Измерение массы

Понятие «масса» характеризует инертность тел и веществ, то есть их способность создавать гравитационное поле.

В качестве средств измерений массы следует применять весы. Весы - один из древнейших приборов. Они возникли и совершенствовались с развитием торговли, производства и науки. Простейшие весы в виде равно-плечного коромысла с подвешенными чашками широко применялись при меновой торговле в Древнем Вавилоне и Египте (2 тыс. лет до н. э.). Несколько позднее появились неравно-плечные весы с передвижной гирей. В зависимости от назначения весы делятся на эталонные (для поверки гирь), лабораторные (в том числе аналитические) и общего назначения, применяемые в различных областях науки, техники и народного хозяйства. По принципу действия весы подразделяются на рычажные, пружинные, электротензометрические, гидростатические, гидравлические.

За единицу измерения массы в СИ принят килограмм (кг). Допускается применение:

дольных единиц - миллиграмм (мг), грамм (г),

внесистемной единицы - тонна (т).

Для измерений массы должны применяться рабочие средства измерений.

При выборе весоизмерительных приборов следует отдавать предпочтение весам электронным и весам с циферблатными указателями перед гирными и шкальными. Применение циферблатных весов ускоряет процесс измерений массы, повышает наглядность отсчета результатов измерений.

Допускаемую погрешность средств измерений массы, предельные значения шкалы (диапазона измерений) следует определять одним из двух способов:

1 - расчётным,

2 -по таблицам

Пример-Расчетного способа:

Необходимо определить массу детали (45 ± 0,5) г.

Определить диапазон измерений и цену деления весов.

Определяем:

наибольший предельный размер измеряемого параметра:

45 г+0,5 г =45,5 г;

наименьший предельный размер измеряемого параметра:

45 г - 0,5 г= 44,5 г;

допуск: 45,5 г-44,5 г =1 г.

Расчётный способ.

Определяем:

основную абсолютную погрешность измерений массы:

0,33 х 1 г= 0,33 г;

нижний предел рабочей части шкалы:

Нди< 44,5 г-0,33 г =44,17 г;

верхний предел рабочей части шкалы:

Вди>45,5 г + 0,33 г = 45,83 г.

Выбираем согласно полученныхНди и Вди весы лабораторные.

Предъявляемым требованиям удовлетворяют весы:

ВЛКТ-500 г - с ценой деления 0,01 г, верхним пределом измерений 500 г и основной абсолютной погрешностью ± 0,020 г;

ВЛКТ - 5 кг - с ценой деления 0,1 г, верхним пределом измерений 5 кг и основной абсолютной погрешностью ± 0,20 г;

ВЛЭ-200 г - с ценой деления 0,001 г, верхним пределом измерений 200 г и основной абсолютной погрешностью ± 0,005 г;

ВЛЭ-1 кг - с ценой деления 0,01 г, верхним пределом измерений 1 кг и основной абсолютной погрешностью ± 0,03 г;

ВЛЭ-10 кг - с ценой деления 0,1 г, верхним пределом измерений 10 кг и основной абсолютной погрешностью ±0,1 г.

Экономически целесообразнее в данном случае использовать весы ВЛКТ-500 г.

находим диапазоны, в которые попадает измеряемая величина. Этим диапазоном являются:

«свыше 2 до 50 г»,

«свыше 4 до 100 г»,

«свыше 10 до 200 г»,

«свыше 20 до 1000 г».

находим верхние пределы измерений весов: 50, 100, 200, 1000г.

находим меньшие ближайшие значения допусков по отношению к заданному.

Этими значениями являются: 0,0009; 0,0018; 0,0045; 0,009 г, соответственно.

Значение допуска 1 г в нашем случае позволяет применять любое из выше рассмотренных по диапазону и допуску средства измерений массы.

находим цену деления: 0,0001; 0,0002; 0,0005; 0,001 г, соответственно.

Вывод, для измерения массы (45 ± 0,5) г могут применяться весы класса точности 4 имеющие следующие метрологические характеристики:

верхний предел 50 г, цена деления шкалы 0,0001 г;

верхний предел 100 г, цена деления шкалы 0,0002 г;

верхний предел 200 г, цена деления шкалы 0,0005 г;

верхний предел 1000 г, цена деления шкалы 0,001 г.