衡器(weighing machine),稱量物體重量的器具,如秤、天平等。
衡器廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、科研、醫(yī)療衛(wèi)生等部門。衡器是利用胡克定律或力的杠桿平衡原理測定物體質(zhì)量的。衡器主要由承重系統(tǒng)(如秤盤)、傳力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(如杠桿傳力系統(tǒng))和示值系統(tǒng)(如刻度盤)3部分組成。衡器按結(jié)構(gòu)原理可分為機械秤、電子秤、機電結(jié)合秤三大類。機械秤又分杠桿秤和彈簧秤。按衡量方法分非自動秤和自動秤。其主要品種有天平、桿秤、案秤、臺秤、地中衡、地上衡、軌道衡、皮帶秤、郵政秤、吊秤、配料秤和袋裝秤等。衡器發(fā)展的重點是電子衡器。程控、群控、電傳打印記錄、屏幕顯示等現(xiàn)代技術(shù)的配套使用,使衡器功能齊全,效率更高。通過衡量物體的重量(所受重力的大小)來測定該物體質(zhì)量的器具。某些衡器習慣上稱為秤。衡器廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、科研、醫(yī)療衛(wèi)生等部門。衡器是利用力的形變平衡原理(虎克原理)或力的杠桿平衡原理測定物體質(zhì)量的。形變平衡根據(jù)被測物自身重量所引起的彈性體形變量來測定被測物質(zhì)量,形變量隨著重力加速度的變化而變化;杠桿平衡根據(jù)標定砝碼重量與被測物重量在杠桿上的平衡來測定被測物質(zhì)量。杠桿平衡與重力加速度的變化無關(guān),但在重力加速度等于零時,衡量失效。
簡史 衡器是在商品的交換過程中產(chǎn)生和發(fā)展的。人類最早使用的衡器是原始天平。約在公元前5000年,埃及就已使用等臂天平秤(圖1 )。它是在簡易杠桿中點設(shè)一支點,在杠桿一端(圖中右端)的盤(鉤)上放置被測物,在另一端(圖中左端)的盤上逐個放置形狀、質(zhì)量一樣的物體,當這種裝置平衡時,就意味著兩邊的質(zhì)量相等,并可從左端物體的個數(shù)推定右端被測物的質(zhì)量。
中國的度量衡制始于公元前2500年的"黃鐘"律。據(jù)記載,"度本于黃鐘之長,量本于黃鐘之侖,權(quán)衡本于黃鐘之重"。黃鐘器已失傳。夏代,中國始用權(quán)衡作為稱重器具。權(quán)相當于砝碼,衡指杠桿。杠桿正中有一小孔用作支點,在桿的兩端各懸有掛鉤,一邊掛被稱物,一邊掛權(quán)。每一副權(quán)衡都有一組權(quán)。權(quán)的重量逐一遞增,以稱不同重量。漢代出現(xiàn)木質(zhì)桿秤,此后一直沿用了2000多年。
18世紀,蘇格蘭化學家J.布萊克首次將刀子、刀承應用在天平上,從而制得精確的稱重器具。1831年,美國人T.費爾班克斯發(fā)明臺秤,綜合了不等臂桿秤和天平的優(yōu)點,使各種機械式衡器趨于完善。20世紀中葉出現(xiàn)了簡單的電子衡器,使衡器跨入電子時代。微處理機與稱重傳感器的結(jié)合引起了稱重領(lǐng)域的變革,此后,微處理機在稱重尤其是在動態(tài)稱重方面的應用愈來愈廣,已基本取代原來結(jié)構(gòu)復雜的計算系統(tǒng)。微電子技術(shù)的不斷發(fā)展,大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn),使得稱重與過程控制等功能可以合并到同一電子單元中。20世紀80年代,電子衡器已遍及從微量稱重到大型專業(yè)稱重的各個領(lǐng)域,衡器產(chǎn)品已發(fā)展到上千個規(guī)格品種,靜態(tài)準確度一般都在0.1%以上,動態(tài)準確度一般在1%~0.2%。
