Ваги (прилад) Терези,прилад визначення маси тіл по діючою ними силі тяжкості. Ст іноді називають також прилади для вимірювань ін. фізичних величин, що перетворюються з цією метою в силу або в момент сили. До таких приладів належать, наприклад, струмові вагиі Кулона ваги.Послідовність дій щодо маси тіл на Ст розглянута у ст. Зважування.
В. – один із найдавніших приладів. Вони виникли та вдосконалювалися з розвитком торгівлі, виробництва та науки. Найпростіші Ст у вигляді рівно-плечного коромисла з підвішеними чашками ( Мал. 1) широко застосовувалися при мінової торгівлі в Стародавньому Вавилоні (2,5 тис. років до н.е.) та Єгипті (2 тис. років до н.е.). Дещо пізніше з'явилися нерівно-плечні Ст з пересувною гирею (див. Безмін). Вже у 4 ст. до зв. е.Арістотель дав теорію таких Ст (правиломоментів сил ).У 12 ст. арабським ученим аль-Хазіні були описані Ст з чашками, похибка яких не перевищувала 0,1%. Вони застосовувалися визначення щільності різних речовин, що дозволяло розпізнавати сплави, виявляти фальшиві монети, відрізняти дорогоцінні камені від підроблених тощо. У 1586 р. Галілей (1747).
для визначення щільності тіл сконструював спеціальні гідростатичні Ст. Загальна теорія Ст була розвинена Л. Л. ЕйлеромРозвиток промисловості та транспорту призвело до створення Ст, розрахованих на великі навантаження. На початку 19 ст. були створені десяткові Ст (
Залежно від призначення Ст діляться на зразкові (для повірки гир), лабораторні (у тому числі аналітичні) та загального призначення, що застосовуються в різних галузях науки, техніки та народного господарства.
За принципом дії Ст поділяються на важільні, пружинні, електротензометричні, гідростатичні, гідравлічні.
Найбільш поширені важільні Ст, їх дія заснована на законі рівноваги важеля.Точка опори важеля («коромисла» Ст) може знаходитися посередині (рівноплічні Ст) або бути зміщеною щодо середини (нерівноплічні та одноплечні Ст). Багато важільних Ст (наприклад, торгові, автомобільні, порційні та ін) являють собою комбінацію важелів 1-го та 2-го пологів. Опорами важелів служать зазвичай призми та подушки зі спеціальних сталей або твердого каменю (агат, корунд). На рівноплічних важільних В. тіло, що зважується, врівноважується гирями, а деяке перевищення (зазвичай на 0,05-0,1%) маси гир над масою тіла (або навпаки) компенсується моментом, створюваним коромислом (зі стрілкою) через зміщення його центру тяжіння щодо первісного положення ( Мал. 3). Навантаження, що компенсується усуненням центру тяжкості коромисла, вимірюється за допомогою відлікової шкали. Ціна поділу s шкали важільних Ст визначається формулою
s = k (P o c/lg),
де P 0
– вага коромисла зі стрілкою, з – відстань між центром тяжкості коромисла та віссю його обертання, l – довжина плеча коромисла, g – прискорення
вільного падіння, k - коефіцієнт, що залежить тільки від роздільної здатності відлікового пристрою. Ціну поділу, а, отже, і чутливість Ст, можна в певних межах змінювати (зазвичай за рахунок переміщення спеціального вантажу, що змінює відстань з ).
У ряді лабораторних важелів В. частина вимірюваного навантаження компенсується силою електромагнітної взаємодії - втягуванням залізного сердечника, з'єднаного з плечем коромисла, в нерухомий соленоїд. Сила струму в соленоїді регулюється електронним пристроєм, що призводить Ст до рівноваги. Вимірюючи силу струму, визначають пропорційне їй навантаження Ст. Подібного типу Ст призводять до положення рівноваги автоматично, тому їх застосовують зазвичай для вимірювань мас, що змінюються (наприклад, при дослідженнях процесів окислення, конденсації та ін), коли незручно або неможливо користуватися звичайними Ст. Центр тяжкості коромисла поєднаний у цих Ст з віссю обертання.
У лабораторній практиці все ширше застосовуються Ст (особливо аналітичні) з вбудованими гирями на частину навантаження або на повне навантаження ( Мал. 4). Принцип дії таких Ст був запропонований Д. І. Менделєєвим.Гірі спеціальної форми підвішуються до плеча, на якому знаходиться чашка для навантаження (одноплечні Ст), або (рідше) на протилежне плече. У одноплечних Ст ( Мал. 5) повністю виключається похибка через нерівноплечність коромисла.
Сучасні лабораторні Ст (аналітичні та ін.) забезпечуються рядом пристроїв для підвищення точності та швидкості зважування: заспокійниками коливань чашок (повітряними або магнітними), дверцятами, при відкритті яких майже не виникає потоків повітря, тепловими екранами, механізмами накладання та зняття вбудованих гирь, автоматично діючими механізмами для підбору вбудованих гирь при врівноважуванні В. Все частіше застосовуються проекційні шкали, що дозволяють розширити діапазон вимірювань за шкалою відліку при малих кутах відхилення коромисла. Все це дозволяє значно підвищити швидкодію.
У швидкодіючих технічних квадрантних Ст ( Мал. 6) межа вимірювань за шкалою відхилення коромисла становить 50-100% від граничного навантаження Ст, зазвичай лежить в межах 20 г - 10 кг. Це досягається особливою конструкцією важкого коромисла (квадранта), центр ваги якого розташований значно нижче за осі обертання.
За принципом важільних В. влаштовано більшість типів метрологічних, зразкових, аналітичних, технічних, торгових ( Мал. 7), медичних, вагонних, автомобільних Ст, а також Ст автоматичних і порційних.
В основу дії пружинних та електротензометричних Ст покладено закон Гука (див. Гука закон).
Чутливим елементом у пружинних Ст є спіральна плоска або циліндрична пружина, що деформується під дією ваги тіла. Показання Ст відлічують за шкалою, вздовж якої переміщається з'єднаний з пружиною покажчик. Приймається, що після зняття навантаження покажчик повертається в нульове положення, тобто в пружині під дією навантаження немає залишкових деформацій.
За допомогою пружинних Ст вимірюють не масу, а вагу. Однак у більшості випадків шкала пружинних Ст градуюється в одиницях маси. Внаслідок залежності прискорення вільного падіння від географічної широти та висоти над рівнем моря показання пружинних Ст залежать від місця їх знаходження. Крім того, пружні властивості пружини залежать від температури та змінюються з часом; все це знижує точність пружинних ст.
У крутильних (торзійних) Ст, чутливим елементом служить пружна нитка або спіральні пружини ( Мал. 8). Навантаження визначається за кутом закручування нитки пружини, який пропорційний створюваному навантаженням крутильному моменту.
