Vægt

Vægt  - en anordning eller anordning til at bestemme massen af ​​legemer ( vejning ) ved hjælp af vægten , der virker på dem , omtrentlig betragtet som lig med tyngdekraften [1] . Kropsvægten kan bestemmes både gennem sammenligning med vægten af ​​referencemassen (som i en balancevægt), og gennem måling af denne kraft gennem andre fysiske størrelser.

Ud over selvstændig brug kan vægte være hovedelementet i et automatiseret system til regnskab og kontrol af materialestrømme. Dette giver operationel styring af produktionen og giver dig mulighed for at øge produktionsmængderne, forbedre kvaliteten og rentabiliteten af ​​produkter, samtidig med at omkostningerne og udgifterne reduceres.

Historie

De første skæl fundet af arkæologer går tilbage til det 5. årtusinde f.Kr. e. de blev brugt i Mesopotamien [2] [3] .

Skæl er tydeligt synlige på papyrusen fra det 19. dynasti (ca. 1250 f.Kr.). Ifølge den gamle egyptiske "De dødes bog" vejer Anubis , ved indgangen til underverdenen, hjertet af enhver død person på en speciel vægt, hvor retfærdighedens fjer af gudinden Maat fungerer som en vægt .

Stenstele fra det 1. årtusinde f.Kr. e. (Tyrkiet) afbilder hettitten ved at bruge sin egen finger i stedet for balancevægtenes tværstang [3] .

Historikere tilskriver romerne opfindelsen af ​​et fundamentalt nyt system til måling af vægt - hvor vægten bevæger sig, og omdrejningspunktet og placeringen af ​​forstærkningen forbliver uændret [3] . Et af de tidligste stålværker blev fundet i Pompeji [2] [3] . Den romerske enhed, i modsætning til den moderne, havde to skalaer og to krogformede håndtag.

I det gamle Rusland blev varer vejet på ligearmsvægte - skalva. Siden det 14. århundrede optræder ordet " bezmen " i Rusland (et vægtmål svarende til 1,022) [4] .

Sådan virker det

Balanceskalaer

Vægtvægte er vægte, hvor transmissionsanordningen er en stang eller et system af greb.

Lige skalaer

Ligearmsvægte var sandsynligvis det første massemåleapparat, der blev opfundet [5] . Traditionelle ligearmsvægte består af en drejelig vandret arm med arme af samme længde - en bjælke - og en vægtpalle [6] ophængt på hver arm. Den ukendte masse lægges i den ene skål, og standardmasserne lægges til den anden skål, indtil strålen er så tæt på ligevægt som muligt (som muligt).

Vægten

I en ligearmsvægt danner vægternes (m1 og m2) ophængningspunkter og omdrejningspunktet en ligebenet trekant ( åg ) med en højde h og et toppunkt ved omdrejningspunktet. Når den ligebenede trekant (vippearm) roterer gennem vinklen α, øges den ene arm, og den anden aftager. Vippens rotation stopper, når drejningsmomenterne er ens: m1*l1=m2*l2, m1/m2=l2/l1, hvor l 1 og l 2  er momentarmene. Vippearmens rotationsvinkel kan kalibreres i masseenheder ( mængde ). Jo mindre højden af ​​trekanten - h, jo mindre ændring i armene under rotation og større følsomhed af skalaerne. En sådan anordning svarer til en tilstand af stabil ligevægt .

Ligevægt

Ved nul højde af trekanten h=0 (som det nogle gange er tegnet i nogle artikler), bliver trekantens åg til en lige linje. Når den lige vippe drejes, ændres længden af ​​armene på samme måde, l1/l2-forholdet ændres ikke, og balancen er ikke etableret. En sådan anordning svarer til en tilstand af ligevægt . Når der vejes på en ligevægt, er der ingen position med stabil ligevægt, og balancen bestemmes af vippens indifferente position med manuel afvigelse til venstre og højre.

Komparator

Hvis omdrejningspunktet er under ophængningspunkterne, fungerer en sådan enhed som en komparator eller trigger , det vil sige, at den kun bestemmer hvilken af ​​de to masser der er større og hvilken der er mindre ( kvalitet ). En sådan anordning svarer til en tilstand af ustabil ligevægt .

Flerarmsvægte

Ligevægtsbetingelserne er ret forskellige fra ligevægtsbalancerne.
Enkeltvægts flerarmsvægte, vist i figuren til højre, reducerer antallet af vægte (vægte) og sandsynligheden for deres tab, det vil sige, at de har øget pålidelighed, men har et stærkt reduceret udvalg af vejede belastninger. Vægtvægten er ikke-lineær, komprimeret i enderne af vægtområdet og strakt i midten af ​​vægtområdet.

