Как сделать измерительный прибор
Самодельные измерительные приборы. Авометр
Авометром, схема которого показана па рис. 21, можно измерять: постоянные токи от 10 до 600 ма; постоянные напряжения от 15 до 600 в; переменные напряжения от 15 до 600 в; сопротивления от 10 ом до 2 Мом; напряжения высоких частот 100 кгц—100 Мгц в пределах от 0,1 до 40 в. коэффициент усиления транзисторов по току В до 200.
Для измерения напряжений высокой частоты используется выносной пробник (ВЧ головка).
Внешний вид авометра и ВЧ головки показан на рис. 22.
Прибор монтируют в корпусе из алюминия или в пластмассовой коробочке размерами примерно 200X115X50 мм. Лицевая панель из листового текстолита или гетинакса толщиной 2 мм. Корпус и переднюю панель можно также сделать из фанеры толщиной 3 мм, пропитанной бакелитовым лаком.
Детали. Микроамперметр типа М-84 на ток 100 мка с внутренним сопротивлением 1 500 ом. Переменный резистор типа ТК с выключателем Вк1. Выключатель надо снять с корпуса резистора, повернуть на 180° и поставить на прежнее место. Такое изменение делают для того, чтобы контакты включателя замыкались, когда резистор полностью выведен. Если этого не сделать, то универсальный шунт будет всегда подключен к прибору, уменьшая его чувствительность.
Все постоянные резисторы, кроме R4—R7, должны быть с допуском номиналов сопротивлений не более ±5%. Резисторы R4—R7 шунтирующие прибор при измерении токов, — проволочные.
Выносной пробник для измерения напряжений высокой частоты размещают в алюминиевом корпусе от электролитического конденсатора Его детали монтируют на пластинке из оргстекла. На ней же крепят два контакта от штепсельной вилки, которые являются входом пробника. Проводники входной цепи надо располагать возможно дальше от проводников выходной цепи пробника.
Полярность диода пробника должна быть только такой, как на схеме. Иначе стрелка прибора будет отклоняться в обратную сторону. То же касается и диодов авометра.
Универсальный шунт изготовляют из проволоки с большим удельным сопротивлением и монтируют непосредственно на гнездах. Для R5—R7 подойдет константановая проволока диаметром 0,3 мм, а для R4 можно использовать резистор типа ВС-1 сопротивлением 1400 ом, намотав на его корпус константановую проволоку диаметром 0,01 мм, чтобы их общее сопротивление было 1 468 ом.
Рис 22. Внешний вид авометра.
Градуировка. Шкала авометра показана на рис. 23. Градуировку шкалы вольтметра производят по эталонному контрольному вольтметру постоянного напряжения по схеме, показанной на рис. 24, а. Источником постоянного напряжения (не менее 20 в) может быть низковольтный выпрямитель или батарея, составленная из четырех КБС-Л-0,50. Поворачивая движок переменного резистора, наносят на шкалу самодельного прибора отметки 5, 10 и 15 б, а между ними — по четыре деления. По этой же шкале измеряют и напряжения до 150 в, умножая показания прибора на 10, и напряжения до 600 в, умножая на 40 показания прибора.
Шкала измерений тока до 15 ма должна точно соответствовать шкале вольтметра постоянных напряжений, что проверяют по эталонному миллиамперметру (рис. 24,6). Если показания авометра отличаются от показаний контрольного прибора, то изменяя длину провода на резисторах R5—R7, подгоняют сопротивления универсального шунта.
Точно так же градуируют шкалу вольтметра переменных напряжений.
Для градуировки шкалы омметра надо использовать магазин сопротивлений или использовать в качестве эталонных постоянные резисторы с допуском ±5%. Прежде чем начать градуировку, резистором R11 авометра устанавливают стрелку прибора в крайнее правое положение — против цифры 15 шкалы постоянных токов и напряжений. Это будет «0» омметра.
