Устройство для измерения сил Советский патент 1979 года по МПК G01G1/22 G01L1/08 G01N5/00 G01R21/06 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛ

1

Изобретение относится к измерителЕЮй технике и может быть использовано для измерения пондеромоторных сил взаимодействия заряженных физических моделей с внешним электрическим полем и других физических к физико-химических исследований.

Известны весы, содержащие коро.йлсло и опору, выполненные в виде пустотелой сферы, помещенной Б чашу, наполняемую жидкостью, и датчик угла наклона коромысла 1.

На точность съема угла наклона коромысла влияют положение груза и гирь на чашках.

Наиболее близко к предлагаемому - устройство для измерения сил, содержащее коромысло, две жестко соединенные с ним пустотелые опоры, помещенные в ванны, наполняемые жидкостью, и датчик угла наклона коромысла 2. Наличие общей емкости, из которой жидкость поступает в ванны под опоры исключает возможность подведения электрического напряжения к объекту на коромысле без введения дополнительных связей, нарушающих правила измерения,а следовательно, не обеспечивает возможности использования устройства для измерения сил взаимодействия электрически заряженньйс TQji с внешним электрическим полем.

Цель изобретения - обеспечение возможности использования устройства д.пя измерения сил взаимоддействия электрически заряженных тел с внешним электрическим полем.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве пусто 0телые опоры выполнены электропроводными , электронзолированы друг от дру,га и помещены в электроизолированные ванны, наполняемые электропроводной жидкостью, а также тем, что пустоте5лые опоры выполнены из ферромагнитног-о материала, а на внутренней поверхности днии5а ванн установ.пены постоянные магниты.

Устройство представлено на черте0же .

Диэлектрическое коромысло 1 жестко скреплено с дизлектрической осью 2. Опоры 3 и 4 п.паваиот в ваннах .5 и 6, наполняемых электропроводящей жид5костью. Для подведения электрического напряжения двух полярностей ванны могут быть метатшическими, размещаеМ1.ами на диэлектрическом основании , и диэлектрическими. В первом случае

0 непосредственно к ваннам подключают токоведущие провода, а во втором слу чае в ванны опускают электроды 7 и 8 Вдоль коромысла с двух сторон укреплены два изолированных тонких проводника 9 и 10. Проводники раздел ,но соединены с опорами 3 и 4. На коромысле 1 устанавливают исследуемы физический объект (изделие) 11, к которому подводят электрическое напряжение. Вес изделия компенсируют навесками, укладагеаемыми в чашу 12. При выполнении опор в виде пустотелых цилиндров из немагнитных материалов на . них напрессовывают одинаковые ферромагнитные кольца.13 и 14, а на дне ванн под кольцами устанавливают постоянные магниты 15. На диэлектрической оси 2, соединяющей поплавки, установлено зеркало 16, на которое направляют луч источника света 17. Источник света может быть установлен отдельно от устройства, но неподвижно на все время калибровки устройства и измерений. Луч, отраженный от зеркала, направляется на шкалу 18, по которой производится отсчет.. В качестве возвращающего в нулевое положение момента силы в данном устройстве используется дисбаланс, получающийся либо как результат еетественной несбалансированности масс в опорах относительно горизонтальной оси, так и дисбаланс 19, который вводится искусственно. Устройство работает следующим образом. После установки физического объекта 11 на коромысле 1 к нему подсоединяют проводники 9 и 10. В ванны 5 и 6 наливают электропроводящую жид кость. Навесками, укладывае йлми в чашу 12, коромысло устанавливают в горизонтальное положение. Луч от источника света 17 направляется на зер кало 16, а отраженный от .него луч попадает на шкалу 18, укрепленную на стене лаборатории . После успокоения устройства на шкале отмечается начал ное (нулевое) положение, от которого в дальнейшем выполняют отсчет как при калибровке устройства стандартйыми навесками, так и при эксперимен тальных исследованиях с изделием. Чувствительность устройства определяется величиной дисбаланса. Чем н меньше, тем более чувствительно устройство. Чувствительность устрой тва также повышается с ростом растояния между зеркалом 16 и шка-. ой 18. Устройство позволяет измерять сиы взаимодействия с внешним электрическим полем в условиях, когда к объкту, установленному на коромысле, необходимо подвести электрическое напряжение исключить влияниепоперечных сил, возникающих в неоднородном электрическом поле; измерять силы, действующие как вертикальновверх, так и вертикально вниз; расди рить пределы измерения, что практически невозможно выполнить с помощьнз известных устройств. Формула изобретения 1.Устройство для измерения сил, содержащее коромысло, две жестко соединенные с ним пустотелые опоры, помещенные в ванны, наполняемые жидкостью, и датчик, угла наклона коромысла, отл11чающееся тем, что, с целью обеспечения возможности использования устройства для измерения сил взаимодействия электрически заряженных тел с внешним электрическим полем, в нем пустотелые опоры выполнены электропроводными, электроизолированы друг от-друга и помещены в электроизолированные ванны, наполняемые электропроводящей жидкостью. 2.Устройство П9 П.1, о т л и чающееся тем, что пустотелые опоры выполнены из ферромагнитного материала, а на внутренней поверхности днища ванн установлены постоянные магниты. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1. Авторское свидетельство СССР №393604, кл. G 01 G 1/22, 1971. 2. Авторское свидетельство СССР №468100, кл. G 01 G 1/22, 1973. и 4