衡器

衡器是利用胡克定律或力的杠杆平衡原理测定物体质量的。衡器主要由承重系统(如秤盘)、传力转换系统(如杠杆传力系统)和示值系统(如刻度盘)3部分组成。衡器按结构原理可分为机械秤、电子秤、机电结合秤三大类。

分类

  衡器可以分为两大类,自动衡器和非自动衡器。

  自动衡器:又称为自动秤。指在称重过程中无需操作者干预就可获得称量结果的衡器。如:皮带秤、动态轨道衡等。

  非自动衡器:又称为非自动秤。指在称重过程中需操作者操作方可获得称量结果的衡器。如:静态汽车衡、轨道衡,平台秤、吊钩秤等。

  非自动秤又可分为自行指示和非自行指示;

  非自动秤也可分为模拟指示秤和数字指示秤。

  按用途可分为:商用秤、工业用和专用秤。

  按管理可分为:强制检定管理和非强制检定管理衡器。

  按结构可分为:机械式、机电结合式和电子式秤。

原理

  衡器是利用力的形变平衡原理(虎克原理)或力的杠杆平衡原理测定物体质量的。形变平衡根据被测物自身重量所引起的弹性体形变量来测定被测物质量,形变量随着重力加速度的变化而变化;杠杆平衡根据标定砝码重量与被测物重量在杠杆上的平衡来测定被测物质量。杠杆平衡与重力加速度的变化无关,但在重力加速度等于零时,衡量失效。

结构

     衡器主要由承重系统、传力转换系统和示值系统3部分组成。
     承重系统
     其结构取决于所称物体的形态。台秤、地中衡一般配用平板承重机构;专门衡量一种物体的秤,则配有能缩短衡量时间、减少操作繁重性的专用承重机构,如:衡量颗粒状物料的秤上设置簸箕式秤盘,衡量液体的秤则安装专用贮盛器。此外,承重机构的形式还有轨道衡的轨道、皮带秤的运输带,吊秤的吊钩等。承重系统的结构虽各不相同,但功能却是一致的。
     传力系统
     是决定衡器计量性能的关键部件。通常采用杠杆传力系统和形变传力系统。
     杠杆传力系统主要由承重杠杆、传力杠杆、支架零件和联结零件如刀子、刀承、吊钩、吊环等组成。图2中,承重杠杆1和2承受由承重机构T传来的荷重G,传力杠杆3将荷重从承重杠杆传到示值机构──计量杠杆4。
     形变传力系统中,弹簧是人们最早使用的形变传力机构。弹簧秤的称量可从1毫克到数十吨,所用的弹簧有石英丝弹簧、平卷弹簧、螺旋弹簧和盘形弹簧。弹簧秤受地理位置、温度等因素的影响较大,计量准确度较低。为获得较高的准确度,人们研制了各种称重传感器,如电阻应变式、电容式、压磁式和振弦式称重传感器等,以电阻应变式传感器使用最广。
     示值系统
     机械秤的示值系统主要采用具有刻度标志的计量杠杆或刻度盘。前者利用增砣、游砣、砝码来平衡计量杠杆以获得读数;后者通过指针沿扇形或圆形分度盘的转动来表示衡量结果。电子秤的示值系统为称重显示器,它有数字显示和模拟刻度显示两种。

未来的展望

  现今衡器的发展主要以电子衡器为主。电子衡器集机、电、仪于一体,具有多功能、高精度、快速和动态计量、稳定可靠等特征,代表了衡器产品发展的方向。

  目前我国产品标准中列入的十大类衡器(案秤、台秤、地上衡、地中衡、吊秤、皮带秤、料斗秤、检验秤、轨道衡和特种秤)均已实现了电子化。据近期统计,工业用衡器(按销售量统计)中的电子产品已占三分之二左右,技术水平比较成熟的静态衡器的计量范围可以从1μg到800t,部分非自动衡器(如电子计价秤、电子台秤、电子地上衡、电子皮带秤、电子吊秤和电子轨道衡等)已达到国际九十年代初期水平,有的产品达到了九十年代中期水平;由于近十年来电子技术的迅速发展,商用衡器的加工能力迅速增长,产品成本大幅度降低,市场稳步发展。

  现在,电子计量称重技术已越来越多地应用于工业生产过程控制中,电子衡器的功能及应用拓展到更广泛领域。随着我国加入WTO组织,经济市场的开放度加大, 一批具有国际先进水平的衡器产品和技术(如定量包装秤、自动重量检验秤、标签计价秤、电脑组合秤、耐压式计量给煤机等,以及应变计、称重传感器、称重显示器生产技术)进入我国,这对电子秤的进一步普及和提高必将产生积极的、巨大的影响。

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