Диапазон сопротивлений, измеряемых авометром, большой — от 10 ом до 2 Мом, шкала получается плотной, поэтому на шкалу наносят только цифры сопротивлений 1 ком, 5 ком, 100 ком, 500 ком и 2 Мом.
Авометром можно измерять статический коэффициент усиления транзисторов по току Вст до 200. Шкала этих измерений равномерная, поэтому Делят ее на равные промежутки заранее и проверяют по транзисторам с известными значениями Вст Если показания прибора несколько отличаются от фактических значений, то изменяют сопротивление резистора R14 до действительных значений этих параметров транзисторов.
Рис. 23. Шкала авометра.
Рис. 24. Схемы градуировки шкал вольтметра и миллиамперметра авометра.
Для проверки выносного пробника при измерении высокочастотного напряжения нужны вольтметры ВКС-7Б и любой высокочастотный генератор, параллельно которому подключают пробник. Провода от пробника включают в гнездо «Общий» и «+15 в» авометра. Высокую частоту подают на вход лампового вольтметра через переменный резистор, как при градуировке шкалы постоянных напряжений. Показания лампового волтьметра должны соответствовать шкале постоянного напряжения на 15 в авометра.
Если показания при проверке прибора по ламповому вольтметру не совпадают, то несколько изменяют сопротивление резистора R13 пробника.
С помощью пробника измеряют напряжения высокой частоты только до 50 в. При большем напряжении может произойти пробой диода. При измерении напряжений частот выше 100—140 Мгц прибор вносит значительные погрешности измерений ввиду шунтирующего действия диода.
Все градуировочные отметки на шкале омметра делают мягким карандашом и только после проверки точности измерений обводят их тушью.
В.В. Вознюк. В помощь школьному радиокружку
Как сделать простой вольтметр своими руками – схемы и рекомендации
Ситуации, когда под рукой должен находиться вольтметр, встречаются достаточно часто. Для этого нет необходимости использовать заводской сложный прибор. Изготовить простенький вольтметр своими руками – не проблема, потому что состоит он из двух элементов: стрелочный измерительный блок и резистор. Правда, необходимо отметить, что пригодность вольтметра определяется его входным сопротивлением, которое состоит из сопротивлений его элементов.
Но необходимо учитывать тот факт, что резисторы есть разные с разными номиналами, а это говорит о том, что от установленного резистора будет зависеть входное сопротивление. То есть, подобрав правильно резистор, можно сделать вольтметр под замеры определенных уровней напряжений сетей. Сам же измерительный прибор чаще оценивается по показателю – относительное входное сопротивления, приходящееся на один вольт напряжения, его единица измерения – кОм/В.
То есть, получается так, что входное сопротивления на разных измеряемых участках разное, а относительная величина – показатель постоянный. К тому же, чем меньше отклоняется стрелка измерительного блока, тем больше относительная величина, а, значит, точнее будут измерения.
Прибор для измерения нескольких пределов
Кто не раз сталкивался с транзисторными конструкциями и схемами знает, что очень часто вольтметром приходится замерять цепи с напряжением от десятков долей одного вольта до сотен вольт. Простой приборчик, изготовленный своими руками, с одним резистором это не осилит, поэтому в схему придется подключить несколько элементов с разным сопротивлением. Чтобы вы поняли, о чем идет речь, предлагаем ознакомиться со схемой, расположенной снизу:
На ней показано, что в схеме установлено четыре резистора, каждый из которых отвечает за свой диапазон измерений:
Номинал каждого резистора поддается подсчету, который проводится на основе закона Ома. Здесь используется следующая формула:
Для несложного вольтметра из китайского амперметра можно выбрать следующие резисторы:
А вот относительная величина сопротивления этого прибора будет равна 2 кОм/В. Конечно, расчетные номиналы не совпадают со стандартными, поэтому резисторы придется подбирать близкими по значению. Далее проводится финишная подгонка, при которой производится градуировка самого прибора.
