Весы: виды, устройство и применение¶

Весы — это измерительные приборы, предназначенные для определения массы тел путём сравнения с эталонными массами или преобразования силы тяжести в измеримый сигнал. Весы относятся к средствам измерений и подлежат поверке в соответствии с законодательством Российской Федерации об обеспечении единства измерений. По принципу действия, конструкции и классу точности весы подразделяются на несколько принципиально различных типов.

¶Классификация

Весы классифицируют по нескольким признакам:

• По принципу действия — механические, электромеханические, электронные (цифровые).
• По назначению — лабораторные, промышленные, торговые, бытовые, медицинские, ювелирные, автомобильные (весы для транспортных средств), складские, лабораторные аналитические.
• По классу точности — от бытовых (обычно III класс и ниже) до аналитических высокоточных (I класс и выше).
• По способу взвешивания — равноплечие рычажные, одноплечие, маятниковые, электронные с тензодатчиком.

¶Механические весы

¶Равноплечие рычажные весы

Наиболее классический тип. Работают на принципе равновесия рычага: две чаши подвешены к концам коромысла (рычага) равной длины. При равенстве масс на обеих чашах коромысло занимает горизонтальное положение. К этому типу относятся аптекарские и лабораторные весы с набором гирь. Точность зависит от точности изготовления ножей и коромысла; высококлассные механические весы способны обеспечивать точность до 0,1 мг и выше.

¶Одноплечие весы

Одна из чаш заменена грузом, перемещаемым вдоль градуированной шкалы (система Роберваля или подобные). Масса объекта определяется по положению груза на рычаге. Такие весы удобны для быстрых измерений, применяются в медицинских и бытовых целях.

¶Маятниковые весы

Принцип основан на периоде колебаний маятника. Масса взвешиваемого тела определяется по изменению периода колебаний маятника под действием нагрузки. Маятниковые весы исторически применялись в стационарных условиях, в частности на промышленных предприятиях и в геодезии.

¶Электронные весы

Современный преобладающий тип весов, в котором механическое усилие преобразуется в электрический сигнал. Основной элемент — тензодатчик (тензорезистор), деформирующийся под нагрузкой; изменение сопротивления измеряется электронной схемой и отображается на цифровом дисплее.

¶Лабораторные аналитические и прецизионные весы

Предназначены для взвешивания с высокой точностью — от 0,1 мг до 0,001 мг. Снабжены системой электромагнитной компенсации, антивибрационным корпусом, функцией внутренней калибровки. Производятся российскими предприятиями, например, ОАО «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» (Санкт-Петербург) и рядом других заводов.

¶Торговые весы

Применяются в розничной торговле для взвешивания товаров. В Российской Федерации торговые весы подлежат обязательной метрологической поверке и должны соответствовать требованиям законодательства о защите прав потребителей. Бывают механическими (рычажными) и электронными; электронные торговые весы часто оснащены фискальными функциями и принтерами чеков.

¶Промышленные и складские весы

Предназначены для взвешивания грузов большой массы — от десятков килограммов до сотен тонн. К ним относятся платформенные весы, весы-тележки, весы для взвешивания автотранспорта (автомобильные весы, весовые комплексы). Автомобильные весы могут быть стационарными (встроенные в дорогу) и передвижными.

¶Бытовые и медицинские весы

Бытовые весы предназначены для взвешивания людей и мелких предметов в домашних условиях; медицинские — для определения массы тела пациента в клиниках, часто с ростомером и расчётом индекса массы тела. Медицинские весы подлежат поверке.

¶Ювелирные весы

Относятся к разряду прецизионных: точность составляет обычно 0,01–0,001 г. Применяются в ювелирном деле, при работе с драгоценными металлами и камнями, а также в химических лабораториях.

¶Историческая справка

Весы являются одним из древнейших измерительных приборов. Равноплечие весы известны с III тысячелетия до н. э. — их изображения встречаются в Древнем Египте и Месопотамии. В Древней Руси для взвешивания использовались весы с коромыслом и чашами; для крупных грузов применялись так называемые «весы-тяжеловесы». В XIX веке получили распространение одноплечие весы Роберваля и десятичные весы Метца. С появлением тензодатчиков в середине XX века началось массовое внедрение электронных весов.

¶Метрологические требования

В Российской Федерации весы как средства измерений регулируются рядом документов, включая ГОСТ Р 53228-2008 (весы рычажные лабораторные), ГОСТ 24104 (весы лабораторные прецизионные) и другие стандарты. Эксплуатация весов, применяемых в торговой деятельности и медицине, требует проведения поверки с периодичностью, установленной в паспорте прибора.

¶Применение

Весы используются практически во всех отраслях: в торговле и пищевой промышленности, в химических и фармацевтических лабораториях, в медицине, в металлургии и сельском хозяйстве, при контроле массы грузов на транспорте, в ювелирном деле и научных исследованиях.