Domov Plot Rádioamatérska dielňa - náradie, materiály a meracie prístroje pre prácu. Projektová práca "história meraní a jednoduché meracie prístroje vlastnými rukami" Ako vyrobiť meracie zariadenie

Rádioamatérska dielňa - náradie, materiály a meracie prístroje pre prácu. Projektová práca "história meraní a jednoduché meracie prístroje vlastnými rukami" Ako vyrobiť meracie zariadenie

Začnime tým, kto sú rádioamatéri. Amatérske rádio ako masový fenomén vzniklo spolu s objavením sa prvých rádiových prijímačov v každodennom živote v dvadsiatych rokoch minulého storočia: mnohí sa zaujímali o to, čo je vo vnútri a ako to funguje. Rádioamatér je v podstate inžinier bez diplomu.

Mimochodom, pár slov o tomto tuku: ak ste museli spájkovať staré anténne konektory s matným sivým povlakom, potom je veľmi ťažké ho spájkovať kolofóniou. Na toto sa nezabúda. Ale s neutrálnym tukom je to veľmi jednoduché a rýchle, ako sa hovorí jedným dotykom!!! Hlavná vec je nezamieňať to - nepoužívajte kyslý tuk namiesto neutrálneho tuku.

Rovnako ako v prípade spájkovačiek, skôr či neskôr budete musieť kúpiť iné spájky a iné tavivá. Všetko závisí od veľkosti elektronických komponentov a dizajnu ich krytov.

Ako skladovať rádiové komponenty

Samozrejme, môžete všetko vysypať na veľkú kopu a hľadať z nej tú správnu časť. Takáto činnosť zaberie veľa času a veľmi skoro omrzí a v konečnom dôsledku zničí všetko nadšenie a rádioamatérstvo tam skončí. Aj keď s najväčšou pravdepodobnosťou vás jednoducho prinúti hľadať iné spôsoby ukladania.

Moderné diely majú malé rozmery a domáci majster ich môže mať len toľko. Na tieto účely sa v obchodoch a rozhlasových trhoch predávajú špeciálne boxy s bunkami. Časti je lepšie vložiť do malého celofánového vrecka. Ak si takúto škatuľku nemôžete kúpiť, môžete jednoducho zlepiť niekoľko škatúľ od zápaliek. Dobrým nápadom sú aj škatule so sekciami na nite a ihly, ktoré sa predávajú v obchodoch s látkami.

Ryža. 2. Kazeta na uloženie rádiových komponentov

Meracie prístroje v rádioamatérskej dielni

Avometre a multimetre

Je úplne nemožné navrhnúť alebo opraviť elektronické zariadenia bez meracích prístrojov, pretože elektrina nemá chuť, farbu, vôňu (pokiaľ nič neprihorí). Ak si pamätáte Ohmov zákon, potom musíte merať prúd, napätie a odpor v elektrických obvodoch. Ale vôbec nie je potrebné mať tri samostatné prístroje: ampérmeter, voltmeter a ohmmeter. Stačí si kúpiť kombinovaný Ampere-Volt-Ohmmeter alebo len Avometer. Toto univerzálne zariadenie sa často nazýva tester.

Takéto názvy sa najčastejšie používajú pre staré dobré ukazovacie nástroje. Za dobrý tester ukazovateľa sa považuje taký, ktorého vstupný odpor v režime merania jednosmerného napätia je aspoň 20 KOhm/V. Takéto zariadenie „neupraví“ výsledok merania ani v oblastiach s vysokým odporom elektrický obvod, napríklad na tranzistorových bázach.

Momentálne viac populárne. Výsledok merania zobrazujú vo forme čísel, čo vás nenúti prepočítavať si hodnoty v hlave, ako v prípade použitia číselníka. Vstupná impedancia multimetrov je oveľa vyššia ako vstupná impedancia ukazovateľov a je 1 MΩ pri všetkých limitoch. Okrem napätia a odporu dokážu takmer všetky modely multimetrov merať zosilnenie tranzistorov. Medzi ďalšie funkcie patrí meranie kapacity kondenzátorov, frekvencie a teploty. Niektoré modely majú generátor štvorcových impulzov zvukovej frekvencie.

