Измерение плотности. Единицы измерения. Основные методы и средства измерений, их классификация и виды.

ЛЕКЦИЯ № 9

Дисциплина:
«МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ И КОНТРОЛЯ»

Тема:

«Измерение и контроль физических величин,

свойств веществ и материалов».

Измерение массы и силы. Единицы измерения. Основные методы и средства измерений, их классификация и виды.

Измерение плотности. Единицы измерения. Основные методы и средства измерений, их классификация и виды.

Измерение вязкости. Единицы измерения. Основные методы и средства измерений, их классификация и виды

Год

Измерение массы и силы. Единицы измерения. Основные методы и средства измерений, их классификация и виды.

Силой называютколичественную характеристику процесса взаимодействия объектов (например, сила трения).

Понятие «масса» характеризует инерционность объектов и их гравитационную способность.

В измерениях, обычно, не делают отличия между массой (количеством вещества) и весом - силой притяжения тела Землей (гравитационной силой), поэтому для измерения силы и массы-веса применяют одни и те же методы измерения.

Приборы для измерения массы по гравитационной способности объекта называют весами. Измерение силы осуществляют посредством динамометров. Разделение средств измерений силы на весы и динамометры обусловлено тем, что направление вектора гравитационной силы строго определено в пространстве. Это обстоятельство учитывают при конструировании средств измерений гравитационной силы, а также при подготовке весов к работе. В частности, в конструкции весов предусматривают уровни и отвесы, позволяющие установить их в горизонтальное положение с требуемой точностью. Рабочее положение динамометров может быть любым – главное, чтобы линия измерения совпадала с направлением вектора силы. При соблюдении этого условия весы могут быть использованы для измерения негравитационной силы, а динамометры – для определения веса. Таким образом, разделение средств измерений силы на весы и динамометры определяется их назначением.

Измерение силы.

В международной системе единиц, за единицу силы принят 1 Ньютон.
Он определяется как сила, изменяющая за 1 с скорость тела массой 1 кг на 1 м/с в направлении действия силы, т.е. 1 Н = 1 кг·м/с².

1 Меганьютон [МН] = 1000 кН

1 Килоньютон [кН] = 1000 Н

1 Ньютон [Н] = 1000 мН

1 Миллиньютон [мН] = 1000 мкН

Внесистемные единицы:

1 Тонна-сила [тс] = 103 кгс = 9806.65 Н

1 Килопонд [kp] = 9.80665 Н

1 Килограмм-сила [кгс] = 9.80665 Н

1 Грейв-сила [Gf] = 9.80665 Н

1 Грамм-сила [гс] = 10−3 кгс = 9.80665·10−3 Н

1 Миллигрейв-сила [mGf] = 9.80665·10−3 Н

1 Миллиграмм-сила [мгс] = 9.80665 мкН

1 Дина [дин][dyn] = 1 г·см/с2 = 10-5 H = 1,0197·10-6 кгс

В общем случае динамометры состоят из преобразователя силы – упруго деформируемого элемента, преобразователя деформации при необходимости, и показывающего прибора.

Динамометры (динамометр от греческогоdynamis - сила и метр) изготовляют трёх типов: ДП - пружинные, ДГ- гидравлические, ДЭ - электрические.

Многообразие конструкций упругих элементов можно классифицировать в зависимости от вида реализуемой деформации: использующие деформации сжатия или растяжения, деформацию изгиба, деформацию сдвига и смешанную деформацию.

Динамометрические пружины растяжения или сжатия обычно выполнены в виде сплошного или полого цилиндра, иногда в виде стержня прямоугольного сечения (от 10 кН до 1 МН).

Деформация изгиба реализуется также в упругих элементах, выполненных в виде системы из радиально размещенных балок, колец, мембран, рамы и т.п. (от 10 Н до 10 кН – рабочие средства). Для кольцевых элементов до 2 МН.

