Метрологические свойства весов

Классификация весов.

Весоизмерительные приборы.

В пищевой промышленности весоизмерительные приборы применяются на продовольственных складах, в столовых, входят в комплект принадлежностей кухонь, хлебозаводов, а также средств переработки продовольствия и скота.

Количество и типы весов для столовых и продовольственных складов определены нормами обеспечения.

Весоизмерительные приборы - это средства измерения массы продовольствия и других материальных средств.

Весоизмерительные приборы по назначению подразделяются на пять основных групп:

1. Лабораторные (погрешность определения массы не более 0,01%).

2. Метрологические (образцовые).

3. Общего назначения (погрешность 0,05 + 0,1%).

4. Технологические (0,1 + 4%).

5. Для специальных измерений (количество деталей, толщину нити или бумаги, загрязненности картофеля и т.д.)

По принципу действия, предназначению и конструктивным особенностям весоизмерительные приборы общего назначения классифицируются на следующие группы: настольные; передвижные; стационарные.

В свою очередь настольные весы (ГОСТ 23711-79 и 23676-79) различают:

рычажные; пружинные; электромеханические.

Наиболее распространенными являются рычажные весы, которые бывают гирными, шкальными и циферблатными.

К передвижным весам относятся: товарные; автомобильные.

В продовольственной службе используются весы товарные, которые также как и настольные бывают гирными, шкальными и циферблатными.

К стационарным весам относятся весы врезные, автомобильные, вагонные, элеваторные. Для проверки гирь применяются весы лабораторные рычажные или образцовые. Для обозначения весов общего назначения принята буквенно-цифровая индексация, где: первая буква указывает на способ создания уравновешивающего момента.

Например:

Р - рычажно-механические;

Т – электронно-тензометрические.

Вторая буква указывает на способ установки весов:

Н - настольные;

П - передвижные;

С - стационарные.

Последующая цифра указывает на наибольший предел взвешивания до 1000 кг – (в килограммах), а свыше 1000 кг - в тоннах;

следующая за цифровой группой буква показывает вид указательного устройства весов:

Г - гирные, коромысловые;

Ц - циферблатные;

Ш - шкальные коромысловые.

Следующая цифровая группа определяет вид отсчета и снятия показания весов:

1 - визуальный отсчет;

2 - документальная регистрация;

3 - отсчет на месте установки весов;

4 - отсчет дистанционный.

Последняя буква указывает на конструктивные особенности весов:

В - вагонные;

Б - большая грузоприемная платформа;

М - малая грузоприемная платформа.

Так, например: РС-150 Ц-24 В - рычажно-механические, стационарные, с пределом максимального взвешивания 150 т, циферблатные, с документальной регистрацией, дистанционной передачей показателей, вагонные; РН-10Ц-13У- рычажно-механические, настольные, с пределом взвешивания 10 кг, циферблатные, с визуальным отсчетом на месте установки весов.

3 .2. Принцип действия рычажныхвесов

Конструкция рычажных весов основана на законе о равновесии рычагов.

Рычаг - это твердое тело, к которому приложены силы, стремящиеся вращать это тело вокруг какой-либо оси (точки опоры). Различают рычаги 1-го и 2-го рода.

В рычаге 1-го рода силы приложены по обе стороны от точки опоры и действуют в одном направлении (Рис.1).

а О в

G P

Рис1. Рычаг 1-го рода

В рычаге 2-го рода силы приложены по одну сторону от точки опоры и действуют в противоположном направлении (Рис.2)*

О а в Р

G

Рис. 2 Рычаг 2-го рода.

Расстояние от точки опоры до точки приложения сил ( а, в) называется плечом рычага.

Плечи рычага 1-го рода могут быть равны или не равны между собой, то есть рычаги равноплечие и неравноплечие.

Рычаги 2-го рода всегда неравноплечие.

Кратчайшее расстояние от действия силы до оси вращения называется плечом силы. Произведение силы на плечо называется моментом силы.

Для равновесия рычага необходимо, чтобы алгебраическая сумма всех сил и алгебраическая сумма всех моментов относительно оси вращения равнялась нулю.

Частное от деления большого плеча на меньшее называется передаточным числом рычага, а обратная величина - отношением плеч рычага.

Процесс определения массы путем измерения веса называется взвешиванием, а приборы для измерения массы – весами

а О в

Mg Mp

G P

Рис. 3 Схема взвешивания

При взвешивании на рычажных равноплечих весах, когда на одной чашке находится тело массой Mg, а на другой - гири массой Mр физическая сущность процесса взвешивания заключается в следующем:

тело весом "G " действуя на плечо "а" /рис.3/ создает момент

М₁ = G · а, а гири весом Р находящиеся на плече "в" создает момент

М₂ = Р · в.

Если весы находятся в равновесии, то М₁ = М₂ или G · а = Р • в, но

G =Мgq, Р = Mpq, следовательно Mgqa = Mpq · в.

