Уравновешивание торзионной нитью

Уравновешивание торзионной нитью [c.51]

В большинстве случаев системы уравновешивания торзионной нитью не были автоматизированы [32—34] и лишь Уотерс [35] описал весы с автоматическим уравновешиванием весов торзионной нитью, вращаемой электромотором. В случае вакуумных весов передача вращения осуществляется либо магнитной муфтой [34, 36], либо через сальник [37]. [c.51]

Системы уравновешивания торзионной нитью применяются главным образом в высокочувствительных весах, предназначенных для взвешивания малых масс. Предельные нагрузки таких весов обычно составляют 1—0,001 г, а абсолютная чувствительность —10 —10" г. 51 [c.51]

Перейдем к расчету весов, действующих по нулевому методу взвешивания. Для этого сохраним прежние требования к весам, т, е. нагрузку и их чувствительность, а в качестве системы. для их уравновешивания остановимся на уравновешивании торзионной нитью. Выясним возможность использования одной из нитей подвеса коромысла для уравновешивания уже рассчитанных нами выше весов. Из поставленных нами условий торзионная нить должна обеспечить чувствительность весов 1-10 г. В качестве датчика нулевого положения коромысла можно сохранить либо оптический указатель и микроскоп, либо использовать любой другой, если он в состоянии обеспечить точность отсчета 1-10 рад, что и соответствует чувствительности весов 1.10 г. Эту же чувствительность мы должны получить и при уравновешивании торзионной нитью. Примем, что минимальный угол закручивания торзионной нити, который мы сможем отсчитывать, будет составлять 0,2°, или 3-10 рад. Следовательно, при закручивании торзионной нити на этот угол (ф = 3<10 рад) она должна создать восстанавливающий момент Мт = 5.10 Г-см (см. уравнение (66)). Вычислим, какая длина должна быть у нити подвеса коромысла с диаметром йт = 4 10 см для того, чтобы получилась требуемая восстанавливающая сила. Из уравнения (49) получим [c.190]

В случае весов, действующих по нулевому методу взвешивания, с уравновешиванием торзионной нитью порядок обработки данных калибровки остается тем же, но величины ф или Дф будут соответствовать углу закручивания торзионной нити, необходимому для возвращения коромысла в нулевое положение при действии на него массы ДМ, подвешенной к одному из плеч коромысла. Такой же порядок расчета будет для магнитной или другой системы уравновешивания, с той лишь разницей, что ф будет в этом случае электрическим или другим параметром, характеризующим эту систему уравновешивания (ток в электромагните и др.). [c.208]

Для весов с кварцевой спиральной пружиной, расчет которых приведен выше, изменение температуры на 1° С вызовет изменение удлинения пружины только от изменения модуля упругости на 7 -10 см, что при полной нагрузке будет уже превышать чувствительность весов. То же получится и для коромысловых весов с уравновешиванием торзионной нитью иЛи действующих по отклонению. Следовательно, такие весы нужно обязательно термостатировать. [c.213]

Простота конструкции, отличная воспроизводимость показаний и широкий диапазон взвешивания, обеспечиваемый торзионной системой уравновешивания весов, доходящий до пяти порядков и больше, привел к широкому распространению этой системы в весовой технике. Однако громоздкость системы и сложность передачи в вакуум вращения к торзионной нити препятствует ее применению в вакуумных весах. Устройство таких систем следующее. Одна из ветвей торзионной нити, на которой подвешивается коромысло, соединяется с механизмом, позволяющим закручивать эту нить и измерять угол ее закручивания. В чувствительных весах с широким диапазоном взвешивания углы закручивания составляют тысячи градусов поэтому отсчетные системы, кроме обычных лимбов с делениями верньерами и нониусами, имеют также и счетчики целых оборотов нити. Верньеры обычно делаются в виде безлюфтового червячного привода к основному отсчетному лимбу. Точность отсчета углов в этом случае доходит до 1 мин. [32]. [c.51]

