Meranie hmotnosti - PowerPoint PPT Presentation

Meranie hmotnosti

• Základnou jednotkou hmotnosti je kilogram (značka kg).
• Kilogram je jednotkou hmotnosti
• Rovná sa hmotnosti medzinárodného prototypu kilogramu. Pri danych podmienkach.

• Meranie hmotnosti sa nazýva váženie. Zariadenia, určené na zisťovanie hmotnosti telies alebo látok, sanazývajú váhy.
• Pri vážení meriame kľudovú hmotnosť objektu (telesa). Tá sa zisťuje na základe meraniatiaže meraného objektu.
• Najvyššia relatívna presnosť dosahovaná pri

prácach v Medzinárodnom úrade pre váhy a miery (BIPM) je v ráde 10-9 kg pre hmotnosť 1 kg.

Do skupiny mechanických váh patria najmä pákové a pružinové váhy. Sú založené na mechanickomprincípe vyvažovania bremena.

• V minulosti patrili pákové váhy k najrozšírenejším meradlám hmotnosti. Vďaka svojim výbornýmmetrologickým vlastnostiam a prevádzkovej spoľahlivosti sa vo veľkej miere používajú doteraz.
• Pracujúna princípe porovnávania silových účinkov (tiaží) meraného objektu a vyvažovacieho objektu -závažia. Preto nameraná hodnota nezávisí od veľkosti miestneho gravitačného zrýchlenia.

• Vyvažovací moment sa mení zmenou hmotnosti závažia (pri rovnakých dĺžkach ramena), resp.zmenou polohy ťažiska posuvného závažia na ramene.

Hlavnou časťou rovnoramenných

váh je vahadlo1, ktoré v strede

podopiera vodorovná hrana (brit) 2 na

hladkej podložke (lôžku).Na koncoch

vahadla sú zavesené dve rovnaké misky.

Otočné body vahadla na brite a závesoch

obidvoch misiek majú

1 – vahadlo, 2 – brit, 3 – jazýček, 4 –

stupnica, 5 – meraný objekt, 6 – závažie

byť v jednej rovine. Uprostred vahadla je

jazýček 3, ktorého koniec ukazuje na

stupnicu 4. Pred meraním,

keď sú misky prázdne, má jazýček smerovať

na stred stupnice. Pri meraní sa na jednu misku

kladie vážený objekt 5, na druhú misku sa kladú závažia 6 so známou hmotnosťou. Závažia sa pridávajú

dovtedy, kým sa jazýček váh opäť neustáli v strede stupnice. V tomto stave sa v ideálnom prípade

hmotnosť váženého objektu rovná hmotnosti závaží.

1 – vahadlo, 2 – brit, 3 – ukazovateľ, 4 – stupnica, 5 – objekt s neznámou hmotnosťou, 6 – vyvažovacie závažie

• Meraný objekt s neznámou hmotnosťou m savyvažuje posúvaním závažia s konštantnou hmotnosťou mz(tzv. bežcom) po ramene vahadla.

• Vyváženie objektu sa dosahuje výchylkou naklápaciehovahadlas protizávažímzo základnej nulovej polohy. Rovnovážna poloha, v ktorej sa vahadlo ustáli,je pre každé zaťaženie iná. Meradlom hmotnosti je výchylka vahadla.

• predstavujú kombináciu

predchádzajúcich typov,

najčastejšie závažových a

sklonových. Závažia slúžia na prestavenie rozsahu, poloha naklápacieho ramena bez akejkoľvek ďalšejmanipulácie uvádza hmotnosť objektu v danom rozsahu.

• Pružinové váhy sú založené na mechanickom princípe.
• Vážený objekt sa zavesí na misku, ktorá je pripevnená na pružinu.Pružina je chránená pred poškodením skleneným, resp. hliníkovým obalom. Vplyvom tiaže objektusa pružina natiahne a jej voľný koniec zobrazí hmotnosť objektu na stupnici.