Дія електротензометричних Ст засноване на перетворенні деформації пружних елементів (стовпчиків, пластин, кілець), що сприймають силовий вплив навантаження, зміна електричного опору. Перетворювачами служать високочутливі дротяні тензометри ,приклеєні до пружних елементів. Як правило, електротензометричні Ст (вагонні, автомобільні, кранові і т.д.) застосовуються для зважування великих мас.
Гідростатичні Ст застосовують, головним чином, для визначення щільності твердих тіл і рідин. Дія їх заснована на законі Архімеда (див. Гідростатичне зважування).
Гідравлічні Ст по пристрої аналогічні гідравлічному пресу.
Відлік показань проводиться за манометром, градуйованим в одиницях маси.
Всі типи Ст характеризуються: 1) граничним навантаженням – найбільшим статичним навантаженням, яке можуть витримувати Ст без порушення їх метрологічних характеристик; 2) ціною поділу - масою, що відповідає зміні показання на один поділ шкали; 3) межею допустимої похибки зважування - найбільшою допустимою різницею між результатом одного зважування і дійсною масою тіла, що зважується;
4) варіацією показань, що допускається - найбільшою допустимою різницею показань В. при неодноразовому зважуванні одного і того ж тіла.
Похибки зважування на Ст деяких типів при граничному навантаженні.
Похибка зважування при граничному навантаженні
Метрологічні...........
Зразкові 1-го та 2-го розрядів
Зразкові 3-го розряду та
технічні 1-го класу............
Аналітичні, напівмікроаналітичні, мікроаналітичні, пробірні
Медичні..............
Побутові.................
Автомобільні.............
Вагонні ................
Крутильні..............
1 кг
20 кг - 1 кг
200 г – 2 г
20 кг - 1 кг
200 г ‒2 г
200 г
100 г
20 г
2 г
1 г
150 кг
20 кг
30 кг - 2 кг
50 т - 10 т
150 т - 50 т
1000 мг – 20 мг
5 мг – 0,5 мг
0,005 мг*
20 мг – 0,5 мг*
1,0 мг – 0,01 мг*
100 мг – 20 мг
10 мг – 0, 4 мг
1,0 мг – 0,1 мг*
1,0 мг – 0,1 мг*
0,1 мг – 0,01 мг*
0,02 мг – 0.004 мг*
0,01 мг – 0,004 мг*
50 г
10 г
60 г ‒5 г
50 кг – 10 кг
150 кг – 50 кг
1,0 мг – 0,05 мг
0,01 мг - 0,001 мг
* Із застосуванням методів точного зважування.
Рудо Н. М., Терези. Теорія, пристрій, регулювання та повірка, М. ‒ Л., 1957; Маліков Л. М., Смирнова Н. А., Аналітичні електричні ваги, в кн.: Енциклопедія вимірювань контролю та автоматизації, ст. 1, М. ‒ Л., 1962: Орлов С. П., Авдєєв Би. А., Вагове обладнання підприємств, М., 1962; Карпін Е. Би., Розрахунок та конструювання ваговимірювальних механізмів і дозаторів, М., 1963; Гаузнер С. І., Михайлівський С. С., Орлов Ст Ст, Реєструючі пристрої в автоматичних процесах зважування, М., 1966.
11. Загальні відомості про масу. Класифікація приладів та засобів для вимірювання та дозування маси.
1.1. Зв'язок маси та ваги тіла
Масою тіла називають ФВ, що є мірою його інерційних та гравітаційних властивостей, тобто. маса тіла m є його фізична властивість, що визначається співвідношенням між силою тяжкості G, що діє на це тіло, і прискоренням, що повідомляється нею тілу: G = mg , H
Прискорення сили тяжіння = Прискорення сили тяжіння + Цетрострімке прискорення
Вагу тіла називають силу P, з якою це тіло діє внаслідок тяжіння до Землі на опору, що утримує тіло від вільного падіння.
Якщо тіло та опора нерухомі щодо Землі, то вага тіла дорівнює його силі тяжкості: P = G.
Маса тіла m на відміну його сили тяжіння G незалежна від місця перебування тіла Землі чи іншій планеті
1.2. Еталон маси
Одиницею маси є міжнародний прототип кілограма, що зберігається у Міжнародному бюро мір та ваг у Сєврі (передмісті Парижа).
Прототип (МЕ №12) являє собою прямий круговий циліндр із платини-іридію (90 % платини, 10 % іридію) висотою 39 мм та діаметром 39 мм, маса якого з точністю до 0,01 мг протягом більше 1000 років повинна залишатися незмінною. Маса затверджених для порівняння національними прототипами робочих еталонів може бути визначена з точністю (1÷3)·10 -9
Схема передачі одиниці маси
2. Класифікація приладів та засобів для вимірювання та дозування маси
2.1. Гірі
Гірі поділяють на: гирі еталонні; гирі загального призначення; гирі спеціального призначення.
Гірі загального призначення
Гірі спеціального призначення
2.2. Ваговимірювальні прилади
Терези - прилад для вимірювання маси, шляхом використання ефекту гравітаційних сил
Дозатори – технологічні ваги визначення необхідних складових частин будь-якого продукту у виробничому процесі
За призначенням ваговимірювальні та вагодируючі пристрої можна розділити на групи:
Залежно від способу перетворення вимірювального сигналу ваги та вагові дозатори поділяються на:
механічні;
електромеханічні;
оптикомеханічні;
радіоізотопні
Залежно від призначення, конструкції, способу встановлення ваги та вагові дозатори поділяються на:
Ваги дискретної дії:лабораторні; Настільні; Платформні;
для металургіїВаги безперервної дії: Конвеєрні;
СтрічковіДозатори дискретної дії: порційні; Для фасування;
Лінії автоматичніДозатори безперервної дії:
З регулюванням подачі матеріалу на транспортер; З регулюванням швидкості стрічки транспортера
|
Залежно від способу перетворення вимірювального сигналу ваги та вагові дозатори поділяються на: |
|||
|
Терези |
Механічні |
Електромеханічні |
Оптикомеханічні |
|
Радіоізотопні |
Важельні |
З ємнісними перетворювачами |
З дзеркальним вказівним пристроєм |
|
Абсорбційні |
Пружинні З тензорезисторними |
перетворювачами |
З інтерференційним вказівним пристроєм Розсіяного |
|
випромінювання |
Поршневі З тензорезисторними | ||
|
З індуктивними З тензорезисторними | |||
З п'єзоелектричними
Важельні ваги складаються з:
Вантажоприймального пристрою, на яке поміщають вантаж, що зважується;
Важільної системи, що сприймає навантаження від вантажоприймального пристрою;
вказівного пристрою;
Крім цих основних частин ваги можуть містити низку допоміжних пристроїв:
- арретир - для припинення коливань,
- Ізолір - для звільнення призм від навантаження,
- виска або рівень - для контролю установки в робоче положення,
– заспокійник - для перетворення періодичних коливань на аперіодичні,
- Оптичний пристрій - для збільшення роздільної здатності.
