Большая энциклопедия техники

Тросовые датчики перемещения – датчики, производящие измерение линейного перемещения объектов путем применения измерительного троса, изготовленного из гибкой нержавеющей стали. Трос наматывается на барабан при помощи пружинного мотора; барабан аксиальным способом объединяется с многоступенчатым потенциометром, инкрементальным кодирующим прибором или абсолютным кодирующим прибором. При использовании линейное перемещение троса переходит во вращательное движение барабана, благодаря потенциометру осуществляется, изменяется в сопротивление, являющееся по отношению к перемещению пропорциональным. Характеристики тросовых датчиков перемещения: диапазон измерения составляет 50 000 мм, разрешающая способность определяется как квазибесконечная, монтаж достаточно прост и гибок, отличается хорошими показателями надежности и сроком службы, обеспечиваются аналоговыми и цифровыми входами. Эти датчики применяются для измерения хода вилки автопогрузчика, в системе синхронизации хода, для измерения колебаний в результате ходовых проверок, при отделении спутника от ракетоносителя.

Пикнометр

Пикнометр – прибор, используемый для гидростатического взвешивания. Конструкция пикнометра может представлять собой U-образной капиллярный вид. Также существует пикнометр Оствальда, который состоит из колбы для жидкости, проволочной петли для подвешивания прибора к чашкам весов и метки. Плотность этого вида плотномера находят по принципу взаимоотношения массы жидкости к ее объему. Объем измеряется при помощи шкалы либо метками на сосуде, масса определяется путем взвешивания аналитическими весами. Измерение плотности твердых тел или порошков происходит при погружении их в сосуды, получившие название «волюмометры», которые могут быть с притертой пробкой и с градуированным горлом. Волюмометры наполняются жидкостью, не обладающей свойством растворения вещества, в нее погруженного. Для нахождения плотности газов применяются пикнометры специальной формы, например шаровидной.

Пипетки

Пипетки являются стеклянными трубками всевозможного диаметра. Пипетки могут быть как прямые, так и с расширением посередине, которое может быть трех видов: цилиндрическое, шаровое, грушевидное.

Виды пипеток:

1) пипетка с расширением и меткой, получившая название пипетки Мора;

2) пипетка, градуированная на полный слив и оснащенная каноническим концом;

3) пипетка, градуированная на полный слив, с плоским концом;

4) пипетка, градуированная на частичный слив с каноническим или плоским концом;

5) пипетки выдувные.

Градуированную пипетку создал немецкий химик и фармацевт Карл Фридрих Мор (1806—1879). Такие пипетки используются для частичного слива установленного количества жидкости. За единицу объема принят см³ или мл.

Градуированные пипетки подразделяются на два класса точности:

1) класс А присваивается пипеткам высокого уровня, предельная ошибка в разы меньше минимальной цены деления шкалы;

2) класс Б имеют пипетки низкого уровня, при этом предельная ошибка в измерении объема должна быть меньше минимальной цены деления шкалы, например 0,01 мл для пипеток объемом в 1 мл и 0,2 мл соответственно для пипеток в 5 мл.

Тип пипеток определяет и место выливания жидкости из пипетки, это может осуществляться от нулевой линии вверху до любой линии градуировки. В других случаях выливание производится от любой линии градуировки до носика. Верхняя часть пипетки в обязательном порядке создает прямой угол с осью пипетки, дефекты на ней исключаются, так как они способны создать помехи при точной установке мениска при помощи пальца. Нижняя часть пипетки представляет собой выливной носик в виде гладкого конуса. Для установления мениска жидкости необходимо создать совпадение плоскости верхнего края или центра линии градуировки с нижней точкой самого мениска. Для устранения или хотя бы сведения их к минимуму применяют один метод установки мениска для исследования начального и конечного значения. Установка опускающегося мениска производится определенным образом: берется чистая пипетка, которая держится в вертикальном положении, ее наполняют жидкостью, которая должна быть примерно на несколько миллиметров выше линии градуировки, и вот на этой линии устанавливается мениск. Для удаления капли, которая может остаться на носике пипетки, используется стеклянный сосуд, в результате прикосновения к которому концом пипетки и удаляется капля. Из пипетки жидкость сливается в стеклянный сосуд, фиксируемый в слегка наклоненном состоянии, при этом кончик носика должен касаться внутренней поверхности этого сосуда. Пипетка и сосуд не сдвигаются во время процедуры сливания. Время выливания для пипеток объемом в 10 мл определяется в 10 с, для пипеток в 5 мл не должно быть более 1 с. В случае, когда пипетка не снабжена указанием времени ожидания стекания, не требуется дожидаться полного стекания жидкости, которая может оставаться на стенках. Для полноты выливания до носика время ожидания составляет 3 с. В случае, когда указано время ожидания, например 15 с, выливание останавливается при положении мениска выше линии градуировки на несколько миллиметров. Мениск окончательно фиксируют через 15 с на линии градуировки. Если выливание производится полностью до носика, то выдерживается 15 с до изъятия пипетки из приемного сосуда. Для пипеток с выдуванием нужно обязательно выдуть последнюю каплю из носика.

