ВЕСЫ́
-
Рубрика: Технологии и техника
-
-
Скопировать библиографическую ссылку:
ВЕСЫ́, средство для определения массы (веса) тела. Измерение массы тела (взвешивание) производят методом сравнения действующей на него силы тяжести с силой тяжести эталонной массы, условно принятой за единицу измерения (грамм, килограмм, тонна и др.). Противодействующая сила может создаваться, напр., гирей или механич. воздействием на элементы (напр., весоизмерит. датчики), упругие свойства которых определяются законом Гука. В. – одно из древнейших измерит. средств, известное за 2,5 тыс. лет до н. э. в Вавилоне и 2 тыс. лет до н. э. в Египте. Простейшие В. представляли собой дерев. коромысло – рычаг с прикреплёнными на концах чашками (для гири и взвешиваемого тела). Позднее в В. дерев. детали были заменены металлическими, для закрепления рычага стали использовать шарнир, появился указатель веса (массы) в виде свободно поворачивающейся стрелки и др. Вопросами точного взвешивания занимался Аристотель, который в 4 в. до н. э. предложил теорию неравноплечих В. На Руси В. известны с 10 в. Описание точных В., погрешность которых не превышала 0,1%, дал араб. учёный аль-Хазини в 12 в. Общую теорию В. предложил Л. Эйлер (1747), значит. вклад в точные измерения массы сделали А. Л. Лавуазье, М. В. Ломоносов, Д. И. Менделеев.
Существует множество систем и конструкций В., которые отличаются кинематич. системами, отсчётными устройствами, способами нагружения, регистрацией результатов взвешивания и др. В зависимости от назначения В. делятся на лабораторные, бытовые, технические. По характеру действия нагрузки различают В. статич. взвешивания (в т. ч. товарные, багажные, почтовые, мед., вагонные, крановые и др.) и для взвешивания в движении, напр. транспортных средств перед складом, переездом; грузов на конвейере (непрерывного действия). По принципу действия В. подразделяются на механич. и электромеханические; по способу установки на месте эксплуатации – стационарные, переносные, передвижные, подвесные, встроенные, настольные, напольные и др.
В механических В. взвешивание происходит в результате уравновешивания силы тяжести взвешиваемого груза гирей известной массы (гирные, рычажные, квадрантные, циферблатные) или при растяжении (сжатии) пружины, а также уравновешивания момента силы тяжести груза закрученной кварцевой или металлич. нитью (торсионные, крутильные). В результате взаимодействия системы рычагов и грузов получают информацию, отображаемую на шкале по показанию подвижной стрелки. Рычажные и гирные В. имели преимуществ. распространение вплоть до нач. 21 в.; изготовление рычажных В. сокращается.
Электромеханические (электронные) В. получили распространение в кон. 1990-х гг. Принцип действия В. основан на деформации упругих элементов (стержней, пластин, колец), возникающей под действием нагрузки (груза), преобразуемой в аналоговый или дискретный электрич. сигнал, изменяющийся пропорционально массе груза. В. имеют рычажную систему (для передачи силы тяжести взвешиваемого груза весоизмерит. датчику), снабжены электронным устройством для считывания показаний результатов измерений. Сигнал, преобразуемый в цифровое значение, выводится на дисплей. Как правило, В. оснащены процессором, программирующим и записывающим устройствами (для получения и хранения информации, настройки и др.). Управление В. и ввод информации осуществляются с помощью клавиш, расположенных на лицевой панели. В. могут иметь автоматич., полуавтоматич. и неавтоматич. уравновешивание, автоматич. изменение дискретности отсчёта и цены поверочного деления, а также разл. устройства для определения массы и стоимости взвешиваемого груза, подсчёта однотипных деталей во взвешиваемой партии; замены единицы измерения массы (напр., вместо грамма – фунт, карат). В. с цифровым отсчётом удобны в эксплуатации и обладают широким набором сервисных функций обработки результатов взвешивания благодаря наличию процессора, большого объёма оперативной памяти, развитого программного обеспечения (напр., могут показывать среднее значение веса груза за определённое время, число изделий в партии, дозировать сыпучие вещества в автоматич. режиме и др.).
Осн. метрологич. и технич. характеристики В. зависят от класса точности и назначения. В практич. деятельности применяют В., которые имеют наименьший предел взвешивания от 1 мг (г, кг) до 4–5 т, наибольший предел – 400 т и более; дискретность отсчёта от 1 мкг (мг, г) до 200 кг и более; допускаемую погрешность – от нескольких мкг до сотен кг; диапазон рабочих темп-р от –50 до 50 °С и более.
В. могут иметь устройство для калибровки (с помощью гири или встроенного в корпус эталонного груза); выполнять функции сравнения поверяемых гирь разл. класса точности с соответствующими эталонами массы (см. Компаратор в метрологии).
В., предназначенные для применения в здравоохранении, в области охраны окружающей среды, обеспечения безопасности труда, для проведения торговых операций и др., подлежат обязательному гос. контролю и надзору.