Ako je známe, ani jedno rádioamatérske laboratórium sa nezaobíde bez prostriedkov na meranie a monitorovanie procesov prebiehajúcich v elektronickom zariadení. Moderný trh nám ponúka celé rady meracích prístrojov, od najjednoduchších až po tie najprofesionálnejšie, no nie každý, ani ten najskúsenejší kutil, dovolí svojmu laboratóriu disponovať celým radom dostupných zariadení. To všetko je dôsledkom vysokých cien zariadení vzhľadom na realitu moderného trhu. Rádioamatéri však ako vždy nájdu cestu von zo situácie - nezávisle navrhujú a vyrábajú meracie zariadenia pre svoje potreby. Pozývam vás, aby ste sa oboznámili so skúsenosťami s opakovaním jedného z týchto zariadení, ktoré navrhol Andrei Vladimirovič Ostapchuk (Andrew).

Univerzálny merací komplex AVO-2006 obsahuje minimálny počet nedostatkových a lacných dielov a s prihliadnutím na funkčnosť prístroja by som si ho dovolil nazvať najjednoduchším, s akým som sa kedy vo svojej praxi stretol! Aké funkcie má teda zariadenie?

Dostupnosť funkcie merania odporu v rozsahu od 0 do 200 000 000 ohmov;

Dostupnosť funkcie na meranie kapacity kondenzátorov v rozsahu od 0,00001 do 2000 μF;

Prítomnosť funkcie jednolúčového osciloskopu, ktorá umožňuje vizualizovať tvar signálu, merať hodnotu jeho amplitúdy a napätie;

Prítomnosť funkcie generátora frekvenčného signálu v rozsahu od 0 do 100 000 Hz so schopnosťou krok za krokom meniť frekvenciu v krokoch 0-100 Hz a zobrazovať hodnoty frekvencie a trvania na displeji;

Prítomnosť funkcie merania frekvencie v rozsahu od 0,1 do 15 000 000 Hz s možnosťou meniť čas merania a zobrazovať hodnoty frekvencie a trvania na displeji.

Ak vás zaujal zoznam funkcií podporovaných zariadením, navrhujem prejsť na odporúčania pre jeho výrobu. V prvom rade niekoľko poznámok ku komponentom zariadenia. Najdrahšou a najdôležitejšou časťou je LCD indikátor s 2 riadkami po 16 znakov, so vstavaným ovládačom HD44780 alebo jeho ekvivalentom. Najbežnejšie sú indikátory od Winstar a MELT (aj keď moja osobná preferencia je Winstar s ruským a latinským písmom). Kondenzátor C5 by mal byť vybraný čo najstabilnejší, filmový kondenzátor - presnosť meraní parametrov odporu bude závisieť od nemennosti jeho parametrov.

Ďalšou dôležitou súčasťou je ochranná zenerova dióda VD1. Okamžite urobím rezerváciu - použitie domácich zenerových diód KS156 je nemožné, pretože majú nízky spätný odpor a závisí od toho výkon zariadenia - čím vyšší je spätný odpor zenerovej diódy, tým lepšie. Pre tieto účely sú ideálne importované zenerove diódy označené na puzdre 5V6 alebo 5V1. Mikrokontroléry Atmega8A-PU (analóg starého Atmega8-16PI a Atmega8-16PU) sú ideálne na výrobu zariadenia, ale dnes existuje veľa čínskych analógov týchto ovládačov so starými značkami, poruchami v prevádzke zariadenia. nie sú vylúčené - tu sme, žiaľ, nemôžeme pomôcť.

Pred začatím výroby zariadenia vám odporúčam, aby ste sa bližšie pozreli na indikátor LCD. Je lepšie stiahnuť si údajový list z webovej stránky výrobcu (Winstar-www.winstar.com.tw alebo MELT-www.melt.com.ru). Ďalej, presne podľa údajového listu, pripojíme obrazovku k zdroju napájania zariadenia (môže to byť jednoduchý transformátorový zdroj so stabilizátorom LM317 (K142EN5A)

alebo 6-voltovú gélovú (alebo akúkoľvek inú malú a ľahkú) batériu s rovnakým stabilizátorom (ak niekto potrebuje vyrobiť merač na prácu v teréne). Na kolík 2 indikátora privedieme napätie +5 voltov (pozri technický list - napájacie kolíky sa môžu zmeniť!) a na kolíky 1 a 5 privedieme mínusové napätie. Kolík 3 indikátora pripojíme cez orezávací odpor 10 kOhm na mínusové napájanie. Otáčaním rezistora dosiahneme jasné a kontrastné zobrazenie celého horného riadku indikátora. Odstránime odpor, zmeriame jeho odpor a zvolíme rovnakú konštantu - preto sme pre náš obvod vybrali odpor R4. Podobný postup vykonávame pri pripájaní podsvietenia displeja - po dosiahnutí optimálneho jasu vyberieme konštantný odpor - bude to odpor R5 nášho obvodu. Ďalším dôležitým postupom je flashovanie firmvéru mikrokontroléra. Stiahnite si súbor HEX z webovej stránky autora a pripojte ho do nášho ovládača pomocou , pričom nezabudnite na poistkové bity ovládača.

