DE822613C - Two-armed lever scale - Google Patents
Two-armed lever scaleInfo
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- DE822613C DE822613C DEP50422A DEP0050422A DE822613C DE 822613 C DE822613 C DE 822613C DE P50422 A DEP50422 A DE P50422A DE P0050422 A DEP0050422 A DE P0050422A DE 822613 C DE822613 C DE 822613C
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01G—WEIGHING
- G01G1/00—Weighing apparatus involving the use of a counterweight or other counterbalancing mass
Description
(WiGBL S. 175)(WiGBL p. 175)
AUSGEGEBEN AM 26. NOVEMBER 1951ISSUED NOVEMBER 26, 1951
p 50422 IXb j 42f Dp 50422 IXb j 42f D
Zweiarmige HebelwaageTwo-armed lever scale
Bei Waagen, deren Meßbereich sich über eine größere Anzahl von Dezimalen erstreckt, aber auch bei anderen Hebelwaagen, die für Messungen verschiedener Genauigkeit verwendet werden, ist die Möglichkeit einer einfachen und sicheren Empfindlichkeitseinstellung erstrebenswert. Vielfach wünscht man auch unabhängig vom Absolutwert der zu bestimmenden Massen eine in der Größenordnung gleichbleibende relative Genauigkeit des Resultats. In solchen Fällen sollte die Empfindlichkeit des Instrumentes dem Meßbereich bzw. der aufgelegten Last so angepaßt sein, daß in jedem Falle die gleiche prozentuale Ablesegenauigkeit erzielt wird.For scales whose measuring range extends over a larger number of decimals, but also for other lever balances, which are used for measurements of different accuracy, is the possibility a simple and safe sensitivity adjustment desirable. Often one also wishes to be independent of the absolute value of the to be determined Masses a relative accuracy of the result that remains in the order of magnitude. In such cases the sensitivity of the instrument should be adapted to the measuring range or the applied load, that the same percentage reading accuracy is achieved in each case.
Die Erfindung betrifft eine zweiarmige Hebelwaage, bei welcher der Lastausgleich durch Verschieben eines Gegengewichtes auf dem einen, als Kerbenlineal o. dgl. ausgebildeten Arm des Waagebalkens und dessen Verwendung als Neigungshebel· erfolgt und bezweckt, die Empfindlichkeit der Waage den verschiedenen Meßbereichen anzupassen und innerhalb jedes Meßbereiches noch eine gleichbleibende prozentuale Ablesegenauigkeit zu gewährleisten.The invention relates to a two-armed lever balance in which the load is balanced by moving a counterweight on the one, as a notch ruler o. The like. Trained arm of the balance beam and its Use as a tilt lever · takes place and aims to increase the sensitivity of the balance to the various Adapt measuring ranges and within each measuring range a constant percentage To ensure reading accuracy.
Gemäß der Erfindung wird dieses Ziel bei einer Waage der genannten Art vor allem dadurch erreicht, daß das Kerbenlineal sich von einem bei unbelasteter Waage senkrecht unter dem Drehpunkt des Balkens liegenden, mit derartigem Abstand von dem Drehpunkt angeordneten Punkt aus parallel oder derart geneigt zu der durch den Drehpunkt und den Lastangriflfspunkt gehenden, bei unbelasteter Waage horizontal verlaufenden Ebene erstreckt, daß entweder bei paralleler Anordnung die Empfindlichkeit der Waage der Größe des Gegengewichtes und damit den verschiedenen Meßbereichen angepaßt ist oder beiAccording to the invention, this goal is achieved in a balance of the type mentioned above all in that that the notch ruler extends vertically below the pivot point of the beam when the balance is unloaded lying, arranged at such a distance from the pivot point from parallel or such inclined to that of the pivot point and the load application point going, with unloaded scales horizontally extending plane that either with parallel arrangement, the sensitivity of the balance to the size of the counterweight and thus the is adapted to different measuring ranges or at
geneigter Anordnung auch noch innerhalb jedes Meßbereiches eine gleichbleibende prozentuale Ablesegenauigkeit erzielt wird.inclined arrangement a constant percentage reading accuracy within each measuring area is achieved.
