijdvensters. De ramen waren bedekt met gekleurd glas en 's nachts verlicht. Langs hen bewoog de gestalte van een valk, die, gelijk met het raam, ballen in de poel liet vallen, waarvan het aantal overeenkwam met het komende uur. De mechanismen die de vlotter van het horloge met de wijzers verbond, bestonden uit koorden, hendels en blokken.

In China verscheen de waterklok in de oudheid. In het boek "Zhouli", dat de geschiedenis van de Zhou-dynastie (1027-247 v.Chr.) beschrijft, wordt melding gemaakt van een speciale minister die "voor de waterklok zorgde". Er is niets bekend over de constructie van deze oude klokken, maar gezien het traditionele karakter van de Chinese cultuur kan worden aangenomen dat ze weinig verschilden van de middeleeuwse. Het boek van de wetenschapper van de XI eeuw is gewijd aan de beschrijving van het apparaat van de waterklok. Liu Zai. Het meest interessante is de daar beschreven constructie van een waterklok met een vereffeningstank. De klok is gerangschikt in de vorm van een soort ladder waarop drie tanks staan. De vaten zijn verbonden door buizen waardoor het water opeenvolgend van de ene naar de andere stroomt. De bovenste tank voedt de andere met water, de onderste heeft een vlotter en een liniaal met een tijdsaanduiding. De belangrijkste rol is toebedeeld aan het derde "gelijkmakende" vaartuig. De waterinlaat is zo afgesteld dat de tank iets meer water van de bovenste ontvangt dan eruit stroomt in de onderste (het overschot wordt afgevoerd via een speciale opening). Het waterniveau in de middelste tank verandert dus niet en komt onder constante druk het onderste vat binnen. In China was een dag verdeeld in 12 dubbele "ke"-uren.

De astronomische torenklok, opmerkelijk vanuit het oogpunt van mechanica, werd in 1088 gemaakt door de astronomen Su Song en Han Kunliang. In tegenstelling tot de meeste waterklokken, gebruikten ze niet de verandering in het niveau van het stromende water, maar het gewicht ervan. De klok was gehuisvest in een drie verdiepingen tellende pagode-vormige toren. Op de bovenste verdieping van het gebouw bevond zich een armillairbol, waarvan de cirkels door het uurwerk parallel liepen aan de hemelevenaar en de ecliptica. Dit apparaat anticipeerde op telescoopgeleidingsmechanismen. Naast de bol was er in een speciale kamer een sterrenbol, die de positie van de sterren liet zien, evenals de zon en de maan ten opzichte van de horizon. De gereedschappen werden aangedreven door een waterrad. Het had 36 emmers en een automatische weegschaal. Toen het gewicht van het water in de emmer de gewenste waarde bereikte, liet de grendel deze los en liet het wiel 10 graden draaien.

In Europa wordt de openbare waterklok al lang naast mechanische torenklokken gebruikt. Dus in de zestiende eeuw. op het centrale plein van Venetië werkte een waterklok, die elk uur het toneel van de aanbidding van de Wijzen weergaf. De opkomende Moren luidden aan de bel om de tijd te markeren. Interessante klok uit de 17e eeuw. bewaard in het museum van de Franse stad Cluny. In hen werd de rol van een aanwijzer gespeeld door een waterfontein, waarvan de hoogte afhing van de verstreken tijd.

Na de verschijning in de XVII eeuw. Slingeruurwerk In Frankrijk is geprobeerd om water te gebruiken om de slinger te laten zwaaien. Volgens de uitvinder is boven de slinger een dienblad met een tussenschot in het midden geplaatst. Water werd naar het midden van de scheidingswand toegevoerd en toen de slinger zwaaide, duwde deze het in de goede richting. Het apparaat kreeg geen brede acceptatie, maar het idee erachter om de wijzers van een slinger te halen, werd later geïmplementeerd in een elektrische klok.

Zandloper en vuurklok

In tegenstelling tot water bevriest zand niet, en in de winter kan het werken waar de waterstroom wordt vervangen door de stroom zand. Een zandloper met een wijzer werd rond 1360 gebouwd door een Chinese monteur Zhai Xiyuan. Deze klok, bekend als de "vijfwielige zandclepsydra", werd aangedreven door een "turbine" waarop zand werd gegoten. Het tandwielsysteem gaf zijn rotatie door aan de pijl.

