Шкальные измерительные приборы: §4. Роль измерений в физике. Прямые и косвенные измерения. Учебник 6 класса. Кабинет-337

alexxlab | 09.02.2023 | 0 | Разное

Содержание

§4. Роль измерений в физике. Прямые и косвенные измерения. Учебник 6 класса. Кабинет-337

Физика: учеб. пособие для 6-го кл. общеобразоват. учреждений с рус. яз. обученияЛ. А. Исаченкова, И. Э. Слесарь. — Минск: Нар. асвета, 2010.

««« Предыдущая страница] – [ § 4.] – [ Следующая страница »»»

Наука начинается с тех пор, как начинают измерять…

Д. И. Менделеев

Вдумайтесь в слова известного ученого. Из них ясна роль измерений в любой науке, а особенно в физике. Но, кроме того, измерения важны в практической жизни. Можете ли вы представить свою жизнь без измерений времени, массы, длины, скорости движения автомобиля, расхода электроэнергии и т. д.?

Как измерить физическую величину? Для этой цели служат измерительные приборы. Некоторые из них вам уже известны. Это разного вида линейки, часы, термометры, весы, транспортир (рис. 20) и др.

Рис.20. Измерительные приборы.

Измерительные приборы бывают цифровые и шкальные. В цифровых приборах результат измерений определяется цифрами. Это электронные часы (рис. 21), термометр (рис. 22), счетчик электроэнергии(рис. 23) и др.

Рис.21.Электронные часы. Рис.22.Термометр. Рис.23.Счетчик электроэнергии.

Линейка, стрелочные часы, термометр бытовой, весы, транспортир (см. рис. 20) — это шкальные приборы. Они имеют шкалу. По ней определяется результат измерения. Вся шкала расчерчена штрихами на деления (рис. 24). Одно деление — это не один штрих (как иногда ошибочно считают учащиеся). Это промежуток между двумя ближайшими штрихами. На рисунке 25 между числами 10 и 20 — два деления, а штриха — 3. Приборы, которые мы будем использовать в лабораторных работах, в основном шкальные.

Измерить физическую величину — значит сравнить ее с однородной величиной, принятой за единицу.

Рис.24.Шкала с делениями. Рис.

25.

Например, чтобы измерить длину отрезка прямой между точками А и В, надо приложить линейку и по шкале (рис. 26) определить, сколько миллиметров укладывается между точками А и В. Однородной величиной, с которой проводилось сравнение длины отрезка АВ, была длина, равная 1 мм.

Рис.26.

Если физическая величина измеряется непосредственно путем снятия данных со шкалы прибора, то такое измерение называют прямым.

Например, приложив линейку к бруску в разных местах, мы определим его длину а (рис. 27, а), ширину b и высоту с. Значение длины, ширины, высоты мы определили непосредственно, сняв отсчет со шкалы линейки. Из рисунка 27, б следует: а = 150 мм. Это прямое измерение.

Рис.27a.Рис.27b.

А как определить объем бруска?

Надо провести прямые измерения его длины а, ширины b и высоты с, а затем по формуле

V= a · b · с. (§2)

вычислить объем бруска.

В этом случае мы говорим, что объем бруска определили по формуле, т. е. косвенно, и измерение объема называется косвенным измерением.

Подумайте и ответьте

1. На рисунке 28 представлено несколько измерительных приборов.

Как называются эти измерительные приборы?
Какие из них цифровые?
Какую физическую величину измеряет каждый прибор?
Что представляет однородная величина на шкале каждого прибора, представленного на рисунке 28, с которой сравнивают измеряемую величину?

Рис.28. Измерительные приборы

2. Разрешите спор.

Таня и Петя решают задачу: «Определите линейкой толщину одного листа книги, содержащей 300 страниц. Толщина всех листов равна 3 см». Петя утверждает, что это можно сделать прямым измерением линейкой толщины листа. Таня же считает, что определение толщины листа — это косвенное измерение.

