 |
 |
|
 |
|
|
ВЕСЫ |
| Большая советская энциклопедия (БЭС) |
I
Весы
прибор для определения массы тел по действующей на них силе тяжести. В. иногда называют также приборы для измерений др. физических величин, преобразуемых с этой целью в силу или в момент силы. К таким приборам относятся, например, Токовые весы и Кулона весы. Последовательность действий при определении массы тел на В. рассмотрена в ст. Взвешивание.
В. — один из древнейших приборов. Они возникли и совершенствовались с развитием торговли, производства и науки. Простейшие В. в виде равно-плечного коромысла с подвешенными чашками (рис. 1) широко применялись при меновой торговле в Древнем Вавилоне (2,5 тыс. лет до н. э.) и Египте (2 тыс. лет до н. э.). Несколько позднее появились неравно-плечные В. с передвижной гирей (см. Безмен). Уже в 4 в. до н. э. Аристотель дал теорию таких В. (правило моментов сил (См. Момент силы)). В 12 в. арабским учёным аль-Хазини были описаны В. с чашками, погрешность которых не превышала 0,1%. Они применялись для определения плотности различных веществ, что позволяло распознавать сплавы, выявлять фальшивые монеты, отличать драгоценные камни от поддельных и т.д. В 1586 Г. Галилей для определения плотности тел сконструировал специальные гидростатические В. Общая теория В. была развита Л. Эйлером (1747).
Развитие промышленности и транспорта привело к созданию В., рассчитанных на большие нагрузки. В начале 19 в. были созданы десятичные В. (рис. 2) (с отношением массы гирь к нагрузке 1:10 — Квинтенц, 1818) и сотенные В. (В. Фербенкс, 1831). В конце 19 — начале 20 вв. с развитием поточного производства появились В. для непрерывного взвешивания (конвейерные, дозировочные и др.). В различных отраслях сельского хозяйства, промышленности, на транспорте стали применять В. самых разнообразных конструкций для взвешивания конкретных видов продукции (в сельском хозяйстве, например, зерна, корнеплодов, яиц и т.д.; на транспорте — автомобилей, ж.-д. вагонов, самолётов; в промышленности — от мельчайших деталей и узлов в точном приборостроении до многотонных слитков в металлургии). Для научных исследований были разработаны конструкции точных В. — аналитических, микроаналитических, пробирных и др.
В зависимости от назначения В. делятся на образцовые (для поверки гирь), лабораторные (в том числе аналитические) и общего назначения, применяемые в различных областях науки, техники и народного хозяйства.
По принципу действия В. подразделяются на рычажные, пружинные, электротензометрические, гидростатические, гидравлические.
Наиболее распространены рычажные В., их действие основано на законе равновесия Рычага. Точка опоры рычага («коромысла» В.) может находиться посередине (равноплечные В.) или быть смещенной относительно середины (неравноплечные и одноплечные В.). Многие рычажные В. (например, торговые, автомобильные, порционные и др.) представляют собой комбинацию рычагов 1-го и 2-го родов. Опорами рычагов служат обычно призмы и подушки из специальных сталей или твёрдого камня (агат, корунд). На равноплечных рычажных В. взвешиваемое тело уравновешивается гирями, а некоторое превышение (обычно на 0,05—0,1%) массы гирь над массой тела (или наоборот) компенсируется моментом, создаваемым коромыслом (со стрелкой) из-за смещения его центра тяжести относительно первоначального положения (рис. 3). Нагрузка, компенсируемая смещением центра тяжести коромысла, измеряется с помощью отсчётной шкалы. Цена деления s шкалы рычажных В. определяется формулой
s = k (Poc / lg),
где P0 — вес коромысла со стрелкой, с — расстояние между центром тяжести коромысла и осью его вращения, l — длина плеча коромысла, g — ускорение
свободного падения, k — коэффициент, зависящий только от разрешающей способности отсчётного устройства. Цену деления, а, следовательно, и чувствительность В., можно в определенных пределах изменять (обычно за счёт перемещения специального грузика, изменяющего расстояние с).