Zariadenie môžete zostaviť na doštičku, jeho zapojenie je také jednoduché. Po prvom spustení zariadenia začneme s jeho kalibráciou. Za týmto účelom v režime merania odporu pri kalibrácii na nulu navzájom uzatvoríme meracie sondy (krokodíly), stlačíme a podržíme tlačidlo 1 a súčasne stlačíme tlačidlo 2 (uložíme do pamäte - na obrazovke sa zobrazí OK).

Ďalej vykonáme kalibráciu pri nominálnej hodnote 1000 Ohm - priložíme presný rezistor, stlačíme a podržíme tlačidlo 2 a súčasne stlačíme tlačidlo 1 (uložíme do pamäte). Režimy zariadenia sa prepínajú v kruhu pomocou tlačidla 3. Ak chcete kalibrovať zariadenie v režime merania kapacity, vykonajte nasledujúce kroky. Pri kalibrácii na 0 otvorte sondy merača a stlačte a podržte tlačidlo 1 a zapíšte do pamäte pomocou tlačidla 2. Pri kalibrácii na 1000pF pripojte presný kondenzátor, stlačte a podržte tlačidlo 2 a zapíšte do pamäte tlačidlom 1. To je všetko, zariadenie je pripravené na použitie. V iných režimoch sa nevykonávajú žiadne kalibrácie.

Činnosť osciloskopu a frekvenčného počítadla môžete skontrolovať pripojením zariadenia k nejakému druhu pracovného obvodu, z ktorého boli výsledky meraní vopred prevzaté pomocou iného osciloskopu a frekvenčného počítadla. Činnosť frekvenčného generátora môžete skontrolovať jednoduchým pripojením bežného reproduktora k výstupu zariadenia a plynulou zmenou frekvencie pomocou nastavovacích tlačidiel (1 a 2). Rovnaké klávesy sa používajú na zmenu času rozmietania v režime osciloskopu. Zmena času merania frekvencie (v režime merača frekvencie) sa vykonáva tlačidlom 1, ktoré umožňuje merať frekvenciu s presnosťou 0,1 Hz.

Jedna malá poznámka - merania, kalibrácie a nastavenia by sa mali vykonávať iba s hotovými tienenými sondami (a nie s kusmi montážneho drôtu) - prax ukazuje, že odlišné typy káble môžu výrazne skresliť výsledky merania.

Precision K71-7 sú vynikajúce ako kalibračné kondenzátory a S2-33N sú vynikajúce ako kalibračné odpory.

Všetky diely s odchýlkou od nominálnej hodnoty nie viac ako 1 percento. Ak sa v dôsledku počiatočných kontrolných meraní ukáže, že linearita meraní kapacity je príliš nízka, zmeníme odpor odporu R3 v rozsahu 50-220 kOhm (čím vyššia hodnota tohto odporu, tým vyššia presnosť meraní malých kapacít bude, ale podľa toho sa výrazne zvýši čas na meranie veľkých kapacít); ak je linearita merania odporu nízka, potom budete musieť zvoliť kapacitu kondenzátora C5 (samozrejme, môžete ju zmeniť len na takú, ktorá je rovnako tepelne stabilná).

Tu je stručný súhrn všetkých odporúčaní na zostavenie a nastavenie zariadenia. Svoj prístroj som dal na otestovanie kamarátovi, ktorý pracuje v prístrojovej dielni miestneho podniku a na porovnanie som mu dal aj čínsky merací prístroj XC4070L (LCR meter). Takže - podľa výsledkov kontrolných meraní vykonaných na podnikových presných zariadeniach zariadenie AVO-2006 prekonalo čínsky meter v presnosti merania kapacít a odporov! Urobte si preto vlastné závery a zostaňte naladení na ďalšie publikácie v tejto oblasti.

Toto zariadenie, merač ESR-RLCF, zhromaždené štyri kusy, všetky fungujú skvele a každý deň. Má vysokú presnosť merania, softvérovú korekciu nuly a ľahko sa nastavuje. Predtým som zostavil veľa rôznych zariadení na mikrokontroléroch, ale všetky sú od toho veľmi vzdialené. Len je potrebné venovať náležitú pozornosť induktoru. Mal by byť veľký a navinutý čo najhrubším drôtom.

