«

»

May 20 2013

Probleme grele, rezolvări ușoare

Mai țineți minte cîntarul ăla din cabinetul medical al școlii, pe care asistenta te cocoța, după care mișca o greutate mare și una mică pînă cînd bara pe care era greutatea mică stătea în echilibru? Și asta sigur nu vă mai amintiți din liceu, da’ să încercăm: punte Wheatstone? Nu? Nimeni? Păcat, pentru că cele două se leagă mișto în povestea de azi: cum funcționează cîntarele din jurul nostru, de la cel din baie, pe care de atîtea ori vi-l doriți mai puțin precis, sau cel puțin mai mincinos, pînă la ăla micu’, de bucătărie, pentru cîntărit zahărul în prăjituri. La ăsta chiar vrem precizie și sinceritate, cică.

De fapt, principiul de bază e același la toate cîntarele, de la ălea care cîntăresc tiruri pînă la cele extrem de fine, medicale: greutatea de măsurat produce un efect care este compensat, iar compensarea este măsurabilă. Cum ar fi o balanță, la care greutatea se află punînd în celălalt taler mase cunoscute, pînă la echilibrare. Doar că la cîntarele comune greutatea e compensată fie prin forța unui arc, fie prin pîrghii care reduc sarcina, astfel încît să folosim greutăți mult mai mici pentru echilibrare (cîntarul de la școală), fie hidraulic sau pneumatic, fie cu ajutorul unor electromagneți care generează forțe opuse greutății și egale cu ea (cazul balanțelor analitice din farmacii).

strain gaugeLa cîntarului din baie, greutatea voastră este “tradusă” în variații ale rezistenței electrice dintr-un circuit. Cum? Cu ajutorul unor agerimi numite “tenzosenzori”, sau senzori de tensiune. Și senzorii ăștia, la fel ca busolele sau accelerometrele digitale, se folosesc de o lege fizică foarte simplă: rezistența unui conductor e invers proporțională  cu aria acestuia. E logic: cu cît ceva e mai gros, cu atît mai ușor trec sarcinile prin “ceva”-ul respectiv. Și, așa cum vedeți în desen, cînd tenzosenzorul este tensionat, suprafața conductorilor se reduce puțin, deci rezistența lor crește. Și invers, la compresie. Mai departe, rămîne doar să măsurăm variațiile în rezistență ca să deducem greutatea măsurată.

punte wheatstoneAici intervine puntea Wheatstone: un circuit simplu, în care trei rezistențe cunoscute (dintre care una variabilă) sînt folosite pentru a măsura pe o a patra, necunoscută. Printr-o echilibrare, fix ca la o balanță: rezistențele sînt dispuse pe două brațe, iar cînd prin mijlocul celor două brațe nu trece nici un curent (chestie care se rezolvă prin reglarea rezistenței variabile) se poate calcula valoarea rezistenței necunoscute. Deci, în cazul nostru, se poate afla greutatea obiectului măsurat.

Și știți care va fi pasul următor, cu atîta miniaturizare? O să avem cu toții cîntare în telefoanele mobile. Și ceva îmi spune că va crește brusc numărul de ecrane crăpate și schimbate în America…

Text apărut în Cațavencii din 15 mai 2013.

 

4 comments

Skip to comment form

  1. Mostrofontz

    “O să avem cu toții cîntare în telefoanele mobile” – asta mi-ar mai lipsi… La cat m-am ingrasat de cand m-am lasat de fumat ma mir ca nu plesneste oglinda… Cantarele ma deprima…

  2. Tata Uraniu

    :P

  3. dominic

    Cu ecranele de telefon se rezolva usor… Viitoarele telefoane vor avea tot 9 mm grosime, doar ca 7 mm va fi sticla ecranului :)

  4. Tata Uraniu

    :D

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

:D :-) :( :o 8O :? 8) :lol: :x :P :oops: :cry: :evil: :twisted: :roll: :wink: :!: :?: :idea: :arrow: :| :mrgreen: