Прибор для определения плотности твердых тел

Класс 421, 1 СССР Лп 18 Я 6 ОПИСАН ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУЗарегистрировано 8 Бюро изобретений Гоадако СССР Н. Н. Самсонов Прибор для определения плотности твердых телЗаявлено 5 октября 1944 года в Главное управление северного морского пути при СНГ СССР за Мо 02/31 (335325)Опубликовано 31 мая 1947 года Обычно плотность твердьх тел определяют методом гидростатического взвешивания на циферблатных весах с равноплечим коромыслом,Но весы, применяемые для определения плотности твердых тел методом гидр остатического 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 у 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 схел 1 а 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. и точке 8 на тонкой нити подвешивается тело Рплотность которого требуется определить, К точке А подвешивается некоторый груз Р.Положение равновесия коромысла определяется углом акоторый плечо АО образует с линией горизонта СОВ.Обозначая вес образца породы в воздухе через Ра находящуюся с ним в равновесий нагрузку через Р, условия равновесия коромысла можно представить уравнением:Рг сова = Р г сов (у а,). Если теперь, не меняя груза, подвести под образец сосуд с водой и, поднимая его, добиться полного погружения образца в воду, то вес об 271разца 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:Рг соьа, = Р,г соя (у - а,).Определяя из этих уравнений Р, и Р, и подставляя в общеизвестную формулу определения плотности твердого тела, после элементарных преооразований получим:с 1 д р + 1 д а1 Яа. - Ца,Углы у и а, являются постоянными, определяемыми конструкцией прибора. Следовательно, значение плотности а однозначно определяется углом аАнализ 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/, 1а, = - агс 1 д 3/ lс - 1ол - 1ар - ап)где аи - максимальное значение плотности в заданном диапазоне измерений, оп - среднее значение плотности в заданном диапазоне измерений, Й - отношение величины деления шкалы приоора при ап к величине деления шкалы прибора при аи.Конструкция прибора показана на фиг. 2, где К - дуралюминиевое коромысло симметричной формы, сбалансированное после изготовления. Ось О вращения коромысла К 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 Кк которому привязывается нить для подвешивания образца. Нить дважды проходит через крючок Кчто поз 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 КДля компенсации веса штифта К;, крючка К, и нити имеется на этом же плече коромысла винт К 4, На этот винт могут быть одеты дополнительные грузики в виде шайбочек для уравновешивания коромысла.Прибор снабжен отсчетным лимбом Л, по которому производится определение плотности тел по положению указательных стрелок С, и Срасположенных 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 а. Предмет изобретенияПрибор для определения плотности твердых тел методом гидростатического взвешивания, выполненный в виде циферблатных весов с равноплечим коромыслом, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности и возможности получения максимально равномерной шкалы в заданном интервале измерений, равноплечее коромысло весов выполнено ломаным с углом 180 - а между его плечами и уг(ар - ад, ап(ап - 1) .а = - агс 1 а " /й -ад - апгде аи - максимальное значение плотть. редактор М. М. Акищи ности в заданном диапазоне измерений, ал в средн значение плотности в заданном диапазоне измерений, й - отношенйе величины деленияшкалы прибора при ап к величинеделения шкалы прибора при аи. еда тоо Н. К. Короленке 27 з