Как найти цену деления шкалы весов

Определения и термины

Дискре́тность (от лат. discretus — разделённый, прерывистый) – свойство, противопоставляемое непрерывности, прерывистость. Синонимы к слову дискретный: дробный, конечный, корпускулярный, отдельный, прерывистый, раздельный и т. п.

Дискретиза́ция (от лат. discretio — «различать», «распознавать») – представление непрерывной функции дискретной совокупностью её значений при разных наборах аргументов.

Дискре́та – четко ограниченный элемент дискретного объекта, характеризующий разницу между его стабильными состояниями

Шкала́ измерений (лат. scala — лестница) – отображение множества различных проявлений количественного или качественного свойства на принятое по соглашению упорядоченное множество чисел или другую систему логически связанных знаков (обозначений).

Цена деления шкалы — разность значений величины, соответствующих двум соседним отметкам шкалы измерений.

Что такое дискретность и шкала измерения весов

Дискретность, как было сказано выше, это не свойство весов, и даже не свойство какого-то класса оборудования. Это философский термин, который обозначает прерывность материи или процесса и характеризует свойство их способность делится на ограниченное число составных объектов. Проще говоря, дискретность – это свойство объекта, которое заключается в том, что оно имеет несколько стабильных состояний или состоит из нескольких частей – дискрет. Обычно принимается тот факт, что дискрета одна и имеет единственное значение, хотя это совсем не обязательно.

Дискретным может быть все что угодно:

• Монитор имеет частоту дискретизации 100 Гц – он обновляет картинку 100 раз за 1 секунду через равный промежуток времени

• На простой школьной линейке дискретизация измеряемых значений равна 1 мм

• Запись песни на компакт-диске – это дискретизированный звук

• Качество ролика на YouTube 720p60 также означает частоту дискретизации сигнала

Если касаться непосредственно весового оборудования, то можно рассмотреть ситуацию на конкретном примере:

В повседневной жизни мы привыкли измерять массу в килограммах, соответственно килограмм является частью веса в нашем понимании. Если масса человека равна 72 кг, то в этом случае вес человека – это объект, а 1 килограмм – дискрета. В данном случае дискрета одна и равна одному килограмму, но их может быть несколько – вес может равняться 72 килограммам 200 граммам. А можно опять привести все к единой дискрете 1 г и вес составит 72 200 грамм.

Из примера хорошо видно, что дискрета – это не однозначно определенная величина, она выбирается из каких-либо соображений. Массу можно измерять в чем угодно – граммах или фунтах, и это тоже будут дискреты. Можно половину массы выражать через унцию, а другую половину через пуды – это не противоречит логике, но только крайне непрактично.

Когда мы определились, что такое объект (масса человека) и чему равна единая дискрета (1 кг), следующим шагом нужно разработать прибор, который бы измерял сколько весит человек. Причем, он должен измерять массу любого человека, а не только того, который весит 72 кг. Вполне логично предположить, что человек вряд ли будет весить больше 200 кг и совершенно точно он не сможет весить меньше 0 кг.

Соответственно, прибор должен иметь возможность отображения всех возможных комбинаций дискрет на интервале от 0 до 200 кг. Дискрета равна 1 кг – она выступает в роли эталонной составной части, поэтому все остальные значения массы будут ей кратны. Получаем массив из 201 результата (включая 0).

Следует сразу отметить, что каким бы маленьким не был размер дискреты по отношению к объекту, массив возможных результатов всегда будет конечен – это вытекает из основного определения дискреты. Измерять с точностью до бесконечности ни один из существующих приборов не может и не сможет никогда. Это один из постулатов метрологии.

Если этот массив результатов, кратных дискрете, упорядочить по возрастанию в виде штрихов на интервале и разместить на табло, то мы получим циферблат со шкалой измерения обычных напольных механических весов. А минимальное расстояние между штрихами на циферблате называется ценой деления шкалы измерений. То есть, дискрета – это абстрактная величина, которая может характеризовать все, что угодно, то цена деления шкалы средства измерения – это характеристика конкретного вида весового оборудования, численно равная дискрете, которая в него технологически заложена.