Как переделать вольтметр постоянного напряжения в переменное
Показанная на рисунке №1 схема – это вольтметр постоянного тока. Чтобы его сделать переменным или, как говорят специалисты, пульсирующим, необходимо в конструкцию установить выпрямитель, с помощью которого постоянное напряжение преобразуется в переменное. На рисунке №2 вольтметр переменного тока показан схематически.
Данная схема работает так:
В схему обязательно добавляется резистор Rд, сопротивление которого рассчитывается точно так же, как и остальные элементы. Правда, его расчетное значение делится на коэффициент, равный 2,5-3. Это в том случае, если в вольтметр устанавливается однополупериодный выпрямитель. Если используется двухполупериодный выпрямитель, то значение сопротивления делится на коэффициент: 1,25-1,5. Кстати, схема последнего изображена на рисунке №3.
Как правильно подключить вольтметр
Тот, кто не знает, но хочет проверить напряжение на каком-то участке электрической сети, должен задаться вопросом – как подключить вольтметр? Это на самом деле серьезный вопрос, в ответе которого лежит простое требование – подключение вольтметра необходимо проводить только параллельно нагрузке. Если будет произведено последовательное подключение, то сам прибор просто выйдет из строя, и вас может ударить током.
Все дело в том, что при таком соединении уменьшается сила тока, действующая на сам измерительный прибор. При этом сопротивлении его не меняется, то есть, остается большим. Кстати, никогда не путайте вольтметр с амперметром. Последний подключается к цепи последовательно, чтобы снизить показатель сопротивления до минимума.
И последний вопрос темы – как пользоваться вольтметром, изготовленным самостоятельно. Итак, в вашем приборе два щупа. Один подключается к нулевому контуру, второй к фазе. Так же можно проверить напряжение через розетку, предварительно определив, к какому гнезду запитан ноль, а к какому фаза. Или соединяете параллельно прибор к измеряемому участку. Стрелка измерительного блока покажет величину напряжения в сети. Вот так пользуются этим самодельным измерительным прибором.
Универсальный измерительный прибор. Самодельные измерительные приборы
Сейчас многие приборы можно купить, а некоторых и можно не найти в продаже. Их самостоятельное изготовление не отличается большой трудностью и вполне доступно радиолюбителям.
В число таких приборов-помощников входят:
Схемы приборов построены на старой советской элементной базе, поэтому многие компоненты можно заменить на современные аналоги.
Принципиальная схема индикатора поля
На рисунке показана схема простого индикатора напряженности поля. Индикатор высокочастотного поля используют для обнаружения излучения-передатчика и грубого измерения частоты колебаний, а также как индикатор напряженности поля при согласовании выхода передатчика с сопротивлением излучения антенны. Индикатор представляет собой детекторный приемник, нагрузкой которого служит микроамперметр на ток полного отклонения стрелки 100 мкА.
Главная особенность этого индикатора — отсутствие питания. Стрелка индикаторной головки отклоняется от наводящего в антенне ВЧ поля.
Принципиальная схема индикатора излучения
На рисунке, выше представлена схема индикатора излучения передатчика с визуальным контролем. Для контроля использована небольшая лампочка, рассчитанная на напряжение 1 В или светодиод. В случае использования светодиода, нужно последовательно подключить сопротивление 30-100Ом.
Индикатор представляет собой детекторный приемник с двухкаскадным усилителем постоянного тока на транзисторах МП16Б (или им аналогичных отечественных или зарубежных). В цепь коллектора выходного транзистора VT3 включена индикаторная лампа.
Индикатор смонтирован на изоляционной плате и вместе с батареями питания размещен в пластмассовом футляре подходящих размеров. Каждую батарею питания можно составить из 3-x аккумуляторов по 1,2в.