Важель є твердим тілом, до якого прикладені сили, що прагнуть обертати це тіло навколо якої-небудь осі (точки опори).
Існують важелі 1 та 2 роду:
У важелі 1 роду сили прикладені з обох боків від точки опори та діють в одному напрямку.
У важелі 2 роду сили прикладені по одну сторону від точки опори та діють у протилежних напрямках.
Важелі характеризуються: Моментом сили; Передавальним числом важеля(Зворотній розмір - відношення плечей)
Пружинні ваги складаються з:
Крутильні - прикладене навантаження врівноважується крутним моментом пружної нитки.
Торсіонні - навантаження врівноважується крутним моментом пружини (плоської спіральної).
Пружина повинна мати властивості:
Характеристика пружини має бути лінійною на всьому діапазоні вимірювань;
Жорсткість, тобто відношення відстані до навантаження при змінах температури залишатися постійною;
Гістерезис, тобто розбіжність зростаючої та спадної гілок характеристики пружини, повинен бути малий;
У матеріалі пружини нічого не винні виникати явища втоми.
За призначенням лабораторні ваги діляться на ваги:
Загального призначення,
Зразкові,
Спеціального призначення
Спеціальної конструкції
Залежно від способу встановлення ваги для статистичного зважування поділяються на:
настільні (від 1 до 50 кг);
пересувні (від 50 до 6000 кг);
стаціонарні (від 5 до 1000 т)
За типом відлікового пристрою, що застосовується для статистичного зважування, розрізняють ваги :
із покажчиком рівноваги;
з коромисловим шкальним врівноважуючим пристроєм;
з циферблатним відліковим пристроєм;
з проекційним відліковим пристроєм;
з дискретно-цифровим відліковим пристроєм;
Основна МХ ваг для статистичного зважування – повіркова ціна поділу. е
е ваг для статистичного зважування з аналоговими відліковими пристроями приймається рівною ціною найменшого розподілу шкалиd
е ваги з дискретними відліковими пристроями може перевищувати значення одиниці дискретності відліку d у цілу кількість разів r , що не перевищує 10
Встановлено два класи точності ваг для статистичного зважування:
Ваги, що мають кількість перевірочних цін поділів понад 500 е, відносять до вагових приладів середнього класу точності, що мають позначення;
Ваги, що мають кількість перевірочних цін поділів 500 е і менше, відносять до приладів звичайного класу точності, що мають позначення
Для правильної відповіді на питання, поставлене у завданні, необхідно відрізняти їх один від одного.
Маса тіла - це фізична характеристика, яка залежить від будь-яких факторів. Вона залишається постійною у будь-якому місці Всесвіту. Одиницею її виміру є кілограм. Фізична сутність на понятійному рівні полягає у здатності тіла швидко змінювати свою швидкість, наприклад, гальмувати до повної зупинки.
Вага тіла характеризує силу, з якою воно тисне на поверхню. При цьому, як і будь-яка сила, він залежить від прискорення, яке надається тілу. На планеті на всі тіла діє однакове прискорення (прискорення вільного падіння; 9,8 м/с 2). Відповідно на іншій планеті вага тіла зміниться.
Сила тяжіння - сила, з якою планета притягує тіло, чисельно вона дорівнює вазі тіла.
Прилади для вимірювання ваги та маси тіла
Приладом для вимірювання маси є всі відомі ваги. Першим типом терезів були механічні, які досі мають широке застосування. Пізніше до них приєдналися електронні ваги, що мають дуже високу точність виміру.
Для того щоб виміряти вагу тіла, необхідно скористатися приладом під назвою динамометр. Його назва перекладається як вимірювач сили, що відповідає визначеному у попередньому розділі значенню терміна вага тіла. Також як ваги, вони бувають механічного типу (важільні, пружинні) та електронні. Вага вимірюється у Ньютонах.
Прилади для виміру маси називають вагами. При кожному зважуванні виконують хоча б одну з чотирьох основних операцій
1. визначення невідомої маси тіла («зважування»),
2. відмірювання певної кількості маси («відвішування»),
3. визначення класу, до якого належить тіло, що підлягає зважуванню («тарі-
важливе зважування» або «сортування»),
4. зважування постійного матеріального потоку.
Вимір маси заснований на використанні закону всесвітнього тяжіння, згідно з яким гравітаційне поле Землі притягує масу з силою, пропорційною цій масі. Силу тяжіння порівнюють із відомою за величиною силою, що створюється різними способами:
1) для врівноваження використовується вантаж відомої маси;
2) врівноважує зусилля виникає при деформації пружного елемента;
3) врівноважує зусилля створюється пневматичним пристроєм;
4) врівноважує зусилля створюється гідравлічним пристроєм;
5) врівноважує зусилля створюється електродинамічно за допомогою соленоїдної обмотки, що знаходиться в постійному магнітному полі;
6) врівноважує зусилля створюється при зануренні тіла в рідину.
Перший спосіб є класичним. Мірою у другому способі є величина деформації; у третьому – тиск повітря; у четвертому – тиск рідини; у п'ятому - струм, що протікає по обмотці; у шостому – глибина занурення та підйомна сила.
Класифікація ваг
1. Механічні.
2. Електромеханічні.
3. Оптикомеханічні.
4. Радіоізотопні.
Важельні торгові ваги
Торговельні механічні ваги РН-3Ц13УМ
Механічні ваги засновані на принципі порівняння мас за допомогою важелів, пружин, поршнів та чашок ваг
У електромеханічних вагах зусилля, що розвивається масою, що зважується, вимірюється через деформацію пружного елемента за допомогою тензорезисторних, індуктивних, ємнісних і віброчастотних перетворювачів.
Сучасний етап розвитку лабораторних ваг, що відрізняються порівняно невеликою швидкодією і значною сприйнятливістю до зовнішніх впливів, характеризується зростаючим застосуванням в них для створення врівноважуючої сили (моменту) електричних силозбудників з електронною системою автоматичного регулювання (САР), що забезпечує повернення вимірювальної частини ваги. САР електронних лаб. ваги (рис. 4) включає датчик, наприклад у вигляді диференціального трансформатора; сердечник його закріплений на вимірювальній частині і переміщається в змонтованій на підставі котушки ваги з двома обмотками, вихідна напруга яких подається в електронний блок. Застосовують датчики у вигляді електронно-оптичного пристрою з дзеркалом на вимірювальній частині, що направляє промінь світла на диференціальний фотоелемент, приєднаний до електронного блоку. При відхиленні вимірювальної частини ваги від вихідного положення рівноваги взаємне положення елементів датчика змінюється і на виході електронного блоку з'являється сигнал, що містить інформацію про напрям і величину відхилення. Цей сигнал посилюється і перетворюється електронним блоком струм, який подається в котушку силозбудника, закріплену на підставі ваги і взаємодії з постійним магнітом на їх вимірювальній частині. Остання завдяки протидіючій силі, що виникає, повертається у вихідне положення. Струм у котушці силозбудника вимірюється цифровим мікроамперметром, проградуйованим в одиницях маси. В електронних вагах з верхнім розташуванням вантажоприймальної чашки використовується аналогічна схема автоматичного врівноважування, але постійний магніт силозбудника змонтований на стрижні, що несе чашку (електронно-важіль ваги) або пов'язаний з цим стрижнем важелем (електронно-важільні ваги).