Но это все тонкости, имеющие, скорее, академический интерес. На практике электронное оборудование все реже имеет аналоговые циферблаты со стрелкой – обычно результат отображается в цифровой форме. Термин “цена деления шкалы средства измерений” стал не совсем уместен, так как шкалы попросту нет, и он стал заменяться на более емкое понятие дискреты.

В общем понимании, дискрета электронных весов – это полный аналог и синоним цене деления шкалы для весов механических. При этом смысл остается тот же самый – оборудование имеет ограниченный набор результирующих значений, кратных дискрете. Если электронные весы имеют дискретность 5 кг, то узнать вес с точностью до 1 кг не получится – индикатор покажет сначала 70 кг, а потом сразу 75 кг.

Аналоговый циферблат с ценой деления шкалы 1 кг	Цифровой индикатор с дискретностью 100 г

Виды шкал измерения

Классификация шкал измерений от самых примитивных до современных.

	Шкала наименований (шкала классификации) используется для классификации объектов по качественному признаку без количественной оценки. Используя данный вид шкалы, разные состояния объекта можно лишь констатировать наличие свойства и сравнивать между собой по принципу однотипности. Нельзя сказать что что-то лучше, хуже, больше или меньше. Простым примером может быть присвоение цвета коду тревоги в армии.
	Шкала порядка (шкала рангов) применяется для оценки свойств объектов, которые имеют количественные характеристики, но им не может быть присвоено однозначное численное значение по объективным причинам или в этом нет необходимости. С их помощью можно делать простейшие логические операции и давать сравнительную характеристику по типу больше-меньше, лучше-хуже. Примером может быть уровень уровень интеллекта IQ человека, который дает общую оценку на основании теста, но не позволяет однозначно делать выводы об умственных способностях человека. В книге рекордов Гиннеса зафиксирован самый высокий IQ в мире, который принадлежит 10-летней девочке.
	Условная шкала является частным видом шкалы порядка, у которой значения свойств объектов измеряются в условных единицах. Она применяется, когда имеются эталонные значения свойств, которым нельзя присвоить численные значения. Классическим примером является шкала твердости Мооса, созданная в 1811 году Фридрихом Моосом. Не имея возможности измерить твердость образца, он предложил сравнивать его с эталонами в порядке возрастания твердости – тальк, гипс, кальцит, флюорит, апатит, ортоклаз, кварц, топаз, корунд, алмаз. Царапая образцом по эталону выяснялось, к какому он находится ближе всего. При этом фактическая разница между твердостью алмаза и корунда гораздо больше, чем разница между корундом и тальком. Этот пример показывает насколько условным и грубым является данный способ измерений.
	Шкала интервалов (шкала разностей) является шкалой порядка, в которой каждому состоянию свойства объекта может быть присвоено однозначное числовое значение, выраженное единицей измерения и эти числовые значения лежат через равные интервалы от точки нуля, которая выбрана произвольно. При помощи данной шкалы можно количественно сравнивать разные значения свойств – не просто больше-меньше, а “больше на 10”, “меньше на 20” – то есть проводить операции сложения и вычитания. Из-за произвольно выбранной точки нуля, на основании этих значений нельзя строить пропорции. Примером может служить шкала Цельсия обычного градусника. По ней можно сказать, что температура +10 °C меньше, чем +20 °C на 10 градусов, но нельзя сказать она в 2 раза меньше.
	Шкала отношений является шкалой интервалов, в которой назначенное значение нуля совпадает с нулем фактическим. В этом случае можно измерять абсолютное значение свойств и, кроме операций сложения и вычитания, применимы операции деления и умножения. Если бы градусник из примера сверху имел шкалу не Цельсия, а Кельвина, то можно было бы сказать, что 10 К не только меньше 20 К на 10 градусов, но и в 2 раза меньше. Именно эту шкалу измерений имеет все весовое оборудование, как электронное, так и механическое.
	Абсолютная шкала измерений является шкалой отношений, в которой единицы измерения не выбраны по соглашению, а являются естественными. Примером свойств, которые измеряются на данной шкале являются различные коэффициенты. Если массу в разных странах всегда измеряли по разному и лишь относительно недавно пришли к международной единице СИ килограмм, то КПД (коэффициент полезного действия) всегда и у всех измеряется одинаково. Абсолютная шкала может быть ограниченной (величина коэффициента от 0 до 1) и неограниченной (величина угла в радианах)