Динамометры со сложным упругим элементом призваны приблизить характеристику преобразования к линейной и широко применяются в качестве рабочих и эталонных средств измерения.

Механические динамометры применяют только для измерения статических сил. Деформацию чувствительного элемента (0,1 – 2 мм) измеряют индикатором часового типа или индикаторной головкой. Механические динамометры выпускаются серийно для нагрузок до 10 МН. Класс точности достигает 0,1 – 2 %.

Для упругих элементов большой жесткости (стержневых) применяют тензорезисторные и струнные преобразователи деформации в электрический сигнал. При малой жесткости (кольцевые, упругие балочные элементы) применимы емкостные, индуктивные и другие преобразователи.

Среди электрических динамометров наибольшее значение имеют тензорезисторные. Диапазон их применения от 5 Н до 10 МН и более. Чувствительный элемент таких динамометров выполняют в виде стержня, трубы, радиально нагруженного кольца, сдвоенной балки, консольной торсионной балки и др. Наклеенный на чувствительный элемент тензорезистор регистрирует деформации растяжения – сжатия, изгиба, кручения, среза. Тензорезисторные динамометры пригодны как для статических, так и для динамических измерений.

В струнных динамометрах применяют струнный тензометр. Чувствительным элементом является ферромагнитная струна, расположенная вдоль оси упругого полого цилиндра и связанная с ним двумя плоскостями. При приложении к цилиндру нагрузки вследствие его деформации одновременно меняется натяжение струны и частота её колебаний, возбуждаемых электромагнитом. Собственная частота колебаний влияет на значение напряжения на выводах измерительной катушки и является мерой нагрузки. Диапазон сил от 200 Н до 5 МН. Класс точности 1 %.

При измерении больших нагрузок (до 50 МН) находят применение магнитоупругие преобразователи.

В основе магнитоупругих динамометров – ферромагнитные материалы (например, железоникелевые сплавы), которые изменяют свою магнитную проницаемость в направлении воздействия на них силы растяжения или сжатия. Магнитоупругий динамометр может быть выполнен в виде катушки с замкнутым сердечником из магнитомягкого материала. Изменение индуктивности, возникающее при нагружении, может быть измерено электрическими методами. Класс точности магнитоупругих динамометров от 0,1 до 2%.

Пьезоэлектрические динамометры применяют для измерения динамических и квазистатических сил (непригодны для статически сил). Класс точности 1%.

Действие силы может быть преобразовано в изменение давления (гидравлические динамометры). Гидравлическая система измерения сил включает воспринимающее устройство с полностью замкнутой камерой и показывающий прибор. Сила, действующая на поршень, создает давление. В качестве показывающего прибора принципиально могут быть применены все измерители давления (манометры). Чаще всего используют механические приборы. Номинальные силы от 200 Н до 20 МН. Класс точности 1 – 2 %.

Погрешности динамометров обусловливаются следующими причинами: нелинейностью характеристики преобразования, её воспроизводимостью, гистерезисом, температурной зависимостью чувствительности и положения нуля, ползучестью (упругое последействие).

Основные параметры и размеры динамометров общего назначения, пружинных со шкальным и цифровым отсчётным устройством, предназначенных для измерений статических растягивающих усилий, устанавливает ГОСТ 13837 -79 «Динамометры общего назначения. Технические условия».

Пределы измерения динамометров, предусмотренные стандартом: наибольший от 0,10 до 500 кН, наименьший - 0,1 от наибольшего предела.

ГОСТ 13837-79 предусматривает изготовление динамометров классов точности 0,5, 1 и 2. Класс точности определяется пределом допускаемой основной погрешности динамометра, представленным в виде приведенной погрешности. Нормирующее значение при этом равно наибольшему пределу измерений.

Пределы дополнительной погрешности динамометров, вызванной изменением температуры окружающей среды, в рабочем диапазоне температур, отличных от температуры нормальных условий, составляют: не более 0,5 основной погрешности на каждые 10 °С - для динамометров 1-го класса; не более 0,25 основной погрешности на каждые 10 °С - для динамометров 2-го класса.

