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測量工具
來源:互聯網

測量工具是用于測量特定物理屬性的器具,這些屬性包括但不限于長度、溫度、時間、質量、力、電流、電壓、電阻、聲音、無線電折射率和平均色散。

長度測量工具

早期的機械式長度測量工具有角尺、卡鉗等。16世紀,火炮制造中開始使用光滑量規。1772年和1805年,英國科學家J.瓦特和H.莫茲利分別研制出了利用螺紋副原理測長的瓦特千分尺和校準用測長機。19世紀中葉以后,類似現代機械式外徑螺旋測微器和游標卡尺的測量工具相繼問世。19世紀末,成套量塊成為新的測量工具。繼機械測量工具之后,一批光學測量工具出現。19世紀末出現了立式測長儀,20世紀初出現了測長機。20年代,投影儀、工具顯微鏡、光學測微儀等已在機械制造中廣泛使用。1928年,氣動量儀誕生,這是一種適用于大規模生產的測量工具。30年代,電學測量工具出現,其中包括利用電感式長度傳感器制成的界限量規和輪廓儀。50年代后期,數字化顯示測量結果的坐標測量機問世。60年代中期,帶有電子計算機輔助測量的坐標測量機應用于機械制造。70年代初,計算機數字控制的齒輪量儀出現,標志著測量工具進入了電子計算機應用的新階段。

溫度測量工具

氣體溫度計

氣體溫度計使用氫氣氦氣作為測溫物質,因其液化溫度較低,接近絕對零度,所以其測溫范圍廣泛。此類溫度計具有高精確度,主要用于精密測量。

電阻溫度計

電阻溫度計分為金屬電阻溫度計和半導體電阻溫度計兩類,均基于電阻值隨溫度變化的特性。金屬溫度計常用的材料包括鉑、金、銅、鎳等純金屬及其合金;半導體溫度計則主要使用碳、鍺等材料。電阻溫度計使用方便可靠,已被廣泛應用于各個領域。其測量范圍約為-260℃至600℃。

溫差電偶溫度計

溫差電偶溫度計利用溫差電現象制作而成,由兩種不同的金屬絲焊接構成工作端,兩末端與測量儀表相連,形成電路。當工作端與自由端溫度不同時,會產生電動勢,從而導致電流流過回路。通過測量電學量,結合已知溫度,便可推算出另一處的溫度。這類溫度計適用于測量溫差較大的兩種物質之間的溫度,尤其適用于高溫和低溫環境。某些溫差電偶能夠測量高達3000℃的高溫,甚至能夠測量接近絕對零度的低溫。

高溫溫度計

高溫溫度計專用于測量500℃以上的溫度,種類包括光測溫度計、比色溫度計和輻射溫度計。它們的原理和構造較為復雜,測量范圍可達500℃至3000℃及以上,不適合測量低溫。

指針式溫度計

指針式溫度計外形似儀表盤,又稱寒暑表,用于測量室內溫度。其工作原理基于金屬的熱脹冷縮特性,常見材質包括銅片和鐵片。當溫度變化時,雙金屬片會相應變形,帶動指針偏轉,指示相應的溫度。此類溫度計結構簡單,使用方便,測量精度相對較高,價格實惠。

玻璃管溫度計

玻璃管溫度計利用熱脹冷縮原理進行溫度測量。常見的玻璃管溫度計包括煤油溫度計、水銀溫度計、紅鋼筆水溫度計。其優點在于結構簡單,易于使用,測量精度較高,價格便宜。然而,其測量上限和下限受到玻璃質量和測溫介質性質的限制,且無法遠程傳輸數據,易破碎。

壓力式溫度計

壓力式溫度計利用封閉容器內液體、氣體或飽和蒸汽受熱后體積膨脹或壓力變化的現象進行溫度測量。其基本結構包括溫包、毛細管和指示表。壓力式溫度計的優點是結構簡單,機械強度高,不易損壞,價格低廉,無需外部能源。缺點則是測溫范圍有限,一般在-80℃至400℃,且熱損失較大,響應時間較長。