Приближенно проградуировать шкалу индикатора поля можно по сигналу от измерительного генератора высокой частоты. К его выходу подключают отрезок провода длиной 30 см. Вблизи этого провода располагают штыревую антенну градуируемого индикатора поля.
Схема вольтметра постоянного напряжения
Регулировка вольтметра состоит из двух этапов. Сначала, изменяя значения резисторов R4 и R5, добиваются равенства напряжений на коллекторах транзисторов Т1 и Т2. Затем с помощью переменного резистора R6 устанавливают стрелку измерительного прибора на ноль.
Измеряемое напряжение через резисторы R1, R2 и R3 подается на базу транзистора Т1. При этом нарушается равновесие моста, и через миллиамперметр начинает протекать ток, пропорциональный напряжению.
Эту схему можно использовать как приставку к авометру с малым входным сопротивлением.
Схема универсального вольтметра
Универсальный вольтметр, схема которого изображена на рисунке прост изготовлении и налаживании.
Детекторная цепь C1,VD1,R7, C2 предназначена для измерения напряжения ЗЧ. А напряжение ВЧ измеряют с помощью выносной головки, схема которой показана на рисунке слева. Питают прибор от батареи с напряжением 9 В.
Транзисторы для вольтметра должны быть подобраны близкими по параметрам. Для подборки транзисторов можно воспользоваться устройством, схема которого изображена на рисунках, ниже.
Схема проверки маломощных биполярных транзисторов
Часто при построении схем необходимо подобрать пары одинаковых по параметрам транзисторов.
У маломощных транзисторов обычно проверяют обратный или так называемый неуправляемый ток коллектора Iкбо при отключенном эмиттерном выводе, а также h21э в схеме с заземленным эмиттером.
На рисунке, ниже приведена схема стенда для проверки маломощных транзисторов как с р-n-р, так и с n-р-n переходами. I кбо измеряется непосредственно микроамперметром ИП-1 с пределом до 100 мкА. У микроамперметра ИП-1 должна быть шкала с нулем посередине. h21э определяется как отношение измеренного тока коллектора Iк к установленному по прибору ИП-1 значению тока Iо в цепи базы транзистора. Ток в цепи базы устанавливается с помощью переменных резисторов R3, («грубо») и R 2 («точно»). При точном измерении шунт прибора отключают кнопкой Kн1.
Схема проверки биполярных транзисторов средней мощности
Транзисторы средней мощности необходимо проверять при рабочем коллекторном токе (0,5 — 1,0 А и более). При подборе пар одинаковых транзисторов, необходимых для качественной работы оконечных каскадов усилителей и других схем. Эти измерения можно сделать с помощью простого стенда (см. схему ниже).
Чтобы не усложнять коммутацию, подключение измерительных приборов осуществляют гибкими проводами с одиночными штыревыми разъемами. На схеме (в скобках) показана полярность подключения батареи и приборов при проверке транзисторов со структурой типа p-n-р.
Подключение к выводам транзистора следует осуществлять с помощью зажимов «крокодил», подпаянных к гибким проводам. Транзисторы проверяют в течение короткого промежутка времени в связи с тем, что при больших токах коллектора происходит нагрев транзистора, а это ведет к изменению его параметров и увеличению погрешности измерений.
Проверяемый транзистор можно крепить на теплоотводящий радиатор, но это усложнит процесс проверки. В качестве источника питания следует применить мощный стабилизированный источник низковольтного напряжения или составить батарею из аккумуляторов.
Схема проверки полевых транзисторов
Проверку полевых транзисторов можно проводить на стенде, схема которого приведена на рисунке ниже. С помощью этого стенда осуществляют подбор пар одинаковых транзисторов.
Полярность подключения батарей Б1, Б2 и измерительных приборов показана для случая проверки полевых транзисторов с р-каналом и п-р переходом (например, КП103). При проверке полевых транзисторов с n-каналом и р-п переходом (например КП303) необходимо указанную полярность изменить на обратную.