А как считаете вы? Обоснуйте свой ответ.

Интересно знать!

Изучая строение человеческого тела и работу его органов, ученые также проводят множество измерений. Оказывается, что человек, масса которого примерно 70 кг, имеет около 6 л крови. Сердце человека в спокойном состоянии сокращается 60—80 раз в минуту. За одно сокращение оно выбрасывает в среднем 60 см³ крови, в минуту — окол 4 л, в сутки — около 6—7 т, в год — более 200 т. Так что наше сердце — большой труженик!

Кровь человека 360 раз в течение суток проходит через почки, очищаясь там от вредных веществ. Общая протяженность почечных кровеносных сосудов 18 км. Ведя здоровый образ жизни, мы помогаем нашему организму работать без сбоев!

Домашнее задание

1. Перечислите в тетради измерительные приборы, которые есть в вашей квартире (доме). Разнесите их по группам:

1) цифровые; 2) шкальные.

2. Проверьте справедливость правила Леонардо да Винчи (рис. 29) — гениального итальянского художника, математика, астронома, инженера.

Рис.29. Леонардо да ВинчиРис.30. Измерение ростаРис.31. Расстояние по горизонтальной прямой между концами пальцев рук

Для этого:

а) измерьте свой рост: попросите кого-нибудь с помощью треугольника (рис. 30) поставить на дверном косяке небольшую черточку карандашом; измерьте расстояние от пола до отмеченной черточки;

б) измерьте расстояние по горизонтальной прямой между концами пальцев рук (рис. 31);

в) сравните полученное в пункте б) значение со своим ростом; у большинства людей эти значения равны, что впервые было подмечено Леонардо да Винчи.

««« Предыдущая страница] – [ § 4.] – [ Следующая страница »»»

Цифровые штангенциркули, микрометры, нутромеры, угломеры, цифровые индикаторы, приборы для измерения внутренних и внешних размеров, пазов, отверстий, стенок труб

MITUTOYO

Япония

Ручные измерительные инструменты Mitutoyo:
- Штангенциркули, глубиномеры, высотомеры, штангенрейсмасы
- Микрометры, нутромеры и микрометрические головки Mitutoyo
- Оборудование для обработки данных и системы статистического контроля
- Индикаторы, граммометры (пружинные), толщиномеры
- Стойки, штативы, центра, угломеры, лекальные линейки, угольники
- Поверочные измерительные приборы, штифты и поверочные плиты
- Плоскопараллельные концевые меры длины
- Датчики линейных перемещений, блоки индикации
Автоматические системы измерений Mitutoyo:
- Цифровые системы измерения длины
- Испытательное оборудование
- Системы датчиков
- Оптические системы
- Приборы для измерения формы
- Видео-измерительные системы
- Координатно-измерительные машины