Принципова схема електронних лаб. ваг: 1-датчик; 2-сердечник; 3, 5-співвіски котушки датчика і силозбудника; 4-силозбудник; 6-постійний магніт; 7-стрижень; 8-вантажоприймальна чашка; 9-електронний блок; 10-джерело живлення; 11-цифровий відліковий пристрій.
Віброчастотний (струнний). Його дія полягає в зміні частоти натягнутої металевої струни, встановленої на пружному елементі, залежно від величини сили, прикладеної щодо нього. Вплив зовнішніх факторів (вологість, температура, атмосферний тиск, вібрації), а також складність виготовлення призвели до того, що цей тип датчиків не знайшов широкого застосування.
Віброчастотний датчик електронних ваг фірми «ТВЕС» На підставі 1 кріпиться пружний елемент 2, в отворі якого знаходиться струна 3, виконана разом з ним. По обидва боки від струни знаходяться котушки електромагніту 4 і перетворювача 5 переміщень індуктивного типу. До верхньої поверхні пружного елемента кріпиться жорстка пластина 6 з опорами 7, на які міститься основа вантажоприймальної платформи. Для обмеження деформації пружного елемента є запобіжний стрижень 8.
Електронні настільні ваги.
Технічні характеристики:
діапазон зважування – 0,04–15 кг;
дискретність – 2/5 г;
вибірка маси тари – 2 кг;
середній термін служби – 8 років;
клас точності за ГОСТ Р 53228 – III середній;
параметри живлення від мережі змінного струму – 187–242 / 49 – 51 В/Гц;
споживана потужність – 9 Вт;
габаритні розміри – 295×315×90 мм;
маса – 3,36 кг;
габаритні розміри (з упаковкою) – 405×340×110 мм;
маса (з упаковкою) – 4,11 кг.
Останнім часом широкого застосування отримали електромеханічні ваги з кварцовим п'єзоелементом. Цей п'єзоелемент є тонкою (не більше 200 мкм) плоскопаралельною кварцовою пластиною прямокутної форми з електродами, розташованими в центрі по обидва боки пластини. Датчик має два п'єзоелементи, приклеєні на пружні елементи, що реалізують диференціальну схему навантаження перетворювачів. Сила тяжкості вантажу викликає стиск одного пружного елемента та розтягнення іншого.
Ваги фірми "Міра" з виносним пристроєм, що показує ПВм-3/6-Т, ПВм-3/15-Т, ПВм-3/32-Т. Три діапазони: (1,5; 3; 6), (3; 6; 15), (3; 6; 32) кг.
Принцип дії ваг заснований на перетворенні деформації пружного елемента ваговимірювального датчика, що виникає під дією сили тяжіння вантажу, електричний сигнал амплітуда (тензорезисторний датчик) або частота (тензокварцевий датчик) якого змінюється пропорційно масі вантажу.
Таким чином, за способом установки на тіло, що деформується, перетворювачі цього типу аналогічні тензорезисторам. Тому їх називають тензокварцевими перетворювачами. У тілі кожного п'єзоелемента збуджуються автоколивання на власній частоті, яка залежить від механічної напруги, що виникає в п'єзоелементі під впливом навантаження. Вихідний сигнал перетворювача, як і у віброчастотного датчика – частота діапазоні 5…7 кГц. Однак тензокварцеві перетворювачі мають лінійну статичну характеристику і в цьому їхня перевага. Чутливі елементи ізольовані від довкілля, що зменшує похибку через коливання вологості навколишнього повітря. Крім цього, за допомогою окремого термочутливого кварцового резонатора вноситься зміна температури в активній зоні датчика.
Радіоізотопні перетворювачі ваги засновані на вимірюванні інтенсивності іонізуючого випромінювання, що пройшов через масу, що вимірювається. У перетворювача абсорбційного типу інтенсивність випромінювання зменшується зі збільшенням товщини матеріалу, а у перетворювача розсіяного випромінювання інтенсивність сприйманого
розсіяного випромінювання зростає із збільшенням товщини матеріалу. Відмінністю радіоізотопних ваг є малі зусилля, що вимірюються, універсальність і нечутливість до високих температур, а електромеханічних ваг з тензометричними перетворювачами - дешевизна і висока точність вимірювання.
Ваговимірювальні та вагодозіруючі пристрої
За призначенням ваговимірювальні та вагодируючі пристрої поділяють на наступні шість груп:
1) ваги дискретної дії;
2) ваги безперервної дії;
3) дозатори дискретної дії;
4) дозатори безперервної дії;
5) зразкові ваги, гирі, пересувні вагоповірні засоби;
6) пристрої для спеціальних вимірів.
До першої групивідносять лабораторні ваги різних типів, що представляють окрему групу ваги з особливими умовами і методами зважування, що вимагають високої точності показань; ваги настільні з найбільшою межею зважування (НПВ) до 100 кг, ваги платформні пересувні та врізні з НПВ до 15 т; ваги платформні стаціонарні, автомобільні, вагонеткові, вагонні (у тому числі для зважування на ходу); ваги для металургійної промисловості (до них відносяться системи шихтоподачі для живлення доменних печей, електровагонваги, вуглезавантажувальні ваги для коксових батарей, вагові візки, ваги для рідкого металу, ваги для блюмів, злитків, прокату тощо).
Терези першої групи виготовляють з коромислами шкального типу, циферблатними квадратними покажчиками та цифропоказуючими та друкуючими вказівними приладами та пультами. Для автоматизації зважування застосовують друкуючі апарати автоматичного запису результатів зважування, підсумовування кількох зважувань і апарати, що забезпечують дистанційну передачу показань ваг.
До другої групивідносять конвеєрні та стрічкові ваги безперервної дії, що ведуть безперервний облік маси матеріалу, що транспортується. Конвеєрні ваги відрізняються від безперервної стрічкової стрічки тим, що їх виконують у вигляді окремого вагового пристрою, що встановлюється на певній ділянці стрічкового конвеєра. Стрічкові ваги є самостійними стрічковими конвеєрами невеликої довжини, оснащені ваговимірювальним пристроєм.
До третьої групивідносять дозатори для сумарного обліку (порційні ваги) та дозатори для фасування сипких матеріалів, що використовуються у технологічних процесах різних галузей народного господарства.
