Физические приборы - Бурсиан Э.В.
Скачать (прямая ссылка):
Запись звука в звуковом кино производится на краю кинопленки с изображением — на звуковой дорожке в виде потемнения (большего или меньшего, в зависимости от амплитуды сигнала). При воспроизведении звука на эту дорожку направляется луч света от осветителя, а за пленкой ставится фотоэлемент, преобразующий получающий* ся таким образом переменный поток света в переменный электрический сигнал, направляемый в усилитель, а затем в громкоговоритель.
§ 12. ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛ. ВЕСЫ
Силу F измеряют главным образом по деформации тела х, которую она производит: F =¦¦ kx. В качестве деформируемого тела чаще всего берут пружины (динамометр, рис. 36, с). Чем на большие силы рас-
Рис. 35. Устройства, записывающие и воспроизводящие звук: а — грампластинка 1 с иглой 2 и биморфным элементом звукоснимателя 3; б — магнитофонная запись (1 — магнитная пленка, 2 — головка); в — упрощенная структурная схема магнитофона (I — микрофон, 2 — головка, S —громкоговоритель, 4 — усилитель).
38 ;рис. 36. Приборы, измеряющие силу: а — механический динамометр; <6 — динамометр с индуктивным датчиком; в — тензометрический датчик силы.
a If2 S
ч>
ч>
Рис. 37. Типы рычажных весов: а — равноплечные; б — неравно-плечные; в — безмен; г — квадрантные весы; д — весы для счета деталей (1 — сотни, 2 — десятки); е — гидростатические весы для определения плотности жидкости.
!считан динамометр, тем жестче должна быть пружина (больше коэффициент k). Деформация измеряется непосредственно по смещению !указателя, скрепленного с концом пружины, или любыми другими •методами измерения малых перемещений (§ 5), особенно если необходимы дистанционные измерения с помощью электрических сигналов. На рисунке 36, б, в показаны индуктивный и тензометрический ^методы измерения деформаций под действием силы. В первом случае в результате упругого разжатия прочного стального кольца с разрезом уменьшается индуктивность катушки, поскольку магнитная проницаемость зазора много меньше проницаемости стали. Шкала прибора, измеряющего индуктивность, градуируется в единицах силы ,{ньютонах). Во втором — полоски тензодатчика соединяются в схему моста и электроизмерительным прибором измеряется сила тока разбаланса этого моста.
Как всегда, наиболее точным способом измерения силы является компенсационный. Для компенсации используется сила тяжести, действующая на грузы определенной массы Ft = mg. Например, силу натяжения горизонтального троса можно измерить путем компенсации ее силой тяжести гирь, изменив направление силы с помощью блоков.
Приборы для измерения веса, т. е. силы, с которой притягиваемое землей тело действует на опору или подвес, — весы. Их можно классифицировать по диапазону: транспортные — для взвешивания вагонов, автомашин (5—200 т), товарные и медицинские (1—100 кг), технические (10 мг — 1 кг), аналитические (0,1 мг — 100 г) и микроаналитические (<0,1 мг).
По общефизическим методам измерений (см. Введение) весы могут быть прямопоказывающими (циферблатными), компенсирующими (гир-ными) и дифференциальными.
Далее будем придерживаться классификации по признаку принципа действия (рычажные, пружинные, тензометрические).
39 „„„„их весов основано на правиле рычага, правиле Действие р«?а*ны ^ L ,
моментов СИЛ! Zr1 - гг = г2 • Г2, или F1Z1 = Z12'2. где / — плечо силы, т. е. проекция г на направление, перпендикулярное F (рис. 37, а). Могут быть равноплечные весы, когда I1 = I2, и, следовательно, весы будут в равновесии при F1 = F2, а также неравноплечные (рис. 37, б), требующие меньшего количества гирь для уравновешивания тяжелых грузов. Обычно берется отношение I1Zli, равное 10 или 100. Поэтому такие весы называют десятичными или сотенными. Возможны также весы с переменным плечом — стержнем, по которому передвигается компенсирующий груз. Такие весы называют безменом (т. е. без гирь) (рис. 37, б). Часто в приборах различные принципы действия сочетаются. Например, в торговых платформенных весах (или медицинских весах) сочетается принцип действия десятичных весов и безмена. Часть веса груза компенсируется в них гирями (в 10 или 100 раз меньшими), а часть — передвижением гири по стержню.
Не всегда в рычажных весах используется принцип полной компенсации. Так, в розничной торговле используют весы, в которых компенсируются только целые килограммы, а количество граммов определяют по отклонению стрелки весов. Существуют и безгирные прямопоказывающие рычажные весы (рис. 37, г).
Не всегда гири делаются по массе кратными граммам или килограммам. Для счета деталей в качестве гирь берутся такие же детали
Весы должны градуироваться в единицах измеряемых величин. Например, гидростатические весы (рис.37, е, см. § 13) градуируются в единицах плотности исследуемой жидкости.
Порог чувствительности рычажных весов (см. Введение) зависит от того, насколько удалось уменьшить трение в точках соприкосновения движущихся друг относительно друга деталей, поэтому опорные призмы и «подушки» делают острыми и из твердых сплавов (рис. 38, а). Все остальные детали подвесов делают легкоподвижными. Для плавности хода используют вязкое трение, не имеющее трения покоя (демпфер). Излишнее качание весов изнашивает острые призмы, поэтому после взвешивания коромысло останавливается арретиром или лучше приподнимается с призмы изолиром.