In den Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise dargestellt.The invention is illustrated by way of example in the drawings.
Abb. I bis 3 zeigen schematisch die Waage mit dem erfindungsgemäßen Kerbenlineal in Parallelanordnung, Abb. 4 und 5 die Waage bei Schräganordnung des Kerbenlineals.Fig. I to 3 show schematically the balance with the notch ruler according to the invention in a parallel arrangement, Fig. 4 and 5 the scales with the inclined arrangement of the notch ruler.
Der Waagebalken weist die in den schematiseheti Abbildungen angegebene Form auf. Die Mittelachse liegt bei Punkt D, darunter Punkt C, von dem der Gewichtsarm ausgeht. Die zu verwiegende Last W1 sei in A angehängt und das Gegengewicht W2 bis B verschoben.The balance beam has the shape indicated in the schematic illustrations. The central axis is at point D, below point C, from which the weight arm starts. Let the load W 1 to be weighed be attached to A and the counterweight W 2 to B shifted.
Das von dieser Last herrührende Moment W1 ■ I1 werde zum großen Teil kompensiert durch ein auf einem Kerbenlineal oder einer ähnlichen Einrichtung verschiebbares Gegengewicht W8, der Rest wird als Neigungsteil auf der Skala SK abgelesen. Das Kerbenlineal verlaufe bei der Ausführung nach Abb. 1 bis 3 parallel zur Verbindungslinie DA und habe von dieser den Abstand a0. Der Schwerpunkt des Balkens allein ohne Gegengewicht liege bei S, der Abstand vom Drehpunkt D sei s. Die obere Grenze des Meßbereiches der Waage ist bei vorgegebener Hebelarmlänge I1 bestimmt durch den Ausdruck . The torque W 1 I 1 resulting from this load is largely compensated for by a counterweight W 8 that can be displaced on a notch ruler or a similar device, the rest is read as an inclined part on the scale SK. In the design according to Fig. 1 to 3, the notch ruler runs parallel to the connecting line DA and is at a distance of a 0 from it . The center of gravity of the beam alone without the counterweight is at S, the distance from the pivot point D. The upper limit of the measuring range of the balance is determined by the expression for a given lever arm length I 1.
'1'1
Mit I2 max ist die Länge des Kerbenlineals festgelegt. I 2 max defines the length of the notch ruler.
Um also den Meßbereich der Waage nach oben oder unten zu verändern, ist W2 entsprechend auszuwechseln. Das Wesentliche der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß mit dem Auswechseln des Gegengewichtes w2 die Empfindlichkeit der Waage in einer durch die Konstruktion des Gerätes festzulegenden Weise geändert wird, wie sich aus dem folgenden ergibt.So in order to change the measuring range of the balance up or down, W 2 must be replaced accordingly. The essence of the present invention is that with the exchange of the counterweight w 2, the sensitivity of the balance is changed in a manner to be determined by the construction of the device, as follows from the following.