Schéma univerzálneho meracieho zariadenia

Možnosti merača

ESR elektrolytických kondenzátorov - 0-50 Ohm
Kapacita elektrolytických kondenzátorov - 0,33-60 000 μF
Kapacita neelektrolytických kondenzátorov - 1 pF - 1 µF
Indukčnosť - 0,1 uH - 1 H
Frekvencia - do 50 MHz
Napájacie napätie zariadenia - batéria 7-9V
Spotreba prúdu - 15-25 mA

V režime ESR dokáže merať konštantné odpory 0,001 - 100 Ohmov, meranie odporu obvodov s indukčnosťou alebo kapacitou nie je možné, pretože meranie prebieha v impulznom režime a meraný odpor je posunutý. Pre správne meranie takýchto odporov musíte stlačiť tlačidlo „+“, meranie sa vykonáva pri konštantnom prúde 10 mA. V tomto režime je rozsah nameraných odporov 0,001 - 20 Ohmov.

V režime merača frekvencie sa po stlačení tlačidla „Lx/Cx_Px“ aktivuje funkcia „počítadlo impulzov“ (nepretržité počítanie impulzov prichádzajúcich na vstup „Fx“). Počítadlo sa vynuluje pomocou tlačidla „+“. Je tu indikácia slabej batérie. Automatické vypnutie - asi 4 minúty. Po dobe nečinnosti ~ 4 minúty sa rozsvieti nápis „StBy“ a do 10 sekúnd môžete stlačiť tlačidlo „+“ a práca bude pokračovať v rovnakom režime.

Ako používať zariadenie

Zapnutie/vypnutie - krátkym stlačením tlačidiel „on/off“.
Režimy prepínania - “ESR/C_R” - “Lx/Cx” - “Fx/Px” - tlačidlom “SET”.
Po zapnutí sa prístroj prepne do režimu merania ESR/C. V tomto režime sa vykonáva súčasné meranie ESR a kapacity elektrolytických kondenzátorov alebo konštantných odporov 0 - 100 Ohmov. Po stlačení tlačidla „+“ je meranie odporu 0,001 - 20 Ohmov, meranie sa vykonáva pri konštantnom prúde 10 mA.
Nastavenie nuly je potrebné pri každej výmene sond alebo pri meraní pomocou adaptéra. Nastavenie nuly sa vykoná automaticky stlačením príslušných tlačidiel. Za týmto účelom zatvorte sondy, stlačte a podržte tlačidlo „-“. Na displeji sa zobrazí hodnota ADC bez spracovania. Ak sa hodnoty na displeji líšia o viac ako +/-1, stlačte tlačidlo „SET“ a správnu hodnotu„EE>xxx<”.
Pre režim merania konštantného odporu je tiež potrebné nastavenie nuly. Za týmto účelom zatvorte sondy, stlačte a podržte tlačidlá „+“ a „-“. Ak sa hodnoty na displeji líšia o viac ako +/-1, stlačte tlačidlo „SET“ a zaznamená sa správna hodnota „EE>xxx“<”.

Dizajn sondy

Ako sonda sa používa kovová zátka tulipánového typu. Na stredový kolík je prispájkovaná ihla. Bočný uzáver je kryt z jednorazovej injekčnej striekačky. Z dostupného materiálu možno na výrobu ihly použiť mosadznú tyč s priemerom 3 mm. Po určitom čase ihla zoxiduje a na obnovenie spoľahlivého kontaktu stačí hrot utrieť jemným brúsnym papierom.

Podrobnosti o zariadení

LCD indikátor založený na ovládači HD44780, 2 riadky po 16 znakoch alebo 2 riadky po 8 znakov.
Tranzistor PMBS3904 - akýkoľvek N-P-N, podobný v parametroch.
Tranzistory BC807 - akékoľvek P-N-P, podobné v parametroch.
Tranzistor s efektom poľa P45N02 - vhodný pre takmer akúkoľvek základnú dosku počítača.
Rezistory v obvodoch stabilizátorov prúdu a DA1 - R1, R3, R6, R7, R13, R14, R15 musia byť rovnaké, ako je uvedené v diagrame, zvyšok môže mať hodnotu blízkou.
Vo väčšine prípadov nie sú potrebné odpory R22, R23, zatiaľ čo kolík „3“ indikátora by mal byť pripojený k puzdru - to bude zodpovedať maximálnemu kontrastu indikátora.
Obvod L101 - musí byť nastaviteľný, indukčnosť 100 μH pri strednej polohe jadra.
S101 - 430-650 pF s nízkym TKE, K31-11-2-G - nájdete v KOS domácich televízorov 4-5 generácie (okruh KVP).
C102, C104 4-10 uF SMD - možno nájsť v každej starej základnej doske počítača.
Pentium-3 v blízkosti procesora, ako aj v krabicovom procesore Pentium-2.
Čip DD101 - 74HC132, 74HCT132, 74AC132 - používajú sa aj v niektorých základných doskách.