Разница между дискретностью и погрешностью электронных весов

Школьная задачка по определению погрешности линейки

На механических устройствах просто по внешнему виду шкалы измерения можно определить какая у нее цена деления. И точно также определить погрешность – можно увидеть не только как стрелка показывает на определенное значение, но и как она находится между двумя соседними штрихами посередине. Из этого факта вытекает правило, которое общеизвестно еще со времен школы – погрешность на линейной шкале измерения равна половине цены деления шкалы.

Не так дело обстоит, когда речь идет об электронных весах. У них просто высвечивается результат на индикаторе и даже понять какая дискретность иногда бывает проблематично.

Для начала необходимо немного объяснить принцип действия электронных весов. Они состоят из трех основных узлов:

• Грузоприемная платформа. На нее помещается груз, который необходимо взвесить.

• Тензометрические датчики веса. Это основной чувствительный элемент электронных весов, который реагирует на изменения и генерирует сигнал, который попадает в весовой терминал.

• Весовой терминал. В нем происходит обработка входящего сигнала, который до этого представлял из себя ничего не значащий импульс тока. Именно он производит интерпретацию всех данных, которые регистрируют тензодатчики.

Соответственно, эти все узлы имеют свои характеристики, которые никак не зависят от других и вполне вероятны 5 сценариев работы весов:

• Тензодатчик может быть очень чувствительным и способным реагировать на сотые доли грамма, а терминал не способен уловить разницу сигнала и будет показывать с точностью до грамма.

• Возможности терминала позволяют регистрировать самые слабые изменения, в то время как тензодатчик не способен реагировать так тонко.

• Возможности терминала и тензодатчика соответствуют друг другу, но режим индикации специально настроен так, чтобы округлять полученные значения.

• В случае, если индикатор настраивается так, чтобы показывать точнее, чем фактически способна уловить система терминал-тензодатчик, то он будет показывать неверные результаты. Связано это с тем, что тензодатчик все равно генерирует какой-то сигнал в случае нагрузки, а весовой терминал расшифровывает любой входящий сигнал, независимо ни от чего. Никто ведь не запрещает записать в тетрадь длину, измеренную простой рулеткой с точностью до 0,0001 мм.

• Пятая ситуация – это когда все работает в штатном режиме и величина погрешности соответствует стандартной.

Для того, чтобы не возникало недоразумений, разработаны специальные государственные стандарты, которые определяют размеры погрешностей для разных видов метрологического оборудования. В части, касаемой весов – это стандарт ГОСТ OIML R 76-1-2011, который определяет требования к весовому оборудованию, в том числе и величину погрешности.

Можно просто попытаться посмотреть размер погрешности в паспорте изделия, но она там скорее всего не будет указана. Будут указаны дискрета, поверочный интервал, максимальная и минимальная нагрузки, а также ГОСТ, которому оборудование соответствует.

Не вдаваясь сильно в подробности, погрешность на разных интервалах измерения может достигать от одной до трех величин дискрет – так говорит ГОСТ. То есть, если весы имеют цену деления шкалы 5 грамм, то погрешность составит 5 граммов на маленьких нагрузках и достигнет 15 граммов на максимальной. В процентном отношении эта величина равна 0,1…0,2% от массы измеряемого груза.