Um die Empfindlichkeit des in Abb. 1 gezeichneten Waagebalkens zu finden, seien die folgenden Uberlegungen gemacht:To the sensitivity of the one drawn in fig To find the balance beam, the following considerations are made:
i. Der Balken spiele auf Null ein, d. h. er liege horizontal für den Falli. The bar plays in on zero, i. H. it lies horizontally in case
1i e i 1 i e i
2. Legt man auf der Lastseite ein kleines Zusatzgewicht μ auf, so möge der Balken die in Abb. 2 gezeichnete Lage einnehmen. Er habe sich um den Winkel Δφ gedreht. Die Gleichgewichtsbedingung lautet in diesem Falle2. If a small additional weight μ is placed on the load side, the beam may assume the position shown in Fig. 2. It rotated through the angle Δφ. The equilibrium condition is in this case
(W1 -f μ) I1 cos Δφ = »»„ · s · sin Δφ (W 1 -f μ) I 1 cos Δφ = »» "· s · sin Δφ
+ W2 (Z, cos Δφ + a0 sin Δφ) + W 2 (Z, cos Δφ + a 0 sin Δφ)
m0 bedeutet dabei die Balkenmasse, die übrigen Größen sind aus den obigen Erläuterungen bekannt. Die Auswertung der Klammerausdrücke dieser Gleichung ergibtm 0 means the beam mass, the other variables are known from the explanations above. The evaluation of the expressions in brackets of this equation gives
W1 Z1 cos Δφ + μ I1 cos Δφ = W0 ■ s · sin Δφ
-f· Wg l% cos Δφ -f· W2 α0 sin Δφ
I I iW 1 Z 1 cos Δφ + μ I 1 cos Δφ = W 0 ■ s · sin Δφ
-f · Wg l % cos Δφ -f · W 2 α 0 sin Δφ II i
tnx = I2 tn x = I 2
Da nach Voraussetzung I1
sich diese Gleichung zuSince according to requirement I 1
this equation to itself
μ · I1 cos Δφ — (w0 · s + W2 O0) sin Δφ
oder tg Δφ I1 Δφ μ I 1 cos Δφ - (w 0 s + W 2 O 0 ) sin Δφ
or tg Δφ I 1 Δφ
φ
ist, vereinfacht φ
is, simplified
(w0 (w 0
1H2U0)1H 2 U 0 )
für den Fall kleiner Winkel Δφ. for the case of small angles Δφ.
Nun versteht man bekanntlich unter der Empfindlichkeit einer Waage den AusdruckIt is well known that the sensitivity of a scale is understood to mean the expression
E =E =
ΔφΔφ
d. h. den im Bogenmaß ausgedrückten Neigungswinkel Δφ des Balkens für die Einheit des Übergewichtes. In unserem Falle ergibt sich dafürie the angle of inclination Δφ of the bar expressed in radians for the unit of excess weight. In our case it results
E =E =
s + W2 · a0 s + W 2 a 0
Sorgt man speziell dafür, daß s = ο wird, läßt man also den Schwerpunkt des Balkens mit dem Drehpunkt zusammenfallen, so ergibt sich die einfache FormelIf you take special care that s = ο, you leave the center of gravity of the beam with the fulcrum coincide, the simple formula results
I1 I 1
m, ■ an m, ■ a n
E · Wo = -— = const. E · Wo = -— = const.
Daraus folgt, das Produkt aus Empfindlichkeit und Gegengewicht m2 ist eine Konstante, deren Wert allein von den Konstruktionsdaten des Balkens abhängt. Bei kleinem Gegengewicht m2, also bei kleinem Meßbereich, stellt sich automatisch eine größere Empfindlichkeit ein und umgekehrt bei größerem Gegengewicht W2 eine kleinere Empfindlichkeit. Beide sind einander umgekehrt proportional, die Waage gibt also für jeden Meßbereich die gleiche prozentuale Ablesegenauigkeit, die man durch passende Wahl der Konstruktionsdaten des Balkens auf den gewünschten Wert einstellen kann.It follows from this that the product of sensitivity and counterweight m 2 is a constant, the value of which depends solely on the design data of the beam. With a small counterweight m 2 , that is to say with a small measuring range, a greater sensitivity is automatically established and, conversely, with a larger counterweight W 2, a lower sensitivity. Both are inversely proportional to each other, so the balance gives the same percentage reading accuracy for each measuring range, which can be set to the desired value by suitable selection of the construction data of the bar.
Natürlich ist es möglich, den Meßbereich der Waage über die bisher besprochene Möglichkeit hinaus durch ein zweites in der rückwärtigen Verlängerung der Verbindungslinie DA angebrachtes, gegebenenfalls verschiebbares Gegengewicht m3 zu erweitern. In diesem Falle bleibt die Empfindlichkeit der Waage jedoch ungeändert (Abb. 3).Of course, it is possible to extend the measuring range of the balance beyond the previously discussed possibility by a second, optionally displaceable counterweight m 3 attached to the rear extension of the connecting line DA . In this case, however, the sensitivity of the balance remains unchanged (Fig. 3).
