Весы (средство для определения массы)

ВЕСЫ, средство для определения массы (веса) тела. Измерение массы тела (взвешивание) производят методом сравнения действующей на него силы тяжести с силой тяжести эталонной массы, условно принятой за единицу измерения (грамм, килограмм, тонна и др.). Противодействующая сила может создаваться, например, гирей или механическим воздействием на элементы (например, весоизмерительные датчики), упругие свойства которых определяются законом Гука. Весы - одно из древнейших измерительных средств, известное за 2,5 тысяч лет до нашей эры в Вавилоне и 2 тысячи лет до нашей эры в Египте. Простейшие весы представляли собой деревянное коромысло - рычаг с прикреплёнными на концах чашками (для гири и взвешиваемого тела). Позднее в весах деревянные детали были заменены металлическими, для закрепления рычага стали использовать шарнир, появился указатель веса (массы) в виде свободно поворачивающейся стрелки и др. Вопросами точного взвешивания занимался Аристотель, который в 4 веке до нашей эры предложил теорию неравноплечих весов. На Руси весы известны с 10 века. Описание точных весов, погрешность которых не превышала 0,1%, дал арабский учёный аль-Хазини в 12 веке. Общую теорию весов предложил Л. Эйлер (1747), значительный вклад в точные измерения массы сделали А. Л. Лавуазье, М. В. Ломоносов, Д. И. Менделеев.

Существует множество систем и конструкций весов, которые отличаются кинематическими системами, отсчётными устройствами, способами нагружения, регистрацией результатов взвешивания и др. В зависимости от назначения весы делятся на лабораторные, бытовые, технические. По характеру действия нагрузки различают весы статического взвешивания (в том числе товарные, багажные, почтовые, медицинские, вагонные, крановые и др.) и для взвешивания в движении, например, транспортных средств перед складом, переездом; грузов на конвейере (непрерывного действия). По принципу действия весы подразделяются на механические и электромеханические; по способу установки на месте эксплуатации - стационарные, переносные, передвижные, подвесные, встроенные, настольные, напольные и др.

В механических весах взвешивание происходит в результате уравновешивания силы тяжести взвешиваемого груза гирей известной массы (гирные, рычажные, квадрантные, циферблатные) или при растяжении (сжатии) пружины, а также уравновешивания момента силы тяжести груза закрученной кварцевой или металлической нитью (торсионные, крутильные). В результате взаимодействия системы рычагов и грузов получают информацию, отображаемую на шкале по показанию подвижной стрелки. Рычажные и гирные весы имели преимущественное распространение вплоть до начала 21 века; изготовление рычажных весов сокращается.

Электромеханические (электронные) весы получили распространение в конце 1990-х годов. Принцип действия весов основан на деформации упругих элементов (стержней, пластин, колец), возникающей под действием нагрузки (груза), преобразуемой в аналоговый или дискретный электрический сигнал, изменяющийся пропорционально массе груза. Весы имеют рычажную систему (для передачи силы тяжести взвешиваемого груза весоизмерительному датчику), снабжены электронным устройством для считывания показаний результатов измерений. Сигнал, преобразуемый в цифровое значение, выводится на дисплей. Как правило, весы оснащены процессором, программирующим и записывающим устройствами (для получения и хранения информации, настройки и др.). Управление весами и ввод информации осуществляются с помощью клавиш, расположенных на лицевой панели. Весы могут иметь автоматическое, полуавтоматическое и неавтоматическое уравновешивание, автоматическое изменение дискретности отсчёта и цены поверочного деления, а также различные устройства для определения массы и стоимости взвешиваемого груза, подсчёта однотипных деталей во взвешиваемой партии; замены единицы измерения массы (например, вместо грамма - фунт, карат). Весы с цифровым отсчётом удобны в эксплуатации и обладают широким набором сервисных функций обработки результатов взвешивания благодаря наличию процессора, большого объёма оперативной памяти, развитого программного обеспечения (например, могут показывать среднее значение веса груза за определённое время, число изделий в партии, дозировать сыпучие вещества в автоматическом режиме и др.).

Основные метрологические и технические характеристики весов зависят от класса точности и назначения. В практической деятельности применяют весы, которые имеют наименьший предел взвешивания от 1 мг (г, кг) до 4-5 тонн, наибольший предел - 400 тонн и более; дискретность отсчёта от 1 мкг (мг, г) до 200 кг и более; допускаемую погрешность - от нескольких мкг до сотен кг; диапазон рабочих температур от -50 до 50°С и более.

Весы могут иметь устройство для калибровки (с помощью гири или встроенного в корпус эталонного груза); выполнять функции сравнения поверяемых гирь различного класса точности с соответствующими эталонами массы (смотри Компаратор в метрологии).

Весы, предназначенные для применения в здравоохранении, в области охраны окружающей среды, обеспечения безопасности труда, для проведения торговых операций и др., подлежат обязательному государственному контролю и надзору.

Лит.: Вовченко П. И., Гаузнер С. И. Весовые устройства. М., 1981; Измерение массы, объема, плотности. М., 1982; Исакович Е. Г. Весы и весовые дозаторы. М., 1991; Мисюк Ю. А. Торговое весоизмерительное оборудование. Новосиб., 1997; «Об обеспечении единства измерений»: Закон Российской Федерации. М., 2000.