Существенным недостатком торзионного метода уравновешивания является недостаточная прочность конструкции, так как измерительная торзионная нить при максимальных углах закручивания испытывает большую двойную нагрузку от ее закручивания и от растяжения весом коромысла и навесок. В результате такие весы требуют весьма деликатного обращения и при незначительной ошибке со стороны оператора (особенно во время накладывания грузов) легко ломаются. Для устранения этого недостатка было предложено отделить систему подвески коромысла от торзионной измерительной нити [37—39]. При этом появилась возможность без потери чувствительности весов существенно увеличить прочность системы подвески коромысла и использовать более тонкую торзионную нить. Это в целом повышает чувствительность весов, так как торзионная нить будет испытывать только напряжения от ее закручивания. [c.51]

В настоящее время весы типа Кирка и др. выпускаются промышленностью для микрохимических работ. В различных их вариантах максимальная нагрузка колеблется от 0,3 [109, 110] до 2 г [111], а чувствительность их соответственно от 1-Ю до 1-10" г, т. е. относительная чувствительность 3 >10 и 2 -10 . В заключение следует отметить краткое сообщение Уотерса [112] о термогравиметрических автоматических и регистрирующих весах. Это коромысловые весы с торзионной нитью. Закручивание нити для уравновешивания весов и запись показаний ведутся автоматически при помощи сервомотора. Диапазон взвешивания 0,5 г с ошибкой 1%. [c.114]

Весы с системой уравновешивания отдельной торзионной нитью. Коромысловые весы с торзионной нитью, описанные выше, имеют один существенный недостаток, заключающийся в том, что торзионная нить несет на себе коромысло, взвешиваемое вещество и противовес. Это приводит к очень большим напряжениям в нити и требует весьма большой осторожности от оператора при работе с ними. В связи с этим авторы конструкций стремились предельно облегчить коромысло, что, в свою очередь, приводило к уменьшению его жесткости, а следовательно, и к изменению чувствительности с изменением нагрузки. Это же приводит к тому, что предельные нагрузки весов весьма невелики, а поэтому невелика и относительная чувствительность. Поэтому дальнейшее развитие весов пошло по пути разделения функций торзионной нити и системы подвеса коромысла, что позволило при прежних размерах торзионной нити существенно увеличить нагрузку весов и увеличить жесткость коромысла. [c.114]

I — коромысло 2 и 3 — подвески исследуемого образца и противовеса 4—торзионные нити подвеса коромысла а— торзионная нить[системы уравновешивания 6—отсчетный лимб 7 — магнит для закручивания нити 4 — образец 9 — зеркало [c.115]

Однако есть еще одна возможность использования торзионной нити для уравновешивания весов. Для этого следует применить отдельную торзионную нить, не несущую коромысло. Проверим, что дает такое решение нашей задачи. Найдем диаметр торзионной нити йу, исходя из условий, что нить должна при закручивании в обе стороны обеспечить компенсацию изменения веса 10 Г, т. е. [c.191]

При применении для уравновешивания весов других систем уравновешивания порядок расчета не изменяется, только вместо расчета восстанавливающей силы торзионной нити вводятся соответственно другие силы магнитные силы, электростатические силы отталкивания или притяжения и. т. д. Мы не рассматриваем эти случаи, так как обилие возможных конструктивных решений приводит практически к такому же количеству типов расчетов, на которых мы не имеем возможности останавливаться из-за ограниченного объема книги. Общие же соображения, достаточные для расчета таких систем, рассмотрены в разделе Системы уравновешивания весов . [c.191]

Системы уравновешивания упругими элементами сами являются весами. Сюда относятся весы со спиральной пружиной, пружинные весы с плоской или стержневой пружиной, торзионные весы с вертикальной нитью и коромысловые весы с торзионной подвеской и правильно отбалансированным коромыслом (под правильно отбалансированным коромыслом условимся считать такое коромысло, у которого ось вращения совпадает с центром его тяжести). Устройство и принцип действия пружинных и торзионных весов достаточно ясен и подробно изложен во второй части, а их расчет — в третьей части. [c.43]

