Правила взвешивания на электронных весах

Перед началом взвешивания убедитесь, что весы стоят строго горизонтально (проверьте с помощью уровня).

Никогда не превышайте максимально допустимую массу взвешиваемого тела. Для весов ВТС-600/10-0 максимальная масса 600 г.

Включите весы нажатием кнопки – 4, дождитесь, пока пройдет калибровка и весы установятся на ноль.

Аккуратно положите взвешиваемый груз на платформу – 1, следите, чтобы он располагался как можно точнее по центру. На дисплее высветится масса груза.

Если нужно взвесить груз в таре – установите тару на платформу и дождитесь, пока высветится значок стабилизации веса –, нажмите кнопку – 5, поместите груз в тару, подождите, когда высветится значок стабилизации, после чего весы отобразят массу нетто, после снятия груза и тары на весах появится масса тары со знаком “-“.

После окончания взвешивания снимите груз с чашки и отключите весы. При соблюдении правил эксплуатации электронные весы прослужат очень долго.

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА

3.1. Приборы для измерения температуры

3.1.1. Термометры

Часто в лабораторных работах, особенно по молекулярной физике, требуется измерение температуры. Для этой цели мы используем различные термометры. Они отличаются внешним видом и принципом действия. Рассмотрим некоторые из них.

Термометры стеклянные жидкостные применяют для измерения температуры в пределах от -200 до +750 °С. Термометры используют исключительно при контактных измерениях. Благодаря простоте в обращении и высокой точности измерения, жидкостные термометры находят широкое применение во всех областях народного хозяйства.

Термометры состоят из резервуара с припаянной к нему капиллярной трубкой. Капилляр снабжен шкалой с делениями в градусах Цельсия по Международной практической температурной шкале. Термометрическая жидкость заполняет резервуар и часть капиллярной трубки.

Действие жидкостных термометров основано на тепловом расширении термометрической жидкости, заключенной в резервуаре. При изменении температуры объем жидкости изменяется, вследствие чего мениск жидкостного столбика в капилляре поднимается или опускается на величину, пропорциональную изменению температуры.

В зависимости от предела измерения температур для заполнения термометров, применяют жидкости, приведенные в табл. 3.1.

Наибольшее распространение получили ртутные термометры, так как ртуть не смачивает стекло, ее сравнительно легко получить в химически чистом виде (она остается жидкой в широком интервале температур). Недостаток ртути – малый коэффициент объемного расширения, что определяет необходимость изготовления термометров с тонкими капиллярами. Нижний предел измерения ограничивается температурой затвердевания ртути и равен – 35 °С. Верхний предел измерения ртутными термометрами определяется допустимыми температурами для стекла: 600 °С для образцовых термометров и 500 °С для технических. При замене стекла кварцем верхний предел измерения несколько увеличивается.

Таблица 3.1. Пределы измерения температуры жидкостными термометрами

Жидкость	Предел измерения температуры, °С
от	до
Ртуть	-35
Толуол	-90
Этиловый спирт	-80
Керосин	-60
Петролейный эфир	-120
Пентан	-200

Предел измерения для ртутных термометров, в которых над ртутью удален воздух, составляет 300 °С, так как при 357 °С ртуть кипит. Для того чтобы повысить температуру кипения ртути, пространство в капилляре над ртутью заполняют инертным газом под давлением, в результате чего верхний предел измерения увеличивается.

Термометры с органическими жидкостями предназначаются в основном для измерения низких температур в пределах от - 200 до + 200 °С. Основным достоинством их является высокий коэффициент объемного расширения жидкости, в среднем, почти в 6 раз больший, чем у ртути. Недостаток этих термометров – смачивание органическими жидкостями стекла, в результате чего точность измерения понижается. Поэтому необходимо применение капилляров с относительно большим диаметром.

Достоинства стеклянных жидкостных термометров – простота употребления и достаточно высокая точность измерения.

Недостатки – малая механическая прочность (хрупкие); плохая видимость шкалы и трудность отсчета, невозможность автоматической записи показаний и передачи их на расстояние; невозможность ремонта; большая инерционность; плохая различимость ртути в капилляре. Поэтому стеклянные жидкостные термометры применяют, в основном, для местного контроля и лабораторных измерений. В зависимости от назначения и области применения, стеклянные жидкостные термометры подразделяют на лабораторные и технические.

3.1.2. Лабораторные и технические термометры

Лабораторные термометры предназначены для измерения температуры в лабораторных условиях. Ртутные стеклянные лабораторные термометры по конструкции делятся на два типа: палочный, состоящий из массивной капиллярной трубки, на внешней поверхности которой нанесена шкала (рис. 3.1а); с вложенной шкальной пластиной, заключенной внутри оболочки термометра.

При измерении температуры лабораторные термометры погружают на глубину, обозначенную на термометре; если глубина погружения на термометре не указана, то термометр погружают в измеряемую среду до отсчитываемого деления.

Большинство лабораторных термометров изготовляют с безнулевой шкалой, т. е. начинающиеся не с отметки 0 °С, которую наносят внизу на небольшой дополнительной шкале, предназначенной только для проверки прибора, а с более высокой температуры. В промежутке между нулевым делением и началом шкалы капиллярная трубка (капилляр) имеет расширение, в которое входит объем ртути, соответствующий изменению температуры от нуля до начального значения шкалы.

Иногда расширение капилляра выполняют и выше основной шкалы, что предохраняет капилляр от разрыва в случае нагрева выше верхнего предела температуры.

Технические термометры (рис. 3.1б) предназначены для измерения температуры в промышленных установках и могут быть заполнены ртутью или органическими жидкостями.