In West-Europa verscheen de zandloper rond de 13e eeuw en de ontwikkeling ervan wordt geassocieerd met de ontwikkeling van het maken van glas. Vroege klokken bestonden uit twee afzonderlijke glazen bollen die bij elkaar werden gehouden met zegellak. Speciaal bereid, soms van gemalen marmer, werd "zand" zorgvuldig gezeefd en in een vat gegoten. De overloop van een dosis zand van het bovenste deel van het horloge naar het onderste deel heeft een bepaalde tijdsperiode vrij nauwkeurig gemeten. Het was mogelijk om het horloge te regelen door de hoeveelheid zand die erin werd gegoten te veranderen. Na 1750 werd de klok al gemaakt in de vorm van een enkel vat met een vernauwing in het midden, maar daarin bleef een gat bewaard, dat werd afgesloten met een stop. Eindelijk, sinds 1800, verscheen een hermetisch afgesloten horloge met een afgesloten gat. Daarin was het zand betrouwbaar gescheiden van de atmosfeer en kon het niet worden gedempt.

Terug in de 16e eeuw. De meeste kerken gebruikten frames met vier zandlopers die waren ingesteld op een kwartier, een half, drie kwartier en een uur. Door hun toestand was het gemakkelijk om de tijd binnen een uur te bepalen. Het apparaat werd geleverd met een wijzerplaat met een pijl; toen het zand uit het laatste bovenste vat stroomde, keerde de minister het frame om en verplaatste de pijl één divisie.

De zandloper is niet bang om te rollen en daarom tot het begin van de 19e eeuw. veel gebruikt op zee om de kijktijd bij te houden. Toen er een portie zand van een uur uitstroomde, draaide de wachter het horloge om en sloeg op de bel; vandaar de uitdrukking "klop de kolven" vandaan. De zandloper van het schip werd beschouwd als een belangrijk instrument. Toen de eerste ontdekkingsreiziger van Kamtsjatka, student van de St. Petersburg Academie van Wetenschappen Stepan Petrovich Krasjeninnikov (1711-1755), in Okhotsk aankwam, werden daar schepen gebouwd. De jonge wetenschapper wendde zich tot kapitein-commandant Vitus Bering met een verzoek om hulp bij het organiseren van een dienst voor het meten van zeespiegelschommelingen. Hiervoor was een waarnemer en een zandloper nodig. Bering benoemde een geletterde soldaat tot waarnemer, maar gaf geen uren. Krasheninnikov ontsnapte uit de situatie door een watermeter te graven voor het kantoor van de commandant, waar volgens marinegebruik regelmatig flessen werden afgeweerd. De zandloper bleek een betrouwbaar en handig apparaat voor het meten van korte tijdsperioden en overtrof de zonnewijzer in termen van "vitaliteit". Tot voor kort werden ze gebruikt in fysiotherapiekamers van poliklinieken om de tijd van procedures te controleren. Maar ze worden verdrongen door elektronische timers.

Verbranding van het materiaal is ook een vrij uniform proces op basis waarvan de tijd kan worden gemeten. Brandklokken werden veel gebruikt in China. Het is duidelijk dat ze dienden als een prototype, en nu populair zijn in Zuidoost-Azië, rookstokjes - langzaam smeulende staafjes die geurige rook afgeven. De basis van dergelijke horloges waren de brandbare stokken of koorden, die waren gemaakt van een mengsel van houtmeel met bindmiddelen. Ze waren vaak van behoorlijke lengte, gemaakt in de vorm van spiralen en hingen over een vlakke plaat waar as viel. Aan het aantal resterende beurten was het mogelijk om de verstreken tijd te beoordelen. Er waren ook "brandalarmen". Daar werd het gloeiende element horizontaal in een lange vaas geplaatst. Op de juiste plaats is er een draad met gewichten overheen gegooid. Het vuur, dat de draad had bereikt, brandde het uit en de gewichten vielen met een klap in de koperen schotel die was geplaatst. In Europa waren kaarsen met schaalverdeling in gebruik, die de rol speelden van zowel nachtlampjes als tijdmeters. Om ze als wekker te gebruiken werd er een pin met een gewicht op de gewenste hoogte in de kaars gestoken. Toen de was rond de pin smolt, viel het gewicht samen met een kletterend geluid in de kandelaarbeker. Olielampen met glazen vaten uitgerust met een schaal werden ook gebruikt voor ruwe meting van de tijd 's nachts. De tijd werd bepaald door het oliepeil, dat afnam naarmate het opbrandde.

