Utama teknologi

Alat pengukur keseimbangan

Alat pengukur keseimbangan
Alat pengukur keseimbangan

Video: Manfaatin Smartphone / HAPE jadi alat tukang 2024, Mungkin

Video: Manfaatin Smartphone / HAPE jadi alat tukang 2024, Mungkin
Anonim

Imbangan, alat untuk membandingkan berat dua badan, biasanya untuk tujuan saintifik, untuk menentukan perbezaan jisim (atau berat).

Penemuan keseimbangan lengan sama bermula sejak zaman Mesir kuno, mungkin seawal 5000 SM. Pada jenis yang paling awal, balok disokong di tengah dan kuali digantung dari hujungnya dengan tali. Peningkatan dalam reka bentuk kemudian adalah penggunaan pin melalui pusat balok untuk bantalan tengah, yang diperkenalkan oleh orang Rom tentang zaman Kristus. Penemuan ujung pisau pada abad ke-18 membawa kepada pengembangan keseimbangan mekanikal moden. Pada akhir abad ke-19 keseimbangan telah berkembang di Eropah menjadi salah satu jenis alat pengukur yang paling tepat di dunia. Pada abad ke-20, keseimbangan elektronik dikembangkan, bergantung pada pampasan elektrik dan bukannya pesongan mekanikal.

Imbangan mekanikal terdiri, pada asasnya, dari balok kaku yang berayun pada pinggir pisau tengah mendatar sebagai titik tumpu dan mempunyai dua hujung pisau hujung selari dan sama jarak dari pusat. Beban yang hendak ditimbang disokong pada kuali yang digantung dari galas. Untuk reka bentuk terbaik, dua atau lebih tepi pisau terletak di antara galas hujung dan kuali, satu untuk mengelakkan kemiringan pesawat dan yang lain untuk menetapkan pusat beban pada titik tertentu di hujung pisau hujung. Mekanisme penahan menghalang kerosakan semasa memuat dengan memisahkan tepi pisau dari galasnya. Pesongan keseimbangan mungkin ditunjukkan oleh penunjuk yang melekat pada balok dan melewati skala beransur-ansur atau melalui pantulan dari cermin pada balok ke skala yang jauh.

Kaedah menggunakan imbangan yang paling jelas dikenali sebagai penimbangan langsung. Bahan yang akan ditimbang diletakkan di satu kuali, dengan berat yang cukup diketahui pada kuali yang lain sehingga balok berada dalam keseimbangan. Perbezaan antara bacaan sifar dan bacaan dengan kuali yang dimuat menunjukkan perbezaan antara beban dalam pembahagian skala. Penimbangan langsung seperti itu memerlukan lengan sama panjang. Apabila kesalahan yang disebabkan oleh lengan yang tidak sama lebih besar daripada ketepatan yang diperlukan, kaedah penggantian penimbangan boleh digunakan. Dalam kaedah ini, pemberat timbunan ditambahkan pada satu kuali untuk mengimbangkan beban yang tidak diketahui pada yang lain. Kemudian, berat yang diketahui diganti dengan beban yang tidak diketahui. Kaedah ini hanya memerlukan kedua-dua lengan rasuk mengekalkan panjang yang sama semasa penimbangan. Apa-apa kesan ketidaksamaan adalah sama untuk kedua-dua beban dan oleh itu dihapuskan.

Mikrobalans kuarza kecil dengan kapasiti kurang dari satu gram telah dibina dengan kebolehpercayaan yang jauh lebih besar daripada yang biasa dijumpai dengan keseimbangan jenis ujian kecil yang mempunyai rasuk logam dengan tiga tepi pisau. Mikrobobal digunakan terutamanya untuk menentukan ketumpatan gas, terutamanya gas yang diperoleh hanya dalam jumlah kecil. Keseimbangan biasanya beroperasi di ruang ketat gas, dan perubahan berat diukur dengan perubahan daya apung bersih pada keseimbangan kerana gas di mana keseimbangan digantung, tekanan gas dapat disesuaikan dan diukur oleh manometer merkuri yang dihubungkan dengan kes keseimbangan.

Ultramikrobalance adalah alat penimbang apa pun yang berfungsi untuk menentukan berat sampel yang lebih kecil daripada yang dapat ditimbang dengan mikrobalance-iaitu jumlah keseluruhan sekecil satu atau beberapa mikrogram. Prinsip-prinsip di mana ultramikroba telah berjaya dibangun meliputi keanjalan dalam elemen struktur, anjakan dalam bendalir, pengimbangan dengan medan elektrik dan magnet, dan kombinasi antara ini. Pengukuran kesan yang dihasilkan oleh massa minit yang ditimbang telah dibuat dengan kaedah radiasi optik, elektrik, dan nuklear untuk menentukan anjakan dan oleh pengukuran optik dan elektrik kekuatan yang digunakan untuk memulihkan perpindahan yang disebabkan oleh sampel yang ditimbang.

Kejayaan keseimbangan tradisional di zaman moden bergantung pada sifat elastik bahan tertentu yang sesuai, terutamanya gentian kuarza, yang mempunyai kekuatan dan keanjalan yang besar dan relatif bebas dari kesan suhu, histeresis, dan lenturan tidak elastik. Ultramikrobalans yang paling berjaya dan praktikal didasarkan pada prinsip mengimbangkan beban dengan menerapkan tork pada serat kuarza. Satu reka bentuk ringkas menggunakan gentian tegar sebagai balok mendatar, disokong di tengahnya oleh gentian kilasan kuarza mendatar yang dilekatkan pada sudut tepat. Pada setiap hujung balok, panci digantung, yang satu mengimbangi yang lain. Pesongan balok yang disebabkan oleh penambahan sampel ke satu kuali dipulihkan dengan memutar hujung gentian kilasan sehingga balok kembali berada dalam kedudukan mendatar dan julat kilasan penuh dalam serat gantung dapat digunakan untuk pengukuran beban ditambahkan pada satu kuali. Jumlah kilasan yang diperlukan untuk pemulihan dibaca dengan menggunakan dail yang dipasang pada hujung serat kilasan. Berat diperoleh dengan menentukur keseimbangan dengan berat yang diketahui dan membaca nilai dari carta penentukuran berat berbanding kilasan. Tidak seperti keseimbangan anjakan langsung yang hanya bergantung pada keanjalan anggota struktur, keseimbangan kilasan membolehkan graviti menyeimbangkan komponen terbesar dari beban, iaitu panci, dan mengakibatkan peningkatan kapasiti beban.

Imbangan pada akhir abad ke-20 biasanya elektronik dan jauh lebih tepat daripada keseimbangan mekanikal. Pengimbas mengukur pergeseran panci yang menahan objek yang akan ditimbang dan, dengan menggunakan penguat dan mungkin komputer, menyebabkan arus dihasilkan yang mengembalikan panci ke kedudukan sifar. Pengukuran dibaca pada skrin digital atau cetakan. Sistem penimbangan elektronik tidak hanya mengukur jisim total tetapi juga dapat menentukan ciri-ciri seperti berat purata dan kandungan lembapan.