Высокоточная пипетка применяется для серийного раскапывания различных объемов – 12,5 мкл, 25 мкл, 50 мкл. Точность раскапывания для пипеток такого типа составляет для 12,5 мкл – ±2,0%, для 5 мкл – ±1,5%, для 50 мкл – ±1,5%. Такие пипетки отличаются удобством в работе, ориентированы на использование как правшами, так и левшами. Оснащаются одноразовыми наконечниками и сбрасывателями наконечников.

Используются для произведения точного отмеривания установленного объема жидкости, а также для переноса жидкости из одного сосуда в другой. Обозначаются пипетки определенной последовательностью чисел, между которыми ставятся дефисы. Числа несут в себе определенную информацию: тип пипетки – исполнение – класс точности – объем (например, 1—2 – 5 – 10). Пипетки в обязательном порядке проходят калибровку на выливание, точность должна соответствовать определенному образцу стандарта. Также на пипетках могут указываться температуры, при которых производилась калибровка пипетки, обозначение на выливание указанной емкости и время ожидания, если оно задано, пределы погрешностей измерения объема.

Пиранометр

Название прибора произошло от греческих слов pyr – «огонь» и ano – «наверху», и слова «метр». Представляет собой устройство, предназначенное для измерения суммарной и рассеянной солнечной радиации, которая поступает на горизонтальную поверхность. Создал пиранометр геофизик Андерс Кнут Ангстрем, который занимался исследованиями изменения солнечной постоянной и солнечной активности, руководил Шведским бюро погоды, также был директором Шведского метеорологического и гидрологического института.

В конструкцию пиранометра включен экран, который затеняет устройство от прямых солнечных лучей, позволяя произвести измерения исключительно рассеянной радиации.

Термоэлектрическая батарея представляет собой последовательное соединение манганиновых и константановых полосок, при этом четные спаи обрабатываются сажей, нечетные спаи покрываются белой магнезией. Между спаями образуется разность температур, и происходит возбуждение термоэлектрического тока, находящегося в пропорциональной зависимости от падающей радиации. Замеры термоэлектрического тока производятся с помощью гальванометра. Для термобатареи предусмотрен стеклянный колпак, препятствующий попаданию в термобатарею инфракрасной радиации атмосферы, а также ветра и осадков. Абсолютные величины радиации, исследуемые пиранометром, сверяются с абсолютными величинами, полученными при помощи пиргелиометра.

Пиранометры используются для измерения интенсивности излучения волн. Приборы оснащаются одним стеклянным куполом; термостолбиком, который изготовлен из вороненой стали; и корпусом, созданным из анодированного алюминия. Некоторые модели могут оснащаться двойным стеклянным куполом, вращательно-симметричным корпусом из оксида алюминия с встроенным термостолбиком, белым защитным экраном и креплениями для точного установления горизонтального положения. Диапазон рабочих температур от -40 до +80 °C.

Черно-белый пиранометр применяется для измерительных работ по исследованию интенсивности излучения при длине волны 300—3000 нм. Разработан прибор на основе нахождения разницы температур между белыми и черными поверхностями. Прибор обеспечивается специальным куполом, который блокирует воздействие температуры окружающей среды на показания пиранометра. Также предусмотрено оснащение системой креплений, позволяющих произвести точное горизонтирование.

Двойной пиранометр используется для измерения интенсивности излучения при длине волн 300—3000 нм, для нахождения поглощающей способности земной поверхности – альбедо, а также для определения коротковолнового радиационного баланса. Действие прибора основано на измерении разницы температур между белыми и черными поверхностями, которое обеспечивается специальным куполом, предотвращающим воздействие на показания двойного пиранометра температуры окружающей среды. Предусмотрена система крепления, отвечающая за точное горизонтирование. Прибор работает при температуре от -40 до +60 °C, погрешность прибора составляет не более ±3% от полученного значения.

Пиргелиометр

Название состоит из греческих слов pyr – «огонь» и hellos – «Солнце», и слова «метр». Этот прибор предназначен для измерения интенсивности прямой солнечной радиации, которая падает на перпендикулярную поверхность относительно солнечных лучей. Исследования основаны на количестве тепла, полученного и поглощенного абсолютно черным телом.

Существуют компенсационный пиргелиометр Ангстрема, водоструйный прибор Ч. Аббота, пиргелиометр Виолля, пиргелиометры профессора Хвольсона, изотермический пиргелиометр.