Ægir - 01.06.1979, Blaðsíða 15

m°rgum í brún, ef þeir vigtuðu lóðin sín nákvæm-
- S.egja má að næsta skref í vogum sé gormvog.
u einföldustu gerð er þetta gormur sem lengist
er akveðið bil fyrir hvert kílógramm sem á hann
sett (sbr. mynd 2). í raun mæla slíkar vogir
I . 1 en ekki massa eins og augljóst er, ef tekið er
j S'nn "vorn enda þeirra og togað. Kraftur er mældur
S''°nefndum Newtonum og á jörðu togar aðdráttar-
1() Srð3r ' massann 1 kg með krafti sem er tæp
hv evvton- Þetta er þó örlítið misjafnt eftir því
þe^ ^ ^Ör^u er’ °S er *iað lögun jarðar. Verkan
k;ssfara v°ga byggist á því að á móti aðdráttar-
. t! jarðar á hlutinn kemur togkraftur í gorm-
Jaf01 kraftur eykst þegar gormurinn lengist.
a^^nvæg' fæst þegar togkraftur gormsins er jafn og
vj rattai'kraftur jarðar á hlutinn sem er verið að
drá3 ^orrnurinn hefur þá lengst í hlutfalli við að-
len arf:raftlnn °g þar með massa hlutarins og er
£k ^‘ngin þannig mælikvarði á massann. Það sem
jejk rðar nákvæmni slíkra voga eru teygjueigin-
u ar g°rmsins, þ.e. hvort hann nær aftur sinni
er ^ ai)egu lengd þegarfargið feraf, hvort lengingin
hanu 'tuastigi, hvort gormurinn slappast þegar
stálf -elð'St 0-s-frv- Svipaðar vogir má búa til úr
Sama rUm Cða böncium’ en verhan þeirra er hin
(sK. öyggist á teygjueiginleikum fjaðranna
' TÍl^ynd 2)’
fjg *. aö fá greinilegan aflestur af gormvogum þarf
°g fjan fyrir hvert gramm að vera þokkalega mikil
vera fuess aö svo megi verða, þarf gormurinn að
sVeifi rernur veikur. Af þessu leiðir hins vegar að
ná iaf11'01' V0Sariririar er langur. Hún er því lengi að
°g gr ’væ8> eftir að massi hefur verið settur á hana
er n'V Vl vi8tun seinleg og því seinlegri sem vogin
svejn Væmari- Oft er sett dempun á vogina og
vegar St '1Un þá skemur, en við þetta tapast hins
AurkU,PP'ausn °g nákvæmni.
hafa v Peirra galla sem að framan hefur verið getið,
lestrin^8'1 ^ann okost að erfitt er að breyta af-
rafej ,m af þeim í rafmerki, sem tölvur og önnur
við þetftæl<' ®Cta skilið’ ^msar aðferðir eru notaðar
k°nar f’ en baö er þeim sameiginlegt að einhvers-
neittur ærsluskynjari er tengdur við vogina og
rrierkj • u*111 'en8ingu gormsins og gefur út raf-
eru fre' 'titfalli við hana. Slíkir nemar (hausar)
ef þejrniUr öýrir, enda þurfa þeir að vera vandaðir
hafa eftj6l®a ekki að trufla vigtunina. Vogirnar
®etið hv’x Sem a^ur sömu 8a"a °8 að 0fan var
Það 3 Varöar sveiflutíma og nákvæmni.
Sem hér eru kallaðar rafeindavogir eða raf-
vogir eru vogir þar sem þyngdin er skynjuð með
svonefndum kraftnemum („load cells“), og skal nú
vikið að byggingu þeirra. Kraftnemar byggjast á
svonefndum þannemum („strain gauge“) en þaðeru
örgrannir vírar sem límdir eru á hlutinn sem mæla
skal lengingu á. Þegar hluturinn lengist teygir hann
vírana með sér, en við það bæði lengjast þeir og
grennast á sama hátt og teygja sem er strekkt.
Við þetta eykst rafviðnám vírsins þar sem bæði er,
að rafstraumurinn þarf að fara lengri veg, og braut
hans hefur þrengst. Með nákvæmum mælitækjum
má mæla þessa breytingu á viðnámi og þar með
lenginguna á hlutnum. Nákvæmni og upplausn í
slíkum mælingum er mjög mikil og má skynja
lengingu upp á 1 til 10 milljónustu hluta. Þannig
má t.d. auðveldlega mæla hvað 1 cm langur
málmbútur lengist við að hitastig hans hækkar um
eina gráðu.
Kraftneminn er í raun fjaðravog svipuð og var
lýst var hér að ofan (sbr. mynd 2) með tveimur stál-
fjöðrum og eru þannemar límdir á fjaðrirnar. Þegar
fargið kemur á nemann lengist efri fjöðurin en
hinni neðri er þrýst saman svo að hún styttist.
Viðnám þannemanna breytist sem þessu nemur,
viðnám hins efra hækkar en hins neðra lækkar.
Rafeindatækin skynja mismuninn í viðnámi nem-
anna og breyta honum í tölur sem tákna tog-
kraftinn. Lengingar vegna hitabreytinga hafa ekki
áhrif á kraftnemana, þar sem þá lengjast báðar
fjaðrirnar jafnt og enginn mismunur verður á við-
námi nemanna.
Nú kann einhver að segja að þetta sé einungis
venjuleg fjaðurvog, og er það rétt, en tvennt hefur
unnist. í fyrsta lagi hefur færslunni verið breytt
í rafmerki með búnaði sem ekki truflar vigtunina.
í öðru lagi þarf færslan að vera miklu minni en
áður þar sem þannemarnir eru svo næmir fyrir
lengdarbreytingu. Af þessu leiðir að fjaðrirnar mega
vera mjög stífar og sveiflutíminn er því miklu
styttri, styttist úr sekúndum í þúsundustu hluta úr
sekúndu. Þannig hefur tveimur helstu ókostum
fjaðurvoga verið eytt.
Til þess að búa til vog úr slíkum kraftnemum
er einum eða fleiri nemum komið fyrir undir
vogarpallinum. Til að vernda nemann fyrir óhóf-
legu álagi og höggum eru að auki sett.á pallinn
stopp sem hindra of mikla færslu upp og niður
(sbr. mynd 3). Á þennan hátt fæst mjög fljót-
virkur og einfaldur vogarpallur.
Svo sem fyrr var frá sagt hafa nú verið hannaðar
og smíðaðar á Raunvísindastofnun þrjár gerðir
ÆGIR — 331