Рассмотрение всех уравнений чувствительности позволяет сделать обш ий вывод, что в высокочувствительных весах нужно стремиться уменьшить до минимума величины к ж Ь.В весах с торзионным подвесом коромысла чувствительность зависит от четвертой степени диаметра торзионных нитей и увеличивается с уменьшением диаметров этих нитей. В то же время нагрузка весов пропорциональна площади сечения нитей, т. е. пропорциональна квадрату диаметра этих нитей. Последнее определяется прочностью нитей, воспринимающих всю нагрузку коромысло, подвески и грузы. Поэтому весы более всего подходят для очень малых нагрузок, не превышающих 1 г. Для больших нагрузок (5 г и больше) значительно лучше использовать весы Гарнера, Дея [14] или Чеппела [28], т. е. весы с вертикальными подвесами коромысла. В этих весах большая прочность сочетается с высокой Чувствительностью. Особенно удачно сочетать их с уравновешиванием торзионной нитью. Приблизительно то же относится и к весам с торзионным подвесом коромысла и отдельной торзионной нитью для уравновешивания весов. [c.185]

Из сравнения (4) и (5) со всей очевидностью вытекает большое преимуш,ество коромысловых весов на торзионной подвеске по сравнению с пружинными весами. Если в случае пружинных весов пружина должна уравновешивать всю массу исследуемого образца т, то в случае торзионной системы уравновешивается лишь изменение массы Ато, так как основную массу т полностью уравновешивают противовесом, находящимся на противоположном конце коромысла. Следует отметить, что спиральную или стержневую пружину можно также использовать в сочетании с коромыс-ловыми весами и получить тот же результат, что и с торзионной нитью. Для этого достаточно одно из плеч коромысла соединить с пружиной (рис. 15). В этом случае основная масса исследуемого образца будет уравновешена противовесом, а пружина будет использоваться лишь для уравновешивания Ато. Однако последний метод в весовой технике и, особенно, в весах, действующих по отклонению, используется очень редко. Типичным случаем такого использования являются весы Фокина и Смирнова [4], которые для этого использовали кольце-вую пружину из фосфористой бронзы. Обычно перекрываемый диапазон взвешивания с такими системами составляет четыре-порядка. [c.44]

В настоящее время не существует единой, универсальной и общепринятой классификации весов. Например, по классификации, предлагаемой ВНИИметрологии им. Д. И. Менделеева [1—3], к категории торзионных весов отнесены все весы, основанные на уравновешивании силы тяжести, действующей на взвешиваемое тело, деформацией нрун ины (плоской, спиральной или цилиндрической). При этом допускается деформация изгиба и растяжения. В то же время в разряд крутильных весов включены как истинно торзионные весы (весы с вертикальной торзионной нитью), так и коромысловые весы, такие, как весы Маера и Берндта. Выделены отдельно электронные весы типа Гаста, но в этом случае к ним следует отнести все весы с электронными схемами, входящими в их автоматическую часть, т. е. практически все автоматические весы, в которых используется электроника. Более удачной является классификация, предлагаемая Феоктистовым [За], в основу которой положены методы преобразования неэлектрических величин в электрические с учетом специфических особенностей весов. Такая классификация позволит рационально сравнивать различные типы весов, однако и в ней имеются спорные положения, требующие дальнейшего уточнения. В связи с этим при рассмотрении конструкций весов мы не придерживались принятых классификаций, а группировали весы, сходные по принципу действия, их узкой области применения или другим общим признакам. [c.82]

В заключение раздела отметим, что в последнее время магнитная система уравновешивания тина подвижная катушка в поле неподвижного постоянного магнита стала привлекать серьезное внимание конструкторов весов несмотря на сложность подведения тока к катушке. В качестве примеров можно привести весы Блейдена [223], а также Море и Лоувери [224]. В этих весах, как и в весах Гаста, токоподводами служат торзионные нити [c.137]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология