Угломерные приборы

Простейшие угломерные приборы – угольники, транспортир при­меняются в тех случаях, когда достаточна точность в 1^◦. Специаль­ные угломерные приспособления в измерительных микроскопах и измерительных проекторах дают точность до нескольких угловых минут. Для измерения углов с точностью до угловых секунд исполь­зуют достаточно большой диск с делениями, который называется лимбом, и смещающийся относительно него круговой нониус (рис. 8). Принцип действия кругового но­ниуса и правило определения цены деления те же, что и в случае прямолинейного нониу­са.

Рис. 8. Часть лимба угломерного прибора с круговым нониусом: а– угол равен 28̊ 00́, б – 28̊ 40́.

Для измерения углов на местности исполь­зуют буссоль, кипрегель и теодолит.

Буссоль – прибор для измерения углов в горизонтальной плоскости (рис. 9, а). На оси диска с лимбом вращается планка – алидада с прорезями (прицелом) и круговым нониусом. Поскольку направления в гори- зонтальной плоскости отсчитывают от магнит ного меридиана, на ту же ось насаживается магнитная стрелка. В таком варианте буссоль отличается от обычно­го компаса с прицелом для взятия азимута только большим диаметром и точностью исполнения. Все детали буссоли, как и компаса, дела­ются из немагнитного материала. В более совершенной буссоли прицел заменен зрительной трубой.

а б

Рис. 9. Буссоль (а), кипрегель (б).

Кипрегель – прибор для измерения углов вертикальной плоскости. Устройство его показано на рисунке 9, б.

Теодолит – результат совмещения в одном приборе буссоли и кипрегеля. Он имеет горизонтальный и вертикальный лимбы.

Приборы для измерения объема тел

Объем жидкости определяется мензуркой и другими мерными сосудами. В частности, для измерения очень малых объемов жидкости используют градуированную пипетку – бюретку. Форма мензурки и других мерных сосудов желательна коническая, с тем чтобы при малых объемах деления были крупнее. Это несколько выравнивает относи­тельную погрешность при малых и больших количествах жидкости.

Объем твердого тела в случаях, когда из-за сложности формы его нельзя измерить геометрически, определяют, опуская в мензурку с жидкостью, не растворяющей и не разрушающей тело. Если такую жидкость подобрать нельзя, применяют газовые объемомеры. Принцип действия газового объемомера основан на законе Бойля–Мариотта. Пусть имеется колпак, плотно примыкающий к тарелке с отводной трубкой (рис. 21). Трубка соединена с U-образным манометром гибким шлангом. Поднимая и опуская свободное колено манометра, можно менять объем газа и измерять при этом его давление. Сечение трубки S известно, так что из соотношения

(5)

можно найти V₀ – объем сосуда без тела. Затем из соотношения

(6)

находится объем тела V_х.

Рис. 10. Газовый объемомер.

При непрерывном течении жидкости или газа по трубопроводу необходимо измерять р а с х о д, т. е. объем вещества, протекаю­щего через поперечное сечение в единицу вре­мени. Эту задачу решают расходомеры различ­ных конструкций. На рисунке 11, а, б при­ведены схемы расходомеров чашечного типа, применяемых для небольших расходов. Чаш­ки, укрепленные на вертушке, по мере наполнения поворачиваются, переливая оп­ределенные порции жидкости или пропу­ская порции газа. С осью скрепляется механи­ческий счетчик оборотов.

Рис.11 . Расходомеры: а – чашечного типа для жидкости; б – для газа;

в – рота­метр.

Существуют также весовые расходомеры, расходомеры типа пово­ротное крыло, а также тахометрические (с вертушкой-пропеллером). При больших расходах применяется ротаметр (рис. 11, в) – пробка в коническом трубопроводе, которая приподнимается потоком жидкости или газа.