"Elektrische apparaten" - Lamphouders, enz. Mixer. Thermisch. Elektrotechniek. Doelen en doelen. Stroomonderbrekers. Huishoudelijke elektrische apparaten. Educatief onderwerp: Huishoudelijke elektrische apparaten. Wisselstroom. Gelijkstroom. Bedrading apparaten. Bedrading. Soorten elektrische bedrading. Huishoudelijke apparaten. De lijst met elektrische apparaten is erg lang.

"Gewicht en massa" - Het verloop van het experiment. GEWICHT en LICHTHEID. Wetenschappelijk bewijs en observaties. Projectoverzicht. Gewichtloosheid kan worden benaderd door met een bepaalde snelheid langs een convexe baan te bewegen. Wie en wanneer begon de val van lichamen in de lucht te bestuderen? Het boek "De onopgeloste geheimen van de mensheid" van Reader's Digest.

"Zakgewicht" - Aanbevelingen voor leerlingen: Weeg schooltassen zonder schoolspullen van leerlingen in onze klas. Doe oefeningen om de spieren van de romp te versterken. Onderzoeksonderwerp: studenthouding. Project is onderzoek. Ik zal mijn gezondheid behouden, ik zal mezelf helpen. Onze rugzakken. Onderzoeksresultaten: "Wat zit er in onze rugzakken?"

"Vergrotende apparaten" - Doelstellingen. Een handloep geeft een vergroting van 2 tot 20 keer. Het product geeft de vergroting aan die de microscoop momenteel geeft. Statief. Historische referentie. Biologie is de wetenschap van het leven, levende organismen die op aarde leven. Buis. Biologie is de wetenschap van het leven. Laboratoriumwerk nr. 1. 4. Plaats het voltooide exemplaar op het podium tegenover het gat erin.

Luchtgewicht en druk - wat is atmosfeer? Hoe kan het gas worden gewogen? Wat veroorzaakt atmosferische druk? Doet de sfeer ertoe? Meting van atmosferische druk. Laten we de vragen beantwoorden: kan de atmosfeer "verpletteren"? Waardoor ontstaat de gasdruk? Waarom stijgt het water na de zuiger? Wat is de naam van een apparaat voor het meten van atmosferische druk?

"Meetinstrumenten" - De thermometer is een aan beide zijden afgesloten glazen buis. Druk meter. Dynamometer. Medische rollenbank. Meten is de ene hoeveelheid met de andere vergelijken. Elk apparaat heeft een schaal (verdeling). Aneroïde barometer. Barometer. Thermometer. Apparaten vergemakkelijken het menselijk leven enorm. Krachtmeter. Soorten dynamometers.

Instrumenten voor het meten van massa worden balansen genoemd. Bij elke weging wordt minimaal één van de vier basishandelingen uitgevoerd.

1. bepaling van onbekend lichaamsgewicht ("weging"),

2. een bepaalde hoeveelheid massa afmeten ("wegen"),

3.bepaling van de klasse waartoe het te wegen lichaam behoort (“tar-

niveau wegen "of" sorteren "),

4. het wegen van een continu stromende materiaalstroom.

De meting van massa is gebaseerd op het gebruik van de wet van universele zwaartekracht, volgens welke het zwaartekrachtveld van de aarde massa aantrekt met een kracht die evenredig is aan deze massa. De zwaartekracht wordt vergeleken met de kracht waarvan de grootte bekend is en die op verschillende manieren wordt gecreëerd:

1) een belasting met bekende massa wordt gebruikt voor het balanceren;

2) er treedt een balancerende kracht op wanneer het elastische element wordt vervormd;

3) de balanceerkracht wordt gecreëerd door een pneumatisch apparaat;

4) de balanceerkracht wordt gecreëerd door een hydraulisch apparaat;

5) de balanceerkracht wordt elektrodynamisch gecreëerd met behulp van een solenoïdewikkeling in een constant magnetisch veld;

6) er ontstaat een balancerende kracht wanneer het lichaam wordt ondergedompeld in een vloeistof.