KROEPLIN

Германия

Измерительные инструменты (кронциркули) KROEPLIN
PINZBOHR
Испания
- Системы настройки инструмента
  - ADI – Digital display | Integrated optical system
  - BWT – Digital display | Precision dial indicator
  - TPR – Multiple digital display
В данном разделе представлен измерительный инструмент, использование которого необходимо как в процессе металлообработки для снятия промежуточных результатов, так и по её окончанию — для проверки конечного или тестового результата.
Ручные измерительные инструменты:
- Штангенинструмент — инструмент для измерения размеров. Отличаются высокой износостойкостью и выполнены из материалов, не подвергающихся коррозии.
- Микрометры, нутрометры и др. — инструмент для измерения в области малых размеров. Погрешность предлагаемых нами инструментов ±2 микрона.
- Оборудование для обработки данных — оборудование для работ с данными, получаемыми с измерительного инструмента Mitutoyo.
- Индикаторы, толщинометры и др. — цифровое и аналоговое оборудование для отображения данных с измерительного инструмента и инструмент с таким оборудованием.
- Стойки, штативы и др. — оборудование для фиксации измерительного инструмента, а также фиксированные шкалы для измерения углов, расстояний и пр.
- Поверочные приборы и эталоны — оборудование для калибровки и проверки, как измерительных приборов, так и самих результатов обработки.
- Концевые меры длины — эталоны длины, выполненные в форме параллелепипеда или круглого цилиндра с нормируемыми размерами.
- Датчики линейных перемещений и пр. — микрометры с лазерным сканированием, блоки индикации и принадлежности к ним.
Автоматические измерительные инструменты, взаимодействующие непосредственно с металлорежущим оборудованием:
- Цифровые системы измерения длины — шкальные устройства и линейные шкалы, в том числе для работы в агрессивной среде.
- Испытательное оборудование — приборы для определения твёрдости материалов.
- Системы датчиков — блоки индикации и принадлежности к ним.
- Оптические системы — лупы, микроскопы и измерительные проекты разных типов.
- Приборы для измерения формы — измерительные приборы для измерения шероховатости, контура и формы поверхности (профилометры, контурографы, кругломеры).
- Видео-измерительные примеры — бесконтактные измерительные системы и программное обеспечение для них.
- Координатно-измерительные машины — высокозащищённые, высокоточные и высокоскоростные приборы для измерения.
Системы настройки инструментов Pinzbohr служат для измерения и настройки инструментов перед началом работ. Вот что пишет о своих продуктах сам производитель:
- ADI — независимый дизайн и практическая функциональная направленность превращают ADI в почти непревзойдённый блок предварительной настройки со встроенной оптикой. 20-кратное увеличение позволяет измерять геометрические характеристики резания легко и удобно. Проверка без контакта с инструментом позволяет измерять инструмент без какого бы то ни было повреждения его режущих кромок. Точная и быстрая настройка обеспечивается маховиками с точными настройками по осям Z и X. Благодаря надёжной измерительной системе Mitutoyo и точно настраиваемому инструменту рентабельность ADI практически уникальна.
- BWT — блок настройки BWT Compact является выдающимся благодаря своей простоте в обращении. Практически ориентированная функциональная гарантирует быстрое и точное измерение инструментов. Технические детали, а также двунаправленный переключатель, работа с маховиками и точная настройка в обеих осях экономят драгоценное время во время предварительной настройки. BWT Compact предлагает отличную экономическую эффективность, благодаря своему независимому дизайну.
- TPR — семейство предустановочных инструментов TPR предназначено для экстремальных условий эксплуатации. Их прочность была доказана на семинарах, проводимых во всём мире в течение 15 лет. Продажа нескольких тысяч единиц сделала его незаменимой классикой в области предварительной настройки. Этот автономный инструмент, питаемый от батареи, может быть легко перемещён, благодаря транспортировочным ручкам. Два цифровых дисплея позволят одновременно считывать информацию по осям. Постоянная точность измерения обеспечивается постоянной силой измерения. Использование этого прибора является исключительно простым, обучение не требуется.
Типы весов – Руководство покупателя Томаса
Промышленные крановые весы обеспечивают измерение массы подвешенного груза.
Изображение предоставлено: ivandan / Shutterstock.com
