Прибор для определения плотности твердых тел

Прибор для определения плотности твердых тел

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 421, 1„

СССР

Л)(68434

ОПИСАН ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегистрировоно в Бюро изобретений Гоепеа о СССР

Н. Н. Самсонов

Прибор для определения плотности твердых тел

Заявлено 5 октября 1944 года в Главное управление северного морского пути при СН1»

СССР за No 02/31 (335325) Опубликовано 31 мая 1947 года

Обычно плотность твердых тел определяют методом гидростатического взвешивания на циферблатных весах с равноплечим коромыслом.

Но весы, применяемые для определения плотности твердых тел методом гид ростатического взвешивания, недостаточно чувствительны и не позволяют в некоторых случаях определять плотность твердых тел с необходимой точностью и имеют неравномерную шкалу.

Предметом настоящего изобретения является прибор для определения плотности твердых тел методом гидростатического взвешивания, выполненный в виде циферблатных весов с равноплечим коромыслом, но имеющий ту особенность, что равноплечее коромысло весов выполнено ломаным с углом 180 — р между его плечами и углом а, наклона плеч к горизонту.

Такая конструкция обеспечивает повышение чувствительности весов и позволяет получать равномерную шкалу в заданном интервале измерений.

На фиг. 1 изображена схема коромысла прибора, а на фиг. 2 — конструктивное выполнение прибора.

Представим себе равноплечее коромысло АОВ (фиг. 1), которое может свободно вращаться в вертикальной плоскости вокруг точки О. Плечи коромысла АО и ОВ равны по длине и образуют между собой угол 180 — р. В точке В на тонкой нити подвешивается тело Р„плотность которого требуется определить. К точке А подвешивается некоторый груз Р.

Положение равновесия коромысла определяется углом а„который плечо АО образует с линией горизонта COD.

Обозначая вес образца породы в воздухе через Р„а находящуюся с ним в равновесий нагрузку через Р, условия равновесия коромысла можно представить уравнением:

Pr соьа = Ртг cOs (у — а ).

Если теперь, не меняя груза, подвести под образец сосуд с водой и, поднимая его, добиться полного погружения образца в воду, то вес об271 № 68416 разца по закону Архимеда уменьшится до величины Р, равновесие нарушится, коромысло йовернется вокруг точки О и займет новое положение равновесия, определяемое некоторым углом а

В этом положении равновесие будет определяться уравнением:

Pr cosa, = Р,r cos (у — а,).

Определяя из этих уравнений P и Р,. и подставляя в общеизвестную формулу определения плотности твердого тела, после элементарных преооразований получим:

Ctg y+ tg u

tg а,„— tg а

Углы y H а, ными, определяемыми конструкцией прибора. Следовательно, значение плотности о однозначно определяется углом а .

Анализ последнего уравнения приводит к выводу, что для получения наибольшей чувствительности весов и наиболее равномерной шкалы в заданном интервале измерений необходимо, чтобы углы <р и а, имели значение: у=агссц(+ /, 1 а,= — arctg Vk — 1 ол — 1 ор — ап

1 где аи — максимальное значение плотности в заданном диапазоне измерений, on — среднее значение плотности в заданном диапазоне измерений, Й— отношение величины деления шкалы приоора при ап к величине деления шкалы прибора при о;и.

Конструкция прибора показана на фиг. 2, где К вЂ” дуралюминиевое коромысло симметричной формы, сбалансированное после изготовления.

Ось О вращения коромысла K проходит через центр тяжести коромысла и жестко связана с последним.

На конце одного из плеч коромысла К имеется штифт для подвешивания испытуемого образца. На выступающие по обе стороны коромысла концы штифта одевается крючок К„к которому привязывается нить для подвешивания образца. Нить дважды проходит через крючок К„что поз272 воляет с помощью дополнительного скользящего по нити крючка К, изменять длину нити и компенсировать поднятие правого плеча коромысла при погружении образца в воду.

На другом плече коромысла имеется штифт К, для подвески этажерки Э, на которую укладываются грузы, уравновешивающие образец. Штифт

К, устроен так же, как и штифт К,.

Этажерка Э прикрепляется к крючку, свободно вращающемуся вокруг выступающих из коромысла концов штифта К,.

Для компенсации веса штифта К;, крючка К, и нити имеется на этом же плече коромысла винт К4. На этот винт могут быть одеты дополнительные грузики в виде шай бочек для уравновешивания коромысла.

Прибор снабжен отс четным лимбом Л, по которому производится определение плотности тел по положению указательных стрелок С, и

С„расположенных на коромысле К.

Ось коромысла К и лимб Л установлены на вертикальной стойке

Кр, укрепленной на горизонтальной подставке д, имеющей установочные винты В. Прибор устанавливают по отвесу О,.

Определение плотности тел посредством предлагаемого прибора сводится к подвешиванию образца на нитке к одному плечу коромысла, приведению коромысла в равновесие, определяемое постоянным углом а путем нагрузки разновесами другого плеча коромысла, погружению образца в воду и отсчету по лимбу значения плотности о.

Предмет изобретения

Прибор для определения плотности твердых тел методом гидростатического взвешивания, выполненный в виде циферблатных весов с равноплечим коромыслом, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения чувствительности и возможности получения максимально равномерной шкалы в заданном интервале измерений, равноплечее коромысло весов выполнено ломаным с углом

i 80 — а между его плечами и уг% 68416

Фиг. !

Фиг. 2 лом а, наклона плеч к горизонту определяемыми соотношениями:

f op — on, an(ort — 1)

u = — агс1 /k — op — an > где ои — максимальное значение плот.)ть. редактор М. М. Акишиа

Свод в. Ь. ности в заданном диапазоне измерений, ол †средн значение плотности в заданном диапазоне измерений, й. — отношенйе величины деления шкалы прибора при on к величине деления шкалы прибора при ои.

Ре я .тор Н. К. Короленке

27з