Diskutujte o článku UNIVERZÁLNE MERACIE ZARIADENIE

Na meranie vysokofrekvenčných napätí sa používa vzdialená sonda (RF hlavica).

Vzhľad avometra a HF hlavy je znázornený na obr. 22.

Zariadenie je upevnené v hliníkovom kryte alebo v plastovej krabici s rozmermi približne 200X115X50 mm. Predný panel je vyrobený z plechu DPS alebo getinax hrúbky 2 mm. Korpus a predný panel môžu byť vyrobené aj z 3 mm hrubej preglejky impregnovanej bakelitovým lakom.

Ryža. 21. Diagram avometra.

Podrobnosti. Mikroampérmeter typu M-84 pre prúd 100 μA s vnútorným odporom 1 500 ohmov. Variabilný odpor typu TK s prepínačom Vk1. Vypínač je potrebné vybrať z telesa odporu, otočiť o 180° a umiestniť na pôvodné miesto. Táto zmena sa vykoná tak, že kontakty spínača sa zatvoria, keď je rezistor úplne odstránený. Ak sa tak nestane, univerzálny bočník bude vždy pripojený k zariadeniu, čím sa zníži jeho citlivosť.

Všetky pevné odpory, okrem R4-R7, musia mať toleranciu odporu maximálne ±5%. Rezistory R4-R7 posúvajú zariadenie pri meraní prúdov - drôt.

Diaľková sonda na meranie vysokofrekvenčných napätí je umiestnená v hliníkovom puzdre od elektrolytického kondenzátora, jej časti sú namontované na doske z plexiskla. K nemu sú pripojené dva kontakty zo zástrčky, ktoré sú vstupom sondy. Vodiče vstupného obvodu by mali byť umiestnené čo najďalej od vodičov výstupného obvodu sondy.

Polarita diódy sondy by mala byť len taká, ako je znázornené na obrázku. V opačnom prípade sa ihla nástroja vychýli v opačnom smere. To isté platí pre diódy avometrov.

Univerzálny bočník je vyrobený z drôtu s vysokým odporom a namontovaný priamo na zásuvky. Pre R5-R7 je vhodný konštantanový drôt s priemerom 0,3 mm a pre R4 môžete použiť rezistor typu BC-1 s odporom 1400 ohmov, okolo ktorého naviniete konštantanový drôt s priemerom 0,01 mm. jeho telo, takže ich celkový odpor je 1 468 ohmov.

Obrázok 22. Vzhľad avometra.

Promócie. Stupnica avometra je znázornená na obr. 23. Stupnica voltmetra je kalibrovaná pomocou referenčného referenčného jednosmerného voltmetra podľa schémy znázornenej na obr. 24, a. Zdrojom konštantného napätia (najmenej 20 V) môže byť nízkonapäťový usmerňovač alebo batéria zostavená zo štyroch KBS-L-0,50. Otáčaním posúvača premenlivého odporu sa na stupnici domáceho zariadenia aplikujú značky 5, 10 a 15 b so štyrmi deleniami medzi nimi. Pomocou rovnakej stupnice sa merajú napätia do 150 V, pričom hodnoty prístroja sa vynásobia 10, a napätia do 600 V, pričom sa hodnoty prístroja vynásobia 40.
Stupnica meraní prúdu do 15 mA musí presne zodpovedať stupnici voltmetra konštantného napätia, ktorá sa kontroluje pomocou štandardného miliampérmetra (obr. 24.6). Ak sa hodnoty avometra líšia od hodnôt ovládacieho zariadenia, potom sa zmenou dĺžky vodiča na odporoch R5-R7 upraví odpor univerzálneho bočníka.

Stupnica voltmetra striedavého napätia sa kalibruje rovnakým spôsobom.