Так, как а = в, то и Mg = Mр.

Результат взвешивания, т.е. правильность и точность определения массы тела зависит от метрологических свойств весов. К ним относятся:

а) устойчивость подвижной системы /коромысла/;

б) чувствительность и время колебаний;

в) постоянство показаний отсчетного устройства;

г) неравноплечностъ рычажной системы (коромысла).

Эти характеристики определяются конструкцией весов, материалом и качеством их изготовления, сборкой и регулировкой приборов, а также условиями эксплуатации.

Рассмотрим кратко метрологические свойства весов:

а). Устойчивость весов.

Под устойчивостью весов понимают способность их подвижной системы (коромысла) после малого числа колебаний возвращаться в первоначальное положение равновесия, из которого она была выведена внешней силой. Устойчивость весов зависит от взаимного расположения центра тяжести по отношению к точке опоры.

Различают три вида равновесия:

1. Устойчивое, точка опоры выше центра тяжести коромысла.

2. Неустойчивое, точка опоры ниже центра тяжести коромысла.

3. Безразличное, точка опоры и центра тяжести совпадают.

б) Чувствительность весов»

Чувствительность весов характеризуется отношением углового или линейного перемещения указателя равновесия к массе груза, вызвавшего это перемещение. От чувствительности весов зависит точность измерения массы. Чувствительность весов выражается отношением:

или , где: - угол, на который отклоняется указатель равновесия;

m - масса грузика, вызвавшего отклонение;

n - число делений шкалы, на которое отклонилась стрелка указателя;

φ - цена одного деления шкалы.

Чем больше λ, тем чувствительнее весы.

в) Постоянство показаний весов

Под постоянством показаний весов понимают совпадение положений равновесия весов под действием одной и той же нагрузки и при одних и тех же условиях взвешивания.

Постоянство показаний весов характеризуется значением вариации показаний весов.

Под вариацией показаний понимают наибольшую разность между повторными показаниями отсчетных устройств весов, соответствующими одному и тому же значению измеряемой величины и одним и тем же условиям их применения.

4. Общее устройство весов.

Большому многообразию весоизмерительных приборов присущи общие узлы и детали. Отличие заключается лишь в устройстве, форме, размерах и сочетаниях этих узлов и деталей.

Наиболее распространенной конструкцией весоизмерительных приборов являются механизмы, где используются рычажные системы различной сложности для передачи усилия, создаваемого массой взвешиваемого груза на грузоприемное устройство, а затем к указательному устройству.

Рычажные весы состоят из следующих основных частей:

а). Грузоприемное устройство - это устройство, на которое помещается взвешиваемое тело. Конструкция устройства определяется размером массы и родом груза.

Все грузоприемные устройства независимо от их типа состоят из следующих основных частей:

грузоприемной части, непосредственно принимающей нагрузку; несущей части каркаса, на которую устанавливают грузоприемную часть; опорных частей /опор/, которыми устройство опирается на рычаги; ограничительных частей, предохраняющих устройство от смешения с рычагов.

Грузоприемные устройства в зависимости от наибольшего размера массы взвешиваемого груза могут быть снабжены различным числом опор. Имеются одно-, трех-, четырех-, шестиопорные грузоприемные устройства.

б). Рычажная система.

Рычажная система весов состоит из рычагов 1-го и 2-го рода, опорных и соединительных деталей /призм, подушек, тяг, серьг/.

В зависимости от назначения рычаги разделяют на:

грузоприемные (главные) - воспринимающие нагрузку от грузоприемного устройства;

вспомогательные, которые не принимают участие в передаче на грузки, но необходимы для работы весов.

Призмой называется деталь, жестко связанная с рычагом и предназначенная для восприятия усилий и точного ограничения плеч рычага.

По назначению призмы делятся на опорные, грузоприемные, концевые и соединительные. Изготовляются призмы из высокоуглеродистой стали с содержанием углерода С=0,75 - 0,83% с чистотой обработки не ниже 7 класса.

Подушкой называется деталь, работающая в контакте с призмой и образующая с ней высокочувствительное соединение С=0,9 - 1%, чистота обработки не ниже 7 класса.

Серьги предназначены в качестве опор для платформы и рычагов, а также для подвески гиредержателя гирных весов и соединения рычагов.

в). Указательное устройство.

Указательное устройство предназначено для показа результатов взвешивания, а также для проверки равновесия весов при отсутствии нагрузки.

В весоизмерительных приборах применяются в основном два типа отсчетных устройств:

коромысловые с указателем равновесия;

циферблатные со стрелками и шкалами.

г) Станина или основание.

Помимо основных частей весы содержат ряд других деталей:

арретир - для прекращения колебаний рычажной системы;

изолир - для освобождения призм от нагрузки;

отвес - для контроля за установкой весов в рабочее положение;

успокоитель колебаний - для прекращения периодических колебаний;

тарировочное приспособление - для приведения весов в требуемое положение равновесия.

Дата добавления: 2015-04-25