С помощью такого стенда можно снять выходные и проходные характеристики полевых транзисторов. На рисунках приведена выходная характеристика полевого транзистора КП303Д и проходные характеристики этого же транзистора. Пунктирной линией изображена динамическая проходная характеристика при включенном в цепь истока резисторе с сопротивлением 560 Ом. Рабочая точка находится в средней части линейного участка этой характеристики.
ВНИМАНИЕ! При проверке полевых транзисторов с МОП-структурой необходимо соблюдать осторожность, поскольку они подвержены влиянию статического электричества! Их следует подключать с предварительно закороченными (гибким неизолированным проводником) выводами, которые подсоединяют к стенду при выключенном питании. Затем с вывода транзистора снимают закорачивающие проводники и включают питание.
После этого проверяют транзистор. Отключение такого транзистора ведут в обратном порядке, а именно, выключают питание, закорачивают выводы и после этого отсоединяют его от стенда.
Конструкции стендов для проверки транзисторов могут быть произвольными. Рекомендуется монтировать их на панелях из стеклотекстолита или другого изоляционного листового материала. На стенде следует поместить его принципиальную схему. Для удобства пользования производят гравировку у выводов гнезд и других элементов стенда или вместо гравировки можно приклеить бумажные полоски с надписями.
Для измерения напряжений высокой частоты используется выносной пробник (ВЧ головка).
Внешний вид авометра и ВЧ головки показан на рис. 22.
Прибор монтируют в корпусе из алюминия или в пластмассовой коробочке размерами примерно 200X115X50 мм. Лицевая панель из листового текстолита или гетинакса толщиной 2 мм. Корпус и переднюю панель можно также сделать из фанеры толщиной 3 мм, пропитанной бакелитовым лаком.
Рис. 21. Схема авометра.
Детали. Микроамперметр типа М-84 на ток 100 мка с внутренним сопротивлением 1 500 ом. Переменный резистор типа ТК с выключателем Вк1. Выключатель надо снять с корпуса резистора, повернуть на 180° и поставить на прежнее место. Такое изменение делают для того, чтобы контакты включателя замыкались, когда резистор полностью выведен. Если этого не сделать, то универсальный шунт будет всегда подключен к прибору, уменьшая его чувствительность.
Все постоянные резисторы, кроме R4—R7, должны быть с допуском номиналов сопротивлений не более ±5%. Резисторы R4—R7 шунтирующие прибор при измерении токов, — проволочные.
Выносной пробник для измерения напряжений высокой частоты размещают в алюминиевом корпусе от электролитического конденсатора Его детали монтируют на пластинке из оргстекла. На ней же крепят два контакта от штепсельной вилки, которые являются входом пробника. Проводники входной цепи надо располагать возможно дальше от проводников выходной цепи пробника.
Полярность диода пробника должна быть только такой, как на схеме. Иначе стрелка прибора будет отклоняться в обратную сторону. То же касается и диодов авометра.
Универсальный шунт изготовляют из проволоки с большим удельным сопротивлением и монтируют непосредственно на гнездах. Для R5—R7 подойдет константановая проволока диаметром 0,3 мм, а для R4 можно использовать резистор типа ВС-1 сопротивлением 1400 ом, намотав на его корпус константановую проволоку диаметром 0,01 мм, чтобы их общее сопротивление было 1 468 ом.
Рис 22. Внешний вид авометра.
Градуировка. Шкала авометра показана на рис. 23. Градуировку шкалы вольтметра производят по эталонному контрольному вольтметру постоянного напряжения по схеме, показанной на рис. 24, а. Источником постоянного напряжения (не менее 20 в) может быть низковольтный выпрямитель или батарея, составленная из четырех КБС-Л-0,50. Поворачивая движок переменного резистора, наносят на шкалу самодельного прибора отметки 5, 10 и 15 б, а между ними — по четыре деления. По этой же шкале измеряют и напряжения до 150 в, умножая показания прибора на 10, и напряжения до 600 в, умножая на 40 показания прибора.