Для градуировки, поверки и калибровки преобразователей силы используют силоизмерительные машины/установки а также средства измерений, в состав которых входят эталонные динамометры и силозадающие устройства (прессы). По функциональному назначению перечисленные устройства относятся к мерам силы.

Силоизмерительные машины/установки позволяют воспроизводить любые значения силы в установленном диапазоне или ряд дискретных значений.

В зависимости от конструктивной реализации различают машины непосредственного нагружения, силоумножающие установки (рычажные, гидравлические и клиновидные) и установки деления силы.

Непосредственноенагружение реализуется с помощью грузов и гравитационной силы Земли.

Создание силоумножающих установок обусловлено тем, что при больших значениях силы непосредственное нагружение приводит к увеличению погрешностей и металлоемкости, большим экономическим издержкам. Однако и в силоумножающих установках значение силы изначально задается с помощью грузов, которое затем увеличивается с помощью неравноплечих рычагов (до 1МН), поршневых пар разных эффективных площадей (до 10 МН) или эффекта клина (до 5 МН).

Для уменьшения силы могут быть использованы те же конструктивные решения, что и для увеличения, но с передаточным отношением меньше 1. Однако такое решение экономически не выгодно и имеет ограниченные функциональные возможности. Наиболее приемлемым решением для деления силы является устройство с изменением угла наклона оси цилиндрической массы, взвешенной в аэростатическом подвесе.

В качестве силозадающих устройств применяют винтовые, рычажные, гидравлические, электромеханические и т.п. прессы. Одно из основных требований к силозадающим средствам – постоянство задаваемого значения силы во времени.

Измерение массы.

Единицей массы в системе СИ является килограмм, который соответствует международному эталону хранящемуся во Франции. В метрологических измерениях, также как и в шкалах приборов могут применяться производные единицы килограмма. Ниже приведены наиболее употребительные из них, их соответствие и аббревиатура, как русская, так и международная.

1 Килограмм [кг] [kg]

1 Грамм [г] [g] = 0.001 кг

1 Миллиграмм [мг] [mg] = 0.001 г

1 Микрограмм [мкг] [µg] = 0.001 мг

1 Центнер [ц] [hw] = 100 кг

1 Тонна [т] [tn] = 1000 кг

Также могут быть использованы и другие единицы:

1 Карат [кар] [ct] = 0.2 г. Применяется в ювелирном деле.

1 Ньютон [Н] [N] = 0.980665 кг.

При взвешивании гравитационную силу сравнивают с известной силой, создаваемой следующими способами:

-грузом известной массы (классический метод);

-растяжением/сжатием пружины (пружинные весы)

-деформированием жестких упругих элементов (деформации измеряют электрическими методами (электромеханические весы);

-пневматическим или гидравлическим устройством (измеряют давление воздуха или жидкости);

-электродинамически при помощи соленоидной обмотки, находящейся в постоянном магнитном поле (измеряемой величиной является ток);

-погружением тела в жидкость (глубина погружения зависит от массы тела).

В этой связи различают весы механические (рычажные, пружинные, поршневые), электромеханические (с емкостными, тензорезисторными, индуктивными и пьезоэлектрическими преобразователями перемещений или деформаций), оптико-механические (с зеркальным или интерференционным указательным устройством), радиоизотопные (абсорбционные и рассеянного излучения). Основное применение находят механические и электромеханические весы.

Требования к весам для статического взвешивания устанавливает ГОСТ 29329 – 92.

Весы для статического взвешивания классифицируют по следующим признакам.

По области применения (эксплуатационному назначению) весы подразделяют на: вагонные; вагонеточные; автомобильные; монорельсовые; крановые; товарные; для взвешивания скота; для взвешивания людей; элеваторные; для взвешивания молока; багажные; торговые; медицинские; почтовые.

