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衡器

/weighing instrument/
条目作者蔡常青

蔡常青

最后更新 2022-06-16
浏览 306
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通过作用于物体上的重力来测定该物体质量的计量器具。主要由承载器、载荷传递装置、载荷测量装置和指示装置4部分组成。

英文名称
weighing instrument
所属学科
仪器科学与技术

作为测量物体质量的计量器具,衡器出现于原始社会末期。“权衡本于黄钟之重”记载于公元前2500年的《黄钟》律中,表明中国古代采用黄钟作为衡量物体质量的计量器具。中国夏朝开始使用“权衡”作为称量物体质量的器具,其中的“权”为砝码(图1),“衡”为杠杆。春秋战国时期的人们已掌握了杠杆原理,战国中期在楚中一带已广泛使用天平和砝码称量黄金,但在相当长的时期内各国之间计量标准不统一,较为混乱。公元前350年,商鞅在第二次变法中,统一了秦国的度量衡标准。公元前221年,秦始皇登基后,进而统一了中国的度量衡标准。汉朝时期,木质杆秤的应用使得交易的便利性以及公平性得到了提升。唐宋时期,衡器发展日臻成熟,计量单位由“两、铢、累、黍”非十进位制,改为“两、钱、分、厘、毫”十进位制。特别是宋朝时期,研制出以厘作为最小分度单位的戥秤,替代以钱作为最小分度单位的杆秤进行贵重物品的称量。明清时期,随着工农业和商业的发展,以及社会生产力的提高,中国杆秤和戥子秤(图2)的制造、使用、管理已达到了一种非常完备的水平,但是仍然沿用了1斤等于16两的非十进位制,直至1959年,中国质量计量单位才变为十进位制。在20世纪80年代,衡器的结构形态发生了根本的改变。至21世纪,大部分的电子衡器都装有称重传感器,以替代杠杆在衡器中的作用。

图1 古代用于称重的度量衡器铜权图1 古代用于称重的度量衡器铜权

图2 明代戥秤图2 明代戥秤

衡器根据用途、原理以及准确度等级的不同,分为许多种类。根据衡器在称量过程中是否需要操作者干预,可分为非自动衡器和自动衡器,非自动衡器包含计价秤、追溯秤、叉车秤、轨道衡、病床秤、邮政秤等,自动衡器包含重力式自动装料衡器、非连续累计自动衡器、连续累计自动衡器、动态公路车辆自动衡器、自动分检衡器等。根据非自动衡器准确度等级,可分为级、级、级、级,准确度等级见下表。非自动衡器的模块包括称重指示器、模拟式数据处理装置、数字式数据处理装置、终端、主指示器、称重模块等。天平和秤都属于衡器,天平通常指高精度的衡器,秤通常指低精度的衡器。

非自动衡器准确度等级划分

准确度等级

检定分度值e

检定分度数

n = Max/e

最小秤量

(下限)

最小

最大

特种

0.001 g ≤e

50 000

100e

 

0.001 g ≤e ≤0.05 g

0.1 g ≤e

100

5000

100 000

100 000

20e

50e

0.l g ≤e ≤ 2 g

5 g ≤e

100

500

10 000

10 000

20e

20e

普通

5 g ≤e

100

1000

10e

衡器是关系国计民生、工业生产等的重要计量器具,同时也是法制计量组织重点管理的计量器具,广泛应用于贸易结算、医疗卫生、环境保护、智能交通、高新技术等各个领域中。随着智能化、物联网、云计算等信息化手段的日新月异,中国衡器行业也正处于产业转型升级的关键阶段,新一代衡器产品已广泛采用智能互联信息技术和模块化生产技术,对智能化、模块化衡器产品的法制计量管理及计量测试的完善性、可靠性、一致性提出了更高要求。国际上大量衡器产品已采用模块化生产方式,衡器产品模块也已大量应用,如大型粮库、大型超市中已广泛使用的新型分布式智能称重系统,用于精密医疗的移液器称重校准装置,煤炭物流等行业中大型非自动衡器都已大量使用称重模块组合方式构成衡器产品。计量技术机构通过建立科学有效的兼容性核查数学模型及相关复杂计算,进行模块法制计量参数的兼容性核查,有效地解决了模块组合的计量符合性评价,促进了衡器产品技术发展和升级,避免了衡器产品模块无序和随意组合而脱离法制计量监管。

图3 电子天平图3 电子天平

图4 2吨高准确度机电式天平图4 2吨高准确度机电式天平

图5 公路用动态汽车衡图5 公路用动态汽车衡

图6 电子秤图6 电子秤

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