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衡器的工作原理与分类

  品质部  238次浏览  2021-07-06

一、衡器的概念和工作原理

1、衡器的概念
传统意义上的衡器是指利用作用在物体上的重力测定质量的计量器具,如天平、计价秤、汽车衡、皮带秤、吊秤、轨道衡、定量包装机、配料系统等。广义的衡器泛指利用各种原理的所有能够测定物体质量的装置以及可以测定与质量有函数关系的相关量值的设备装置,如计数秤、水分测定仪、密度仪、铁路偏载或飞机重心监测分析仪、物料高度检测仪、起重安全警示器等,它们都是衡器大家族中的产品。

          质量是物体的一种重要基本属性,它是物体惯性和引力大小的量度。衡器使用的质量单位是国家法定计量单位,例如,kg(千克)、g(克)、mg(毫克)、μg(微克)、t(吨)。

          对于特殊应用,如宝石贸易,可以用米制克拉(1 ct=0.2 9)作为衡器的计量单位。国际法制计量组织(OIML)1992年公布的衡器的定义为:“利用作用在物体上的重力来确定该物体质量的计量仪器(该仪器也可用来确定作为质量函数的其它量值、数值、参数或特征)称之为衡器”。根据国家标准GB/T14250—1993对衡器的定义:“利用作用在物体上的重力等各种称量原理,确定质量或作为质量函数的其它量值、数值、参数或特征的一种计量仪器”。

        衡器是质量计量仪器的简称,也就是主要用于确定物体质量的一种计量仪器。
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现代衡器的测量量限之比可以达到1015的量级,向下可以精准到微克级,向上可以计量千吨级。例如,最大称量为20g的天平,可以准确到1μg,甚至0.1μg;电子计价秤最大称量一般是3 kg或15 kg,其精度分别为1 g或5 g;电子吊秤最大称量由数百克到数百吨;汽车衡称量为30~300 t(矿用);钢铁厂中的轨道衡可以称量800t的铁液。图2-1~图2-4分别是汽车衡、隔热式电子吊秤、电子计价秤和微量天平的外观图。


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2.质量

         衡器计量的对象是物体或物质的质量,衡器计量类属质量计量。质量是自然界中最基本、最主要、最常用的一个物理量,质量的计量单位“千克”上国际单位制SI中7个基本单位之一。清楚地了解质量的概念是衡器计量的最基本要求。
            质量的计量单位是千克,符号是kg,它等于国际千克原器的质量。国际千克原器保存在法国巴黎国际计量局,它用90%铂和10%铱的铂铱合金制成,几何形状是高和直径均为39mm的圆柱体。国际千克原器是国际单位制中7个SI基本单位中,惟一仍在使用的实物基准。
            质量的特点:质量是物体固有的一种属性,对确定的物体其质量值是一个恒定不变的标量。


3.杠杆

凡是受到外力作用后,能绕着一个固定点转动的物体称为杠杆。杠杆可以是直杆,也可以是曲杆或其他形式。

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     支点:杠杆绕其转动的固定点O;
     重点:被动力的作用点A;
     力点:主动力的作用点B。
     支点到外力作用线的垂直距离称为杠杆的臂。支点到重点的垂直距离称为重臂(AO)。支点到力点的垂直距离称为力臂(OB)。 杠杆两臂之比称为臂比,一般用重臂与力臂之比称为臂比。
                                    臂比=重臂/力臂
    习惯上,将力臂与重臂之比称为杠杆的传力比。
    根据支点、重点和力点在杠杆中的位置不同,杠杆可分为三类:
     第一类杠杆:支点位于重点和力点之间的杠杆。
     第二类杠杆:重点位于支点和力点之间的杠杆。
     第三类杠杆:力点位于支点和重点之间的杠杆。



  标签:工作原理
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