В ряде рычажных лабораторных В. часть измеряемой нагрузки компенсируется силой электромагнитного взаимодействия — втягиванием железного сердечника, соединённого с плечом коромысла, в неподвижный соленоид. Сила тока в соленоиде регулируется электронным устройством, приводящим В. к равновесию. Измеряя силу тока, определяют пропорциональную ей нагрузку В. Подобного типа В. приводятся к положению равновесия автоматически, поэтому их применяют обычно для измерений изменяющихся масс (например, при исследованиях процессов окисления, конденсации и др.), когда неудобно или невозможно пользоваться обычными В. Центр тяжести коромысла совмещен в этих В. с осью вращения.
В лабораторной практике всё шире применяются В. (в особенности аналитические) со встроенными гирями на часть нагрузки или на полную нагрузку (рис. 4). Принцип действия таких В. был предложен Д. И. Менделеевым. Гири специальной формы подвешиваются к плечу, на котором находится чашка для нагрузки (одноплечные В.), или (реже) на противоположное плечо. В одноплечных В. (рис. 5) полностью исключается погрешность из-за неравноплечности коромысла.
Современные лабораторные В. (аналитические и др.) снабжаются рядом устройств для повышения точности и скорости взвешивания: успокоителями колебаний чашек (воздушными или магнитными), дверцами, при открытии которых почти не возникает потоков воздуха, тепловыми экранами, механизмами наложения и снятия встроенных гирь, автоматически действующими механизмами для подбора встроенных гирь при уравновешивании В. Всё чаще применяются проекционные шкалы, позволяющие расширить диапазон измерений по шкале отсчёта при малых углах отклонения коромысла. Всё это позволяет значительно повысить быстродействие В.
В быстродействующих технических квадрантных В. (рис. 6) предел измерений по шкале отклонения коромысла составляет 50—100% от предельной нагрузки В., обычно лежащей в пределах 20 г — 10 кг. Это достигается особой конструкцией тяжёлого коромысла (квадранта), центр тяжести которого расположен значительно ниже оси вращения.
По принципу рычажных В. устроено большинство типов метрологических, образцовых, аналитических, технических, торговых (рис. 7), медицинских, вагонных, автомобильных В., а также В. автоматических и порционных.
В основу действия пружинных и электротензометрических В. положен закон Гука (см. Гука закон).
Чувствительным элементом в пружинных В. является спиральная плоская или цилиндрическая пружина, деформирующаяся под действием веса тела. Показания В. отсчитывают по шкале, вдоль которой перемещается соединённый с пружиной указатель. Принимается, что после снятия нагрузки указатель возвращается в нулевое положение, то есть в пружине под действием нагрузки не возникает остаточных деформаций.
При помощи пружинных В. измеряют не массу, а вес. Однако в большинстве случаев шкала пружинных В. градуируется в единицах массы. Вследствие зависимости ускорения свободного падения от географической широты и высоты над уровнем моря показания пружинных В. зависят от места их нахождения. Кроме того, упругие свойства пружины зависят от температуры и меняются со временем; всё это снижает точность пружинных В.
В крутильных (торзионных) В., чувствительным элементом служит упругая нить или спиральные пружины (рис. 8). Нагрузка определяется по углу закручивания нити пружины, который пропорционален создаваемому нагрузкой крутильному моменту.
Действие электротензометрических В. основано на преобразовании деформации упругих элементов (столбиков, пластин, колец), воспринимающих силовое воздействие нагрузки, в изменение электрического сопротивления. Преобразователями служат высокочувствительные проволочные Тензометры, приклеенные к упругим элементам. Как правило, электротензометрические В. (вагонные, автомобильные, крановые и т.д.) применяются для взвешивания больших масс.
Гидростатические В. применяют, главным образом, для определения плотности твёрдых тел и жидкостей. Действие их основано на законе Архимеда (см. Гидростатическое взвешивание).