По точности взвешивания весы по точности разделяют на 4 класса: 1 класс - весы специальной точности; 2 класс - высокой точности; 3 класс - средней точности; 4 класс - обычной точности. Стандарт ГОСТ 29329 – 92распространяется на весы неавтоматического действия среднего и обычного классов точности.

По способу установки на месте эксплуатации весы подразделяют: встроенные, врезные (врезные весы – передвижные весы, платформа которых находится на одном уровне с полом помещения), напольные, настольные, передвижные, подвесные, стационарные.

По виду уравновешивающего устройства различают весы: механические, электромеханические (электронные - термин «Электронные весы» применим к настольным весам).

Механические весы - весы, в которых уравновешивание силы тяжести осуществляется с помощью различных механизмов. Различают весы гирные, пружинные, гидравлические, пневматические. Весы, в которых передаточным устройством является рычаг или система рычагов называют рычажными.

Электромеханические весы - весы с уравновешивающим устройством в виде преобразователя, в котором сила тяжести преобразуется в электрический сигнал.

По виду грузоприемного устройства различают весы: бункерные, монорельсовые, ковшовые, конвейерные, крюковые, платформенные.

По способу достижения положения равновесия различают весы: с автоматическим уравновешиванием, с полуавтоматическим уравновешиванием, с неавтоматическим уравновешиванием.

В зависимости от вида отсчетного устройства различают весы: с аналоговым отсчетным устройством (циферблатные и шкальные), с дискретным отсчетным устройством (цифровые).

Стандартом ГОСТ 29329-92 предусмотрены следующие основные характеристики весов.

Цена поверочного деления е - условное значение, выраженное в единицах массы и характеризующее точность весов.

Цена поверочного деления для класса точности «средний» 0,1 г ≤ е ≤ 2 г при числе поверочных делений n = 100…10000 и е≥5 г при n = 500…10000; для класса точности «обычный» е≥5 г при n = 100…1000. (n - число поверочных делений, определяемое как отношение наибольшего предела взвешивания весов к цене поверочного деления).

Значения цены поверочного деления (е), цены деления шкалы (d) и дискретности отсчета (d_d) в единицах массы выбирают из ряда: 1×10^а; 2×10^а и 5×10^а, где а - целое положительное, целое отрицательное числа или нуль. Цена поверочного деления весов без вспомогательного отсчетного устройства должна соответствовать цене деления шкалы для весов с аналоговым отсчетным устройством и дискретности отсчета для весов с цифровой индикацией.

Значение цены деления или дискретности отсчета массы, а также значение цены поверочного деления указывают на весах или в эксплуатационной документации на них.

Наибольший (НПВ) и наименьший (НмПВ) пределы взвешивания весов – наибольшее и наименьшее значения массы, при которых обеспечивается соответствие весов требованиям нормативных документов.

Наибольший предел взвешивания весов (НПВ), предусмотренный ГОСТ 29329-92,составляет от 200 г до 500 т (ряд значений НПВ не соответствует рядам предпочтительных чисел).

Наименьший предел взвешивания - для класса точности средний принимают равным 20·е; для класса точности обычный - 10·е. Где е – цена поверочного деления.

Пределы допускаемой погрешности весов нормируют в зависимости от НмПВ и класса точности и составляют от 0,5∙е до 1,5∙е при первичной поверке на предприятиях: изготовителе и ремонтном. При эксплуатации и после ремонта на эксплуатирующем предприятии - от 1,0∙е до 2,5∙е. Пределы допускаемой погрешности устройства установки на нуль - ± 0,25 е.

Различают следующие типы рычажных весов для измерения массы: лабораторные (аналитические, квадрантные, электронные, равноплечие), настольные циферблатные, счетные коромысловые, платформенные передвижные (шкальные, циферблатные, почтовые).

