Mérése a tömeg keresztül kar mérleg, szerző platform
feszítőrudas skálák
Javallott az oktatási folyamatban
a döntés az osztály „Mérésügyi és Quality System”
Figyelembe vett készülék és működtető kar mérlegek, valamint során fellépő hibák a súlymérés rajtuk keresztül. Mivel magyarázható mérése különböző módszerekkel. Mutatja a kísérleti programot.
Módszertani útmutatók által készített osztály „Mérésügyi és minőségbiztosítási rendszer”, és célja a diákok a fegyelem „Bevezetés a kísérleti technológia” irányába „mérésügy, a szabványosítás és a tanúsítás”.
Értékelő: docens Tanszék Mérésügyi és Minőség Systems az úgynevezett.
feszítőrudas skálák
A cél a munkát. tanulmány a módszerek és a megszerzése a tömeg mértékegysége ismeretek segítségével gerenda mérleg.
1 rövid leírását
A lényege súlymérés által a mérleg kar összehasonlítani a mért súlyt a referencia tömegére vetítve. Balance mérleg szolgálhat összehasonlítási szempontot, vagyis. E. Az összehasonlító. A műtét során, a mérése az indikátor helyzetének tűt a skálán szereplő értékeli, amely a tömegek több vagy kevesebb. Vázlatosan, a gerenda egyensúlyt vannak az 1. ábrán látható.
A lengőkar elfordul az érintkezési pont a prizma felületén a gyógypárna.
A feltétel az egyensúly gerenda egyensúly nullával egyenlő az összessége alapján eljáró forgó sugár pillanatok:
ahol az erő - távolság a forgáspont kényszeríteni az alkalmazás helyétől (az érintkezési pont a prizma és a hordozó párnák).
A pontok legalább három erő: a gravitáció FE súlyok, gravitációs objektumot, amelynek tömege mérik saját gravitációs erő a rocker.
Feltételezzük, hogy a pillanatok által létrehozott gravitációs erő a rocker, kiegyensúlyozott miatt szimmetrikus kialakítás. Ez a feltételezés téves modell, amely lehet elhanyagolni a leírásban.
Ezután szerint a [3],
és ahol - a hossza a lengőkarok; 90 ° - szög az erő alkalmazása a kar a nulla (vízszintes) helyzetben; # 946; - nyilak eltérítési szög indikátor rögzítetten kapcsolódik az lengőkar (forgási kar).
A fenti kifejezés következik, hogy egyensúlyi előfordulhat bármely szögben # 946;, de ez kényelmetlen a mérés során. Tapasztalatból tudjuk, hogy az egyensúly, amikor mérlegelni értik meg a vízszintes helyzetben a fény.
Mert egyensúly # 946 = 0 mesterségesen hozzon létre egy bizonyos ellennyomaték, amely működik az irányt csökkenő szög # 946; nullára.
Szerkezetileg, a gyakorlati megvalósítás egy prizma segítségével, és egy támogatási pad a 2. ábrán látható [*]
Tényleges szélén a prizma nem tökéletes, azaz a. E. Van egy görbületi sugara. Ezért, amikor a forgatható prizma feltekerjük egy felfekvési pontja, a másik egy távolságot egy. ábrán látható 3. Feltételezzük, hogy a súrlódó megakadályozza, hogy a prizma dia a felületen.
Nyilvánvaló, hogy az emelőkar hossza (közötti távolság az erő alkalmazását pont) változtatni az eltolás értékét a. Egy váll csökken, egy másik növekedni fog, és az ilyen.
Hasonlóképpen történik prizmák a tálak. Figyelembe ugyanolyan offset, bemutatjuk egy általános kifejezés a torzítás b prizmák tálak.
mint ismeretes, a teljesítmény és a súly egymással összekapcsolt közvetlen függését F = mg, ahol a g - szabadesés gyorsítás, egyedi minden egyes pontja a Föld felszínén, de azonos súlyú és a mért tárgy mérés közben.
Ezt figyelembe véve, tudjuk írni az egyenletet a mért súly:
Tudod venni nagyjából a kis szögeket, hogy ellensúlyozza a és b elmozdulásával arányos szög # 946;. Feltételezzük, hogy a egyensúlyozás végre oly módon, hogy # 946; = 0, és a = b = 0.