Шкала измерений тока до 15 ма должна точно соответствовать шкале вольтметра постоянных напряжений, что проверяют по эталонному миллиамперметру (рис. 24,6). Если показания авометра отличаются от показаний контрольного прибора, то изменяя длину провода на резисторах R5—R7, подгоняют сопротивления универсального шунта.
Точно так же градуируют шкалу вольтметра переменных напряжений.
Для градуировки шкалы омметра надо использовать магазин сопротивлений или использовать в качестве эталонных постоянные резисторы с допуском ±5%. Прежде чем начать градуировку, резистором R11 авометра устанавливают стрелку прибора в крайнее правое положение — против цифры 15 шкалы постоянных токов и напряжений. Это будет «0» омметра.
Диапазон сопротивлений, измеряемых авометром, большой — от 10 ом до 2 Мом, шкала получается плотной, поэтому на шкалу наносят только цифры сопротивлений 1 ком, 5 ком, 100 ком, 500 ком и 2 Мом.
Авометром можно измерять статический коэффициент усиления транзисторов по току Вст до 200. Шкала этих измерений равномерная, поэтому Делят ее на равные промежутки заранее и проверяют по транзисторам с известными значениями Вст Если показания прибора несколько отличаются от фактических значений, то изменяют сопротивление резистора R14 до действительных значений этих параметров транзисторов.
Рис. 23. Шкала авометра.
Рис. 24. Схемы градуировки шкал вольтметра и миллиамперметра авометра.
Для проверки выносного пробника при измерении высокочастотного напряжения нужны вольтметры ВКС-7Б и любой высокочастотный генератор, параллельно которому подключают пробник. Провода от пробника включают в гнездо «Общий» и «+15 в» авометра. Высокую частоту подают на вход лампового вольтметра через переменный резистор, как при градуировке шкалы постоянных напряжений. Показания лампового волтьметра должны соответствовать шкале постоянного напряжения на 15 в авометра.
Если показания при проверке прибора по ламповому вольтметру не совпадают, то несколько изменяют сопротивление резистора R13 пробника.
С помощью пробника измеряют напряжения высокой частоты только до 50 в. При большем напряжении может произойти пробой диода. При измерении напряжений частот выше 100—140 Мгц прибор вносит значительные погрешности измерений ввиду шунтирующего действия диода.
Все градуировочные отметки на шкале омметра делают мягким карандашом и только после проверки точности измерений обводят их тушью.
VII городская научно – практическая конференция «Шаг в будущее»
История измерений и простые измерительные приборы своими руками
Выполнил : Антаков Евгений обучающийся МБОУ СОШ № 4,
Научный руководитель : Осиик Т.И. учитель начальных классов МБОУ СОШ № 4 г. Полярные Зори
Меня зовут Антаков Женя, мне 9 лет.
Я учусь в третьем классе, занимаюсь плаванием, дзюдо и английским языком.
Хочу стать изобретателем, когда вырасту.
Гипотеза : я предположил, что простейшие измерительные приборы можно смоделировать самостоятельно из подручных материалов.
— изучить историю измерений различных величин;
Ознакомится с устройством измерительных приборов;
Смоделировать некоторые измерительные приборы;
Определить возможность практического применения самодельных измерительных приборов.
1. Измерение длины и массы
С необходимостью определять расстояния, длины предметов, время, площади, объемы и другие величины люди сталкивались с древних времен.
Наши предки в качестве средств измерений длины использовали собственный рост, длину руки, ладони, стопы.
Для определения дальних расстояний использовались самые различные способы (дальность полета стрелы, «трубки», буки и т.п.)
Подобные способы не очень удобны: результаты таких измерений всегда различаются, поскольку зависят от размеров тела, от силы стрелка, зоркости и т.п.