Принцип действия рычажных весов состоит в уравновешивании момента, создаваемого гравитационной силой от измеряемой массы, моментом силы тяжести гири или груза.

В рычажных весах реализованы следующие варианты преобразователей:

-с переменной уравновешивающей массой: рычаг со шкалой и гирями; рычаг с накладными гирями;

-с переменной длиной рычага: рычаг с передвижными гирями; рычаг с роликовым грузом;

-с переменным углом отклонения: квадрант; противовес.

Требования к параметрам весов рычажных общего назначения устанавливает ГОСТ 14004.

В зависимости от наибольшего предела взвешивания весы общего назначения делят на три группы: -настольные (до 50 кг); -передвижные и врезные (50 – 6000 кг); -стационарные (вагонные, автомобильные, элеваторные) (от 5000 до 200000 кг).

Наименьший предел взвешивания 20 d (d-цена деления шкалы) для настольных весов и 5% от P_max для остальных.

Рычажные весы применяют совместно с гирями, которые в зависимости от назначения подразделяют на гири общего назначения, эталонные и специального назначения. В последнюю группу входят гири рейтерные (применяются для повышения точности отсчета лабораторных весов), условные гири (предназначены для комплектации весов и других устрой с отношением плеч рычажной системы 1:100), гири, встроенные в весы, и гири, применяемые в технологических весах и дозаторах.

Конструктивно гири общего назначения выполняют в виде проволочки, многоугольной пластины (треугольной, квадратной или пятиугольной), цилиндра с головкой, параллелепипеда. Номинальное значение массы гири принимают из ряда значений 1·10ⁿ, 2·10ⁿ, 5·10ⁿ (n - любое целое положительное или отрицательное число). Стандарт ГОСТ 7328 – 2001 «Гири. Общие технические условия» предусматривает выпуск гирь массой от 1 мг до 5000 кг. В зависимости от допуска на изготовление гирям присваивают классы точности: Е₁, Е₂, F₁, F₂, М₁, M₂, M₃ (в порядке уменьшения точности). Гири могут поставляться в виде наборов, состав которых формируется в соответствии с рекомендациями ГОСТ 7328 – 2001.

Пример условного обозначения в документации гири массой 500 г класса точности F₁: Гиря 500 г F₁ ГОСТ 7328-2001. Набор гирь: Набор (1 мг – 1 кг) Е₂ ГОСТ 7328 – 2001.

В пружинных весах чувствительным элементом является пружина (сжатия, растяжения, спиралевидная и др.), деформация которой пропорциональна силе тяжести. Значение деформации измеряется непосредственно или подвергается дополнительному преобразованию.

В электронных весах в качестве первичного преобразователя находят применение два основных типа датчиков: пьезокварцевые и тензорезисторные.

Отдельную группу составляют весы для взвешивания транспортных средств в движении. Общие технические требования к ним приведены в ГОСТ 30414-96.

Стандарт распространяется на весы, предназначенные для взвешивания в движении или для статического взвешивания и взвешивания в движении следующих транспортных средств: железнодорожных вагонов (включая цистерны), вагонеток, составов из них, автомобилей, прицепов, полуприцепов (включая цистерны), автопоездов.

В зависимости от конструкции грузоприемного устройства оно может определять нагрузку сразу от всего вагона (вагонетки, автомобиля, прицепа, полуприцепа) или автономно - одновременно или поочередно - от каждой тележки, колесной пары (оси) или от каждого колеса.

В зависимости от нормируемых значений метрологических характеристик весы подразделяют на четыре класса точности: 0,2; 0,5; 1; 2. Обозначение класса точности соответствует погрешности допускаемой при эксплуатации. При этом в диапазоне от НмПВ до 35% НПВ включительно – это приведенная погрешность, нормирующее значение для которой равно 35% НПВ. В диапазоне свыше 35% НПВ до НПВ класс точности определяет относительную погрешность измерения.

При первичной поверке или калибровке допустимые погрешности уменьшают в 2 раза.