Ртутные технические термометры применяют для измерения температуры от - 30 до + 600 °С, а термометры с органическими жидкостями – от - 200 до + 200 °С. В зависимости от формы нижней части технические термометры подразделяют на прямые (П) и угловые (У).

а) б)

Рис. 3. 1. а) Лабораторные термометры; б) Технические термометры

С учетом условий эксплуатации, ртутные технические термометры изготовляют для полного погружения, а термометры с органическими жидкостями – для полного и частичного погружения.

Термометры сопротивления

Терморезисторы широко применяются, и мы встречаемся с ними каждый день: на них основаны системы противопожарной безопасности, системы измерения и регулирования температуры, теплового контроля, схемы температурной компенсации. Применение терморезисторов находят в промышленной электронике и бытовой аппаратуре, в медицине, метеорологии, в химической и других отраслях промышленности.

Действие термометров сопротивления основано на свойстве металлов и сплавов изменять сопротивление с изменением температуры. Обычно для неточных электротехнических расчетов эта зависимость принимается линейной. Температурный коэффициент электрического сопротивления большинства чистых металлов при комнатной температуре приблизительно равен 0, 4%, т. е. по величине он соответствует температурному коэффициенту расширения газа в газовом термометре. При точных измерениях (до 0, 01º С) схема измерения должна быть чувствительной к изменениям сопротивления в 0, 004%. При высокой точности измерений можно ощутить более чем на один порядок меньшие изменения сопротивления. Таким образом, чувствительность термометров сопротивления достаточно высока для измерения величины изменения температуры < 0, 001°С. Термометры сопротивления лишены ряда недостатков, присущих стеклянно-жидкостным термометрам, показания которых зависят от температуры окружающей среды, депрессии стекол, погрешностей калибровки и др. Благодаря этому, термометры сопротивления применяются при точных измерениях температур, начиная от окрестности абсолютного нуля до 1000°С.

Наилучшим материалом для измерительных проводников термометров сопротивления является чистая платина. В широком диапазоне температур она не вступает в химические соединения, тем самым стабильно сохраняя свойства чувствительного элемента. Кроме того, она обладает сравнительно высоким удельным электросопротивлением (примерно в пять раз большим, чем у серебра, золота, меди).

3.1.4. Термопары

Применение термопар основано на эффекте Зеебека. Как правило, термо-Э.Д.С. измеряется компенсационным методом – сведением к нулю тока в измерительной цепи. Поэтому в большинстве случаев сопротивление термоэлектродов не играет роли. Значит, их сечения без ущерба для точности измерений могут быть сведены до минимума, имеющего практический смысл. Отсюда вытекает одно из основных преимуществ термопар – возможность измерять температуры в области, объем которой измеряется тысячными долями кубического миллиметра.

Диапазон температур, который можно измерить термопарами, очень широк: от температуры, близкой к окрестности абсолютного нуля, до температур, при которых лишь немногие вещества остаются твердыми.

При измерении температур до 700 °С термопары конкурируют со всеми видами термометров, уступая в точности лишь термометрам сопротивления и газовым термометрам. При более высоких температурах термопары оказываются наиболее надежным средством измерения, и лишь при температурах выше 1600 °С они уступают оптическим пирометрам.

Преимущество термопар состоит в возможности непосредственно измерять разность температур. Последовательное включение множества термопар (рис. 3.2) повышает на несколько порядков выходной сигнал, снижая тем самым порог чувствительности.

Рис. 3.2. Схема термопары подключенной к вольтметру

Благодаря перечисленным преимуществам, термопары широко применяются в промышленной и особенно в лабораторной практике измерений.

Пирометры

Пирометр – прибор для бесконтактного измерения температуры тел. Принцип действия основан на измерении мощности теплового излучения объекта измерения преимущественно в диапазонах инфракрасного излучения и видимого света.

Пирометры применяют для дистанционного определения температуры объектов в промышленности, быту, сфере ЖКХ, на предприятиях, где большое значение приобретает контроль температур на различных технологических этапах производства (сталелитейная промышленность, нефтеперерабатывающая отрасль). Пирометры могут выступать в роли средства безопасного дистанционного измерения температур раскаленных объектов, что делает их незаменимыми для обеспечения должного контроля в случаях, когда физическое взаимодействие с контролируемым объектом невозможно из-за высоких температур. Их можно применять в качестве теплолокаторов (усовершенствованные модели), для определения областей критических температур в различных производственных сферах.

Пирометры можно разделить по нескольким основным признакам:

Яркостные. Позволяют визуально определять, как правило, без использования специальных устройств, температуру нагретого тела, путем сравнения его цвета с цветом эталонной нити.

Радиационные. Оценивают температуру посредством пересчитанного показателя мощности теплового излучения. Если пирометр измеряет в широкой полосе спектрального излучения, то такой пирометр называют пирометром полного излучения.

Цветовые (другие названия: мультиспектральные, спектрального отношения) – позволяют делать вывод о температуре объекта, основываясь на результатах сравнения его теплового излучения в различных спектрах.

Низкотемпературные. Обладают способностью показывать температуры объектов, обладающих даже отрицательными значениями этого параметра.

Высокотемпературные. Оценивают лишь температуру сильно нагретых тел, когда определение «на глаз» не представляется возможным. Обычно имеют сильное смещение в пользу «верхнего» предела измерения.

Переносные. Удобны в эксплуатации в условиях, когда необходима высокая точность измерений, в совокупности с хорошими подвижными свойствами, например, для оценки температуры труднодоступных участков трубопроводов. Обычно снабжены небольшим дисплеем, отображающим графическую или текстово-цифровую информацию.

Стационарные. Предназначены для более точной оценки температуры объектов. Используются в основном в крупной промышленности, для непрерывного контроля технологического процесса, производства расплавов металлов и пластиков.

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 9 Следующая ⇒