彈簧秤又稱彈簧測力計,是一種利用彈簧的形變與外力成正比的關系制成的測量作用力大小的裝置,廣泛應用于物理實驗和工業檢測領域。它通過彈簧的變形來測量作用力的大小或物體的重量。彈簧秤分為拉力彈簧秤和壓力彈簧秤兩種類型,壓力彈簧秤的托盤承受的壓力等于物體的重力,秤盤指針旋轉的角度指示所受壓力的數值。使用方法:取出稱鉤;轉動旋鈕,使指針對準0位;輕緩的進行鉤物,稱重并避免搖晃稱物,保持施力方向與彈簧軸線一致:禁止稱超過最大稱量的物體(注意:不能用手握住秤身進行稱量,那樣會增大誤差、勿使彈簧和指針跟外殼摩擦,以免誤差過大;讀數時視線需垂直于刻度板)。
用途
測量力的大?。ń洺T谖锢砹W中使用)。
主要結構
彈簧、掛鉤、刻度板、指針、外殼、吊環(可忽略不計)。
使用方式
使用前
1.拉動彈簧:反復拉動彈簧(用力過度可能會損壞彈簧),防止其卡住,摩擦,碰撞。
2.了解量程:知道測量力的最大范圍(量程)是多少。
3.明確分度值:了解彈簧測力計的刻度。知道每一大格,最小一格表示多少牛(N)。
4.校零:檢查指針是否對齊零刻度線,若沒有對齊,需要調節至對齊。
使用中
1.不能超量程使用(天平,量筒,量杯等都不能超量程使用,但刻度尺除外)。
(補充說明:因為超量程使用可能會造成塑性形變損壞彈簧測力計,并且導致錯誤,測不出準確的力,比如一個6N的力,你用一個量程為5N的彈簧測力計測,指針指向5N,但是實際上是6N,就產生了錯誤)
2.同方向:測力時,要讓彈簧測力計內的彈簧軸線方向跟所測力的方向在一條直線上,且彈簧不能靠在刻度盤上。
3.視線要與刻度板垂直。
使用后
調節彈簧測力計,讓指針對齊零刻度線。
彈簧測力計
注意事項
所測物體受到拉力不能超過量程。
測量力的大小的工具叫測力計,在實驗室常用的測力計是彈簧測力計,握力計和拉力計。
如果指針在零刻度線以上或者以下,這時候沒有把指針調節至0,就會產生誤差。
在零刻度線以上,測出來的力比實際的力小,反之在零刻度線以下,測出來的力比實際的力大。
如果彈簧測力計側放,會使測量數值偏小。
壓力也會產生一定的誤差,要注意,壓力小的地方量出來大。
物理原理
彈簧秤利用彈簧在被測物重力作用下的變形來測定該物質量的衡器。彈簧具有受力后產生與外力相應的變形的特性。根據胡克定律,彈簧在彈性極限內的變形量與所受力的大小成正比。稱重時,彈簧變形所產生的彈性力與被測物的重量(重力)相平衡,故從變形量的大小即可測得被測物的重量,進而確定其質量。彈簧秤的稱量可從1毫克到數十噸。其中,載荷在2mg以下的,采用石英絲彈簧;載荷在5g以下的,采用平卷彈簧;載荷量更大的,采用螺旋彈簧和盤形彈簧。常見的彈簧秤是使用螺旋彈簧制成的彈簧案秤。從圖中可看出,在被測物放入秤盤后,螺旋彈簧在被測物重力作用下被拉伸,拉伸時通過杠桿裝置使齒條作直線運動而帶動齒輪指針軸旋轉。當彈簧被拉伸產生的彈性力與被測物重力平衡時,指針就在刻度盤上指示被測物的重量值。彈簧秤具有結構簡單、讀數直觀的優點。但因彈簧具有彈性滯后的特性,且易受溫度等外界條件變化的影響,故其準確度、靈敏度較低。此外,其稱重結果還因重力加速度的不同而有所差異。
制作方法
1.用直徑0.5毫米的鋼絲放火爐火中均勻加熱,直至發紅,然后拿出慢慢冷卻。冷卻后將它一匝一匝地密繞在直徑15毫米的圓鐵捧上,所繞長度40毫米。再放火爐火中燒紅。然后拿出放入冷水或機油中淬火即成彈簧。
2.取一塊310×80×5毫米的木板為底板,上端釘一塊80×15×5毫米的小木板。在小木板的中心裝一個羊眼圈為提環。把彈簧的一端焊接在提環上,另一端焊一根直徑為2.5毫米、長為150毫米的鐵絲。這段鐵絲的下端有掛鉤,上端與彈簧焊接處再裝上一薄鐵片作指針。指針應與鐵絲垂直,在鐵絲上的位置可調節。在底板上裝一個彎成半圓形的小鐵絲框,框住鐵鉤,以免鐵鉤左右搖擺。
3.在底板上貼一張白紙條標定刻度。掛鉤上不掛重物時指針所指的位置定為零刻度,然后依次在掛鉤上掛上1.0牛、2.0牛、3.0牛、4.0牛、5.0牛等鉤碼,每掛上一個鉤碼,對準指針畫上刻度,再把各刻度間的距離做適當的等分(注:牛為單位,牛頓/N)。
參考資料 >