• V tejto skupine váh sa v praxi najčastejšie používajú odporové (tenzometrické) váhy.
• Ďalej sem zaraďujeme aj kapacitné, indukčnostné apiezoelektrické váhy. Všetky majú elektrický výstup.

• základom tenzometrickej váhy je pružný deformačný člen, na ktorom sa nachádzajú tenzometre
• Tvary deformačných členov sú rôzne. Používa sa nosník, valec, špirála a podobne.
• Materiál deformačného člena má vykazovať minimálnu

hysterézu, minimálne dopružovanie, minimálne vnútorné pnutie po tepelnom spracovaní a stálosťi izotropiu modulu pružnosti v ťahu lineárne závislého na teplote.Má mať veľkú hodnotu medzeklzu a veľkú dynamickú pevnosť.

• Pri deformácii pružného člena dochádza zároveň aj k deformácii tenzometra a následne k zmenejeho elektrického odporu.
• na meranie hmotnosti sa používajú obidva typy tenzometrov– kovové aj polovodičové. Tenzometre sa na deformačný člen lepia, alebo sa naň priamo naprašujú

• Meraný objekt sa

položí do stredu hornej časti

deformačného člena 1.

Zaťaženie v meracej ose

spôsobí ohybové napätie

hornej časti deformačného člena –

krúžku. To vedie kuvzniku

tangenciálnych deformácií hornej časti

krúžku v tlaku a jeho spodnej časti v ťahu. Deformácie na

obidvoch stranách krúžku sa merajú štyrmi

špirálovito vinutými tenzometrami 2 v tvare medzikružia.

Deformačný člen je s optimálnou priečnou a

pozdĺžnou tuhosťou spojený s plášťom snímača 3.

• Signál z tenzometrov sa vyhodnocuje vo vyhodnocovacej jednotke, ku ktorej je možné pripojiť počítač

• b) zásobníkové váhyvážia kvapalné a sypké materiály v rôznych zásobníkoch, najčastejšie sa používajúv potravinárskom a chemickom priemysle a v stavebníctve, využívajú sa najmä na riadenie plneniaa vyprázdňovania zásobníkov,
• c) plošinové váhysa najčastejšie používajú v obchodnom styku, ich merací rozsah môže byť od niekoľkýchkilogramov až po niekoľko ton, ich konštrukcia sa prispôsobuje zamýšľanému použitiu

• e) pásové jednovalčekové a dvojvalčekové váhysa používajú na obchodné aj technologické účely.Nachádzajú sa pod pásovým valčekovým dopravníkom, v ktorom sa jedna alebo dve valčekové stolicenahradia snímačom hmotnosti. Umožňujú merať celkové prepravené množstvo aj okamžitýprietok materiálu, rýchlosť pohybu a zaťaženie dopravníkového pásu
• f) dávkovacie pásové váhysú vybavené regulátorom porovnávajúcim okamžité prepravované množstvomateriálu s požadovaným množstvom. Chyba dávkovania dosahuje 0,5% až 1%, váhy sa vyrábajú pre celkové prepravované množstvá od desiatok kilogramov až po tisíce ton za hodinu
• g) rozdielové (diferenciálne) dávkovacie váhymerajú úbytky hmotností v zásobníku materiálu a zaisťujúkonštantný úbytok hmotnosti materiálu v čase. Chyba dávkovania vztiahnutá k požadovanejhodnote prietoku sa pohybuje v rozpätí od 0,25 až do 0,5%.

• Najpresnejšie elektronické váhy využívajú elektromagnetické vyvažovanie pôsobiacej sily
• majú 10 až 1000 krát menšiu dovolenú chybu ako priemyselné meradlá hmotnosti sdeformačnými členmi a tenzometrami
• Váhy s elektromagnetickou kompenzáciou využívajú dve základné mechanické riešenia – pákovéváhy a váhy s paralelným vodiacim mechanizmom.