Гидравлические В. по устройству аналогичны гидравлическому прессу (См. Гидравлический пресс). Отсчёт показаний производится по манометру, градуированному в единицах массы.
Все типы В. характеризуются: 1) предельной нагрузкой — наибольшей статической нагрузкой, которую могут выдерживать В. без нарушения их метрологических характеристик; 2) ценой деления — массой, соответствующей изменению показания на одно деление шкалы; 3) пределом допускаемой погрешности взвешивания — наибольшей допускаемой разностью между результатом одного взвешивания и действительной массой взвешиваемого тела;
4) допускаемой вариацией показаний — наибольшей допускаемой разностью показаний В. при неоднократном взвешивании одного и того же тела.
Погрешности взвешивания на В. некоторых типов при предельной нагрузке.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| Типы весов | Предельная нагрузка | Погрешность взвешивания |
| | | при предельной нагрузке |
|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Метрологические........... | 1 кг | 0,005 мг* |
| Образцовые 1-го и 2-го разрядов | 20 кг — 1 кг | 20 мг — 0,5 мг* |
| Образцовые 3-го разряда и | 200 г — 2 г | 1,0 мг — 0,01 мг* |
| технические 1-го класса............ | 20 кг — 1 кг | |
| Аналитические, полумикроаналитические, | 200 г —2 г | 100 мг — 20 мг |
| микроаналитические, пробирные | 200 г | 10 мг — 0,4 мг |
| Медицинские.............. | 100 г | 1,0 мг — 0,1 мг* |
| Бытовые................. | 20 г | 1,0 мг — 0,1 мг* |
| Автомобильные............. | 2 г | 0,1 мг — 0,01 мг* |
| Вагонные................ | 1 г | |
| Крутильные.............. | 150 кг | 0,02 мг — 0.004 мг* |
| | 20 кг | |
| | 30 кг — 2 кг | 0,01 мг — 0,004 мг* |
| | 50 т — 10 т | |
| | 150 т — 50 т | 50 г |
| | 1000 мг — 20 мг | |
| | 5 мг — 0,5 мг | 10 г |
| | | |
| | | 60 г —5 г |
| | | 50 кг — 10 кг |
| | | 150 кг — 50 кг |
| | | 1,0 мг — 0, 05 мг |
| | | |
| | | 0,01 мг— 0,001 мг |
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
* С применением методов точного взвешивания.
Лит.: Рудо Н. М., Весы. Теория, устройство, регулировка и поверка, М. — Л., 1957; Маликов Л. М., Смирнова Н. А., Аналитические электрические весы, в кн.: Энциклопедия измерений контроля и автоматизации, в. 1, М. — Л., 1962: Орлов С. П., Авдеев Б. А., Весовое оборудование предприятий, М., 1962; Карпин Е. Б., Расчет и конструирование весоизмерительных механизмов и дозаторов, М., 1963; Гаузнер С. И., Михайловский С. С., Орлов В. В., Регистрирующие устройства в автоматических процессах взвешивания, М., 1966.
Н. А. Смирнова.
0225152154.tif
Рис. 1. Древнеегипетские рычажные весы (гирям придавалась форма животных).
0225611940.tif
Рис. 2. Схема десятичных весов системы Квинтенца. АОК — рычаг 1-го рода, EDC — рычаг 2-го рода. Гири уравновешивают в 10 раз большую нагрузку при следующих условиях: ОА : ОВ = 10 : 1; CE : CD = OK : OB.
0262446207.tif
Рис. 3. Схема равноплечных рычажных весов: О — точка опоры коромысла AB; С и P0 — центр тяжести и вес коромысла со стрелкой; ОС = с — расстояние между точкой опоры и центром тяжести коромысла; Р — вес тела; р — перегрузок, уравновешиваемый смещением центра тяжести коромысла; l — плечо коромысла; r — длина стрелки; h — отклонение стрелки.