Na kalibráciu stupnice ohmmetra musíte použiť odporový zásobník alebo použiť konštantné odpory s toleranciou ±5% ako referenčné. Pred začatím kalibrácie nastavte pomocou odporu R11 avometra ručičku prístroja do krajnej pravej polohy - opačné číslo 15 stupnice jednosmerných prúdov a napätí. Na ohmmetri to bude "0".

Rozsah odporov nameraných avometrom je veľký - od 10 ohmov do 2 megaohmov, stupnica je hustá, takže na stupnici sa dávajú len čísla odporu 1 kohm, 5 kohm, 100 kohm, 500 kohm a 2 megaohm.

Avometer dokáže merať statické zosilnenie tranzistorov pre prúd Vst až do 200. Stupnica týchto meraní je jednotná, preto si ju vopred rozdeľte na rovnaké intervaly a skontrolujte oproti tranzistorom so známymi hodnotami Vst. zariadenia sa mierne líšia od skutočných hodnôt, potom zmeňte odpor odporu R14 na skutočné hodnoty týchto parametrov tranzistora.

Ryža. 23. Stupnica avometra.

Ryža. 24. Schémy na kalibráciu stupnice voltmetra a miliampérmetra avometra.

Na kontrolu vzdialenej sondy pri meraní vysokofrekvenčného napätia potrebujete voltmetre VKS-7B a akýkoľvek vysokofrekvenčný generátor, paralelne s ktorým je sonda pripojená. Vodiče zo sondy sú zapojené do zásuviek „Common“ a „+15 V“ avometra. Vysoká frekvencia sa dodáva na vstup voltmetra lampy cez premenlivý odpor, ako pri kalibrácii stupnice konštantného napätia. Hodnoty voltmetra lampy by mali zodpovedať stupnici jednosmerného napätia 15 V avometra.

Ak sa hodnoty pri kontrole zariadenia pomocou voltmetra lampy nezhodujú, potom mierne zmeňte odpor odporu R13 sondy.

Sonda meria vysokofrekvenčné napätia len do 50 V. Pri vyššom napätí môže dôjsť k poruche diódy. Pri meraní napätí pri frekvenciách nad 100-140 MHz prístroj prináša značné chyby merania spôsobené posunovacím efektom diódy.

Všetky kalibračné značky na stupnici ohmmetra sú vyrobené mäkkou ceruzkou a až po kontrole presnosti meraní sú obkreslené atramentom.

VII mestská vedecká a praktická konferencia „Krok do budúcnosti“

História merania a jednoduché meracie prístroje pre domácich majstrov

Dokončené: Jevgenij Antakov, študent strednej školy MBOU č. 4,

Vedecký riaditeľ: Osiik T.I. učiteľka základnej školy MBOU Stredná škola č.4, Polyarnye Zori

Volám sa Antakov Zhenya, I 9 rokov.

Som v tretej triede, venujem sa plávaniu, judu a angličtine.

Keď vyrastiem, chcem sa stať vynálezcom.

Cieľ projektu: - študovať históriu meraní času, hmotnosti, teploty a vlhkosti a simulovať najjednoduchšie meracie prístroje z odpadových materiálov.

Hypotéza : Navrhol som, že najjednoduchšie meracie prístroje možno modelovať nezávisle od dostupných materiálov.

Ciele projektu :

- študovať históriu meraní rôznych veličín;

Zoznámte sa s dizajnom meracích prístrojov;

Modelujte niektoré meracie prístroje;

Zistite možnosť praktického využitia domácich meracích prístrojov.

Výskumný článok

1. Meranie dĺžky a hmotnosti

S potrebou určovať vzdialenosti, dĺžky predmetov, čas, plochy, objemy a iné veličiny sa ľudia stretávali už od staroveku.

Naši predkovia používali na meranie dĺžky svoju vlastnú výšku, dĺžku paží, dĺžku dlane a dĺžku chodidla.

Na určenie veľkých vzdialeností sa použili rôzne metódy (dosah šípov, „rúrky“, buky atď.)

Takéto metódy nie sú príliš vhodné: výsledky takýchto meraní sa vždy líšia, pretože závisia od veľkosti tela, sily strelca, bdelosti atď.

Preto sa postupne začali objavovať prísne jednotky merania, normy hmotnosti a dĺžky.

Jedným z najstarších meracích prístrojov sú váhy. Historici sa domnievajú, že prvé šupiny sa objavili pred viac ako 6 000 rokmi.

Najjednoduchší model váh - vo forme rovnoramenného lúča so zavesenými pohármi - bol široko používaný v starovekom Babylone a Egypte.

