Способ определения плотности твер-дыХ ВЕщЕСТВ Советский патент 1981 года по МПК G01N9/02 

- 73 dnlcAi, с использованием проволочного подвеса диаметром 0,1 мм, то величина А может Д01стигать +2,3 дн., зяа.чит, вносить 3 измерение объема образца погрешность до 25 %. Важно отметить, что при многократных измерениях одного и того же образца силы А, как правило, взаимно не компенсируются, поэтому среднее арифметическое может значительно отличаться от истинного значения плотности.

где р - масса измеряемого образца;

масса одного из дополнительных

грузов с подвесом; В - масса второго дополнительпого

. груза; ,

масса второго дополнительного ;грузас подвесом;.

Р - марса гирь, требуемая для уравновегпиванид системы весов с подвешенными к корО:Мыслам дололаительными грузами, паходящи.Аися В жидкости и помешенными на один из грузов измеряемым образцом;

F;.(- часть объема подвеса груза, находящаяся в жидкости; D - плотность 1материала грузов; плотность жидкости. На фиг. I показаны этапы (а и б) взвешивания, осуществляемые по предлагаемому способу.

Предварительно определяются массы измеряемого образца р, грузов Л я В и проволочных яодвбсов а к Ь, а плотность совокупности груза Л + груз В + подвес ,.. Извостно, что плотность образца объемо(м 1 см :можно определить с относительпой погрешностью- 0,1 %. В дальнейшем для упрощения запнси там, где это удобно, сумма масс груза и подвеса обозначается заглавной буквой с индексом + , например груз А+ подвес .

Гидростатическое вз;веШ|Ивание состоит из двух этапов, фиг. 1, а: взвешивание одного лруза А 1 на подвесе а 2 вместе с измеряемым образцом р В жидкости 4 на айалитических весах 5; фиг. 1, б: определение разницы в весах груза В 6 и подвеса b 7 с добавленным к «им образцом р 3 и груза А+ нодвес а, подвещенных к противоположным концам коромысла весов и погруженных в воду на одинаковую глубину (вполне достаточна одинаковость поВ- -р+Ь-d-,,,(VB + V4- V.,,)A + - d(VA + KJ -f Я,(7)

где V т- часть объема подвеса Ь, находя-ность, .вносимая использованием подвеса,

щаяся в жидкости Уж мала, 0, нренебрежимо мала; Р - добавочная мас+0.06 мм, может быть вычислена с боль-са гирь, требуемая для уравновешивания

шой точностью и, следовательно, погреш-системы (фиг. 1,6 (8). Часть подвеса а.

Целью изобретения является повышение точности определения плотности микроОбразцов.

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения плотности веществ путем гидростатического взвешивания производят взвешивание образца с грузами, масса которых ,на 3-4 порядка Превышает массу исследуемого образца, и илотность образца определяют по формуле

(1)

-fP,,-Р (А+ + В

- V

D,

гружения грузов -f-1 +2 мм), фиг. 1, б. Конструктивные особенности весов и грузов по фиг. 1 не показаны.

Обработка результатов наблюдений проводится следующим образом.

Первый этап дает возможность определить эффективную плотность совок пности образец /7 + груз Л-f подвес а с весьма высокой точностью, так как неопределенная добавка ±А очень мала по сравнению с силой тяжести груза Л

(-)

Второй этап является объединяющим и требует подробного изложения. Масса тела или комплекса тел равна их средней ллотиости, умноженной па объем. Для измеряемого образца р dxV и далее по

аналогии: Л Дл VA- В Оз XVв а- d, X l-a; ,X 1/вПо предлагаемому способу плотности материалов образца, грузов и проволочных подвесов по отдельности не измеряются, а

измеряются эффективные плотности комплексов тел, псэтому можем написать следующие выражения:

Л + + и 0,.(Ул -h VB r Л), (3) Л + -f- Р -- DAP-(VA - V + V,,). {4; Р1з выражения (3) находим объем груза Л с подвесом а

А-- +B-D,.VB

VA + V, .-

(5)

D,

45

И, подставив в выражение (4), получаем

Л+ -;-б-А-К;з

л+ + P DAP-V + D,

АРD,.

50(б)

Равновесие сил на втором этапе измерения может быть записано следующим образом:находящуюся в воде, мы не выделяем, так как в этом нет необходимости. Подставив вы|ражение 5 в выражение (5- - Я) D, + Bd,, - Vd,D, с помощью которого И уравнения (6) приходим к окончательному выражению для Зр-тА++В+ - 2{А +Р

Приме р. Для 1ИЗ:Мбрения плотности вещества сферического образца феррита массой 42,62 мг использованы лабораторные весы АДВ-200 с вариацией иоказаннй ±-1,5 .деления и гирями 2-го класса, дистиллированная вода, вольфрамовая проволока 0,05 мм для подвесов (выбраны подвесы одинаковой массы 2,3 мг, хотя это и «е является обязательным), два латунных груза в виде полированных полусфер с углублениями (см. фиг. 2), массой 16,6313 г (А) и il6,2339 г (В). Трехкратное определение плотности материала грузов, выполненное с промежутками 2-3 дня, дало следующие значения: 8,40549; 8,40516 и 8,40556 г/см. Для расчетов iвзятo среднее арифметическое 8,4054 г/см. Поскольку масса проволочного подвеса составляла всего 0,0023 г, можно считать, что материал каждого груза обладает указанной плотностью.

Для измерения плотности образца проведенные в серии других измерений дали Зр А- + В - 2(А + где р - масса измеряемого образца, А + - масса одного из дополнительных грузов с подвесом; В - масса второго дополнительного В +- масса второго дополнительного груза с подвесом; Р - масса гирь, требуемая для уравнивания системы весов с подвешенными .к кор:омысла1М дополнительными грузами, находящимися в Лчидкости и помещенны5

значения плотности вещества - 5,73 и - 5,75 elcM. Измерение плотности прямым измерением с помощью формулы (1) на этих же весах с тем же подвесом и грузом В дало значение плотности - 4,71 , хотя максимальная (рентгеновская) плотность этого вещества равна 5,74 г1см и при рассмотрении щлифов пористость была определена не выще 1%.

Формула изобретения

Способ определения плотности твердых веществ путем гидростатического взвещивания, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерения, микроОбразцов, производят взвещивание образца с грузами, масса которых на 3-4 порядка превыщает массу исследуемого образца, и плотность образца определяют по формуле .7 и проведя соответствующие преобразования, получаем выражение для объема грузаЛ (D, - d.,) -PD, - V,,d,,D, плотности измеряемого обопределенияразца ).-Р (А+ + В) - Я (/и 3- 5) ,,, -г--. - -V w мн на один из грузов измеряеfMbiM образцом; часть объема подвеса груза, находящаяся в Ж:идкости; D J. - плотность материала грузов; йж- нлотность жидкости. Источники информации, принятые во нимание при эксиертизе: 1.Глыбин И. П. Автоматические плотномеры. Киев, «Техника, 1975, с. 5-20. 2.Ильинский Г. А. Определение плотности минералов. Л., «Недра, 1975, с. 30 (прототип).

./-Г шS

Фиг./