1. Precizaţi metodele de masurare, directe sau indirecte, folosite in urmatoarele cazuri:- determinarea duritatii materialelor metalice prin metoda Brinell,- masurarea presiunii cu un manometru cu plutitor,- determinarea rezistentei electrice cu ajutorul unui ampermetru si a unui voltmetru. Justificaţi răspunsurile.

a.Determinarea durităţii Brinell este una dintre cele mai folosite metode de evaluare a durităţii materialelor. Ea se aplică materialelor ce au duritatea posibilă mai mare de 450 HB, când se foloseşte ca penetrator o bilă din oţel,şi a celor ce au duritatea cuprinsă între 450 şi 650 HB, când se foloseşte ca penetrator o bilă din carbora de wolfram. Metoda constă din imprimarea, cu o forţă F, a unei bile de diametru prescris D, perpendicular pe suprafaţa piesei de încercat. Bila utilizată ca penetrator trebuie să Aibă o duritate cu minimum 70 % mai mare decât duritatea materialului de încercat.

b.După valoarea presiunii măsurate deosebim:− manometre, dacă presiunea măsurată este mai mare decât presiunea atmosferică;−vacumetre, dacă presiunea măsurată este mai mică decât cea atmosferică;−manovacumetre,dacă pot măsura şi presiuni mai mari şi presiuni mai mici decât presiunea atmosferică;−manometre diferenţiale dacă măsoară diferenţa dintre două presiuni.

Aparate cu rezervorAparatul cu rezervor reprezinta o varianta a celui cu tub U la care unul dintre brate s-aînlocuit printr-un rezervor ce are o sectiune mult mai mare decât a tubului. Aparatul se fixeaza pe un suport, iar tubului i se ataseaza o scara gradata.Atunci când aparatul este în stare de repaus, nivelul lichidului manometric în tub se afla în dreptul reperului zero al scarii gradate. Racordarea aparatului la sursa de presiune trebuie facuta astfel încât denivelarea lichidului manometric sa fie întotdeauna în sensul ridicarii nivelului în tub si al scaderii în rezervor.Acest lucru se obtine astfel: daca aparatul se foloseste ca manometru, rezervorul se pune în legatura cu sursa de presiune iar tubul se lasa în legatura cu atmosfera; daca aparatul se foloseste ca vacuummetru, rezervorul se lasa în legatura cu atmosfera iar tubul se pune în legatura cu sursa de presiune.

c.Masurarea rezistentelor prin metoda ampermetrului si voltmetrului

Metoda ampermetrului si voltmetrului este o metoda indirecta si presupune trei etape in procesul masurarii si anume:- se masoara tensiunea Ux la bornele consumatorului cu ajutorul unui voltmetru;- se masoara intensitatea Ix curentului prin consumator cu un ampermetru;- se calculeaza rezistenta consumatorului prin introducerea valorilor obtinute anterior in expresia matematica a legii lui Ohm:

In montajele volt-ampermetrice voltmetrul poate fi legat inainte sau dupa ampermetru, rezultand astfel doua montaje de masurare a rezistentelor prin aceasta metoda si anume:- montajul amonte- montajul aval

Montajul amonte, reprezentat, are voltmetrul legat inainte ampermetrului.Voltmetrul masoara o tensiune U, diferenta de valoarea tensiunii Ux la bornele rezistentei. Tensiunea masurata este egala cu suma dintre tensiunea de la bornele rezistentei Ux si caderea de tensiune pe rezistenta interna rA a ampermetrului, UA: U= UA+UX= rA I + RX I

UX= U - UA

Rezistenta calculata cu valorile masurate Ix si U este diferita de valoarea Rx si anume: Se observa ca in situatia cand rA<<Rx se poate neglija rA si rezistenta necunoscuta Rx rezulta direct din indicatile aparatelor.

Montajul aval este reprezentat si are voltmetrul montat dupa ampermetru. I= Ix + Iv,unde Iv este curentul prin voltmetru. Voltmetrul masoara o tensiune U egala cu tensiunea de la bornele rezistentei Rx: U = Ux Se observa ca abaterea marimii masurate R fata de valoarea reala Rx se datoreaza intensitatii curentului care trece prin voltmetru Iv. Curentul Iv trebuie sa aiba valoarea foarte mica in raport cu valoarea curentului Ix pentru a putea fi neglijat. Acest lucru este posibil daca rezistenta interna a voltmetreului rv este foarte mare, deoarece conform legii lui Ohm, intensitatea curentului printr-o latura de circuit este invers proportionala cu rezistenta acesteia: rv >> Rx , atunci Iv << Ix Deci Iv poate fi neglijat in raport cu Ix, iar valoarea rezistentei R calculate este aproximativ egala cu valoarea reala Rx:

2. Indicaţi metodele de masurare, prin comparaţie simultana sau comparaţie succesiva, utilizate pentru:- determinarea masei cu o balanţa cu braţe de lungimi diferite,• masurarea forţei cu un dinamometru,- determinarea temperaturii cu un pirometru optic,- masurarea grosimilor straturilor depuse cu ajutorul aparatului T-MIKE.Justificaţi răspunsurile.

