Весы: виды и классификация¶
Весы — устройство или прибор для определения массы тел по действующей на них силе тяжести. Представляют собой одно из древнейших измерительных приспособлений человечества; применяются в торговле, промышленности, науке, медицине и быту. Действие весов основано либо на уравновешивании измеряемой массы эталонной (рычажные, коромысловые), либо на преобразовании силы тяжести в электрический или механический сигнал (пружинные, тензометрические, электронные).
¶Принцип действия и общая классификация
По физическому принципу различают три основные группы:
- Рычажные (механические) — уравновешивают массу груза гирями или противовесом. Классический пример — коромысловые весы с двумя чашками.
- Пружинные (механические) — измеряют силу упругой деформации пружины, пропорциональную весу тела. Проградуированы в единицах массы.
- Электронные (тензометрические, вибрационные и др.) — преобразуют деформацию чувствительного элемента в электрический сигнал, который обрабатывает микропроцессор.
По назначению весы делят на торговые, лабораторные, промышленные, медицинские, бытовые, автомобильные, железнодорожные и специальные (например, для взвешивания животных или багажа).
¶Рычажные весы
¶Коромысловые (равноплечие)
Древнейший тип: на концах коромысла подвешены две чашки. Массу определяют подбором гирь. Использовались в торговле с античности, лежат в основе аптекарских и аналитических весов. Точность зависит от чувствительности коромысла и качества опорной призмы.
¶Неравноплечие и квадрантные
В неравноплечих весах груз уравновешивается перемещаемой по шкале гирей постоянной массы (безмен). Квадрантные (циферблатные) весы показывают массу стрелкой на шкале при неизменном противовесе. Распространены в торговле как настольные циферблатные весы.
¶Пружинные весы
Работают за счёт растяжения или сжатия пружины. Просты и компактны, но их показания зависят от ускорения свободного падения, поэтому на разных широтах и высотах они дают разные результаты. Типичные представители — бытовые кухонные весы с пружиной, безмены, динамометры. Точность обычно невысока.
¶Электронные весы
Наиболее массовый современный класс. Основу составляет тензометрический датчик (тензорезистор), меняющий сопротивление при деформации. Сигнал оцифровывается и выводится на дисплей. Разновидности:
- Торговые — с расчётом стоимости, печатью чеков, связью с кассой.
- Лабораторные — аналитические и полумикроаналитические, с дискретностью до 0,0001 г и ниже.
- Промышленные и платформенные — для больших масс, встраиваются в технологические линии.
- Медицинские — напольные для измерения массы тела, часто с анализом состава тела.
- Бытовые — кухонные, напольные, для багажа.
Электронные весы обеспечивают высокую точность, автоматическую тарировку, запоминание результатов и передачу данных.
¶Специальные виды
- Автомобильные — платформы для взвешивания транспорта, в том числе в движении (динамические).
- Железнодорожные — для вагонов и составов.
- Крановые — встроены в грузоподъёмные механизмы.
- Дозаторы — фасовочное оборудование, отвешивающее заданную порцию.
- Весы для животных — с платформой и ограждением.
¶История
Простейшие коромысловые весы известны с III–II тысячелетия до н. э. в Египте и Месопотамии. В Древней Руси применялись безмены и скальные (коромысловые) весы; упоминания встречаются в письменных источниках и в «Русской правде». В XIX веке появились циферблатные и пружинные конструкции. В XX веке распространились электронные и тензометрические приборы, а с конца XX века — цифровые с микропроцессорным управлением.
¶Метрологические характеристики
Основные параметры весов:
| Характеристика | Значение |
|---|---|
| Наибольший предел взвешивания (НПВ) | максимальная масса груза |
| Наименьший предел | минимальная масса, взвешиваемая с нормируемой точностью |
| Дискретность (цена деления) | шаг индикации |
| Погрешность | отклонение показаний от истинной массы |
| Класс точности | по ГОСТ и международным нормам |
В России весы как средства измерений подлежат обязательной поверке и внесению в Государственный реестр средств измерений.
¶Применение и значение
Весы — базовый инструмент торговли, промышленности, науки и медицины. Они обеспечивают единство измерений массы, лежат в основе учёта товаров, дозирования веществ, лабораторных исследований, контроля технологических процессов. Развитие электроники расширило функции весов: они интегрируются с учётными системами, кассовыми терминалами, логистическими комплексами.
¶Интересные факты
- Символ весов (Фемида с мечом и весами) олицетворяет правосудие и взвешенность решений.
- Знак зодиака Весы — единственный, обозначающий неживой предмет.
- Эталон килограмма, хранившийся во Франции, до 2019 года служил основой определения единицы массы; затем перешли к квантовым эталонам.
Источники: ГОСТ 29329-92 «Весы для статического взвешивания», Большая российская энциклопедия (статья «Весы»), материалы по метрологии и истории измерительной техники.