Azərbaycanca AzərbaycancaБеларускі БеларускіDansk DanskDeutsch DeutschEspañola EspañolaFrançais FrançaisIndonesia IndonesiaItaliana Italiana日本語 日本語Қазақ ҚазақLietuvos LietuvosNederlands NederlandsPortuguês PortuguêsРусский Русскийසිංහල සිංහලแบบไทย แบบไทยTürkçe TürkçeУкраїнська Українська中國人 中國人United State United StateAfrikaans Afrikaans
Підтримка
www.wikidata.uk-ua.nina.az

Ватові терези або ваги Кіббла прилад для вимірювання маси який станом на початок XXI століття забезпечує найвищу точніст

Ватові терези

Ватові терези

Ватові терези (або ваги Кіббла) — прилад для вимірювання маси, який станом на початок XXI століття забезпечує найвищу точність вимірювання. Назва походить від одиниці вимірювання потужності вата, оскільки вимірювана маса пропорційна потужності електричного струму, який компенсує вагу тіла.

image
Ватові терези лабораторії NIST

Ідею ватових терезів запропонував 1975 року Б. П. Кіббл з .

Принцип дії

Ваги Кіббла працюють у двох режимах. У першому, статичному (Weighing/Force Mode), тіло, масу якого потрібно виміряти, прикріпляється до котушки, поміщеної в сильне однорідне магнітне поле, напруженістю порядка 0.5 Тл, при чому вісь котушки збігається із напрямом магнітного поля. Струм у котушці підбирається так, щоб сила Ампера урівноважувала силу тяжіння тіла:

image,

де B - магнітна індукція, L - довжина провідника у котушці, I - сила струму, m - маса тіла, g - прискорення вільного падіння.

Для калібрування ваги використовують ваги у динамічному режимі (Velocity/Calibration Mode). Ту ж саму котушку переміщають в тому ж магнітному полі з відомою швидкістю v. При цьому виникає електрорушійна сила U:

image.

Таким чином, значення BL стає відомим. Виключаючи з двох рівнянь добуток BL, отримують:

image.

Всі множники цього рівняння можна визначити надзвичайно точно: струм і напругу за допомогою квантово-електричних ефектів; місцеве гравітаційне поле за допомогою ультра-чутливого пристрою, що називається абсолютним гравіметром; швидкість шляхом відстеження руху котушки за допомогою лазерної інтерферометрії, яка діє в масштабі довжини хвилі лазерного світла. Точність вимірювання цих величин на початок третього тисячоліття настільки висока, що ватові терези за умови фіксованого значення кванту дії – сталої Планка замінили собою еталон кілограма. Високу точність вимірювання напруги можна отримати за допомогою ефекту Джозефсона, а високу точність вимірювання сили струму — за допомогою квантового ефекту Холла.

Станом на початок 2011 найвища точність вимірювання досягнута в NIST: відносна похибка становила 3,6× 10−8.


Примітки

  1. Materese, Robin (14 травня 2018). . NIST (англ.). Архів оригіналу за 22 листопада 2018. Процитовано 29 травня 2019.
  2. Kibble, B. P. (1975), Sanders, J. H.; Wapstra, A. H. (ред.), Atomic Masses and Fundamental Constants 5, New York: Plenum, с. 545—51
  3. . www.bipm.org. Архів оригіналу за 9 жовтня 2018. Процитовано 29 травня 2019.
  4. Kilogram: Disseminating the New Kilogram [ 26 жовтня 2020 у Wayback Machine.] 2018-2019
  5. . Архів оригіналу за 29 травня 2019. Процитовано 29 травня 2019.
  6. Steiner, R. L.;Williams, E. R.; Liu, R.; Newell, D. B. (2007), Uncertainty Improvements of the NIST Electronic Kilogram, IEEE Trans. Instrum. Meas., 56 (2): 592—596, doi:10.1109/TIM.2007.890590

Посилання

  • (англ.)Mass Calibrations under the New SI [ 5 грудня 2019 у Wayback Machine.]
  • (англ.), (фр.) The Kibble balance and the kilogram (La balance de Kibble et le kilogramme Author links open overlay panelStephanSchlammingerDarineHaddad) [ 20 січня 2022 у Wayback Machine.], DOI 10.1016/j.crhy.2018.11.006, 2019

