18新利最新登入数字尺度如何工作

秤重从花生到企鹅已经有几个世纪了。这13-week-old企鹅跳上规模大约在1952年在伦敦动物园。
©Hulton-Deutsch / CORBIS集合

关于称重设备有一些非常普遍,人们很容易忘记其更深层次的意义。随着稍微倾斜弹簧秤农产品在提醒我们,规模一直担任首席商务仲裁者人类必要条件船舶和效用制药板凳球员。从最小的,大多数实验室调整平衡的10 - 120英尺(3-by-37-meter) pit-and-girder怪物,权衡车厢,牵引拖车、尺度使现代生活成为可能。

尺度——或者,更具体地说,平衡——古代建设者的思想负担,发明家和经济顾问。小平衡重量可追溯到公元前第四年提供了一些早期的第一个暗示人类进化的理解数字。在埃及最基本生存平衡规模早王朝时期,把它建设在像我们这样的早于公元前3000年,古埃及人应用尺度在贸易和分析矿石和合金[来源:百科全书;Petruso]。

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平衡,权衡一个对象通过匹配一个或多个参考重量,一个微妙的联系,仍在实验室使用。天平使用不同的物理原理和机械部件测量重量和其他部队(重量只是物体重力的力量)。春天的尺度,例如,测量体重使用胡克定律,这与强迫(重量)的拉伸或压缩弹簧给定材料制成。

并非所有的天平使用弹簧,但使用机械组件测量体重。所以,机械和数字尺度差异只在他们如何显示重量——机械或电子。18新利最新登入在后一种情况下,雇佣了一个模拟-数字转换器,规模将从规模连续读出数据转换为离散的数字信息,大部分的CD或MP3编码方案数字化音乐的波形。18luck手机登录

一般来说,数字尺度需要更少的专业知识使用比机械读数,并有能力更高精度和更快的处理。特定设备的功能可能不同,特别是当权重是以吨[来源:Camarda;考克斯;克罗利]。

说:“这取决于吊杆Mashaney,费尔班克斯尺度Inc .)产品开发主管专门从事大型工业规模。“几个主尺度是机械。他们调整是非常准确的,没有什么比较。”

就像路边抢走了可能会举起一辆汽车通过机械优势——杠杆的处理或斜面的螺丝,而机械的起重机可以使用液压压力,不同的尺度衡量对象使用各种操作原则,如液压、气动或弯曲梁。

不管让他们拉伸、压缩或摇摆,然而,大多数现代尺度分享一个共同的组件:一个负载细胞。18新利最新登入

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转身面对应变(Ga-ga-gauges)

你可以看到春天(右)和弹簧板安置在这个传统的浴室磅秤。
©H18新利最新登入owStuffWorks.com

鳞片有各种形状、大小和配置,但基本的组件做测量几乎总是负载细胞

负载细胞是一种传感器一个设备,将一种形式的能量转换为另一种形式。通过负载细胞,数字尺度变化机械能——碾或坐或挂负载引起的拉伸,成电的效果。广泛使用的应变仪(你也会认为这是应变计),例如,读取压缩或紧张的小电阻的变化在惠斯通电桥[来源:Mashaney;ω]。

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让我们分解,使用压缩应变计作为一个例子。

压缩时应用力降低物体的体积,但它也可以指一个更一般的大小减少沿着一个或多个维度。碰巧,压扁一个导电材料的电阻变化,因为电线更长更窄更耐比短,更广泛的[来源:克雷格]。把它像水推进管道:和窄管的时间越长,越难迫使水通过它。

各种材料变形下经历不同的电阻变化,称为质量衡量因素。应变系数也可以改变反应温度。因此,康铜合金(铜和45%镍55%),在室温下表现良好,已确立了自身作为应变测量的最佳材料[来源:百科全书;克雷格;国家仪器;普拉特]。

接电阻的变化引起的重量压缩,一个或多个应变仪放置在一个惠斯通电桥。一个惠斯通电桥的电路可以检测到未知电阻平衡它对已知的电阻在电路的其他地方。在某种意义上,它就像一个电阻平衡量表:“体重”(电阻)的一边告诉你未知的“重量”(阻力)其他[来源:克雷格;国家仪器;普拉特]。

一个给定的桥可以包含1 - 4应变仪。当使用多个指标时,他们安排在相反的方向提高灵敏度和减少温度的影响。因为电阻应变电路可以微不足道的变化,信号通常需要放大[来源:克雷格;国家仪器;普拉特]。

负载细胞措施压电阻变化,CPU传送信号,将它转换成输入显示板,然后在数字屏幕上显示了结果。18新利最新登入这个原则仍然是真正的你是否使用一种应变仪或其他测量设备。

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你要携带,重量

研究、工商需要测量重量的能力在一个看似无限的各种环境条件和空间的限制,同时也控制了可能的错误。所以,尽管应变仪是最广泛使用的类型的负载细胞,它们远非唯一设计在今天使用[来源:Eilersen;ω]。