Измерение плотности. Единицы измерения. Основные методы и средства измерений, их классификация и виды.

Одной из основных физических величин, характеризующих свойства вещества, является плотность. Различные вещества, имеющие при одинаковой температуре равные объемы, обладают разной массой, и наоборот. Плотность - это физическая величина, определяемая как отношение массы тела к занимаемому этим телом объёму.

В международной системе единиц (СИ) плотность измеряется в кг/м³.
В метрологических измерениях применяются и производные от этих величин:

1 Тонна на 1 м³ = 1000 кг/м³

1 Килограмм на 1 м³ = 1000 г/м³

1 Грамм на 1 м³ = 1000 мг/м³

1 Килограмм на 1 литр = 1 т/м³

1 Грамм на 1 литр = 0.001 кг/л

1 Миллиграмм на 1 литр = 0.001 г/л

Плотномер – прибор, измеряющий плотность газов, жидкостей и твердых тел, а также плотность сыпучих веществ.

Все методы измерения плотности можно разделить на прямые и косвенные.

К прямым относят методы, основанные на законах механики жидкостей, т.к. плотность в этом случае определяют по результату действия массовых сил жидкости. Сюда относится метод измерения массы определенного объема жидкости, а также методы, использующие законы гидростатики и гидродинамики. Приведем примеры плотномеров:

а. Гидростатический плотномер – статический весовой плотномер жидкостей, в котором плотность жидкости определяется по гидростатическому давлению столба жидкости заданной высоты;

б. Двухпоплавковый плотномер содержит два поплавка одинакового объема и одинаковой массы, погружаемые в исследуемую и образцовую жидкости. Разность плотностей жидкостей определяется по разности выталкивающих сил, действующих на поплавки;

в. Маятниковый вибрационный плотномер с крутильным маятником для измерения многофазных веществ. Плотность определяется по изменению периода колебаний маятника, вызываемого изменением плотности смеси;

г. Турбинный плотномер – проточный плотномер жидкости. Плотность определяется по моменту на валу турбины, вращающейся с постоянной частотой.

Плотномеры прямого метода в большинстве случаев громоздки и не удобны в эксплуатации, и в некоторых случаях требуются стационарные условия измерения. При этом время, затрачиваемое на измерение, достаточно велико.

К косвеннымотносятся методы, которые основаны на зависимостях между плотностью и различными физическими свойствами вещества, например, способностью поглощать ультразвуковые волны, радионуклидные излучения и т.д.

Радионуклидные плотномеры предназначены для бесконтактного измерения плотности жидкостей и многофазных веществ. Плотность определяется по ослаблению ионизирующего излучения при прохождении его через вещество. При этом используется опасное для здоровья человека ионизирующее излучение.

Рассмотрим косвенные методы определения плотности с использованием ультразвука на примере некоторых плотномеров:

а) Импульсный плотномер основан на измерении времени распространении ультразвуковых волн в контролируемой среде в зависимости от изменения плотности. Зондирующие импульсы пропускают через среду с определенным периодомТ и принимают эхо-импульсы. Импульсы запуска устанавливают в единицу измерительный триггер, который разрешает работу измерителя временных интервалов. Эхо-импульс после усиления и преобразования в цифровой вид сбрасывает в ноль измерительный триггер, в результате на его выходе формируется импульс длительностью t, пропорциональный плотности среды. Логический ноль на выходе измерительного триггера запрещает работу измерителя временных интервалов, в результате чего на его выходе получается цифровой код пропорциональный длительности импульса на выходе триггера. Полученный код поступает в блок обработки, где вычисляется плотность среды.

б) В автоциркуляционном плотномере (рис. 1) определяют величину обратного времени распространения УЗ волн в среде. Этой величиной является частота ƒ в электронной замкнутой системе, состоящей из УЗ излучателя 1, контролируемой среды 2, УЗ приемника 3, усилителя 4, детектора 5, каскада запуска 6, блокинг-генератора 7, усилителя мощности 8. Плотность определяется по разности частот ∆ƒ = ƒ ₀ – ƒ, где ƒ ₀ – частота источника опорных импульсов 10, ƒ – частота автоциркуляции.