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет

Vatovi terezi abo vagi Kibbla prilad dlya vimiryuvannya masi yakij stanom na pochatok XXI stolittya zabezpechuye najvishu tochnist vimiryuvannya Nazva pohodit vid odinici vimiryuvannya potuzhnosti vata oskilki vimiryuvana masa proporcijna potuzhnosti elektrichnogo strumu yakij kompensuye vagu tila Vatovi terezi laboratoriyi NIST Ideyu vatovih tereziv zaproponuvav 1975 roku B P Kibbl z Princip diyiVagi Kibbla pracyuyut u dvoh rezhimah U pershomu statichnomu Weighing Force Mode tilo masu yakogo potribno vimiryati prikriplyayetsya do kotushki pomishenoyi v silne odnoridne magnitne pole napruzhenistyu poryadka 0 5 Tl pri chomu vis kotushki zbigayetsya iz napryamom magnitnogo polya Strum u kotushci pidbirayetsya tak shob sila Ampera urivnovazhuvala silu tyazhinnya tila B L I m g displaystyle BLI mg de B magnitna indukciya L dovzhina providnika u kotushci I sila strumu m masa tila g priskorennya vilnogo padinnya Dlya kalibruvannya vagi vikoristovuyut vagi u dinamichnomu rezhimi Velocity Calibration Mode Tu zh samu kotushku peremishayut v tomu zh magnitnomu poli z vidomoyu shvidkistyu v Pri comu vinikaye elektrorushijna sila U U B L v displaystyle U BLv Takim chinom znachennya BL staye vidomim Viklyuchayuchi z dvoh rivnyan dobutok BL otrimuyut I U m g v displaystyle IU mgv Vsi mnozhniki cogo rivnyannya mozhna viznachiti nadzvichajno tochno strum i naprugu za dopomogoyu kvantovo elektrichnih efektiv misceve gravitacijne pole za dopomogoyu ultra chutlivogo pristroyu sho nazivayetsya absolyutnim gravimetrom shvidkist shlyahom vidstezhennya ruhu kotushki za dopomogoyu lazernoyi interferometriyi yaka diye v masshtabi dovzhini hvili lazernogo svitla Tochnist vimiryuvannya cih velichin na pochatok tretogo tisyacholittya nastilki visoka sho vatovi terezi za umovi fiksovanogo znachennya kvantu diyi staloyi Planka zaminili soboyu etalon kilograma Visoku tochnist vimiryuvannya naprugi mozhna otrimati za dopomogoyu efektu Dzhozefsona a visoku tochnist vimiryuvannya sili strumu za dopomogoyu kvantovogo efektu Holla Stanom na pochatok 2011 najvisha tochnist vimiryuvannya dosyagnuta v NIST vidnosna pohibka stanovila 3 6 10 8 PrimitkiMaterese Robin 14 travnya 2018 NIST angl Arhiv originalu za 22 listopada 2018 Procitovano 29 travnya 2019 Kibble B P 1975 Sanders J H Wapstra A H red Atomic Masses and Fundamental Constants 5 New York Plenum s 545 51 www bipm org Arhiv originalu za 9 zhovtnya 2018 Procitovano 29 travnya 2019 Kilogram Disseminating the New Kilogram 26 zhovtnya 2020 u Wayback Machine 2018 2019 Arhiv originalu za 29 travnya 2019 Procitovano 29 travnya 2019 Steiner R L Williams E R Liu R Newell D B 2007 Uncertainty Improvements of the NIST Electronic Kilogram IEEE Trans Instrum Meas 56 2 592 596 doi 10 1109 TIM 2007 890590Posilannya angl Mass Calibrations under the New SI 5 grudnya 2019 u Wayback Machine angl fr The Kibble balance and the kilogram La balance de Kibble et le kilogramme Author links open overlay panelStephanSchlammingerDarineHaddad 20 sichnya 2022 u Wayback Machine DOI 10 1016 j crhy 2018 11 006 2019

Дата публікації:
Топ