衡器的工作原理與分類
一、衡器的概念和工作原理
1、衡器的概念
傳統(tǒng)意義上的衡器是指利用作用在物體上的重力測定質(zhì)量的計量器具,如天平、計價秤、汽車衡、皮帶秤、吊秤、軌道衡、定量包裝機、配料系統(tǒng)等。廣義的衡器泛指利用各種原理的所有能夠測定物體質(zhì)量的裝置以及可以測定與質(zhì)量有函數(shù)關(guān)系的相關(guān)量值的設(shè)備裝置,如計數(shù)秤、水分測定儀、密度儀、鐵路偏載或飛機重心監(jiān)測分析儀、物料高度檢測儀、起重安全警示器等,它們都是衡器大家族中的產(chǎn)品。
質(zhì)量是物體的一種重要基本屬性,它是物體慣性和引力大小的量度。衡器使用的質(zhì)量單位是國家法定計量單位,例如,kg(千克)、g(克)、mg(毫克)、μg(微克)、t(噸)。
對于特殊應(yīng)用,如寶石貿(mào)易,可以用米制克拉(1 ct=0.2 9)作為衡器的計量單位。國際法制計量組織(OIML)1992年公布的衡器的定義為:“利用作用在物體上的重力來確定該物體質(zhì)量的計量儀器(該儀器也可用來確定作為質(zhì)量函數(shù)的其它量值、數(shù)值、參數(shù)或特征)稱之為衡器”。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14250—1993對衡器的定義:“利用作用在物體上的重力等各種稱量原理,確定質(zhì)量或作為質(zhì)量函數(shù)的其它量值、數(shù)值、參數(shù)或特征的一種計量儀器”。
衡器是質(zhì)量計量儀器的簡稱,也就是主要用于確定物體質(zhì)量的一種計量儀器。
現(xiàn)代衡器的測量量限之比可以達到1015的量級,向下可以精準(zhǔn)到微克級,向上可以計量千噸級。例如,最大稱量為20g的天平,可以準(zhǔn)確到1μg,甚至0.1μg;電子計價秤最大稱量一般是3 kg或15 kg,其精度分別為1 g或5 g;電子吊秤最大稱量由數(shù)百克到數(shù)百噸;汽車衡稱量為30~300 t(礦用);鋼鐵廠中的軌道衡可以稱量800t的鐵液。圖2-1~圖2-4分別是汽車衡、隔熱式電子吊秤、電子計價秤和微量天平的外觀圖。
2.質(zhì)量
衡器計量的對象是物體或物質(zhì)的質(zhì)量,衡器計量類屬質(zhì)量計量。質(zhì)量是自然界中最基本、最主要、最常用的一個物理量,質(zhì)量的計量單位“千克”上國際單位制SI中7個基本單位之一。清楚地了解質(zhì)量的概念是衡器計量的最基本要求。
質(zhì)量的計量單位是千克,符號是kg,它等于國際千克原器的質(zhì)量。國際千克原器保存在法國巴黎國際計量局,它用90%鉑和10%銥的鉑銥合金制成,幾何形狀是高和直徑均為39mm的圓柱體。國際千克原器是國際單位制中7個SI基本單位中,惟一仍在使用的實物基準(zhǔn)。
質(zhì)量的特點:質(zhì)量是物體固有的一種屬性,對確定的物體其質(zhì)量值是一個恒定不變的標(biāo)量。
3.杠桿
凡是受到外力作用后,能繞著一個固定點轉(zhuǎn)動的物體稱為杠桿。杠桿可以是直桿,也可以是曲桿或其他形式。
支點:杠桿繞其轉(zhuǎn)動的固定點O;
重點:被動力的作用點A;
力點:主動力的作用點B。
支點到外力作用線的垂直距離稱為杠桿的臂。支點到重點的垂直距離稱為重臂(AO)。支點到力點的垂直距離稱為力臂(OB)。 杠桿兩臂之比稱為臂比,一般用重臂與力臂之比稱為臂比。
臂比=重臂/力臂
習(xí)慣上,將力臂與重臂之比稱為杠桿的傳力比。
根據(jù)支點、重點和力點在杠桿中的位置不同,杠桿可分為三類:
第一類杠桿:支點位于重點和力點之間的杠桿。
第二類杠桿:重點位于支點和力點之間的杠桿。
第三類杠桿:力點位于支點和重點之間的杠桿。
標(biāo)簽:工作原理
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