До четвертої групивідносять дозатори безперервної дії, що використовуються в різних технологічних процесах, де потрібна безперервна подача матеріалу із заданою продуктивністю. Принципово дозатори безперервної дії виконують з регулюванням подачі матеріалу на конвеєр або регулювання швидкості стрічки.
П'ята групавключає метрологічні ваги для проведення перевірочних робіт, а також гирі та пересувні засоби перевірки.
Шоста групавключає різні ваговимірювальні пристрої, що служать для визначення не маси, а інших параметрів (наприклад, підрахунку рівноважних деталей або виробів, визначення крутного моменту двигунів, процентного вмісту крохмалю в картоплі і т.д.).
Контроль ведеться за трьома умовами: норма, менше норми і більше норми. Мірою служить струм у котушці електромагніту. Дискримінатором є система зважування зі столом 3 та електромагнітним пристроєм 1, індуктивним перетворювачем 2 переміщення з вихідним підсилювачем та релейним пристроєм 7. При нормальній масі об'єктів контролю система знаходиться в рівноважному стані, і об'єкти переміщуються транспортером 6 до місця їх збору. Якщо маса об'єкта відхиляється від норми, відбувається зміщення столу 3, а також сердечника індуктивного перетворювача. Це викликає зміну сили струму в ланцюзі котушки індуктивності та напруги на резисторі R. Релейний дискримінатор включає виконавчий пристрій 4, що скидає об'єкт зі стрічки транспортера. Релейний пристрій може бути трипозиційним з перемикаючим контактом, що дозволяє скидати об'єкти вправо або вліво щодо стрічки транспортера в залежності від того, менше або більше норми маса об'єкта, що бракує. Цей приклад наочно показує, що результатом контролю не чисельне значення контрольованої величини, а подія – придатний чи придатний об'єкт, тобто. знаходиться контрольована величина у заданих межах чи ні.
Гірі ГОСТ OIML R 111-1-2009 – міждержавний стандарт.
1. Еталонні гирі. Для відтворення та зберігання одиниці маси
2. Гірі загального призначення. СІ маси у сферах дії ГМК та Н.
3. Калібрувальні гирі. Для юстування ваг.
4. Спеціальні гирі. Для індивідуальних потреб замовника та за його кресленнями. Наприклад, спеціальної форми, каратні, ньютонівські гирі, з радіальним вирізом, гачками, що вбудовуються у вагові системи, наприклад, для юстування дозаторів.
Еталонна гира Е 500 кг F2(+) ЦР-С (розбірна або складова)
Клас точності F2, допустима похибка 0…8000 мг
Головна / Класифікація гирь / Класи точності
Класифікація гирь за розрядами та класами точності.
Відповідно до ГОСТ OIML R 111-1-2009 гирі поділяються на 9 класів точності, що відрізняються в основному точністю відтворення маси.
Таблиця класифікації гирь за класами точності. Межі допустимої похибки ± δm. Похибка мг.
| Номінальне значення маси гирь | Клас гир | ||||||||
| E1 | E2 | F1 | F2 | M1 | M1-2 | M2 | M2-3 | M3 | |
| 5000 кг | |||||||||
| 2000 кг | |||||||||
| 1000 кг | |||||||||
| 500 кг | |||||||||
| 200 кг | |||||||||
| 100 кг | |||||||||
| 50 кг | |||||||||
| 20 кг | |||||||||
| 10 кг | 5,0 | ||||||||
| 5 кг | 2,5 | 8,0 | |||||||
| 2 кг | 1,0 | 3,0 | |||||||
| 1 кг | 0,5 | 1,6 | 5,0 | ||||||
| 500 г | 0,25 | 0,8 | 2,5 | 8,0 | |||||
| 200 г | 0,10 | 0,3 | 1,0 | 3,0 | |||||
| 100 г | 0,05 | 0,16 | 0,5 | 1,6 | 5,0 | ||||
| 50 г | 0,03 | 0,10 | 0,3 | 1,0 | 3,0 | ||||
| 20 г | 0,025 | 0,08 | 0,25 | 0,8 | 2,5 | 8,0 | |||
| 10 г | 0,020 | 0,06 | 0,20 | 0,6 | 2,0 | 6,0 | |||
| 5 г | 0,016 | 0,05 | 0,16 | 0,5 | 1,6 | 5,0 | |||
| 2 г | 0,012 | 0,04 | 0,12 | 0,4 | 1,2 | 4,0 | |||
| 1 г | 0,010 | 0,03 | 0,10 | 0,3 | 1,0 | 3,0 | |||
| 500 мг | 0,008 | 0,025 | 0,08 | 0,25 | 0,8 | 2,5 | |||
| 200 мг | 0,006 | 0,020 | 0,06 | 0,20 | 0,6 | 2,0 | |||
| 100 мг | 0,005 | 0,016 | 0,05 | 0,16 | 0,5 | 1,6 | |||
| 50 мг | 0,004 | 0,012 | 0,04 | 0,12 | 0,4 | ||||
| 20 мг | 0,003 | 0,010 | 0,03 | 0,10 | 0,3 | ||||
| 10 мг | 0,003 | 0,008 | 0,025 | 0,08 | 0,25 | ||||
| 5 мг | 0,003 | 0,006 | 0,020 | 0,06 | 0,20 | ||||
| 2 мг | 0,003 | 0,006 | 0,020 | 0,06 | 0,20 | ||||
| 1 мг | 0,003 | 0,006 | 0,020 | 0,06 | 0,20 |
Номінальні значення маси гир вказують найбільшу і найменшу номінальну масу, допустиму в будь-якому класі, а також межі похибки, що допускається, які не повинні поширюватися на більш високі і низькі значення. Наприклад, мінімальне номінальне значення маси для гирі класу M2 дорівнює 100 мг, тоді як максимальне значення дорівнює 5000 кг. Гіря номінальною масою 50 мг не буде прийнята як гира класу M2 відповідно до цього стандарту, а натомість вона повинна відповідати межам допустимої похибки та іншим вимогам для класу M1 (наприклад, формі та маркування) для цього класу точності гир. В іншому випадку гирю не вважають відповідною до цього стандарту.
Найпростішим приладом для визначення маси та ваги є важелі, відомі приблизно з п'ятого тисячоліття до н.е. Вони є балкою, що має опору в своїй середній частині. На кожному кінці балки є чашки. На одній з них міститься об'єкт вимірювання, а на іншу накладаються вантажі стандартних розмірів до приведення системи до рівноваги. У 1849 р. француз Жозеф Беранже (Joseph Beranger) запатентував удосконалені ваги такого типу. Вони мали систему важелів під чашками. Такий пристрій був дуже популярним протягом багатьох років у торгівлі та на кухнях.