Metode de măsurare prin comparare succesivă Metodele de comparare succesivă au avantajul simplificării operaţiei de măsurare. Compararea succesivă se impune ca metodă de măsurare a mărimilor fizice pentru care este imposibil, dificil sau incomod de realizat un etalon care să servească pentru compararea directă. Metoda de comparare succesivă este specifică aparatelor de măsurat indicatoare, în care au loc una sau mai multe conversii ale mărimii de măsurat.

Comparatia simultana- masurandul este comparat cu una sau mai multe valori de referinta ale aceleasi marimi fundamentale furnizate de un etalon care participa la fiecare masurand

Comparatia succesiva- marimea de referinta nu participa la fiecare masurare. Etalonarea este folosita pentru etalonul initial si pentru etalonarea periodica a unui aparat care stocheaza inmemoria sa informatia de etalonare.

a.Determinarea masei cu o balanta cu brate de lungimi diferite

Masa este o marime fundamental si se defineste prin marimea scalar de stare care masoara proprietatea materiei de a fi inerta si de a produce un camp gravitationalAceasta metoda nu se foloseste decat in cazul in care justetea balantei satisfice gradul de precizie declarat. Comparatia indirecta simpla consta in compararea masurandului x si a referintei x0, cu ajutorul unui aparad de comparative 1:1. Rezultatul masurarii va fi exprimat prin formulaX=k*x0

k- coeficientul specific aparatului folositIn cazul cantaririi unei mase cu ajutorul unei balante cu parghii de lungimi diferite, factorul k este k= k2/k1, l- lungimile parhiilor

- Comparatia prin metoda efectelor egale ( metoda substitutiei)

Ex:masurarea unei mase cu o balanta cu parghii de lungimi diferite. Se foloseste o marime auxiliara numita fara cu greutate cu valoare cunoscuta, cu valoare apropiata de a masurandului, si a referintei.Pe un talon se aseaza masurandul x, pe celalalt xz, care se modifica pana la echilibrarea balantei. Se mentine tara pe acelasi talerEroarea sistematica a aparatului se elimina printr-o masurare dubla.

Cele doua marimi de masurat s-au aplicat succesiv aparatului egalitatea lor fiind semnalata de faptul ca au acelasi efect asupra aparatuluiRezulatele masurarii nu depend de raportul lungimilor parghiilor balantei sau valoarea tarei. l1 0 l2

Σ=M₀=0 x*l1=x₀*l2

3. Stabiliti care dintre mărimile urmatoare pot fi masurate prin comparaţie 1:1 directa: unghiul plan, rezistenta electrica, volumul unui corp geometric, densitatea unui material in stare solida. Justificaţi răspunsurile.

Comparatia 1:1 este directa atunci cand masurandul este separat de marimea de referinta in mod nemijlocit.Comparatie simultana: - directa 1:1 - indirecta 1:1Comparatia 1:1 directa se imparte in

- comparatie diferentiala- comparatie de zero

Masurarile urmatoare pot fi comparate prin comparatia 1:1 directa- unghiul plan

4. In ce situatii sensibilitatea unui mijloc de masurare este o mărime dimensionala? Care este dimensiunea sensibilităţii unui termocuplu? Un termocuplu genereaza o tensiune electrica datorita diferenţei de temperatura folosind anumite cupluri de materiale

Sensibilitatea unui mijloc de masurare este o marime dimensionala datorata pragului de sensibilitateRezolutia este o marime ce caracterizeaza iesirea, pragul de sensibilitate intrarea, iar sensibilitatea reprezinta o caracteristica de transfer a mijlocului de masurareS= Δy/ Δx

B sensibilitatea unui termocuplu este datorata materialelor folosite care trebuie sa fie obtinute cu un grad mare de puritate, sa dea indicatii reproductibile si sa aiba o variatie liniara a tensiunii termoelectromotoareE=St

Un termocuplu genereaza o tensiune electrica datorata diferentei de temperatura folosind anumite cupluri de materiale