Распространенные значения дискрет электронных весов

Подавляющее большинство электронных весов, которыми мы ежедневно видим на складах, рынках, в магазинах, медучреждениях, аэропортах и на дорогах сертифицированы по III-классу точности. Можно сказать даже больше – все весы, кроме лабораторных, имеют III-Средний класс или не имеют его вообще.

Государственные стандарты регламентируют характеристики весового оборудования, поэтому можно сказать, какую дискрету будут иметь весы с заданной нагрузкой и не сильно ошибиться. Большинство производителей обычно тоже придерживаются стандартных значений точности на весах среднего класса. В отличие от лабораторных весов, на весах повседневного использования уменьшение погрешности не дает значительных преимуществ – точность до милиграмма при взвешивании бананов в магазине избыточна. Гораздо эффективней сосредоточиться на других характеристиках – надежность, дополнительный функционал.

Нагрузка на весы	Стандартное значение дискреты
3 кг	1 грамм
10 кг	5 грамм
30 кг	10 грамм
60 кг	20 грамм
100 кг	50 грамм
300 кг	100 грамм
600 кг	200 грамм

Интервальность электронных весов

Некоторые модели электронных весов являются многоинтервальными. Это означает, что на разных интервалах измерений они будут показывать результат с разной дискретой.

К примеру, двухинтервальные весы с максимальной нагрузкой 30 кг будут измерять вес так:

• на интервале 0…100 грамм измерять нельзя, так как результат будет некорректен

• на интервале 100 г…15 кг дискрета равна 5 грамм

• на интервале 15…30 кг дискрета равна 10 грамм

Регламент, где определяются размеры интервалы у многоинтервальных весов содержит все тот же ГОСТ OIML R 76-1-2011, про который упоминалось в главе про погрешность.

Здесь же остановимся на простом правиле, как определить интервальность весов.

Во-первых, об этом должно быть указано на шильде, которая находится на корпусе весов и в паспорте оборудования.

Во-вторых, в этом вопросе наблюдается такая же ситуация, как и в случае с дискретой. Обычно интервалы у весов с одинаковой нагрузкой совпадают и меньший интервал с дискретой соответствуют предыдущей стандартной нагрузке с соответствующей ценой деления шкалы измерения.

Ваш персональный инженер в мире измерительного оборудования
Сделать запрос на измерительное оборудование

Для измерения физических величин используют измерительные приборы. Например, для измерения высоты мы будем использовать такой измерительный прибор как линейка, для измерения массы тела – весы, для измерения температуры – термометр, а для измерения времени – часы и т.д..

Многие измерительные приборы имеют шкалу. Шкала измерительного прибора представляет собой совокупность отметок (точек, штрихов) вместе со связанной с ними нумерацией (числами). Для того, чтобы определить с какой точностью может измерить тот или иной прибор, необходимо знать его цену деления.

Ценой деления шкалы прибора называет расстояние между двумя ближайшими штрихами на шкале прибора. Для того чтобы определить цену деления (С) надо найти два ближайших штриха шкалы, возле которых написаны значения величины;

вычесть из большего значения меньшее и полученное число разделить на число делений, находящихся между ними.

Например, рассмотрим такой измерительный прибор как шприц. Шприц нужен для измерения такой физической величины как объем (V). Рассмотрим шкалу шприца и определить ее цену деления (см.рис.).

Для того, чтобы определить цену деления данной шкалы мы возьмем два ближайших штриха, возле которых написаны значения, например 7 и 8.

Далее выполним вычитание, как указано в инструкции выше: 8-7=1. Затем, посчитаем сколько делений между большими штрихами (на рисунке отмечены зелеными черточками и подписаны цифрами снизу). У нас получилось 5 делений.