Варіантом важелів є безмін (steelyard), відомий з епохи античності. У цьому випадку точка підвісу знаходиться не всередині балки, стандартний вантаж має постійну величину. Рівновага встановлюється зміною положення точки підвіски, а балка попередньо градуюється (за правилом важеля).
Роберт Гук, англійський фізик у 1676 р. встановив, що деформація пружини чи пружного матеріалу пропорційна величині прикладеної сили. Цей закон дозволив йому створити пружинні ваги. Такі ваги вимірюють силу, тому на Землі та Місяці вони покажуть різний чисельний результат.
В даний час для вимірювання маси та ваги використовуються різні методи на основі отримання електричного сигналу. У разі вимірювання дуже великих мас, наприклад великовантажного автомобіля, застосовують пневматичні та гідравлічні системи
Прилади для вимірювання часу
Першим історія вимірником часу стало Сонце, другим - перебіг води (чи піску), третім - рівномірне згоряння особливого палива. Виникнувши в давнину, сонячний, водяний і вогневий годинник дожили до нашого часу. Завдання, які в давнину стояли перед творцями годинника, сильно відрізнялися від сучасних. Від вимірювачів часу не вимагалося особливої точності, зате вони мали ділити дні і ночі на однакову кількість годин різної довжини залежно від пори року. І оскільки практично всі прилади для вимірювання часу були засновані на досить рівномірних явищах, давнім «годинникам» для цього доводилося йти на різні хитрощі.
Сонячний годинник.
Найдавніший сонячний годинник знайдений в Єгипті. Цікаво, що в ранньому сонячному годиннику Єгипту використовувалася тінь не стовпа або стрижня, а краю широкої пластини. При цьому вимірювалася лише висота Сонця, яке рух уздовж горизонту не враховувалася.
З розвитком астрономії було зрозуміло складний рух Сонця: добове разом із небом навколо осі світу і річне вздовж зодіаку. Стало ясно, що тінь показуватиме однакові відрізки часу незалежно від висоти Сонця, якщо стрижень спрямувати паралельно осі світу. Але в Єгипті, Месопотамії, Греції та Римі день і ніч, початок і кінець яких відзначали сходи та заходи Сонця, ділили незалежно від їхньої довжини на 12 годин, або, грубіше, за часом зміни варти, на 4 «вартові» по 3 години кожна. Тому на шкалах потрібно відзначати нерівний годинник, прив'язаний до певних частин року. Для великого сонячного годинника, який встановлювався в містах, зручніше були вертикальні гномони-обеліски. Кінець теми такого обеліска описував на горизонтальному майданчику підніжжя симетричні криві лінії, що залежать від пори року. Ряд цих ліній наносили на підніжжя, упоперек проводили інші лінії, що відповідають годинникам. Таким чином, людина, яка дивиться на тінь, могла дізнатися і годину, і приблизно місяць року. Але пласка шкала займала багато місця і не могла вмістити тіні, яку гномон відкидає за низького Сонця. Тому в годинах скромніших розмірів шкали розташовувалися на увігнутих поверхнях. Римський архітектор І ст. до н.е. Вітрувій у книзі «Про архітектуру» перераховує більше 30 типів водяного та сонячного годинника та повідомляє деякі імена їх творців: Євдокс Кіїдський, Аристарх Самоський та Аполлоній Пергамський. За описами архітектора важко скласти уявлення про конструкцію тих чи інших годин, але з ними вдалося ототожнити багато знайдених археологами залишків стародавніх вимірювачів часу.
Сонячний годинник має великий недолік - нездатність показувати час вночі і навіть вдень у хмарну погоду, зате вони мають у порівнянні з іншими годинниками важливу перевагу - безпосередній зв'язок зі світилом, що визначає час доби. Тому вони не втратили практичного значення навіть в епоху масового поширення точних механічних годинників, які потребують перевірки. Стаціонарний середньовічний сонячний годинник країн ісламу та Європи мало відрізнявся від античних. Щоправда, в епоху відродження, коли почала цінуватися вченість, у моду увійшли складні комбінації шкал і гномонів, які служили для прикраси. Наприклад, на початку XVI ст. в університетському парку Оксфорда було встановлено вимірювач часу, який міг бути наочним посібником з улаштування різноманітних сонячних годин. З XIV ст., коли почав поширюватися механічний баштовий годинник, в Європі поступово відмовилися від поділу дня і ночі на рівні відрізки часу. Це спростило шкали сонячного годинника, і ним стали часто прикрашати фасади будівель. Щоб настінні годинники могли показувати ранковий і вечірній час влітку, їх іноді робили подвійними з циферблатами на сторонах призми, що виступає зі стіни. У Москві вертикальний сонячний годинник можна бачити на стіні будівлі Російського гуманітарного університету на Микільській вулиці, а в парку Коломенського музею є горизонтальний сонячний годинник, на жаль, без циферблату і гномона.
Найбільш грандіозний сонячний годинник був споруджений у 1734 р. у місті Джайпурі магараджей (правителем області) та астрономом Савай-Джай Сінгхом (1686-1743 рр.). Їх гномоном служила трикутна кам'яна стіна з висотою вертикального катета 27 м і гіпотенузою довжиною 45 м. Шкали розташовувалися на широких дугах, якими тінь гномона рухалася зі швидкістю 4 м на годину. Однак Сонце на небі виглядає не точкою, а навколо з кутовим діаметром близько половини градуса, тому через велику відстань між гномоном і шкалою край тіні був нечітким.
Великою різноманітністю відрізнявся портативний сонячний годинник. У ранньому середньовіччі застосовувалися переважно висотні, які не вимагали орієнтації країн світу. В Індії був поширений годинник у вигляді гранованого палиці. На гранях палиці наносилися годинникові поділки, що відповідають двом місяцям року, рівновіддаленим від сонцестояння. Гномоном служила голка, яка вставлялася в отвори, виготовлені вище поділів. Для вимірювання часу палицю вертикально підвішували на шнурі і повертали голкою у бік Сонця, тоді тінь голки показувала висоту світила.
У Європі подібний годинник оформлявся у вигляді невеликих циліндрів, з рядом вертикальних шкал. Гномоном служив прапорець, укріплений на поворотному вершині. Його встановлювали над потрібною лінією годинника і повертали годинник так, щоб його тінь була вертикальною. Звичайно, шкали такого годинника були «прив'язані» до певної широти місцевості. У XVI ст. у Німеччині був поширений універсальний висотний сонячний годинник у вигляді «кораблика». Час у них відзначала кулька, поміщена на нитці схилу, коли інструмент наводили на Сонці так, щоб тінь «носа» точно покривала «корму». Регулювання по широті проводилося нахилом «щогли» і пересуванням по ній планки, де закріплювалася нитка схилу. Основний недолік висотного годинника - труднощі визначення за ними часу ближче до полудня, коли Сонце вкрай повільно змінює висоту. У цьому сенсі годинник з гномоном значно зручніший, але його необхідно встановлювати по країнах світу. Щоправда, коли їх передбачається довго використовувати одному місці, можна знайти час й у визначення напрями меридіана.