Поэтому постепенно стали появляться строгие единицы измерения, эталоны массы, длины.
Один из древнейших измерительных приборов – весы. Историки считают, что первые весы появились более 6 тысяч лет назад.
Простейшая модель весов – в виде равноплечного коромысла с подвешенными чашками широко использовалась в Древнем Вавилоне и Египте.
В своей работе я решил попробовать собрать простую модель чашечных весов, с помощью которой можно проводить взвешивание небольших предметов, продуктов и т.п.
Я взял обычную вешалку, закрепил ее на подставке, к плечикам привязал пластиковые стаканчики. Вертикальной линией обозначил положение равновесия.
Чтобы определять массу, нужны гири. Я решил использовать вместо них обычные монеты. Такие «гирьки» всегда под рукой, и достаточно один раз определить их вес, чтобы использовать для взвешивания на моих весах.
Опыты с коромысловыми весами
Используя разные монеты, нанес на лист бумаги отметки, соответствующие весу монеток
Горсть конфет – уравновесил с помощью 11 разных монеток, общим весом 47 граммов
Контрольное взвешивание – 48 граммов
Вывод: из простых предметов я собрал весы, с помощью которых можно проводить взвешивание с точностью до 1-2 граммов
В глубокой древности люди ощущали ход времени по
смене дня и ночи и времен года и пытались его измерять.
Самыми первыми приборами для определения времени были солнечные часы.
В Древнем Китае для определения промежутков времени использовали «часы», состоявшие из пропитанного маслом шнура, на котором через равные промежутки завязывали узлы.
Когда пламя достигало очередного узла, это означало, что прошел определенный отрезок времени.
По такому же принципу действовали свечные часы и масляные лампы с отметками.
Позже люди придумали простейшие устройства – песочные и водяные часы. Вода, масло или песок равномерно перетекают из сосуда в сосуд, это свойство и позволяет отмерять определенные промежутки времени.
Для этого опыта я использовал две пластиковые бутылки объемом 0.5 литра и трубочки для коктейля.
Крышки соединил между собой при помощи двустороннего скотча и сделал два отверстия, в которые вставил трубочки.
В одну из бутылок налил подкрашенную воду и закрутил крышки.
Если всю конструкцию перевернуть, то жидкость по одной из трубочек переливается вниз, а вторая трубочка необходима для того, чтобы воздух поднимался в верхнюю бутылку
Опыты с водяными часами
Бутылочка заполнена подкрашенной водой
Бутылочка заполнена растительным маслом
Время перетекания жидкости – 30 секунд Вода перетекает быстро и равномерно
Время перетекания жидкости – 7 мин 17 сек
Количество масла подобрано так, чтобы время перетекания жидкости было не более 5 минут
На бутылочки нанесли шкалу – отметки через каждые 30 секунд
Чем масла меньше в верхней бутылке, тем медленнее оно стекает вниз, и расстояния между отметками становятся все меньше.
Вывод: у меня получились часы, с помощью которых можно определять промежутки времени от 30 секунд до 5 минут
3. Измерение температуры
Человек может различать тепло и холод, но точную температуру при этом не знает.
Первый термометр изобрел итальянец Галилео Галилей: стеклянная трубочка наполняется водой больше или меньше в зависимости от того, как сильно расширяется в ней горячий воздух или сжимается холодный.
Позднее на трубку были нанесены деления, то есть шкала.
Первый ртутный термометр предложил Фаренгейт в 1714 году, нижней точкой он считал температуру замерзания солевого раствора
Привычную нам шкалу предложил шведский ученый Андрес Цельсий.
За нижнюю точку (0 градусов) принята температура таяния льда, а за 100 градусов – температура кипения воды
Термометр можно собрать по простой схеме из нескольких элементов – колба(бутылочка) с подкрашенной жидкостью, трубочка, лист бумаги для шкалы
Я использовал небольшую пластиковую бутылочку, в которую налил воду, подкрашенную краской, вставил соломинку от сока, закрепил все при помощи клеевого пистолета.