Organizácia štúdia

Rocker šupina z vešiaka

Vo svojej práci som sa rozhodol, že skúsim zostaviť jednoduchý model hrnčekových váh, s ktorými môžete vážiť drobné predmety, výrobky a pod.

Vzal som obyčajný vešiak, upevnil ho na stojan a na vešiaky som priviazal plastové poháre. Vertikálna čiara označovala rovnovážnu polohu.

Na určenie hmotnosti potrebujete závažia. Rozhodol som sa namiesto toho použiť bežné mince. Takéto „závažia“ sú vždy po ruke a stačí raz určiť ich hmotnosť, aby som ju mohol použiť na váženie na mojej váhe.

5 rub

50 kopejok

10 rub

1 rub

Organizácia štúdia

Experimenty s rockerovými váhami

1. Mierka stupnice

Pomocou rôznych mincí som na papier urobil značky zodpovedajúce hmotnosti mincí

2. Váženie

Hrsť cukríkov - vyvážená pomocou 11 rôznych mincí, celková hmotnosť 47 gramov

Kontrolná hmotnosť – 48 gramov

Sušienky - vyvážené 10 mincami s hmotnosťou 30 gramov Na kontrolných váhach - 31 gramov

Záver: z jednoduchých predmetov som zostavil váhy, s ktorými môžete vážiť s presnosťou 1-2 gramy

Výskumný článok

2. Meranie čas

V dávnych dobách ľudia pociťovali plynutie času podľa

zmenu dňa a noci a ročných období a pokúsili sa ju zmerať.

Úplne prvými prístrojmi na meranie času boli slnečné hodiny.

V starovekej Číne sa na určovanie časových intervalov používali „hodiny“, ktoré pozostávali z olejom nasiaknutej šnúry, na ktorú sa v pravidelných intervaloch viazali uzly.

Keď plameň dosiahol ďalší uzol, znamenalo to, že uplynul určitý čas.

Na rovnakom princípe fungovali sviečkové hodiny a olejové lampy zn.

Neskôr ľudia prišli s najjednoduchšími zariadeniami – presýpacie hodiny a vodné hodiny. Voda, olej alebo piesok preteká rovnomerne z nádoby do nádoby, táto vlastnosť umožňuje merať určité časové úseky.

S rozvojom mechaniky v 14. a 15. storočí sa objavili hodiny s naťahovacím mechanizmom a kyvadlom.

Organizácia štúdia

Vodné hodiny vyrobené z plastových fliaš

Na tento experiment som použil dve 0,5-litrové plastové fľaše a koktailové slamky.

Viečka som spojila pomocou obojstrannej pásky a urobila dva otvory, do ktorých som vložila trubičky.

Do jednej z fliaš som nalial farebnú vodu a naskrutkoval uzávery.

Ak je celá konštrukcia prevrátená, kvapalina steká cez jednu z trubíc a druhá trubica je potrebná na to, aby vzduch stúpal do hornej fľaše

Organizácia štúdia

Pokusy s vodnými hodinami

Fľaša je naplnená farebnou vodou

Fľaša naplnená rastlinným olejom

Čas prietoku kvapaliny – 30 sekúnd Voda tečie rýchlo a rovnomerne

Čas prietoku kvapaliny – 7 min 17 sek

Množstvo oleja sa volí tak, aby čas prietoku kvapaliny nebol dlhší ako 5 minút

Na fľaše bola aplikovaná stupnica - značky každých 30 sekúnd

Čím menej oleja je v hornej fľaši, tým pomalšie steká dole a vzdialenosti medzi značkami sa zmenšujú.

Záver: Dostal som hodinky, pomocou ktorých sa dajú určiť časové intervaly od 30 sekúnd do 5 minút

Výskumný článok

3. Meranie teploty

Človek dokáže rozlíšiť medzi teplom a chladom, no nepozná presnú teplotu.

Prvý teplomer vynašiel Talian Galileo Galilei: sklenená trubica je naplnená väčším alebo menším množstvom vody v závislosti od toho, ako veľmi sa horúci vzduch rozpína alebo sa studený vzduch sťahuje.

Neskôr sa na rúrku aplikovali delenia, teda mierka.

Prvý ortuťový teplomer navrhol Fahrenheit v roku 1714; bod tuhnutia soľného roztoku považoval za najnižší bod.

Známu stupnicu navrhol švédsky vedec Andres Celsius.