Рис. 1. Структурная схема автоциркуляционного плотномера.

в) Принцип действия фазного плотномера основан на измерении фазы ультразвуковых волн, прошедших через среду.

г) Интерферометрический плотномер построен на измерении длины волны по акустическому резонансу столба исследуемой среды заданной высоты, когда в нем укладывается четное число полуволн. Индикация резонанса осуществляется по реакции генератора возбуждающего напряжения, поступающего на излучатель, или по напряжению принятого сигнала.

д) В плотномере с акустическим фильтром использован эффект изменения спектра ультразвукового импульса при распространении его в контролируемой среде через размещенный в ней твердый слой (рис. 2).

Рис. 2. Структурная схема плотномера с акустическим фильтром.

Генератор 1 электрическими видеоимпульсами возбуждает пьезоэлектрический преобразователь 2, посылая короткие импульсы быстро затухающего УЗ колебания в жидкость. Для расширения спектра излучения пьезоэлемент излучателя жестко демпфирован (акустически). Излученный импульс, распространяясь в среде 3, достигает размещенной в ней наклонной пластины (фильтра) 4, и, проходя через нее, изменяет длительность фронта в зависимости от плотности. УЗ импульс после прохождения через акустический приемник 5 усиливается усилителем 6 и поступает на ключевые каскады 7 и 8, соединенные с соответствующими формирователями импульсов 9 и 10 запуска триггера 11.

Благодаря тому, что ключевые каскады выполнены с неодинаковыми временными отсечками, срабатывание формирователей происходит с запаздыванием друг относительно друга на период фронтальных колебаний принятого УЗ импульса. В результате триггер вырабатывает прямоугольные электрические импульсы длительностью, зависящей от плотности среды. Импульсы на выходе триггера поступают в интегрирующий блок 12, где преобразуется в постоянное напряжение, амплитуда которого пропорциональна плотности и измеряется регистрирующим блоком 13. Период УЗ колебаний фронтальной части принятого УЗ импульса не зависит от протяженности пути импульса, что обеспечивает контроль независимо от акустической базы, а следовательно и диаметра сосуда.

е) Импедансным плотномером измеряют плотность однородных твердых и газообразных веществ, бинарных растворов и смесей жидкостей. Применение этих плотномеров предполагает, что известна зависимость между импедансом и плотностью вещества и выражается в следующем виде:

z = ρ· С,

где: С – скорость звука [м/с].

ж) Вибрационный плотномер измеряет плотность по параметрам упругих колебаний, сообщенных сосуду с исследуемым веществом.

Ареометр представляет собой самый простой и самый экономичный метод измерения плотности. Ареометр – калиброванный стеклянный поплавок, который включает масштаб для прямого чтения. Как правило, ареометр «помещают» в образец и он в конечном счете стабилизируется в определенной высоте относительно жидкой поверхности. Показания считываются непосредственно по шкале. Ареометры могут иметь одну или несколько специализированных шкал:

- спиртометр (Alcoholometer): этот ареометр используется для того, чтобы проверять содержание алкоголя в растворе. Шкала градуирована в процентах алкоголя в объеме;

- Ammoniameter: для того, чтобы проверить нашатырные спирты. Шкала градуирована от 0° до 40°;

- Barkometer: используется в промышленности дубления. Шкала градуирована от 0° до 80°;

- Baume: два типа в употреблении – тяжелый Baume, для жидкостей более тяжелых, чем вода; легкий Baume, для жидкостей легче, чем вода. Шкала градуирована до 90°;

- Brix: используется в сахарной промышленности для того, чтобы определить процент сахара в растворе. Шкала градуирована в процентах сахара.