Пізніше переносний сонячний годинник став забезпечувати компасом, який дозволяв швидко встановлювати їх у потрібному положенні. Такий годинник застосовувався до середини XIX ст. для перевірки механічних, хоча вони й показували справжній сонячний час. Найбільше відставання Сонця від середнього протягом року становить 14 хв. 2 сек., а найбільше випередження – 16 хв. 24 сек., але оскільки довжини сусідньої доби відрізняються ненабагато, це не викликало особливих труднощів. Для любителів випускався сонячний годинник з полуденною гарматою. Над іграшковою гарматою збожеволіло збільшувальне скло, яке виставлялося так, щоб опівдні зібрані ним сонячні промені досягали запального отвору. Порох спалахував, і гармата стріляла, природно, неодруженим зарядом, сповіщаючи будинок, що настав справжній полудень і настав час перевіряти годинник. З появою телеграфних сигналів точного часу (в Англії з 1852 р., а в Росії з 1863 р.) годинник стало можливо перевіряти в поштових відділеннях, а з появою радіо і телефонних годин, що розмовляють, ера сонячного годинника закінчилася.
Водяний годинник.
Релігія стародавнього Єгипту вимагала виконання нічних ритуалів з точним дотриманням їхнього виконання. Час уночі визначався за зірками, але для цього застосовувався і водяний годинник. Найдавніші з відомих єгипетських водяних годинників відносяться до епохи фараона Аменхотепа III (1415-1380 рр. до н.е.). Вони були зроблені у вигляді посудини з стінками, що розширюються, і невеликим отвором, з якого потроху випливала вода. Про час можна було судити за її рівнем. Щоб відміряти годинник різної довжини, на внутрішніх стінках судини наносили кілька шкал, зазвичай, у вигляді низки точок. Єгиптяни тієї епохи ділили ніч і день на 12 годин, і кожного місяця користувалися окремою шкалою, поблизу якої ставилася його назва. Шкал було 12, хоча вистачило б шістьох, оскільки довжини днів, що знаходяться на одній відстані від сонцестоянь, практично однакові. Відомий і інший тип годинника, в якому мірна чаша не спорожнялася, а наповнювалася. І тут вода до неї надходила з поставленого вище судини як павіана (так єгиптяни зображували бога мудрості Тота). Конічна форма чаші годинника з витікаючою водою сприяла рівномірному зміни рівня: при його зниженні падає тиск води, і вона витікає повільніше, але це компенсується зменшенням площі її поверхні. Важко сказати, чи була ця форма обрана задля досягнення рівномірності «ходу» годинника. Можливо, посудину зробили такою, щоб було легше розглядати намальовані на внутрішніх стінках шкали.
Вимірювання рівного годинника (у Греції їх називали рівноденними) вимагалося не тільки астрономам; ними визначали довжину промов у суді. Це було необхідно, щоб обвинувачення та захисту, які виступали з боку, знаходилися в рівних умовах. У речах, що збереглися, грецьких ораторів, наприклад, Демосфена зустрічаються прохання «зупинити воду», очевидно, звернені до служителя суду. Годинник зупиняв на час читання тексту закону чи опитування свідка. Такий годинник називали «клепсидрою» (грецькою «краде водою»). Це була посудина з отворами в ручці та на днищі, в яку заливалася певна кількість води. Для зупинки води, очевидно, затикали отвір в ручці. Невеликий водяний годинник використовувався і в медицині для вимірювання пульсу. Завдання щодо вимірювання часу сприяли розвитку технічної думки.
Зберігся опис водяного будильника, винахід якого приписується філософу Платону (427-347 р. до н.е.). Будильник Платона складався з трьох судин. З верхнього (клепсидри) вода надходила до середнього, в якому знаходився перепускний сифон. Приймальна трубка сифона закінчувалася біля дна, а спускна входила в третю порожню закриту посудину. Він у свою чергу був з'єднаний повітряною трубкою із флейтою. Діяв будильник так: коли вода в середній посудині покривала сифон, він вмикався. Вода швидко переливалася в закриту посудину, витісняла з неї повітря, і флейта починала звучати. Для регулювання часу включення сигналу слід перед запуском годинника частково заповнити водою середню посудину.
Чим більше в нього заливалося води, тим раніше спрацьовував будильник.
Епоха конструювання пневматичних, гідравлічних та механічних пристроїв почалася з робіт Ктесібія (Олександрія, ІІ-І ст. до н.е.). Крім різних автоматичних пристроїв, які служили в основному для демонстрації «технічних чудес», він розробив водяний годинник, який автоматично пристосовувався до зміни довжини нічних та денних відрізків часу. Годинник Ктесібія мав циферблат у вигляді невеликої колони. Біля неї були дві фігурки амурів. Один із них безперервно плакав; його «сльози» надходили у високу посудину з поплавком. Фігурка другого амура переміщалася за допомогою поплавця вздовж колони та служила покажчиком часу. Коли наприкінці доби вода піднімала покажчик до крайньої верхньої точки, спрацьовував сифон, поплавок опускався у вихідне положення, і розпочинався новий добовий цикл роботи приладу. Оскільки довжина доби стала, хід годинника не потрібно пристосовувати до різних сезонів. Годинник позначався поперечними лініями, нанесеними на колоні. Для літнього часу відстані між ними в нижній частині колони були великими, а у верхній малими, що зображували короткий нічний годинник, а взимку навпаки. Наприкінці кожної доби вода, що випливає з сифону, потрапляла на водяне колесо, яке через зубчасті передачі злегка повертало колону, підводячи до покажчика нову частину циферблату.
Збереглися відомості про годинник, який халіф Харун аль Рашид подарував у 807 р. Карлу Великому. Егінгард, історіограф короля, повідомляв про них: «Особливий водяний механізм вказував годинник, що був ще боєм від падіння певної кількості кульок в мідний таз. Опівдні 12 лицарів виїжджали зі стільки ж дверей, що зачинялися за ними».
Арабський вчений Рідван створив у XII ст. годинник для великої мечеті в Дамаску і залишив їх опис. Годинник був виконаний у вигляді арки з 12-ма віконцями-покажчиками часу. Віконці були закриті кольоровим склом і вночі підсвічувалися. Вздовж них переміщалася фігура сокола, який, порівнявшись з віконцем, кидав у басейн кулі, кількість яких відповідала настала годині. Механізми, що з'єднували поплавець годинника з покажчиками, складалися з шнурів, важелів і блоків.
