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    衡器文化
     
          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、農業、商業、科研、醫療衛生等部門。衡器是利用胡克定律或力的杠桿平衡原理測定物體質量的。衡器主要由承重系統(如秤盤)、傳力轉換系統(如杠桿傳力系統)和示值系統(如刻度盤)3部分組成。衡器按結構原理可分為機械秤、電子秤、機電結合秤三大類。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、屏幕顯示等現代技術的配套使用,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。﹣頊y定該物體質量的器具。某些衡器習慣上稱為秤。衡器廣泛應用于工業、農業、商業、科研、醫療衛生等部門。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量的。形變平衡根據被測物自身重量所引起的彈性體形變量來測定被測物質量,形變量隨著重力加速度的變化而變化;杠桿平衡根據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量。杠桿平衡與重力加速度的變化無關,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生和發展的。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、質量一樣的物體,當這種裝置平衡時,就意味著兩邊的質量相等,并可從左端物體的個數推定右端被測物的質量。
      中國的度量衡制始于公元前2500年的“黃鐘”律。據記載,“度本于黃鐘之長,量本于黃鐘之侖,權衡本于黃鐘之重”。黃鐘器已失傳。夏代,中國始用權衡作為稱重器具。權相當于砝碼,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。每一副權衡都有一組權。權的重量逐一遞增,以稱不同重量。漢代出現木質桿秤,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.費爾班克斯發明臺秤,綜合了不等臂桿秤和天平的優點,使各種機械式衡器趨于完善。20世紀中葉出現了簡單的電子衡器,使衡器跨入電子時代。微處理機與稱重傳感器的結合引起了稱重領域的變革,此后,微處理機在稱重尤其是在動態稱重方面的應用愈來愈廣,已基本取代原來結構復雜的計算系統。微電子技術的不斷發展,大規模、超大規模集成電路的出現,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稱重的各個領域,衡器產品已發展到上千個規格品種,靜態準確度一般都在0.1%以上,動態準確度一般在1%~0.2%。
      中國約有250個衡器制造廠,能成批生產大型專用衡器19類、150多個品種、500多個規格。機械式衡器生產具有相當規模,電子衡器已形成年產幾萬臺的能力。
      分類 衡器按結構原理可分為機械秤、電子秤、機電結合秤三大類,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。
      結構 衡器主要由承重系統、傳力轉換系統和示值系統3部分組成。
      承重系統 其結構取決于所稱物體的形態。臺秤、地中衡一般配用平板承重機構;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,如:衡量顆粒狀物料的秤上設置簸箕式秤盤,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。承重系統的結構雖各不相同,但功能卻是一致的。
      傳力轉換系統 是決定衡器計量性能的關鍵部件。通常采用杠桿傳力系統和形變傳力系統。
      杠桿傳力系統主要由承重杠桿、傳力杠桿、支架零件和聯結零件如刀子、刀承、吊鉤、吊環等組成。圖2中,承重杠桿1和2承受由承重機構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──計量杠桿4。
      形變傳力系統中,彈簧是人們最早使用的形變傳力機構。彈簧秤的稱量可從1毫克到數十噸,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 機械秤的示值系統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;后者通過指針沿扇形或圓形分度盤的轉動來表示衡量結果。電子秤的示值系統為稱重顯示器,它有數字顯示和模擬刻度顯示兩種。
      發展趨勢 衡器發展的重點是電子衡器。程控、群控、電傳打印記錄、屏幕顯示等現代電子技術的配套使用,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備將得到有限的發展。在稱重與生產過程的結合中,機電結合式衡器具有較好的經濟效果,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、多層次方向發展。
     
             
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