Наливая раствор, я добился, чтобы небольшая его часть попала в трубочку. Наблюдая за высотой получившегося столбика жидкости можно судить об изменениях температуры.
Во втором случае я заменил пластиковую бутылочку на стеклянную ампулу и собрал термометр по той же схеме. Оба прибора я испытал в различных условиях.
Опыты с водяными термометрами
Термометр 1 (с пластиковой бутылочкой)
Термометр 2 (со стеклянной колбой)
Термометр поместили в холодильник.
Столбик жидкости опустился вниз, на обычном термометре отметка 5 градусов
Термометр поместили на отопительную батарею
Столбик жидкости поднялся вверх, на обычном термометре отметка 40 градусов
Вывод: я получил термометр, по которому можно примерно оценить температуру окружающего воздуха. Его точность можно повысить, если использовать стеклянную трубку как можно меньшего диаметра; заполнить колбу жидкостью так, чтобы не оставалось пузырьков воздуха; использовать вместо воды спиртовой раствор.
4. Измерение влажности
Важным параметром окружающего нас мира является влажность, так как организм человека очень активно реагирует на ее изменения. Например, при очень сухом воздухе усиливается потоотделение и человек теряет много жидкости, что может привести к обезвоживанию.
Известно также, что того, чтобы избежать болезней органов дыхания, влажность воздуха в помещении должен быть не менее 50-60 процентов.
Величина влажности важна не только для человека и других живых организмов, но и для протекания технических процессов. Например, избыток влажности может влиять на корректную работу большинства электроприборов.
Для измерения влажности используются специальные приборы- психрометры, гигрометры, зонды и различные устройства.
Один из способов определения влажности основан на разнице показаний «сухого» и «влажного» термометров. Первый показывает температуру окружающего воздуха, а второй – температуру влажной ткани, которой он обернут. Используя эти показания по специальным психрометрическим таблицам, можно определить значение влажности.
В пластиковой бутылке из-под шампуня я сделал небольшое отверстие, в которое вставил шнурок, на дно налил воды.
Один конец шнурка закрепил на колбе правого термометра, другой поместил в бутылку, чтобы он находился в воде.
Опыты с психрометром
Свой психрометр я проверил, определяя влажность в различных условиях
Вблизи отопительной батареи
Вблизи работающего увлажнителя воздуха
Влажный термометр 20 º С
Влажный термометр 19 º С
Вывод: я выяснил, что психрометр, собранный в домашних условиях можно использовать для оценки влажности помещений
Наука измерений очень интересна и разнообразна, история ее начинается в глубокой древности. Существует огромное количество различных методов и приборов измерений.
Самодельные приборы можно использовать в обычной жизни, если под рукой не оказалось стандартных измерительных приборов:
Засекать время, выполняя упражнения на пресс, отжимания или прыжки на скакалке
Следить за временем при чистке зубов
На уроках – проводить пятиминутные самостоятельные работы
1. «Познакомься, это… изобретения»; Энциклопедия для детей; изд-во «Махаон», Москва, 2013
2. «Зачем и почему. Время»; Энциклопедия; изд-во «Мир книги», Москва 2010
3. «Зачем и почему. Изобретения»; Энциклопедия; изд-во «Мир книги», Москва 2010
4. «Зачем и почему. Механика; Энциклопедия; изд-во «Мир книги», Москва 2010
5. «Большая книга знаний» Энциклопедия для детей; изд-во «Махаон», Москва, 2013
6. Интернет –сайт «Занимательная-физика.рф» http://afizika.ru/
7. Интернет-сайт «Часы и часовое дело» http://inhoras.com/
Схема универсального измерительного прибора
Возможности измерителя
4 мин, загорается надпись «StBy» и в течении 10 сек, можно нажать кнопку «+» и продолжится работа в том же режиме.