Bei der oben erläuterten Anordnung bleibt die Empfindlichkeit der Waage innerhalb eines jeden Meßbereiches konstant, da sie bei gegebenen Längen a0 und I1 nur noch von der Masse des Gegengewichtes W2 abhängt. Wünscht man auch innerhalb eines Meßbereiches gleichbleibende prozentuale Ablesegenauigkeit, so läßt sich das mit der in den Abb. 4 und 5 skizzierten Anordnung erzielen. Sie unterscheidet sich von der oben besprochenen dadurch, daß das Kerbenlineal nicht mehr parallel zur Verbindungslinie DA verläuft, sondern unter einem gegebenen Winkel α geneigt dazu. Die Gleichgewichtsbedingungen für diesen Balken lauten:With the arrangement explained above, the sensitivity of the balance remains constant within each measuring range, since for given lengths a 0 and I 1 it only depends on the mass of the counterweight W 2. If a constant percentage reading accuracy is also desired within a measuring range, this can be achieved with the arrangement sketched in FIGS. 4 and 5. It differs from the one discussed above in that the notch ruler no longer runs parallel to the connecting line DA , but is inclined to it at a given angle α. The equilibrium conditions for this bar are:
1. In horizontaler Lage (Abb. 4)1. In a horizontal position (Fig. 4)
I1 · W1 = I2 · cos α · W2. I 1 · W 1 = I 2 · cos α · W 2 .
2. Nach Zulage eines kleinen Übergewichtes bei W1 und Drehung des Balkens um den Winkel Δ φ (Abb. 5) (W1 + μ) I1 cos Δφ = W2 Ui cos a cos Δφ 2. After adding a small overweight at W 1 and rotating the bar by the angle Δ φ (Fig. 5) (W 1 + μ) I 1 cos Δφ = W 2 Ui cos a cos Δφ
+ Ci0 sin Δφ + I2 sin α sin Δφ]. + Ci 0 sin Δφ + I 2 sin α sin Δφ].
Die Auswertung dieser Gleichung unter Berücksichtigung von i. ergibtThe evaluation of this equation taking into account i. results
μ I1 cos Δφ = m2 (a0 + I2 sin α) sin Δφ
oder nach Einführung von μ I 1 cos Δφ = m 2 (a 0 + I 2 sin α) sin Δφ
or after the introduction of
ΔφΔφ
T? T?
E =E =
m2 (a0 + I2 sin α)m 2 (a 0 + I 2 sin α)
Bildet man jetzt den Ausdruck E · W1, so ergibt sichIf one now forms the expression E · W 1 , the result is
E ■ m, =E ■ m, =
I2 cos α
α0 + I2 sin α I 2 cos α
α 0 + I 2 sin α
Die Bedeutung dieser Gleichung erkennt man am leichtesten für den Spezialfall a0 = o, dann ergibt sich nämlichThe meaning of this equation is easiest to recognize for the special case a 0 = o, which then results in
E-M1 = ctg α = const. EM 1 = ctg α = const.
Für diesen Fall ist somit das Produkt E ■ W1 und damit auch innerhalb eines jeden Meßbereiches die prozentuale Ablesegenauigkeit konstant. Ein so konstruierter Balken würde unabhängig von seiner Belastung in allen Fällen die gleiche auf die Last bezogene, d. h. prozentuale Ablesenauigkeit besitzen. Es ist möglich, die Skala etwa in Prozent oder Promille der Last zu eichen.In this case, the product E · W 1 and thus also the percentage reading accuracy within each measuring range is constant. A beam constructed in this way would have the same load-related, ie percentage reading accuracy in all cases, regardless of its load. It is possible to calibrate the scale in percent or per mille of the load.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEP50422A DE822613C (en) | 1949-07-30 | 1949-07-30 | Two-armed lever scale |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEP50422A DE822613C (en) | 1949-07-30 | 1949-07-30 | Two-armed lever scale |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE822613C true DE822613C (en) | 1951-11-26 |
Family
ID=7384398
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEP50422A Expired DE822613C (en) | 1949-07-30 | 1949-07-30 | Two-armed lever scale |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE822613C (en) |
-
1949
- 1949-07-30 DE DEP50422A patent/DE822613C/en not_active Expired
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