Ha a berendezés nem fejeződik be, amikor # 946; ≠ 0, az azt jelenti, hogy nincs pontos és az egyenlőséget. Jellemzőjük egy bizonyos értéket, amely lehet megítélni az értéket # 946;. A skála beosztással tömegegységben arányos az eltérítési szög # 946;. Ezért a mért tömeg, ahol - a skála intervallumot.
Mérési hibákra 2
A mérési hiba alkotják a következő összetevőkből áll:
a) összehasonlítjuk a hibát a gerenda egyensúlyt;
b) hiba tömeg súlyok;
c) az üzemzavar;
g) a számítási hiba.
A hiba által okozott hiba nyaláb egyenleg aránya a hossza a karok /. Ez a hiba összetevő abszolút értéke nem függ a mért súlyt. A tényleges aránya / eltérhet a névleges (például, meg kell egyenlő 1 és valójában 0,99). Azonban ez a hiba könnyen kimutatható: a = 0 vagy = 0 nyíl nem esik egybe a nulla jel. skálák gyakran szabályozó csavarokat, és ha nem, akkor az egyik tálak adjunk néhány tömeg, és ezáltal az egyensúly.
A kis intézkedés a tömeg, vagy egy kis különbség a nyomaték nem lehet legyőzni az erő által okozott „fejest”. prizma összeomlik egy ülésmagasító a nagyobb, a több mért súlyt. Minél több „mártva” a támogatást a prizma, annál nehezebb, hogy forgassa a lengőkar. Ezért a komponens a „beszúró”, ami függ, azaz. E. A érzékenységi küszöbét a függvénye a mért súlyt.
Ütemezése és korlátokat függően hibák többféle terhelési súlyok a 4. ábrán látható, vett [5].
A pontosság kart skálák vezetnek a saját útlevelek.
tömege súlyok hiba attól függ, hogy pontosan reprodukálja a tömegüket tömeg. A gyártó súlyok biztosítja, hogy, például, egy névleges értéke a súly tömege 10 g, a valódi érték közötti tartományban van jelen dokumentáció tükröződik kívül eső abszolút hiba # 916; = ± 0,012 g
Korlátai tömeges reprodukciója abszolút hibát megállapított bizonyos szabványok tömeges súlyokat az 1. táblázatban megadott.
1. táblázat - súlyok súlyok és hibák
súly érték súly
Kezelői hiba okozta hiba kialakulását a mérési eredmény az üzemeltető. Általános szabály, hogy ez egy hiba a beállítás a kezdeti súlyokra, hiba kiolvasás a skálán.
Hiba számolás, például úgy, hogy a kerekítési a közelítő kiszámítása és az alkalmazott módszerek.
Vannak még más hiba komponensek, így például, a hatása a levegő sűrűsége, ami függ az aerodinamikai felhajtóerő hiba lehet, mert a sűrűsége az anyagot kell mérni, és a terhelés anyag különböző súlyokkal. De ez nagyon pontos méréseket.
3 súlyú Módszerek
3.1 Egyszerű mérés
Egy egyszerű súlyú egyik skálán helyezték lemértük testtömeg, a másik - a súlya. Az egyenlő-súlyok hozott így a mért testsúly egyenlő tömeget kiegyenlítő súlyok, ahol - .. referenciasúlyt, azaz, a kiegyensúlyozó súlyok.
Neravnoplechie skálákat méréshez használt nagy tömegek súlyok segítségével egy viszonylag kis tömeget.
Az arány kell beállítani, és általában a 10 többszöröse, 100, és így tovább. D.
Nyilvánvaló, hogy ez az arány pontosnak kell lennie ahhoz, hogy a hibaarány az egyik összetevője a mérési hiba.
3.2 A módszer szubsztitúciós
Megszüntetné vagy jelentősen csökkentse a hibaarány lehet alkalmazni helyettesítő módszer. Ezt a módszert nevezik a mérési eljárással a Borda.
A kiegyensúlyozást Kezdetben hajtjuk mért testtömeg súlyok és a másodlagos szemcsés anyagot. például homokot.
Az egyensúly beállása után (# 946 = 0)
ahol - ismeretlen tömegű homokot.