Термин «весы» в смысле измерения относится к устройствам, которые предназначены для определения массы объекта путем измерения его веса и преобразования этого значения силы в эквивалент его массы.
Как правило, большинство весов работают по принципу, согласно которому данная масса будет проявлять гравитационную силу на Земле, и величина этой силы может быть оценена, а затем откалибрована в меру массы этого объекта с использованием механических или электронных средств для измерения. перевод.
Весы
используются повсеместно в коммерческих, промышленных и жилых помещениях, и их можно условно разделить на следующие категории:
- Настольные и компактные весы
- Весы для сыпучих материалов
- Платформенные, колесные и гусеничные весы
- Напольные, напольные и конвейерные весы
- Подвесные весы
Термин, связанный с весами, — слово «балансы». В некоторых контекстах весы определяются как форма измерительного прибора, предназначенного для использования в лабораториях и научно-исследовательских учреждениях, где требуется гораздо более высокая степень точности измерений. Однако бывают случаи, когда термины «масштаб» и «баланс» используются взаимозаменяемо для обозначения одного и того же устройства.
Обратите внимание, что существуют и другие контексты для слова «масштаб», например, «Шкала архитекторов и инженеров», инструмент измерения линейного расстояния, который используется для визуализации чертежей проектов в масштабе. Эта статья посвящена исключительно весам, которые используются для измерения массы.
Классификация весов
Настольные и настольные весы
Настольные и настольные весы – это механические или электромеханические устройства, используемые на скамьях или аналогичных плоских поверхностях для взвешивания, подсчета или сравнения веса различных предметов. Настольные и настольные весы используются в коммерческих целях, но также используются в быту. В зависимости от типа индикатора вес считывается на циферблате, цифровом дисплее или по ряду отметок на корпусе весов и может отображать показания более чем в одной единице измерения. Они также могут быть с питанием от сети переменного тока, с питанием от батареи, а также с ручным или механическим управлением. В эту категорию весов также входят весы, знакомые большинству людей, такие как почтовые весы, весы мясника, весы аптекаря и диетические весы.
Весы для сыпучих материалов
Весы для сыпучих материалов представляют собой механические или электромеханические устройства, используемые для измерения массы или веса сыпучих материалов, таких как зерно или гравий. Весы для сыпучих материалов используются в основном в строительстве и сельском хозяйстве для измерения песка и гравия, угля или кормов, таких как рис или зерно. Весы можно использовать для дозирования материалов, а также для смешивания, дозирования и т. д. Типы весов включают подвесные, резервуарные, гравиметрические или бункерные. В зависимости от типа индикатора вес считывается на цифровом дисплее или на циферблате и может быть представлен более чем в одной единице измерения.
Платформенные, колесные и гусеничные весы
Напольные, колесные и гусеничные весы
— это измерительные устройства, используемые для измерения веса или массы более крупных и тяжелых предметов. Палубные, колесные и гусеничные весы используются в основном в коммерческих целях для измерения крупных и тяжелых предметов, таких как грузовики. Напольные весы имеют большие поверхности, называемые палубами, для удержания таких предметов, как крупные животные, строительная техника и т. д. Колесные весы имеют меньшие поверхности и используются для определения нагрузки на каждое колесо транспортного средства. Рельсовые весы предназначены для взвешивания железнодорожных вагонов. Автомобильные весы расположены вдоль автомагистралей, чтобы обеспечить средство для определения веса грузовика и, таким образом, определения соответствующей пошлины или тарифа, взимаемого за перевозку товаров. Они также используются для взвешивания грузовиков до и после получения или выгрузки сыпучих материалов. В зависимости от типа индикатора вес считывается на цифровом дисплее или на циферблате и может быть представлен более чем в одной единице измерения.
Напольные, напольные и конвейерные весы