De eerste methode is klassiek. De maat in de tweede methode is de hoeveelheid vervorming; in de derde - luchtdruk; in de vierde - vloeistofdruk; in de vijfde - de stroom die door de wikkeling stroomt; in de zesde - de diepte van onderdompeling en lift.

Schaalclassificatie

1. Mechanisch.

2. Elektromechanisch.

3. Optomechanisch.

4. Radio-isotoop.

Hefboomhandel schalen

Commerciële mechanische weegschalen RN-3Ts13UM

Mechanische weegschalen zijn gebaseerd op het principe van massavergelijking met behulp van hefbomen, veren, zuigers en weegpan

In elektromechanische weegschalen wordt de kracht die wordt ontwikkeld door de gewogen massa gemeten door de vervorming van een elastisch element met behulp van rekstrookjes, inductieve, capacitieve en trillingsfrequentieomvormers.

Het huidige stadium in de ontwikkeling van laboratoriumbalansen, gekenmerkt door een relatief lage snelheid en aanzienlijke gevoeligheid voor externe invloeden, wordt gekenmerkt door het toenemende gebruik daarin om een ​​balancerende kracht (moment) te creëren van elektrische stroomopwekkers met een elektronisch automatisch regelsysteem ( ACS), die ervoor zorgt dat het meetgedeelte van de balans terugkeert naar zijn oorspronkelijke evenwichtspositie. ATS elektronisch laboratorium. de balans (fig. 4) bevat een sensor, bijvoorbeeld in de vorm van een differentiële transformator; de kern is bevestigd op het meetgedeelte en beweegt in een spoel die op de basis van de balans is gemonteerd met twee wikkelingen, waarvan de uitgangsspanning wordt toegevoerd aan de elektronische eenheid. Sensoren worden ook gebruikt in de vorm van een elektronisch-optisch apparaat met een spiegel op het meetgedeelte, dat de lichtstraal richt op een differentiële fotocel die is aangesloten op de elektronische eenheid. Wanneer het meetgedeelte van de balans afwijkt van de aanvankelijke evenwichtspositie, verandert de relatieve positie van de sensorelementen en verschijnt er een signaal aan de uitgang van de elektronische unit met informatie over de richting en grootte van de afwijking. Dit signaal wordt versterkt en door de elektronische eenheid omgezet in stroom, die wordt toegevoerd aan de stroomopwekkingsspoel, die op de basis van de balans is bevestigd en samenwerkt met een permanente magneet op het meetgedeelte. De laatste keert, vanwege de opkomende tegenkracht, terug naar zijn oorspronkelijke positie. De stroom in de stroomopwekkingsspoel wordt gemeten met een digitale microampèremeter, gekalibreerd in massa-eenheden. Elektronische weegschalen met een weegpan boven het hoofd gebruiken een soortgelijk automatisch balansschema, maar de permanente magneet van de bekrachtiger is gemonteerd op een staaf die de pan draagt ​​(elektronische hefboomloze schaal) of verbonden met deze staaf door een hefboom (elektronische straalschaal).

Schematisch diagram van een elektronisch laboratorium. schalen: 1 -sensor; 2-kern; 3, 5-correspondenties van de sensorspoel en de vermogensopwekker; 4-power bekrachtiger; 6-permanente magneet; 7-staaf; 8-gewichts houder; 9-elektronische eenheid; 10-voeding; 11-cijferig leesapparaat.

Trillingsfrequentie (snaar). De werking ervan is gebaseerd op het veranderen van de frequentie van een uitgerekte metalen snaar die op een elastisch element is gemonteerd, afhankelijk van de grootte van de kracht die erop wordt uitgeoefend. De invloed van externe factoren (vochtigheid, temperatuur, atmosferische druk, trillingen), evenals de complexiteit van de fabricage hebben ertoe geleid dat dit type sensoren niet veel wordt gebruikt.