Dolný bod (0 stupňov) je teplota topenia ľadu a bod varu vody je 100 stupňov.

Organizácia štúdia

Vodný teplomer

Teplomer je možné zostaviť pomocou jednoduchej schémy z niekoľkých prvkov - banka (fľaša) s farebnou kvapalinou, trubica, list papiera na váhu

Použil som malú plastovú fľašu, naplnil ju tónovanou vodou, vložil slamku na šťavu a všetko zaistil lepiacou pištoľou.

Pri nalievaní roztoku som zabezpečil, aby jeho malá časť spadla do skúmavky. Pozorovaním výšky výsledného stĺpca kvapaliny je možné posúdiť zmeny teploty.

V druhom prípade som nahradil plastovú fľašu sklenenou ampulkou a zostavil teplomer podľa rovnakej schémy. Obe zariadenia som testoval v rôznych podmienkach.

Organizácia štúdia

Pokusy s vodnými teplomermi

Teplomer 1 (s plastovou fľašou)

Teplomer bol umiestnený v horúcej vode - stĺpec kvapaliny klesol

Teplomer bol umiestnený do ľadovej vody - stĺpec kvapaliny stúpal

Teplomer 2 (so sklenenou bankou)

Teplomer bol umiestnený v chladničke.

Stĺpec kvapaliny klesol, značka na bežnom teplomere je 5 stupňov

Teplomer bol umiestnený na vykurovacom radiátore

Stĺpec kvapaliny stúpa nahor, na bežnom teplomere je značka 40 stupňov

Záver: Dostal som teplomer, pomocou ktorého sa dá približne odhadnúť teplota okolia. Jeho presnosť je možné zlepšiť použitím sklenenej trubice s čo najmenším priemerom; naplňte banku kvapalinou tak, aby nezostali žiadne vzduchové bubliny; namiesto vody použite alkoholový roztok.

Výskumný článok

4. Meranie vlhkosti

Dôležitým parametrom sveta okolo nás je vlhkosť, pretože ľudské telo veľmi aktívne reaguje na jej zmeny. Napríklad, keď je vzduch veľmi suchý, zvyšuje sa potenie a človek stráca veľa tekutín, čo môže viesť k dehydratácii.

Je tiež známe, že aby sme sa vyhli ochoreniam dýchacích ciest, vlhkosť vzduchu v miestnosti by mala byť aspoň 50-60 percent.

Množstvo vlhkosti je dôležité nielen pre človeka a ostatné živé organizmy, ale aj pre plynutie technických procesov. Napríklad nadmerná vlhkosť môže ovplyvniť správnu činnosť väčšiny elektrických spotrebičov.

Na meranie vlhkosti sa používajú špeciálne prístroje - psychrometre, vlhkomery, sondy a rôzne prístroje.

Organizácia štúdia

Psychrometer

Jeden spôsob, ako určiť vlhkosť, je založený na rozdiele medzi údajmi „suchého“ a „mokrého“ teplomera. Prvý ukazuje teplotu okolitého vzduchu a druhý ukazuje teplotu vlhkej handričky, ktorou je obalený. Pomocou týchto meraní pomocou špeciálnych psychrometrických tabuliek je možné určiť hodnotu vlhkosti.

Do plastovej fľaštičky od šampónu som urobil malú dierku, vložil som do nej šnúrku a nalial dnu vodu.

Jeden koniec čipky bol pripevnený k banke pravého teplomera, druhý bol umiestnený do fľaše tak, aby bol vo vode.

Organizácia štúdia

Experimenty s psychrometrom

Testoval som svoj psychrometer stanovením vlhkosti v rôznych podmienkach

V blízkosti vykurovacieho radiátora

V blízkosti bežiaceho zvlhčovača

Suchá žiarovka 23 º S

Mokrá žiarovka 20 º S

Vlhkosť 76%

Suchá žiarovka 25 º S

Mokrá žiarovka 19 º S

vlhkosť 50%

Záver: Zistil som, že na hodnotenie vnútornej vlhkosti sa dá použiť doma zostavený psychrometer

Záver

Veda o meraniach je veľmi zaujímavá a rôznorodá, jej história začína v staroveku. Existuje obrovské množstvo rôznych meracích metód a prístrojov.

Moja hypotéza sa potvrdila - doma si môžete nasimulovať jednoduché prístroje (jarmová váha, vodné hodiny, teplomer, psychrometer), ktoré vám umožnia určiť hmotnosť, teplotu, vlhkosť a určené časové úseky.