Hovedparametre for skalaer

Den største vægtgrænse (LLL)  er den øvre grænse for vejegrænsen, som bestemmer den største masse målt under en enkelt vejning.

Den mindste vejegrænse (LmPV)  er den nedre grænse for vejegrænsen, bestemt af minimumsbelastningen, med en engangsvejning, hvis relative vejefejl ikke bør overstige den tilladte værdi.

Divisionsværdi d  er forskellen mellem masseværdierne svarende til to tilstødende mærker på skalaen på skalaen med en analog udlæsningsenhed, eller masseværdien svarende til udlæsningsdiskreten af ​​den digitale skala.

Prisen på verifikationsafdeling e  er en betinget værdi, udtrykt i masseenheder, der bruges til klassificering af skalaer og normalisering af kravene til dem.

Antallet af verifikationsopdelinger n  er værdien af ​​LEL/e.

Den maksimalt tilladte målefejl bestemmes af værdien af ​​kalibreringsintervallet e . Normalt garanterer vægtproducenten følgende forhold: d = e . Jo lavere fejl, jo højere målenøjagtighed.

Fejlen af ​​skalaerne i måleområdet i form af den absolutte værdi bør ikke overstige grænserne for den tilladte fejl angivet i tabellen i overensstemmelse med GOST 24104-2001

Vejeintervaller for vægte af nøjagtighedsklasse Grænser for fejl
særlig høj midten under den første verifikation i Operation
Op til 50.000 e inklusive Op til 5000 e inklusive Op til 500 e inklusive ±0,5e ± 1,0e
St. 50000 e til 200000 e inklusive St. 5000 e til 20000 e inklusive St. 500 e til 2000 e inklusive ± 1,0e ±2,0e
St. 200000 e St. 20000 e St. 2000 e ± 1,5e ±3,0e

Indtrængningsbeskyttelse IP (International Protection, "Ingress")  - graden af ​​beskyttelse ydet af skallerne (IEC 60529, DIN 40050, GOST 14254-96). Normalt betegnet som "IP" og to cifre, den første er graden af ​​beskyttelse af mennesker mod adgang til farlige dele af elektrisk udstyr og selve produktet mod indtrængen af ​​fremmede faste genstande (fra 0 til 6), og den anden er grad af beskyttelse mod skadelige virkninger som følge af vandindtrængning (fra 0 til 8). "Støvtætte" produkter er IP5X og derover. "Stænksikker" - produkter med IPX3 og derover, tætning - IPX7 og IPX8. Den maksimale grad af beskyttelse af elektrisk udstyr i henhold til GOST er IP68 (støvtæt og forseglet i lang tid under et lag vand 15 cm fra toppunktet). IP69K-kombinationen (kun tilgængelig i DIN) betyder støvtæt og vandtæt, når den rengøres med højtryksstråle eller damp (men, generelt set, garanterer den ikke tæthed i vand).

Eksplosionssikring af vægte Eks. Til brug af vægte i miljøet af brandfarlige og eksplosive blandinger, hos virksomheder inden for olieraffinering, kemisk, minedrift, fødevareindustri, er vejeudstyr lavet i et eksplosionssikkert design. Tilstedeværelsen af ​​Ex- mærket efterfulgt af tal betyder, at der ikke kan dannes en gnist i vægten eller andet udstyr, der er i en eksplosiv atmosfære, som kan forårsage en eksplosion eller brand i denne blanding.

Enheden til prøveudtagning af taravægt  er en enhed, der gør det muligt at bringe skalaens aflæsninger til nul, når taraen placeres på belastningsreceptoren, med et fald i LEL med taravægten.

En tarakompensationsanordning  er en enhed, der tillader vægten at vende tilbage til nul, når taraen placeres på belastningsmodtageren, uden at reducere LEL .

Klassificering af vægte

I henhold til handlingsprincippet

Ifølge de fysiske love, som vejning er baseret på, kan vægte opdeles i:

Efter operationelt formål

Efter omfang (operativt formål), i henhold til GOST 29329-92 , kan skalaer opdeles i følgende grupper:

  • bil - sådanne vægte giver mulighed for at give inputkontrol af indgående råmaterialer og kontrol af produktforsendelse samt at kontrollere den aksiale og hjulbelastning af køretøjer i overensstemmelse med lovkrav;
  • bagage;
  • husstand;
  • vogne ;
  • vogn;
  • til vejning af husdyr;
  • til vejning af mælk;
  • kran;
  • laboratorium;
  • medicinsk;
  • monorail;
  • palle [8] ;
  • platform;
  • postale;
  • handelsvare;
  • handel;
  • elevator;
  • transportør.