Trillingsfrequentiesensor van elektronische weegschalen van de firma "TVES" Op de basis 1 is een elastisch element 2 bevestigd, in het gat waarvan een touwtje 3 zit, daarmee uit één stuk gemaakt. Aan weerszijden van de snaar bevinden zich de spoelen van de elektromagneet 4 en de verplaatsingsopnemer 5 van het inductieve type. Aan het bovenoppervlak van het elastische element is een stijve plaat 6 met steunen 7 bevestigd, waarop de basis van het laadplatform wordt geplaatst. Om de vervorming van het elastische element te beperken, is er een veiligheidsbeugel 8.

Elektronische tafelweegschaal.

Specificaties:

weegbereik - 0,04-15 kg;

discretie - 2/5 g;

monster van tarragewicht - 2 kg;

gemiddelde levensduur - 8 jaar;

nauwkeurigheidsklasse volgens GOST R 53228 - III gemiddeld;

AC-voedingsparameters - 187–242 / 49–51 V / Hz;

stroomverbruik - 9 W;

totale afmetingen - 295 × 315 × 90 mm;

gewicht - 3,36 kg;

totale afmetingen (met verpakking) - 405 × 340 × 110 mm;

gewicht (met verpakking) - 4,11 kg.

Onlangs zijn elektromechanische balansen met een kwarts piëzo-elektrisch element op grote schaal gebruikt. Dit piëzo-elektrische element is een dunne (niet meer dan 200 micron) vlakparallelle kwartsplaat met een rechthoekige vorm met elektroden in het midden aan beide zijden van de plaat. De sensor heeft twee piëzo-elektrische elementen die op elastische elementen zijn gelijmd, die de differentiële belasting van de transducers implementeren. De zwaartekracht van de last veroorzaakt compressie van het ene elastische element en uitzetting van het andere.

Weegschalen van de firma "Mera" met extern aanwijsapparaat PVm-3/6-T, PVm-3/15-T, PVm-3/32-T. Drie bereiken: (1,5; 3; 6), (3; 6; 15), (3; 6; 32) kg.

Het werkingsprincipe van de balans is gebaseerd op het omzetten van de vervorming van het elastische element van de load cell, die optreedt onder invloed van de zwaartekracht van de belasting, in een elektrisch signaal waarvan de amplitude (rekstrooksensor) of frequentie (tenzo quartz sensor) verandert evenredig met de massa van de last.

Dus, volgens de methode van installatie op een vervormbaar lichaam, zijn converters van dit type vergelijkbaar met rekstrookjes. Om deze reden worden ze tenzo-kwarts-transducers genoemd. In het lichaam van elk piëzo-elektrisch element worden zelftrillingen opgewekt met een eigen frequentie, die afhangt van de mechanische spanning die ontstaat in het piëzo-elektrische element onder invloed van de belasting. Het uitgangssignaal van de transducer is, net als dat van de trillingsfrequentiesensor, de frequentie in het bereik van 5 ... 7 kHz. Tensokwarts-transducers hebben echter een lineaire statische karakteristiek en dit is hun voordeel. Sensorelementen zijn geïsoleerd van de omgeving, waardoor de fout als gevolg van fluctuaties in de luchtvochtigheid wordt verminderd. Daarnaast wordt met behulp van een aparte temperatuurgevoelige kwartsresonator gecorrigeerd voor de temperatuurverandering in de actieve zone van de sensor.

Gewichtsomzetters voor radio-isotopen zijn gebaseerd op het meten van de intensiteit van ioniserende straling die door de gemeten massa wordt uitgezonden. Voor een transducer van het absorptietype neemt de stralingsintensiteit af met toenemende materiaaldikte, terwijl voor een transducer van het verstrooide type de intensiteit van de waargenomen

verstrooide straling neemt toe met toenemende materiaaldikte. Het verschil tussen radio-isotopenbalansen is lage meetbare inspanningen, veelzijdigheid en ongevoeligheid voor hoge temperaturen, terwijl elektromechanische balansen met rekstrookjestransducers goedkoop en zeer nauwkeurig zijn.

Weeg- en weegapparatuur

Afhankelijk van hun doel zijn weeg- en weegapparatuur onderverdeeld in de volgende zes groepen:

1) schalen van discrete actie;

2) schalen van continue actie;

3) dispensers met discrete actie;

4) dispensers van continue actie;

5) voorbeeldweegschalen, gewichten, mobiele weegmiddelen;

6) apparaten voor speciale metingen.