行业需要更多的安全与不孕往往转向气动负荷细胞,获得一个物体的重量通过测量所需的气压平衡。这些工作在食品行业或兄弟阋于墙内有害网站,因为他们不包含可能渗出的液体,滴或冲刺到环境中。气动细胞可以影响力广泛的权重高的准确性,但他们需要一个干净的,干燥的大气和倾向于把他们的甜蜜时间响应[来源:ω]。

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液压负载细胞测量负载,这是流体压力的变化,通常发现重坦克、垃圾箱和漏斗。因为他们函数无电,液压细胞工作在偏僻的地方,权力是一个不确定的前景。昂贵和复杂但崎岖,这些充满液体的产品不要国旗或失败,即使在英镑加载[来源:Eilersen;ω;Takhirov et al。]。

术语“应变仪”,“气”和“液压”描述工作原理——从本质上说,物理规律每个重技术。但买家寻找规模也可能考虑细胞的大小、形状、配置、材料和其他基于物理方面所涉及的工作要求。例如,一个客户需要测量在潮湿的环境中可能会选择一个密封的罐细胞,而一个机构关心的间隙问题可能选择更薄弯曲梁单元(来源:Mashaney;ω]。

形式因素也为他们选择能够最小化外部力量的影响。天平通常测量力沿一个方向叫主轴在重量的情况下,——这意味着向下(引力的方向)。重错误主要来自出现离轴部队行动平行于加载和拷贝的,它垂直于行动[来源:Novatech]。由于字形设计,s-beam负载细胞擅长消除拷贝的[来源:ω]。

在每一个类别和子类别,有大小、形状和价格范围,以适应几乎所有需要的。但有更多的尺度不仅仅是考虑你的选择。测量力精密测量一样充满了技术问题——没有小事,当一个人认为人类生命和成堆的钱可以休息几克的区别。

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规模经济(s)

数字你跋涉到规模的总和一些巧妙的工程和严肃的科学。尊18新利最新登入重它,好吗?
iStockphoto /思想库

一个古老的谚语说,一个人一看知道时间是什么,但一个人有两个手表是没有确定。尺度必须应对类似的难题:如果你的体重是两次相同的对象,得到同样的结果吗?18新利最新登入如何在不同的日子,天气变化条件下?如果是这样,可以保持一致,尽管规模磨损?

这些因素,分别称为可重复性,再现性调整——都很重要,但一个潜在买家还必须考虑更基本的问题,如规模的体重范围,包括其最小和最大容量[来源:AWS]。

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再一次,这些统计数据事小,如果设备缺乏必要的准确度和精密度。虽然这两个术语常常被滥用为同义词,它们不是可互换:精度描述如何密切乐器措施18新利最新登入实际或预期值,而精度是指颗粒或精确测量。18新利最新登入枪,时钟速度每小时90.4213英里的快速球以每小时90英里的速度是准确但不精确;枪,时钟速度相同的快速球88.3246英里每小时是精确的,而不是准确的。

天平通常表达准确性的比例全面(FS)——总校准设备可以测量范围。例如,1% FS准确性可能意味着+ / - 5磅500磅的规模,但+ / - 1磅重达100磅的规模。另外,错误可以表示成比例的实际阅读(基于“增大化现实”技术):对于一个对象如此规模的重达100磅,2磅的基于“增大化现实”技术将意味着一个错误2%,规模是否有一系列10磅或10000[来源:AWS;布施;操练椅]。

规模是同样的精度变量。按照工业标准,不管能力,规模分成10000部门:因此一个10000磅重的规模将会分配到一磅重的增量,而一个500000磅重的规模将分为50磅的增量来源:AWS;克罗利;Mashaney]。称重设备分为多个类别根据这些部门(见边栏)。

记住这一点,总是试图选择一个规模有足够高的能力来处理你的测量,但并非高得多。这将确保你得到最精确,同理。

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经常回答问题

电子体重秤更准确?
数字重量尺度比模拟更准确的体重秤。
什么是数字量表用于?
数字量表是用来测量物体的重量。

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作者注:数字尺度是如何工作的18新利最新登入

写作的乐趣之一HowStuffWorks.com源于遇到令人惊18新利最新登入讶的佳肴,美丽和复杂性在日常物品。灵活的工程和复杂的铣削部分进入这些物品,独自一人,足以激发任何技术爱好者。超越的附属物和家电的任何设备,特别是用于测量,你找到更奇妙的:物理定律,巧妙地利用一组特定的和有用的工具。

在尺度上有着最真实的例子。在这篇文章中,我遇到了弹簧的胡克定律;帕斯卡定律的流体压力;波义耳氏定律,查理的法律和吕萨克定律描述气体的行为;欧姆定律,电阻——这是不用说的各种不知名的应力应变规律。

所以下次你遇到一些政治家希望削减科学教育以平衡预算的名义,反映可能是值得的,我们最持久的财政助理员,尺度,是古老的科学发现3月成为可能。

相关文章

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