Ved at veje nøjagtighed

  • en særlig klasse af nøjagtighed (analytisk - i analytisk kemi );
  • høj klasse af nøjagtighed (laboratorium);
  • middelklasse af nøjagtighed.

I henhold til installationsmetoden på driftsstedet

  • mortise;
  • indbygget;
  • etage;
  • desktop;
  • mobil;
  • suspenderet;

Efter typen af ​​balanceringsenhed

  • mekanisk;
  • elektromekanisk (elektronisk) [9] .

Efter type belastningsmodtager

  • bunker;
  • spand;
  • transportbånd;
  • krog;
  • monorail;
  • platform.

Ifølge metoden til at opnå ligevægtspositionen

  • med automatisk balancering;
  • med semi-automatisk balancering;
  • med automatisk balancering.

Afhængigt af typen af ​​læseenhed

  • med analog læseenhed;
  • med en diskret læseenhed.

Ifølge

GOST R 53228-2008 [10] , som beskriver de generelle tekniske krav til vægte, klassificerer dem som følger:

Efter nøjagtighedsklasse

  • særlig;
  • høj;
  • gennemsnit;
  • almindelig.

Mulige fejlkilder i mekaniske vægte

Når du arbejder med højpræcisions laboratorievægte og analytiske mekaniske vægte, er følgende fejl også mulige:

  • fejl forårsaget af ujævne skalaer (for lige skalaer);
  • fejl forårsaget af slid på prismer og puder. I løbet af vægtens livscyklus øges ågprismernes afrundingsradius. Når vippearmens position ændres, "ruller" prismerne langs puderne, og længden på armene ændres. Som et resultat ændres divisionsværdien, og der vises ikke-linearitet, når man læser langs den optiske skala. Denne fejl viser sig både i ligearmede og enarmede skalaer;
  • fejlfunktion af aflederen, forurening og grove defekter (spåner, afslag) af prismer og puder fører til dårlig målereproducerbarhed.

Strengt taget er det umuligt at lave fuldstændig ligearmede vægte uden aflæsningsfejl på den optiske vægt, derfor, hvis det er nødvendigt med særligt nøjagtigt arbejde på sådanne vægte, bør der anvendes nøjagtige vejemetoder, såsom:

  • vejning på en skulder ifølge Mendeleev (eliminerer fejlen fra ujævne skuldre);
  • vejning i en fast position af vippen (når der korrigeres for ujævne skuldre, eliminerer det rullefejl);
  • vejer på den ene skulder med en fast position af vippen.

For at opnå nøjagtige resultater er det nødvendigt at foretage en korrektion for Archimedes-kraften skabt af atmosfærisk luft , som virker opadgående og derfor fører til en undervurdering af balanceaflæsningerne sammenlignet med reelle værdier [11] .

Vægt

Sæt af vægte til bestemte vægte kaldes vægte. Afhængig af de maksimale og mindste vægte, der vejes på vægten, kan vægten bestå af flere eller færre elementer.

Det moderne, mest almindelige system af numeriske serier for vægte blev foreslået af D. I. Mendeleev . Det giver det mindste antal operationer for påføring/fjernelse af vægte på vægten, når du vælger en prøve. Tidligere brugte man et pund vægt. Den inkluderede et sæt vægte i 1, 2, 3, 6, 12, 24 og 48 spoler. I en sådan balance blev ikke en eneste vægt gentaget, og summen af ​​dem alle var nøjagtigt et pund. Pundet blev opdelt i 96 spoler, og spolen i 96 aktier.

Den moderne vægt indeholder vægte fra den numeriske serie 1, 2 (2 vægte hver), 5.

Sæt af vægte (vægte) producerer forskellige nøjagtighedsklasser. De er underlagt obligatorisk certificering og primær og periodisk verifikation af metrologiske kontrolorganer. For eksemplariske og analytiske vægte er det materiale, der anvendes til deres fremstilling, af særlig betydning. For at vægtene ikke skal ændre deres masse, er det nødvendigt, at materialerne til dem er:

  • antimagnetisk - for at udelukke indflydelsen af ​​magnetiske felter på vejeresultatet;
  • modstandsdygtig over for virkningen af ​​ætsende midler i miljøet;
  • modstandsdygtig over for slid under drift;
  • tæt i strukturen, for at undgå absorption af damp, gasser og fugt.