Naar de eerste groep laboratoriumweegschalen van verschillende typen omvatten, die een afzonderlijke groep weegschalen vertegenwoordigen met speciale voorwaarden en weegmethoden die een hoge nauwkeurigheid van metingen vereisen; tafelweegschalen met de hoogste weeggrens (LEL) tot 100 kg, platformmobiel en insteekweegschalen met LEL tot 15 t; weegplateau stationair, auto, trolley, wagen (ook voor onderweg wegen); weegschalen voor de metallurgische industrie (hieronder vallen ladingstoevoersystemen voor het voeden van hoogovens, weegschalen voor elektrische auto's, kolenweegschalen voor cokesovenbatterijen, weegkarren, weegschalen voor vloeibaar metaal, weegschalen voor bloemen, blokken, gewalste producten, enz.).

Weegschalen van de eerste groep zijn gemaakt met tuimelaars van het schaaltype, vierkante meetklokken en digitale aanwijs- en drukaanwijsapparaten en consoles. Om het wegen te automatiseren, worden drukmachines gebruikt voor het automatisch registreren van weegresultaten, het optellen van de resultaten van verschillende wegingen, en apparaten die weegmetingen op afstand verzenden.

Naar de tweede groep omvatten transportband- en bandweegschalen van continu bedrijf, die continu verantwoordelijk zijn voor de massa van het getransporteerde materiaal. Transportweegschalen verschillen van doorlopende bandweegschalen doordat ze zijn gemaakt in de vorm van een afzonderlijk weegapparaat dat op een bepaald gedeelte van de bandtransporteur is geïnstalleerd. Bandweegschalen zijn onafhankelijke bandtransporteurs van korte lengte, uitgerust met een weeginrichting.

Naar de derde groep omvatten dispensers voor de totale boekhouding (batchweegschalen) en dispensers voor het verpakken van bulkmaterialen die worden gebruikt in technologische processen in verschillende sectoren van de nationale economie.

Naar de vierde groep omvatten continue batchers die worden gebruikt in verschillende technologische processen waar een continue aanvoer van materiaal met een bepaalde productiviteit vereist is. In principe worden continue batchers uitgevoerd met regeling van de materiaaltoevoer naar de transportband of met regeling van de bandsnelheid.

vijfde groep omvat metrologische weegschalen voor het uitvoeren van controlewerkzaamheden, evenals gewichten en mobiele controlemiddelen.

zesde groep omvat verschillende weegtoestellen die worden gebruikt om niet de massa, maar andere parameters te bepalen (bijvoorbeeld het berekenen van evenwichtsdelen of producten, het bepalen van het koppel van motoren, het percentage zetmeel in aardappelen, enz.).

Controle wordt uitgevoerd volgens drie voorwaarden: de norm, minder dan de norm en meer dan de norm. De maat is de stroom in de spoel van de elektromagneet. De discriminator is een weegsysteem met een tafel 3 en een elektromagnetisch apparaat 1, een inductieve verplaatsingstransducer 2 met een uitgangsversterker en een relaisapparaat 7. Met een normale massa van controleobjecten is het systeem in evenwicht en worden de objecten verplaatst door transportband 6 naar de plaats van verzameling. Als de massa van het object afwijkt van de norm, wordt de tafel 3 verplaatst, evenals de kern van de inductieve omzetter. Dit veroorzaakt een verandering in de stroomsterkte in het spoelcircuit en de spanning over de weerstand R. De relaisdiscriminator schakelt de actuator 4 in, die het object van de transportband laat vallen. Het relaisapparaat kan een drie-positie zijn met een wisselcontact, waarmee objecten naar rechts of links kunnen worden gedropt ten opzichte van de transportband, afhankelijk van of de massa van het afgewezen object kleiner of groter is dan de norm. Dit voorbeeld laat duidelijk zien dat het resultaat van controle niet de numerieke waarde van de gecontroleerde waarde is, maar een gebeurtenis - of het object nu geschikt is of niet, d.w.z. is de gecontroleerde waarde binnen de gespecificeerde limieten of niet.

Gewichten GOST OIML R 111-1-2009 is een interstate standaard.