У Китаї водяний годинник з'явився в давнину. У книзі «Чжоулі», в якій описана історія династії Чжоу (1027-247 рр. до н.е.), є згадка про спеціального служителя, який «доглядав водяний годинник». Про влаштування цих стародавніх годинників нічого невідомо, але, враховуючи традиційність китайської культури, можна припустити, що вони мало відрізнялися від середньовічних. Опису пристрою водяного годинника присвячена книга вченого XI ст. Лю Цзая. Найбільш цікава описана там конструкція водяного годинника з зрівняльним бачком. Годинник влаштований у вигляді своєрідної драбинки, на якій розташовані три бачки. Судини з'єднані трубками, через які вода послідовно перетікає з одного до іншого. Верхній бачок живить водою інші, нижній має поплавець та лінійку з покажчиком часу. Найважливішу роль відведено третій «зрівняльній» судині. Надходження води відрегульоване так, що бачок отримує з верхнього трохи більше води, ніж з нього витікає в нижній (надлишок відводиться через особливий отвір). Таким чином, рівень води в середньому бачку не змінюється, і вона надходить у нижню посудину під постійним тиском. У Китаї добу ділилися на 12 подвійних годинників «ке».
Чудовий з точки зору механіки баштовий астрономічний годинник створили в 1088 р. астрономи Су Сун і Хань Кунлян. На відміну від більшості водяного годинника в них використовувалася не зміна рівня витікаючої води, а її вага. Годинник був поміщений у триповерховій вежі, оформленій у вигляді пагоди. На верхньому поверсі будівлі стояла армілярна сфера, кола якої за рахунок годинникового механізму зберігали паралельність небесному екватору та екліптиці. Цей пристрій передбачав механізми ведення телескопів. Крім сфери, в особливому приміщенні знаходився зірковий глобус, який показував положення зірок, а також Сонця та Місяця щодо обрію. Інструменти рухалися водяним колесом. Воно мало 36 ковшів та автоматичні ваги. Коли вага води в ковші досягала потрібної величини, засувка звільняла його і дозволяла колесу повернутися на 10 градусів.
У Європі водяний громадський годинник довго використовувався поряд з механічними баштовими. Так у XVI ст. на головній площі Венеції діяли водяний годинник, який щогодини відтворював сцену поклоніння волхвів. Маври, що з'являлися, били в дзвін, відзначаючи час. Цікавий годинник XVII ст. зберігаються у музеї французького міста Клюні. Вони роль покажчика виконував водяний фонтанчик, висота якого від минулого часу.
Після появи XVII в. маятникового годинника у Франції було зроблено спробу використати воду для підтримки гойдання маятника. На думку винахідника над маятником встановлювався лоток із перегородкою посередині. Вода подавалася на центр перегородки, і коли маятник гойдався, підштовхувала його в потрібну сторону. Пристрій не набув поширення, але закладена в ньому ідея приводу стрілок від маятника пізніше була реалізована в електричному годиннику.
Пісочний та вогневий годинник
Пісок, на відміну від води, не замерзає, і годинник, де течія води замінена течією піску можуть працювати взимку. Пісочний годинник зі стрілочним покажчиком збудував близько 1360 р. китайський механік Чжаї Сіюань. Цей годинник, відомий під назвою «п'ятиколісної пісочної клепсидри», приводився в дію «турбінкою» на лопатки якої сипався пісок. Система зубчастих коліс передавала її обертання стрілці.
У Західній Європі пісочний годинник з'явився близько XIII ст., І його розвиток пов'язаний з розвитком склоробства. Ранній годинник являв собою дві окремі скляні цибулини, скріплені сургучем. Спеціально приготований, іноді з товченого мармуру, «пісок» ретельно просіювався і насипався в посудину. Перетікання дози піску з верхньої частини годинника в нижню, досить точно відміряло певний відрізок часу. Регулювати годинник можна було, змінюючи кількість засипаного в них піску. Після 1750 години вже виготовлялися у вигляді єдиної посудини з звуженням посередині, але в них зберігався отвір, що затикалося пробкою. Нарешті, з 1800 р. з'явився герметичний годинник із запаяним отвором. Вони пісок був надійно відокремлений від атмосфери і було відсиріти.
Ще XVI в. в основному в церквах використовувалися рамки з чотирма пісочними годинниками налаштованими на чверть, половину, три чверті години і годину. За станом можна було легко визначати час усередині години. Прилад постачався циферблатом зі стрілкою; коли пісок випливав із останньої верхньої судини, служитель перевертав рамку і переводив стрілку на один поділ.
Пісочний годинник не бояться хитавиці і тому до початку XIX ст. широко застосовувалися на морі для відліку часу вахт. При витіканні годинної порції піску вахтовий перевертав годинник і вдаряв у дзвін; звідси пішов вираз «бити склянки». Корабельний пісочний годинник вважався важливим приладом. Коли перший дослідник Камчатки студент Петербурзької академії наук Степан Петрович Крашенинников (1711-1755 рр.) прибув Охотск, там йшло будівництво кораблів. Молодий учений звернувся до капітана-командора Вітуса Берінга з проханням допомогти в організації служби вимірювання коливань рівня моря. Для цього був потрібен спостерігач та пісочний годинник. Берінг призначив на посаду спостерігача грамотного солдата, але годинника не дав. Крашенинников вийшов із становища, вкопавши водомірний стовп навпроти комендатури, де за морським звичаєм регулярно відбивалися склянки. Пісочний годинник виявився надійним і зручним приладом для вимірювання невеликих відрізків часу і по «живучості» випередили сонячні. Їх ще нещодавно застосовували у кабінетах фізіотерапії поліклінік для контролю часу проведення процедур. Але вони витісняються електронними таймерами.
Згоряння матеріалу також є досить рівномірним процесом, на основі якого можна вимірювати час. Вогневий годинник широко використовувався в Китаї. Очевидно, їх прообразом служили, і зараз популярні в Південно-Східній Азії курильні палички - стриженьки, що повільно тліють, дають ароматний дим. Основою такого годинника служили горючі палички або шнури, які робили із суміші деревного борошна зі сполучними речовинами. Часто вони мали значну довжину, виготовлялися як спіралей і підвішувалися над плоскою тарілкою, куди падав попіл. За кількістю витків, що залишилися, можна було судити про минулий час. Існували і «вогневі будильники». Там тліючий елемент горизонтально розташовувався у довгій вазі. У потрібному місці через нього перекидали нитку із грузиками. Вогонь, досягнувши нитки, перепалював її, і вантажі з брязкотом падали у підставлений мідний блюдце. У Європі в ході були свічки з поділами, які грали роль і нічників і часу. Щоб використовувати їх у режимі будильника, у свічку на потрібному рівні встромили шпильку з грузиком. Коли віск навколо шпильки розплавлявся, грузик разом із нею з дзвоном падав у чашку свічника. Для грубого виміру часу вночі служили й олійні лампи зі скляними судинами з шкалою. Час визначався за рівнем олії, який зменшувався в міру вигоряння.