Továbbá, a csészét, ahol a test, amelynek tömege mérik helyezzük súlyok, amelynek kiválasztását elérni ekvilibrációs. Így egyensúlyba kerül sor homok a másik skála.
Megoldása kapott egyenletrendszert képest két, megkapjuk:
Így tehát az arány nem szerepel a képletben a mérési eredmény, amely megerősíti a függetlenségét a mérési eredmény a hiba arányt.
3.3 Módszer szembenálló vagy dupla mérési módszer
Egy másik módja, hogy csökkentse a hiba a vállak egyenlőtlenségek és a módszer a kontraszt. Ez a módszer az úgynevezett súlyozott módszer szerint a Gauss.
egy tárgy, amelynek súlya mérik, helyeznek egy skálán, és súlyokra tartalom:
ahol - az anyagmérleg súlyok először.
Ezután a pohár változás, vagyis a tárgy kerül a többi mérleg és a súlya ismét egyensúlyba hozzuk súlyok ..:
ahol - az anyagmérleg súlyok a második.
Megoldása az egyenletrendszert a két, megkapjuk:
3.4 differenciális módszerrel,
Egy másik módja annak, hogy csökkentsék a hibát neravnoplechnosti súlyok a differenciális módszerrel. Ezt a módszert nevezik a mérési eljárással a Mengyelejev.
Az eljárás kivitelezésére, akkor kell extra tömege, amely több mérni.
A súlyok, forgalomba őket egy másik tálba:
Ezután, a tál súlyok adunk a szerv is lemértük. Egyensúly megbomlik. Az egyensúlyi állapot az egyensúly egy részének eltávolításával a ólom súlyok. Egyensúlyi határozza meg az egyenlő pillanatok:
ahol - a maradék tömegét a súlyok a második kiegyenlítő.
Egyenlővé a jobb oldalán az első és a második kárpitok, kapjuk:
A mérési eredmény független a hosszát a karok és az esetleges járulékos tömeg.
4. Eljárás és utasításokat a kísérlet lefolytatása
4.1 tanulmányozni a dokumentumokat és az irodalom gerenda egyensúlyt. Írt az táblázata jellemzők, beleértve a sorozatszámot és az értéke hibákat.
4.2 Készítsen egy egyszerű tömegű objektumok szerint 3.1, a mért eredményeket. A grafikon a 2. ábrán látható, és az adatokat az 1. táblázatban megadott, kiszámítja a teljes mérési hibát.
4.3 végre súlyozási módszer Borda szerinti tárgy, 3.2, a mérési eredmény van írva.
4.4 végre egy súlyú tárgyat a Gauss szerinti eljárás 3.3, a mérési eredmény van írva.
4.5 végre súlyú tárgy szerinti eljárással a Mendeleev 3.4 rekordot mérési eredmény.
4.6 Hasonlítsuk össze a kapott eredményeket a különböző módon. Befejezésül ravnoplechnosti súlyok.
5. Ellenőrző lista
5.1 Hogyan hozzunk létre egy pillanatra, hogy visszaadja a lengőkar vízszintes helyzetben egyenlő össze a tömegek?
5.2 Lesznek különböző, és hogyan az eredmény súlya azonos súlyú segítségével kar mérlegek Penza és Tokió?
5.3 Hogyan a mérési hiba segítségével a egyenlő-kart az egyensúlyt a értéke a mért tömeget?
5.4 Milyen követelményei vannak a keménysége a felszínen a prizma és egy ülésmagasító? Abban az elégtelen keménység hatással lehet? Mi van, ha a keménység, a maximális (gyémánt)?
5.5 Miért egyenlőség a tömegek vége után a kart, hogy visszatérjen a vízszintes helyzetben a kar mérlegek nyíl nem éri el a nullát, és különböző szögekből attól függően, hogy a kar mozog, milyen irányban?
1 tömeg-meghatározások, sűrűsége és viszkozitása. / Ed. - M. Kiadó szabványok 1988
3 D. Hoffman mérési és minőségbiztosítás Technology: Handbook / Ed. vele. - M. Energoatomisdat 1983
5 TU 64-1-2834-8 egyenlő oldali mérleg. útlevél
[*] Megjegyzendő, hogy ha a pár lenne a golyóscsapágy, ez nem pillanatra sem merül fel.