1. Referentiegewichten. Een eenheid van massa reproduceren en opslaan

2. Gewichten voor algemeen gebruik. SI-massa's in de werksferen van de MMC en N.

3. Kalibratiegewichten. Voor het aanpassen van de balans.

4. Speciale gewichten. Voor de individuele behoeften van de klant en volgens zijn tekeningen. Bijvoorbeeld een speciale vorm, karaat, Newtoniaanse gewichten, met een radiale snede, haken, ingebouwd in weegsystemen, bijvoorbeeld voor het afstellen van dispensers.

Standaardgewicht E 500 kg F2 (+) CR-S (inklapbaar of composiet)

Nauwkeurigheidsklasse F2, toelaatbare fout 0 ... 8000 mg

Home / Classificatie van gewichten / Nauwkeurigheidsklassen

Classificatie van gewichten per categorie en nauwkeurigheidsklassen.

In overeenstemming met GOST OIML R 111-1-2009 zijn de gewichten verdeeld in 9 nauwkeurigheidsklassen, die voornamelijk verschillen in de nauwkeurigheid van massareproductie.

Classificatietabel voor gewichten naar nauwkeurigheidsklassen. Grenzen van toelaatbare fout ± m. Nauwkeurigheid in mg.

De nominale waarde van de massa van gewichten	Gewichtsklasse
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 gram	0,25	0,8	2,5	8,0
200 gram	0,10	0,3	1,0	3,0
100 gram	0,05	0,16	0,5	1,6	5,0
50 gram	0,03	0,10	0,3	1,0	3,0
20 gram	0,025	0,08	0,25	0,8	2,5		8,0
10 gram	0,020	0,06	0,20	0,6	2,0		6,0
5 gram	0,016	0,05	0,16	0,5	1,6		5,0
2 gram	0,012	0,04	0,12	0,4	1,2		4,0
1 gram	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

De nominale waarden van de massagewichten geven de grootste en de kleinste nominale massa aan die in elke klasse is toegestaan, evenals de limieten van de toegestane fout, die niet van toepassing zijn op hogere en lagere waarden. De minimale nominale massa voor een M2-gewicht is bijvoorbeeld 100 mg, terwijl het maximum 5000 kg is. Een gewicht met een nominale massa van 50 mg wordt volgens deze norm niet als M2-gewicht geaccepteerd, maar moet voldoen aan de M1-foutgrenzen en andere eisen (bijvoorbeeld vorm en markeringen) voor die gewichtsnauwkeurigheidsklasse. Anders wordt het gewicht niet geacht te voldoen aan deze norm.

Voor het juiste antwoord op de in de opdracht gestelde vraag is het noodzakelijk om ze van elkaar te onderscheiden.

Lichaamsgewicht is een fysiek kenmerk dat niet afhankelijk is van factoren. Het blijft overal in het universum constant. De meeteenheid is de kilogram. De fysieke essentie op conceptueel niveau bestaat uit het vermogen van het lichaam om snel van snelheid te veranderen, bijvoorbeeld om volledig tot stilstand te komen.

Lichaamsgewicht kenmerkt de kracht waarmee het op het oppervlak drukt. Bovendien hangt het, zoals elke kracht, af van de versnelling die aan het lichaam wordt gegeven. Op onze planeet werkt op alle lichamen dezelfde versnelling (versnelling van de zwaartekracht; 9,8 m/s 2). Dienovereenkomstig zal op een andere planeet het lichaamsgewicht veranderen.

De zwaartekracht is de kracht waarmee de planeet het lichaam aantrekt, numeriek is deze gelijk aan het gewicht van het lichaam.

Apparaten voor het meten van gewicht en lichaamsgewicht

Het instrument voor het meten van massa is een bekende balans. Het eerste type balans was mechanisch, dat vandaag de dag nog steeds veel wordt gebruikt. Later werden ze vergezeld door elektronische weegschalen met een zeer hoge meetnauwkeurigheid.

Om uw lichaamsgewicht te meten, moet u een apparaat gebruiken dat een dynamometer wordt genoemd. De naam vertaalt zich als een krachtmeter, wat overeenkomt met de betekenis van de term lichaamsgewicht die in de vorige sectie is gedefinieerd. Naast schalen zijn ze van mechanisch type (hendel, veer) en elektronisch. Gewicht wordt gemeten in Newton.