時間測量工具

秒表是常見的計時工具,分為機械秒表和電子秒表兩類。電子秒表通常采用石英振蕩器作為時間基準,具備6位液晶數字顯示時間和多種功能。電磁打點計時器是一種磁電式結構的計時器,當線圈通以50Hz的交流電時,振動片會在永久磁鐵磁場中上下振動,其振動周期與線圈中的電流變化周期一致,即0.02秒。振動片的一端裝有打點針,當紙帶經過時,便會打出一系列點,相鄰兩點對應的時間間隔為0.02秒,五個點的間隔對應時間為0.1秒。

質量測量工具

彈簧秤是一種測量力的工具,分為壓力彈簧秤和拉力彈簧秤。壓力彈簧秤的托盤承受的壓力相當于物體的重力,秤盤指針轉動的角度指示所受壓力的數值。拉力彈簧秤的下端與鉤子相連,彈簧的上端固定在殼頂的環上。將被測物掛在鉤上,彈簧伸長,固定在彈簧上的指針隨之下降。彈簧的伸長與所受外力成正比,因此可通過指針指示的外殼上的標度數值直接讀出力的大小。托盤天平基于杠桿原理,由托盤、橫梁、平衡螺母、刻度尺、指針、刀口、底座、標尺、游碼、砝碼等部件組成。其精確度一般為0.1或0.2克,荷載范圍包括100g、200g、500g、1000g等。機械臺秤利用不等臂杠桿原理工作,由承重裝置、讀數裝置、基層杠桿和秤體等部分組成。電子臺秤則是一種小型電子衡器,由承重臺面、秤體、稱重傳感器、稱重顯示器和穩壓電源等部分組成。案秤由底座、支架、連桿、刀架、調整砣、承重盤、游碼、刻度片和增砣等組成,結構簡單,使用方便。桿秤是一種利用杠桿原理的簡易衡器,由秤桿、秤錘、提繩等組成。戥子是一種專門用于稱量貴重物品的微型桿秤。

力的測量工具

彈簧測力計是一種測量力的大小的工具。其原理是利用彈簧的伸長與所受力的大小成正比的關系,通過比較力的作用效果與已知力的作用效果,來確定力的大小。彈簧測力計具有穩定性好、可重復使用的特點。

電流、電壓、電阻測量工具

萬用表是一種多功能、多量程的測量儀表,一般可測量直流電流、直流電壓、交流電流、交流電壓、電阻和音頻電平等參數,有的還可以測電容量、電感量及半導體的一些參數(如β)等。萬用表分為指針萬用表和數字萬用表兩類。

聲音測量儀器

聲級計是基礎的噪聲測量儀器,能夠將聲信號轉換為電信號,模擬人耳對聲波反應的速度和頻率特性,以及不同響度時的頻率特性。聲級計是一種主觀性較強的電子儀器。

無線電測量儀器

示波器是一種重要的電子測量儀器,能夠將肉眼不可見的電信號轉化為可視化的圖像,以便研究電現象的變化過程。示波器不僅可以顯示電信號的瞬時值變化曲線,還能測試各種不同的電量,如電壓、電流、頻率、相位差、調幅度等。

折射率和平均色散測量儀器

阿貝折射儀是一種能夠測定透明、半透明液體或固體折射率nD和平均色散nF-nC的儀器。若與恒溫器連接,可在0℃至70℃范圍內測定折射率nD。折射率和平均色散是物質的重要光學常數之一,反映了物質的光學性能、純度及色散大小等特征。

參考資料 >

【科技視窗】測量工具指的是什么?為什么需要測量工具?一起來了解.搜狐網.2024-10-25

測量工具的定義及分類.愛采購.2024-10-25

測長儀的發展歷程!.百家號.2024-10-25

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