Рис. 4. Равноплечные двухчашечные микроаналитические весы (предельная нагрузка 20 г): 1 — коромысло; 2 — воздушные успокоители; 3 — механизмы наложения встроенных гирь (от 1 до 999 мг); 4 — экран, на который проектируется шкала отсчёта; 5 — манипулятор, выдвигающий чашку весов в окошко; 6 — перегородка, защищающая коромысло от температурных влияний и воздушных потоков; 7 — встроенные гири, имеющие вид колец.
0241060070.tif
Рис. 5. Схема одноплечных аналитических весов: 1 — коромысло; 2 — встроенные гири; 3 — грузоприёмная чашка; 4 — противовес и успокоитель; 5 — источник света; 6 — проекционная шкала; 7 — объектив; 8 — устройство для коррекции нуля; 9 — экран.
0295277763.tif
Рис. 6. Квадрантные весы с проекционной шкалой (а — общий вид, б — схема): 1 — грузоприёмная чашка; 2 — противовес-квадрант; 3 — рычаг, угол отклонения которого измеряется с помощью проекционной шкалы 4, через которую проходит световой пучок 5, проектирующий изображение шкалы на экран 6.
0285636253.tif
Рис. 7. Настольные циферблатные (торговые) весы (а — общий вид, б — схема): 1 — основной равноплечный рычаг; 2 — опорная призма; 3—4 — грузоприемные призмы; 5—6 — стойки для предотвращения опрокидывания чашек; 7 — квадрант; 8 — стрелка; 9 — шкала.
0295449735.tif
Рис. 8. Схема крутильных (торзионных) весов: 1 — спиральные пружины; 2 — рычаг для помещения нагрузки; 3 — магнитный ускоритель; 4 — стрелка; 5 — шкала.
II
Весы (лат. Libra)
зодиакальное созвездие (см. Зодиак). Самая яркая звезда 2,6 визуальной звёздной величины (См. Звёздная величина). Наиболее благоприятные условия видимости в апреле — мае. Видно в центральном и южном районах СССР. См. Звёздное небо.
|
| В. Д. Гладкий. Древний мир. Энциклопедический словарь |
| ВЕСЫ — в античности примен. чашечные В. с набором гирь и рычажные В. с передвиж. грузом, шкала к-рых позволяла непосредств. считывать измерения. В позднеантич. эпоху рычажные В. превратились в довольно точ. измерит. инст-румент за счет значит. удлинения рычага. Раскопками обнаружен набор мелких гирь 5 номиналов (890, 370, 220, 170 и 50 мг) для чашеч. В., использовавш., вероятно, в кач-ве аптекарских или ювелирных В. |
| Медицинская энциклопедия |
измерительное устройство для определения массы тела по действующей на него силе тяжести путем сравнения ее с эталонной массой (рычажные весы), компенсации нагрузки пружинным механизмом (пружинные весы) или с помощью специального преобразователя массы в электрический сигнал (электронные весы).
В медицинской практике широко используют рычажные (гиревые) неравноплечные и равноплечные В. Например, для определения массы тела взрослого человека, новорожденного, детей в возрасте до 1'/2—2 лет применяются неравноплечные В., которые имеют точку опоры, смещенную относительно середины рычага (рис. 1). В аптечной и лабораторной практике применяются равноплечные В., которые имеют точку опоры, делящую коромысло (рычаг) на 2 равных плеча. При взвешивании на одно плечо помещают тело с неизвестной массой, а на другое — уравновешивающие гири. К таким В. относятся ручные равноплечные весы с предельной нагрузкой от 1 до 100 г (рис. 2), технические аптечные весы ВА-4, а также микроаналитические весы со встроенными гирями и рычажным устройством для их наложения и снятия, снабженные специальным демпферным устройством для остановки и разгрузки подвески В. при подготовке к взвешиванию. Эти В. обычно устанавливают на прочных основаниях (кронштейны к несущим стенам) с помощью специальных винтов, имеющихся на весах.