Разделим получившуюся разницу на 5: 1/5=0,2. Значит цена деления шкалы нашего измерительного прибора равна 0,2 мл.

Запишем наши вычисления формулой: С=(8-7)/5=0,2 мл.

Пример с мензуркой

С = 40 – 30/2 = 5 мл.

Если данную мензурку наполнить полностью жидкостью, то ее объем будет равен 50 мл. А если на­лить жидкость до первого значения, отличного от нуля, то её объем будет равен 5 мл. Между штрихами 40 и 30 вмещается 10 мл жидкости. Между самыми близкими штрихами объем налитой жидкости будет равен 5 мл. Эта величина и будет являться ценой деления мензурки.

Для основных и производных единиц измерения в системе СИ используют дольные и кратные десятичные приставки для удобной записи чисел. Например: 6000000000=10М (приставки обозначают числа).

Задание. Приведите примеры известных Вам внесистемных единиц и соотношение их с единицами системы СИ.

В большинстве задач, где не дано обратное, желательно переводить скорость в метры/секунду (м/с). Для этого вспоминаем, что

1 км = 1000 м = 100 000 см = 1 000 000 мм

1 ч = 60 мин = 3600 с

Допустим, нам необходимо перевести 72 км/ч в метры в секунду.

Километры у нас находятся в числителе, часы в знаменателе, поэтому

72 км/ч * 1000 (домножаем на 1000, чтобы получить метры)

= 72000 м/ч / 3600 (делим на количество секунд в часе, чтобы получить из часов секунды; делим, поскольку часы у нас в знаменателе (снизу дроби), а не в числителе) = 20 м/с

Преобразовать – сначала перевести величину измерения в систему СИ, а потом преобразовать в стандартный вид.

Для того, чтобы определить, что такое миллисекунда, нужно понять, что представляет собой приставка “милли”. С помощью данной приставки образуются дольные единицы измерения в системе СИ. Приставка “милли” имеет латинское происхождение и означает “mille” – тысяча. Таким образом, единица измерения, образованная с помощью “милли” будет равна 0,001 от исходной единицы. Итак, миллисекунда – это одна из единиц измерения времени, она равна тысячной доле от 1 секунды.

Обозначается: мс (русский язык), ms (английский язык).

Чтобы перевести миллисекунды в секунды и наоборот, нужно помнить, что:

1 секунда = 1000 миллисекунд.

1 миллисекунда = 0,001 секунды.

Если нужно перевести миллисекунды в секунды, то достаточно заданное количество миллисекунд разделить на 1000. Например:

20 миллисекунд = 20 / 1000 = 0,02 секунды.

2000 миллисекунд = 2000 / 1000 = 2 секунды.

Если наоборот нужно перевести секунды в миллисекунды, то умножаем имеющееся число секунд на 1000. Например:

3 секунды = 3 * 1000 = 3000 миллисекунд.

0,05 секунды = 0,05 * 1000 = 50 миллисекунд.

0,15 : 1000=0,00015

Физические величины при измерениях и вычислениях обычно выражают числами. Они могут значительно отличаться друг от друга и выражаться как чрезвычайно малыми, так и гигантскими числами. Например, размеры различных тел лежат в пределах от микроскопических до космических масштабов и различаются в 1000000000000000000000000000000… раз (всего надо написать 60 нулей) – такое число даже сложно прочитать!

Как же записать очень малое или очень большое число, чтобы сэкономить бумагу и чтобы легко оперировать этими числами – складывать, вычитать, умножать, делить, да и вообще быстро прочитать и понять записанное?

Наиболее удобный способ записи малых и больших чисел заключается в использовании множителя 10 в некоторой степени. Например, число 2000 можно записать как 2·1000 или 2·10^3. Степень десяти (в данном случае «3») показывает, сколько нулей нужно приписать справа за первым множителем (в нашем примере «2»). Это называют записью числа в стандартной форме. Если число содержит более, чем одну значащую цифру, например 21500, то его можно записать как 21500·10^0 или 2150·10^1 или 215·10^2 или 21,5·10^3 или 2,15·10^4 или 0,215·10^5 или 0,0215·10^6 и так далее.