Mulige fejlkilder i elektroniske vægte

Ved brug af højpræcisionsvægte, såsom analytiske vægte eller laboratorievægte, er der mulighed for målefejl. Følgende faktorer kan være kilden til sådanne fejl:

  • statisk opdrift (fald i den målte vægt på grund af tilstedeværelsen af ​​Archimedes-kraften, der virker på prøven fra luftens side [11] );
  • brug af en defekt referencevægt (bruges til vejesvindel);
  • afhængighed af indikationer på placeringen af ​​belastningen på koppen (afstemning af Roberval-mekanismen );
  • luftstrømme, selv de svageste, kan påvirke vejeresultaterne;
  • friktion mellem de bevægelige dele af vægten;
  • støv lagde sig på pallen;
  • vægten må ikke kalibreres med kalibreringsvægte;
  • mekanisk deformation af dele på grund af temperaturændringer;
  • utilstrækkelig opvarmning før kalibrering, afstemning af det termiske kompensationskredsløb;
  • anomalier i Jordens gravitationsfelt (brug af skalaer i umiddelbar nærhed af bjerge) kan påvirke detaljerne i udformningen af ​​skalaerne;
  • magnetiske felter fra enheder tæt nok på vægten kan påvirke vægtens metalkomponenter;
  • magnetiske forstyrrelser af sensorer;
  • det elektrostatiske felt kan påvirke strukturens metaldele;
  • kemisk reaktion mellem det vejede stof og luft (eller, i tilfælde af korrosion, skæl);
  • kondens på kolde genstande;
  • fordampning af vand fra varme genstande;
  • luftkonvektion ;
  • Coriolis-kraften fra Jordens rotation ;
  • vibrationer og seismiske forstyrrelser: for eksempel vibrationer fra forbipasserende køretøjer;
  • vægte, der ikke er installeret på et vandret niveau eller på en blød overflade (tæppe eller gummigulv);
  • pakkeradioenheder med tæt afstand, såsom trådløse telefoner, kan forstyrre et præcisionsinstrument, selvom det ikke på nogen måde bruger de relevante radiofrekvenser. Se radiointerferens .

I kunst


Se også

Noter

  1. ↑ I hverdagen forveksles begreberne vægt , tyngdekraft og masse ofte.
  2. ↑ 1 2 V. N. Pipunyrov. Vægtens og vægtindustriens historie i sammenlignende historisk dækning. M, 1955
  3. ↑ 1 2 3 4 - Skalaernes historie . Hentet 20. februar 2010. Arkiveret fra originalen 23. august 2011.
  4. ↑ Bezmen // Forklarende ordbog over det russiske sprog  : i 4 bind  / kap. udg. B. M. Volin , D. N. Ushakov (bind 2-4); komp. G. O. Vinokur , B. A. Larin , S. I. Ozhegov , B. V. Tomashevsky og D. N. Ushakov; udg. D. N. Ushakova. - M .  : Statsinstituttet "Sovjetiske Encyklopædi" (bd. 1): OGIZ (bd. 1): Statens Forlag for Udenlandske og Nationale Ordbøger (bd. 2-4), 1935-1940.
  5. ↑ Download - En kort historie til vejning: AWTX Museum Book (link ikke tilgængeligt) . Averyweigh-tronix.com. Dato for adgang: 5. marts 2015. Arkiveret fra originalen 2. marts 2012. 
  6. ↑ A Practical Dictionary of the English and German Languages ​​(1869), s. 1069 .
  7. ↑ Scales (enhed) - artikel fra Great Soviet Encyclopedia . 
  8. ↑ : Zh.r., et bogstav "l" ifølge "Russian Spelling Dictionary" fra det russiske videnskabsakademi. (utilgængeligt link) . Hentet 4. juli 2012. Arkiveret fra originalen 4. august 2012. 
  9. ↑ Pavlov, 2006 .
  10. ↑ GOST R 53228-2008 - gratis download . www.gosthelp.ru. Hentet 2. marts 2016. Arkiveret fra originalen 14. maj 2013.
  11. ↑ 1 2 Anvendelse af luftopdriftskorrektioner (downlink) . Andrew.ucsd.edu (29. september 1997). Dato for adgang: 5. marts 2014. Arkiveret fra originalen 7. september 2006. 

Litteratur

  • Libra // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : i 86 bind (82 bind og 4 yderligere). - Sankt Petersborg. , 1890-1907.
  • Zavelsky F.S. Vejning af verdener, atomer og elementarpartikler. M, Atomizdat, 1970
  • Pipunyrov VN Historien om vægte og vægtindustrien i sammenlignende historisk dækning. M, 1955
  • Scales  / Pavlov S. A. // Grand Duke - Stigende knude i kredsløbet. - M .  : Great Russian Encyclopedia, 2006. - S. 218-219. - ( Great Russian Encyclopedia  : [i 35 bind]  / chefredaktør Yu. S. Osipov  ; 2004-2017, bind 5). — ISBN 5-85270-334-6 .
  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier
I bibliografiske kataloger
 Måleinstrumenter
Mikrometer