К пружинным В. относят торсионные (или крутильные) В., которые позволяют определить массу нагрузки по углу закручивания спиральной пружины, например весы ВТ-500 (для взвешивания массы до 500 мг с погрешностью не более 1 мг). Эти В. выпускаются с ареометрическим устройством для определения относительной плотности мочи и других биологических жидкостей с пределами измерения от 1,001 до 1,060 кг/л.
В лабораторной и аптечной практике также применяются электронные весы, с помощью которых массу объекта определяют путем преобразования действующей силы тяжести в электрический ток с автоматическим высвечиванием на табло цифры, отражающей массу объекта.
Все типы В. характеризуются предельной нагрузкой — наибольшей статической нагрузкой, которую они могут выдержать без нарушения своей метрологической характеристики; ценой деления — массой, соответствующей изменению показания на одно деление шкалы; допускаемой погрешностью — наибольшей допускаемой разностью между результатами одного взвешивания и действительной массой взвешиваемого тела; допускаемым разбросом показаний — наибольшей допускаемой разностью показаний при многократном взвешивании одной и той же массы вещества, предмета.
При работе с В., особенно аналитическими, необходимо учитывать, что они являются очень тонким прибором, грубое обращение с которым может легко вывести из строя механизм взвешивания. Эталонные массы (гири) необходимо содержать в чистоте, беречь от коррозии. Поскольку В. являются измерительным прибором, они подлежат обязательной периодической проверке в органах Государственного комитета СССР по стандартам (1 раз в 2 года).
Рис. 2. Весы равноплечные ручные (аптечные); предельная нагрузка указана на коромысле.
Рис. 1. Весы медицинские детские (с ростомером); пределы взвешивания от 1 до 20 кг. |
| Орфографический словарь Лопатина |
| вес`ы, вес`ы, -`ов (прибор) и Вес`ы, -`ов (созвездие и знак зодиака; о том, кто родился под этим знаком) |
| Словарь Ожегова |
ВЕС’Ы, -ов. Прибор, механизм для определения веса. В.-автомат. Лабораторные в. На в. брошено (положено) всё (перен.: в решительный момент сделано всё, приняты крайние меры для достижения чего-н.; книжн.).
прил. весовой, -ая, -ое. |
| Словарь Ушакова |
| ВЕС’Ы, весов, ед. нет. Прибор для определения тяжести, веса предметов. Ручные весы. Аптекарские весы. Точные весы. |
| Толковый словарь Ефремовой |
[Весы]
мн.
1) Одно из двенадцати зодиакальных созвездий.
2)
а) Название одного из двенадцати знаков зодиака, соответствующего месяцу, в котором Солнце находится в таком созвездии.
б) перен. Тот, кто рожден в такой временной период (23 сентября-22 октября). |
| Толковый словарь Ефремовой |
[весы]
мн.
Прибор для измерения массы тел. |
| Этимологический словарь Крылова |
| В нынешнем значении ("измерительный прибор для определения веса") это слово возникло в результате переосмысления изначального в значении "гири". См. <<вес>>. |
| Научнотехнический Энциклопедический Словарь |
| ВЕСЫ (libra), не очень заметное созвездие, расположенное на ЭКЛИПТИКЕ между созвездиями Девы и Скорпиона. Когда-то в нем находилась Точка Весов - пересечение эклиптики и экватора, отмечающее тогда момент осеннего РАВНОДЕНСТВИЯ. Из-за ПРЕЦЕССИИ эта точка сместилась на запад в созвездие Девы. Самая яркая звезда - Бета Весов (Beta Librae), ее звездная величина - 2,7. |
|
|
|
 |
Если вы желаете блеснуть знаниями в беседе или привести аргумент в споре, то можете использовать ссылку:
будет выглядеть так: ВЕСЫ
будет выглядеть так: Что такое ВЕСЫ
|
|
|
|
|
|
 |
|
 |
|
|