Напольные, напольные и конвейерные весы представляют собой измерительные устройства для взвешивания веса или массы материалов или продуктов в различных приложениях и способами. Напольные, напольные и конвейерные весы используются в основном в коммерческих целях, но имеют и другие применения. Многие типы и размеры доступны для общего применения, а также для специального использования. Напольные весы обычно располагаются на полу и используются для измерения веса размещенных на них предметов, включая людей, пакеты и т. д. Знакомые примеры включают вездесущие весы для ванной комнаты и весы для багажа, расположенные на стойках регистрации в аэропорту. Весы для погрузчиков используются с вилочными погрузчиками для определения веса груза на вилах. Конвейерные весы используются с конвейерными системами для измерения материала, перемещаемого конвейером. Тип индикатора может быть цифровым дисплеем или циферблатом и может быть представлен более чем в одной единице измерения.
Подвесные весы
Подвесные весы представляют собой подвешенные измерительные устройства, состоящие из подвесных корзин или чашек, в которые помещаются взвешиваемые предметы, и индикаторов для отображения веса. Подвесные весы используются в основном в розничной торговле для измерения веса различных предметов. Типичные области применения включают супермаркеты, склады, фабрики и т. д. В зависимости от применения доступны различные размеры и грузоподъемность. Увеличенные версии подвесных весов используются с кранами для определения нагрузки.
Резюме
В этой статье представлен краткий обзор некоторых обычно используемых типов весов. Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу поиска поставщиков Thomas, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.
Прочие «Типы» изделий
- Типы кримперов — Руководство для покупателей ThomasNet
- Типы датчиков температуры
- Типы розеток
- Три типа медицинских покрытий
- Типы пружин – Руководство по покупке Томаса
- Типы защитных перчаток
- Типы ограждений — Руководство для покупателей ThomasNet
- Типы уплотнительного оборудования – Руководство по покупке Томаса
- Прототипы в электронике, компьютерном программном обеспечении и вычислительной технике
- Типы электрощеток
- Типы помех в электроснабжении
- Типы грузовиков и тележек — Руководство по покупке Томаса
- Типы клеев для аэрокосмической отрасли — Руководство для покупателей ThomasNet
- Пластиковые прототипы печатных плат
- Типы пускателей двигателей
- Типы систем сбора данных — руководство по покупке ThomasNet
- Типы чистых помещений — Руководство для покупателей ThomasNet
- Типы тиристоров — Руководство для покупателей ThomasNet
- Типы светильников
- Типы изоляции – Руководство по покупке Томаса
Еще из раздела Инструменты и элементы управления
Приборы для измерения веса
Работая над удовлетворением потребностей наших клиентов с помощью инновационной технологии и дизайна весов, компания Arlyn Scales уже более тридцати лет является лидером в области решений для измерения веса. Мы производим наши весы на нашем заводе в Лонг-Айленде, штат Нью-Йорк, что позволяет нам доставлять продукцию прямо к вам, что означает, что вы экономите деньги. Часть экономии, которую это дает, также идет на создание высококачественных весов, которые не могут быть превзойдены конкурентами даже по розничной цене.
Современные весы должны быть надежными и точными. Если произойдет просчет, скажем, в медицинской или научной среде, результат может быть катастрофическим. Даже в тех случаях, когда это не так, ваш бизнес может терять деньги или клиентов из-за неточных измерений весов.
Современный бизнес по-прежнему испытывает растущую потребность в точных приборах для взвешивания. Независимо от того, производите ли вы продукты для нефтехимии или взвешиваете нервный скот, вы ожидаете, что ваши весы будут производить точное измерение веса. Вы также не хотите покупать весы каждые шесть месяцев из-за того, что они ломаются или теряют точность. Благодаря новым технологиям у вас есть три основных варианта; Технология тензодатчиков, силовых двигателей и поверхностных акустических волн (ПАВ).
Технология тензодатчиков и силовых двигателей — две основные технологии, предлагаемые в настоящее время весовой промышленностью. Хотя за прошедшие годы они доказали, что обеспечивают точные показания, у обоих есть проблемы либо с хрупкостью, либо с ценой. Компания Arlyn Scales разработала технологию SAW как превосходную технологию для решения этих проблем.
Технология тензометрических весов
Тензометрические весы считаются отраслевым стандартом и остаются таковыми уже около шестидесяти лет. Они наименее дорогие, что объясняет их широкое распространение. Они имеют разрешение около 1:5000 (1 часть на 5000). У тензодатчиков премиум-класса разрешение может быть увеличено до 1:10 000. Несмотря на увеличение разрешения благодаря более новой электронике и другим методам, фактической точности для некоторых приложений все еще недостаточно.
