3. 1.2.2. Испытательные стенды.

Испытательные стенды, обычно называемые балансирными машинами, служат для определения мощности и характеристики мощности силовых машин всех типов и используются при экспериментальных и конструктивных разработках, а также в серийном производстве. В их состав входят не только устройства для измерения крутящего момента, но и устройства для определения частоты вращения и других параметров. В зависимости от конструктивного исполнения и оснащения они снабжены устройствами для регулирования и управления, позволяющими получить характеристики в функции различных критериев. Таким образом, обеспечивается возможность быстрого суждения о поведении и процессе работы силовых машин, испытываемых на этих стендах.

Конструктивное исполнение, основные типы. Для измерения крутящих моментов на машинах необходимы две функции:

1) поглощение (преобразование, гашение) энергии, выработанной испытуемой машиной;

2) измерение получившегося при этом крутящего момента.

Преобразование энергии может быть осуществлено:

а) вихревыми гидравлическими тормозами, в которых работа, затраченная на вихревое гидравлическое движение, превращается в тепло;

б) тормозами, использующими вихревые токи (вихревыми тормозами), в которых электрическая энергия превращается в тепло;

в) электромагнитными тормозами, в которых магнитные силы в смеси масла с ферромагнитным порошком создают сопротивление вращению ротора и превращаются в тепло;

г) электрическими генераторами, в которых механическая энергия силовой машины превращается в электрическую энергию.

Для измерения крутящего момента корпус тормозного устройства обычно свободно подвешивают. Через рычаг заданной длины он упирается в динамометр. Измеряемый крутящий момент и противодействующий момент равны друг другу. При заданной длине рычага можно, измеряя динамометром силу F, по формуле Md = F r определить крутящий момент, градуируя шкалу динамометра в единицах момента.

Измерять крутящий момент можно механическими методами, например маятниковыми весами, или электрическими методами, например, с помощью тензорезисторов. Измерение момента, развиваемого порошковыми электромагнитными тормозами, ведется при помощи индикатора часового типа, одно деление которого соответствует определенной величине момента, полученному при тарировке.

7. 1.3. Измерение массы и ее производных

   1. 1.3.1. Измерение массы взвешиванием. Масса, вес.

Масса и вес (точнее, сила тяжести) данного тела являются принципиально различными величинами. Масса тела, в отличие от его силы тяжести, независима от места нахождения тела на Земле или на другой планете. Зависимость силы тяжести G от значения ускорения свободного падения g в данном месте и массы m определяется уравнением G = mg. Ускорение свободного падения зависит от географической широты и высоты над уровнем моря. Для средних широт принято считать g0 = 9,80665 м/с2.

Так как пружинные весы являются силоизмерительными приборами, калибруемыми в единицах массы, то их градуировка правильна лишь для места ее проведения.

2. 1.3.2. Мера массы. Прототип и образцовые гири.

Единицей массы является международный прототип килограмма, хранящийся в Международном бюро мер и весов в Севре (предместье Парижа). Прототип представляет собой прямой круговой цилиндр из платино-иридия (90 % платины, 10 % иридия) высотой 39 мм и диаметром 30 мм, масса которого с точностью до 0,01 мг в течение более 1000 лет должна оставаться неизменной. Масса утвержденных для сравнения с национальными прототипами рабочих эталонов может быть определена с точностью (1…3)·10-9. По национальному прототипу массы создаются сначала вторичные эталоны, а затем эталоны-копии и рабочие эталоны, используемые органами метрологической службы и госпроверителями для проверок находящихся в обращении, подлежащих обязательной поверке гирь и весов. Рабочие эталоны не должны отклоняться от своего номинального значения более чем на 0,4 предельно допустимой погрешности калибровки проверяемых ими гирь.

Допустимая погрешность контрольных эталонов равна 0,25 допустимой погрешности рабочих эталонов. Величина погрешности эталона-копии должно быть известно и учитываться при его использовании. Соответственно с этим в Европейском экономическом сообществе введена система, предусматривающая пять классов точности для гирь, причем каждый высший класс является эталоном для последующего низшего. Допустимая погрешность гирь низшего класса равна трехкратной погрешности гирь следующего за ним класса большей точности.