Запомним: в стандартной форме числа до запятой всегда оставляют только одну цифру, отличную от нуля, а остальные цифры записывают после запятой. Например, в стандартной форме число 21500 = 2,15·10^4.

math-prosto@mail.ru

Материал взят с инета.

Цена – деление – шкала – весы

Cтраница 1

Цена деления шкал весов должна быть выражена в миллиграммах, граммах, килограммах или тоннах и соответствовать одному из чисел ряда: Ы0а; 2 – 10; 5 – 10, где а – целое положительное или отрицательное число или нуль.
 [1]

Если цена деления шкалы весов равна, например, 0 5 мг / дел, то это значит, что под влиянием гирьки массой 0 5 мг стрелка отклоняется на 1 деление.
 [2]

Если цена деления шкалы весов равна, например, 0 5 мг / дел, то то значит, что под влиянием гирьки массой 0 5 мг стрелка отклоняется на I деление.
 [3]

Если цена деления шкалы весов равна, например, 0 5 мг / дел, то это значит, что под влиянием гирьки массой 0 5 мг весь отклоняются на 1 деление.
 [5]

Если цена деления шкалы весов равна, например, 0 5 мг / дел, то это значит, что под влиянием гирьки массой 0 5 мг стрелка отклоняется на 1 деление.
 [7]

Отсюда была вычислена цена деления шкалы весов, оказавшаяся равной 0 03104 мкг.
 [8]

Масса гири-допуска не должна превышать цены деления шкалы весов.
 [9]

Одна из трех гирь массой 100 мг предназначена специально для определения и поверки цены деления шкалы весов. Для съема и наложения гирь необходимо вращать ручки, выведенные на панель витрины с правой стороны.
 [11]

Взвешивание с точностью до 0 0001 г. Такое взвешивание проводят по методу качаний. Для этого предварительно определяют цену деления шкалы весов при данной нагрузке. Предположим, что весы недогружены в пределах 0 001 г. Определяют точку равновесия недогруженных весов п1, как было указано выше. Если считать, что отклонение стрелки весов прямо пропорционально грузу, то можно сказать, что груз в 1 мг отклонит стрелку на л2 – пх делений.
 [12]

Взвешивание с точностью до 0 0001 г. Такое взвешивание проводят по методу качаний. Для этого предварительно определяют цену деления шкалы весов при данной нагрузке. Предположим, что весы недогружены в пределах 0 001 г. Определяют точку равновесия недогруженных весов пт, как было указано выше.
 [13]

Взвешивание с точностью до 0 0001 г. Такое взвешивание проводят по методу качаний. Для этого предварительно определяют цену деления шкалы весов при данной нагрузке. Предположим, что весы недргружены в пределах 0 001 г. Определяют точку равновесия недогруженных весов щ, как было указано выше. Затем весы перегружают на 1 мг, передвигая рейтер слева направо, и вновь определяют точку равновесия иа. Если считать, что отклонение стрелки весов прямо пропорционально грузу, то можно сказать, что груз в 1 мг отклонит стрелку на я2 – п делений.
 [15]

Страницы:  

   1

   2

На этой странице находится вопрос Какова цена деления весов?. Здесь же – ответы на него,
и похожие вопросы в категории Физика, которые можно найти с помощью
простой в использовании поисковой системы. Уровень сложности вопроса
соответствует уровню подготовки учащихся 5 – 9 классов. В комментариях,
оставленных ниже, ознакомьтесь с вариантами ответов посетителей страницы. С
ними можно обсудить тему вопроса в режиме on-line. Если ни один из
предложенных ответов не устраивает, сформулируйте новый вопрос в поисковой
строке, расположенной вверху, и нажмите кнопку.