中國約有250個衡器制造廠,能成批生產(chǎn)大型專用衡器19類、150多個品種、500多個規(guī)格。機械式衡器生產(chǎn)具有相當規(guī)模,電子衡器已形成年產(chǎn)幾萬臺的能力。
分類 衡器按結(jié)構(gòu)原理可分為機械秤、電子秤、機電結(jié)合秤三大類,機械秤又分為杠桿秤(包括等臂杠桿秤也即狹義的天平、不等臂杠桿秤)和彈簧秤。衡器還可按衡量方法分為非自動衡器和自動衡器。衡器的主要品種有天平、桿秤、案秤、臺秤、地中衡、地上衡、軌道衡、皮帶秤、郵政秤、吊秤、配料秤和裝袋秤等。
結(jié)構(gòu) 衡器主要由承重系統(tǒng)、傳力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和示值系統(tǒng)3部分組成。
承重系統(tǒng) 其結(jié)構(gòu)取決于所稱物體的形態(tài)。臺秤、地中衡一般配用平板承重機構(gòu);專門衡量一種物體的秤,則配有能縮短衡量時間、減少操作繁重性的專用承重機構(gòu),如:衡量顆粒狀物料的秤上設(shè)置簸箕式秤盤,衡量液體的秤則安裝專用貯盛器。此外,承重機構(gòu)的形式還有軌道衡的軌道、皮帶秤的運輸帶,吊秤的吊鉤等。承重系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)雖各不相同,但功能卻是一致的。
傳力轉(zhuǎn)換系統(tǒng) 是決定衡器計量性能的關(guān)鍵部件。通常采用杠桿傳力系統(tǒng)和形變傳力系統(tǒng)。
杠桿傳力系統(tǒng)主要由承重杠桿、傳力杠桿、支架零件和聯(lián)結(jié)零件如刀子、刀承、吊鉤、吊環(huán)等組成。圖2中,承重杠桿1和2承受由承重機構(gòu)T傳來的荷重G,傳力杠桿3將荷重從承重杠桿傳到示值機構(gòu)──計量杠桿4。
形變傳力系統(tǒng)中,彈簧是人們最早使用的形變傳力機構(gòu)。彈簧秤的稱量可從1毫克到數(shù)十噸,所用的彈簧有石英絲彈簧、平卷彈簧、螺旋彈簧和盤形彈簧。彈簧秤受地理位置、溫度等因素的影響較大,計量準確度較低。為獲得較高的準確度,人們研制了各種稱重傳感器,如電阻應變式、電容式、壓磁式和振弦式稱重傳感器等,以電阻應變式傳感器使用最廣。
示值系統(tǒng) 機械秤的示值系統(tǒng)主要采用具有刻度標志的計量杠桿或刻度盤。前者利用增砣、游砣、砝碼來平衡計量杠桿以獲得讀數(shù);后者通過指針沿扇形或圓形分度盤的轉(zhuǎn)動來表示衡量結(jié)果。電子秤的示值系統(tǒng)為稱重顯示器,它有數(shù)字顯示和模擬刻度顯示兩種。
發(fā)展趨勢 衡器發(fā)展的重點是電子衡器。程控、群控、電傳打印記錄、屏幕顯示等現(xiàn)代電子技術(shù)的配套使用,將使衡器功能齊全,效率更高。采用放射性原理和液壓傳動比原理的計量設(shè)備將得到有限的發(fā)展。在稱重與生產(chǎn)過程的結(jié)合中,機電結(jié)合式衡器具有較好的經(jīng)濟效果,預計其應用范圍將進一步擴大。在具備基本計量性能的同時,對衡器的商用價值和可靠性要求也將逐步提高。衡量價值較高的商品時,要求其計量準確度較高;衡量價值較低的商品時,則主要考慮計量效率。這將促使衡器向多樣化、多層次方向發(fā)展。
以上的衡器公司的數(shù)據(jù)編輯年代是1988年還是2008年,
生活中的衡器有天平、桌秤、臺秤、吊秤、平地磅、汽車衡等,種類有電子計重秤、高精電子秤、計價秤、計數(shù)秤、防水秤、防腐秤、牲畜秤、液壓叉車秤、鋼瓶秤等 |