11. Общие сведения о массе. Классификация приборов и средств для измерения и дозирования массы.

1.1. Связь массы и веса тела

Массой тела называют ФВ, являющуюся мерой его инерционных и гравитационных свойств, т.е. масса тела m есть его физическое свойство, определяемое соотношением между действующей на это тело силой тяжести G и сообщаемой ею телу ускорением: G = mg , H

Ускорение силы тяжести = Ускорение силы притяжения +Цетростремительное ускорение

Весом тела называют силу P, с которой это тело действует вследствие тяготения к Земле на опору, удерживающую тело от свободного падения.

Если тело и опора неподвижны относительно Земли, то вес тела равен его силе тяжести: P = G.

Масса тела m в отличие от его силы тяжести G независима от места нахождения тела на Земле или на другой планете

1.2. Эталон массы

Единицей массы является международный прототип килограмма, хранящийся в Международном бюро мер и весов в Севре (предместье Парижа).

Прототип (МЭ №12) представляет собой прямой круговой цилиндр из платины-иридия (90 % платины, 10 % иридия) высотой 39 мм и диаметром 39 мм, масса которого с точностью до 0,01 мг в течение более 1000 лет должна оставаться неизменной. Масса утвержденных для сравнения национальными прототипами рабочих эталонов может быть определена с точностью (1÷3)·10^-9

Схема передачи единицы массы

2. Классификация приборов и средств для измерения и дозирования массы

2.1. Гири

Гири подразделяют на: гири эталонные; гири общего назначения; гири специального назначения.

Гири общего назначения

1-го класса точности: от 1 мг до 1 кг , D = ± (0,002 ... 0,64) мг ;

2-го класса точности: от 1 мг до 20 кг , D = ± (0,01 ... 50) мг ;

3-го класса точности: от 1 мг до 20 кг , D = ± (0,05 ... 250) мг ;

4-го класса точности: от 5 мг до 20 кг , D = ± (0,05 ... 1250) мг ;

5-го, 6-го класса точности: от 10 г до 10 кг , D = ± (40 ...3250)мг

Гири специального назначения

образцовые (5–ть разрядов);

условные;

каратные;

встраиваемые в рычажные механизмы различных типов весов.

2.2. Весоизмерительные приборы

Весы - прибор для измерения массы, путём использования эффекта гравитационных сил

Дозаторы – технологические весы для определения необходимых составных частей какого-либо продукта в производственном процессе

По назначению весоизмерительные и весодозирующие устройства можно разделить на группы:

весы и дозаторы дискретного действия; весы и дозаторы непрерывного действия; устройства для специальных измерений.

В зависимости от способа преобразования измерительного сигнала весы и весовые дозаторы разделяются на:

• механические;

• электромеханические;

• оптикомеханические;

• радиоизотопные

В зависимости от назначения, конструкции, способа установки весы и весовые дозаторы разделяются на:

• Весы дискретного действия: Лабораторные; Настольные; Платформенные; для металлургии

• Весы непрерывного действия: Конвейерные; Ленточные

• Дозаторы дискретного действия: Порционные; Для фасовки; Линии автоматические

• Дозаторы непрерывного действия: С регулировкой подачи материала на транспортёр; С регулировкой скорости ленты транспортёра

В зависимости от способа преобразования измерительного сигнала весы и весовые дозаторы разделяются на:

Весы
Механические	Электромеханические	Оптикомеханические	Радиоизотопные
Рычажные	С емкостными преобразователями	С зеркальным указательным устройством	Абсорбци-онные
Пружинные	С тензорезисторными преобразователями	С интерференционным указательным устройством	Рассеянного излучения
Поршневые	С индуктивными преобразователями
	С пьезоэлектрическими преобразователями

Механические весы: Лабораторные; Метрологические; Общего назначения
Рычажные	Пружинные	Поршневые
Шкальные (Коромысловые)	Крутильные 0,5-5 мг.
Циферблатные (Квадрантные)	Торсионные 0,05-5 г.

Рычажные весы состоят из :

- грузоприемного устройства, на которое помещают взвешиваемый груз;

- рычажной системы, воспринимающей нагрузку от грузоприемного устройства;

- указательного устройства;

- станины или основания (фундамента), на которых смонтированы все устройства.

Помимо этих основных частей весы могут содержать ряд вспомогательных устройств:

– арретир - для прекращения колебаний,

– изолир - для освобождения призм от нагрузки,

– отвес или уровень - для контроля установки в рабочее положение,

– успокоитель - для превращения периодических колебаний в апериодические,

– оптическое устройство - для увеличения разрешительной способности.

Рычаг представляет собой твердое тело, к которому приложены силы, стремящиеся вращать это тело вокруг какой-либо оси (точки опоры).

Существуют рычаги 1 и 2 рода:

В рычаге 1 рода силы приложены по обе стороны от точки опоры и действуют в одном направлении.

В рычаге 2 рода силы приложены по одну сторону от точки опоры и действуют в противоположных направлениях.

Рычаги характеризуются: Моментом силы; Передаточным числом рычага(Обратная величина - отношение плеч )

Пружинные весы состоят из :

Крутильные – приложенная нагрузка уравновешивается крутящим моментом упругой нити.

Торсионные – нагрузка уравновешивается крутящим моментом пружины (плоской спиральной).

Пружина должна обладать свойствами:

- характеристика пружины должна быть линейна на всём диапазоне измерений;

- жесткость, то есть отношение расстояния к нагрузке, при изменениях температуры оставаться постоянной;

- гистерезис, то есть расхождение возрастающей и убывающей ветвей характеристики пружины, должен быть мал;

- в материале пружины не должны возникать явления усталости.

По назначению лабораторные весы делятся на весы:

- общего назначения,

- образцовые,

- специального назначения

- специальной конструкции

специальной конструкции
весы с жесткими опорами				весы с упругими опорами
призменные весы				торсионные
равноплечие весы	двухпризменные весы	квадрантные весы	крутильные

В зависимости от способа установки весы для статистического взвешивания разделяются на:

• настольные (от 1 до 50 кг);

• передвижные (от 50 до 6000 кг);

• стационарные (от 5 до 1000 т)

По типу отсчетного устройства, применяемого для статистического взвешивания, различают весы :

• с указателем равновесия;

• с коромысловым шкальным уравновешивающим устройством;

• с циферблатным отсчетным устройством;

• с проекционным отсчетным устройством;

• с дискретно-цифровым отсчетным устройством;

Основная МХ весов для статистического взвешивания – поверочная цена деления - е

е весов для статистического взвешивания с аналоговыми отсчетными устройствами принимается равной цене наименьшего деления шкалы d

е весов с дискретными отсчетными устройствами может превышать значение единицы дискретности отсчета d в целое число раз r, не превышающее 10

Установлено два класса точности весов для статистического взвешивания:

- весы, обладающие количеством поверочных цен делений более 500 е, относят к весовым приборам среднего класса точности, имеющим обозначение ;

- весы, обладающие количеством поверочных цен делений 500 е и менее, относят к приборам обычного класса точности, имеющим обозначение