Основными компонентами весов являются тензодатчики. Весоизмерительная ячейка представляет собой обработанный кусок металла, напоминающий трамплин для прыжков в воду. Он прикреплен к нижней части платформы весов и нижней части весов. Размещение веса на платформе сгибает датчик веса. Сила и нагрузка на тензодатчик становятся электронным сигналом, который весы преобразуют в измерение веса.
Эти тензодатчики обычно изготавливаются из алюминия, чтобы металл оставался достаточно тонким для точного измерения. Проблема заключается в том, что падение груза с высоты (ударная нагрузка) или помещение груза за пределы возможностей весов (перегрузка) может привести к повреждению весов, что приведет к менее и менее точным показаниям или вообще к отсутствию показаний, если тензодатчики сломаются. . Поэтому деньги, которые вы сэкономили при покупке, возможно, придется использовать для ремонта весов, когда они не используются. Arlyn Scales изготавливает тензодатчики из нержавеющей стали для наших тензодатчиков премиум-класса, что увеличивает надежность и срок службы весов.
Технология силовых моторных весов
Силовые моторные весы стали решением проблемы отсутствия высокого разрешения и точности тензометрических весов. В этих весах используется принцип электромагнитной силы, противодействующей весу, размещенному на платформе весов. Это измерение силы приводит к созданию чрезвычайно высокого разрешения, а также точности. Диапазон обычно составляет от 1:50 000 до 1:150 000, но может быть и выше. Почему эти весы не заменили весы тензодатчиков? Ну, одна проблема заключается в том, что эти весы более чувствительны к температуре, чем весы тензодатчиков. Эта чувствительность приводила к дрейфу точного измерения веса. Он также имеет надежную максимальную рабочую мощность менее 50 фунтов. После этой емкости эта технология становится непрактичной. Последняя проблема заключается в том, что эти весы стоят в 10 раз дороже, чем весы тензодатчиков.
SAW Scale Technology
Компания Arlyn создала нашу запатентованную на международном уровне линейку весов Ultra Precision с использованием технологии SAW, которая очень похожа на то, что используется для изготовления полупроводниковых интегральных схем. Эти весы производят очень точные измерения при чрезвычайно высоком разрешении и грузоподъемности. Разрешение и точность выше, чем у весов силового двигателя, от 1:100 000 до 1:200 000. У весов SAW также нет проблем с температурой, которые есть у весов с силовым двигателем. Стоимость также намного ниже, достигая максимума где-то в верхнем диапазоне цен на тензометрические весы.
Поскольку наши тензодатчики на ПАВ измеряют смещение, а не напряжение или деформацию, величина изгиба, необходимая для тензодатчика, намного меньше, чем у его тензометрического аналога. Это означает, что тензодатчик на ПАВ толще и способен выполнять более точные измерения с гораздо более высоким разрешением и большей емкостью с меньшим износом, характерным для тензометрических тензодатчиков. В отличие от весов с силовым двигателем, максимальная нагрузка которых составляет 50 фунтов, наши весы Ultra Precision имеют грузоподъемность от 10 до 500 фунтов.
Цена на наши весы Ultra Precision составляет примерно одну треть цены, которую вы бы заплатили за весы с силовым двигателем, даже несмотря на то, что наши технологии и мастерство превосходят их.
Индивидуальный подбор весов
Хотя мы считаем, что наши различные масштабные модели в значительной степени отвечают потребностям наших клиентов, всегда существует потребность в более индивидуальном решении. Независимо от того, должны ли весы соответствовать существующему оборудованию или требуется нестандартный размер платформы, мы можем разработать и изготовить решение практически для любой сложной ситуации.
Помощь в достижении новых высот
Мы усердно работали над созданием новых технологий, которые помогут вам стать лучшими в своем бизнесе. Однако технологии — это только часть того, что мы предлагаем. Мы считаем, что технологии не могут компенсировать плохое обслуживание клиентов. Мы нанимаем только лучших представителей по обслуживанию клиентов, чтобы помочь обслуживать нашу растущую клиентскую базу. Свяжитесь с одним из них сегодня, и пусть они ответят на ваши вопросы и помогут выбрать вес, который лучше всего соответствует вашим потребностям.
Свяжитесь с нами по телефону (800) 645-4301 или используйте форму на нашей странице контактов.