ВЕСЫ

ВЕСЫ, прибор для определения веса тела путём сравнения его с условной единицей веса (килограмм, грамм и др.). В. разделяются: по конструкции - на рычажные, пружинные и гидростатические; по назначению - на В. об-щего назначения и В. спец. назначения, переносные и стационарные. Наибольшее применение в народном х-ве имеют рычажные В., действие к-рых основано на принципе уравновешивания груза на рычаге.

Если (рис. 1): АВ - рычаг с точкой опоры О; Q и Р - веса взвешиваемого груза и гири, приложенные соответственно, на расстоянии L и l от точки опоры, то, при данном весе гири Р, вес груза Q определится из условия равновесия рычага, т.е. Ql=PL, откуда:

Q=^P×L/_l

Рис. 1. Схема действия сил в простейших рычажных весах

При постоянном отношении L:l В. могут быть: 1) равноплечими, когда L:l=1, 2)неравноплечим и, когда L:l>1, причём если L:l=10, то В. называют десятичными.

При переменном отношении L:l и постоянном значении Р, весы называют безменом, и, наконец, если Р и отношение L:l постоянны, а вес груза определяется по углу отклонения рычага, В. называются циферблатными.

Основные качества В.: 1) устойчивость, 2) чувствительность и 3) точность. Устойчивость- свойство автоматически приходить в состояние равновесия после удаления силы, нарушившей это равновесие. Устойчивость рычажных В. достигается расположением точки опоры рычага выше центра тяжести его. Чувствительность - свойство рычага отклоняться на нек-рый видимый угол под действием достаточно малого груза. Точность В. характеризуется максимальной погрешностью при взвешивании, которая не должна выходить за пределы допуска, различного для разных В. в зависимости от их назначения.

Системы рычажных В. Равноплечие В. применяются для взвешивания грузов небольшого веса, а также в тех случаях, когда необходима высокая точность взвешивания. Наиболее просты по конструкции обыкновенные коромысловые В. (называемые торговыми) с подвешенными чашками. При взвешивании на этих В. определение веса груза, лежащего на одной чашке, производится путём уравновешивания его гирями, положенными на другую чашку. Эти В. применяются для нагрузки до 200 кг при взвешиваниях, не требующих большой точности.

Рис. 2. Аналитические весы

К числу равноплечих В. с подвешенными чашками принадлежит ряд В. спец. назначения, как-то: технические, аптекарские, аналитические (рис. 2), микровесы, В. для определения % содержания воды в коровьем масле и др., отличающиеся высокой точностью и рассчитанные на малые грузы (от 1 до 100 г).

Столовые В. имеют верхнее расположение чашек (наиболее удобное для быстрого взвешивания) и несколько усложнённую рычажную систему, обеспечивающую параллельные перемещения чашек при их вертикальных колебаниях и устраняющую их раскачивание в стороны. Эти В. широко распространены в торговле; обычно изготовляются для нагрузки до 30 кг.

Неравноплечие В. Простейшими неравноплечими В. является безмен. В СССР допускается к употреблению только безмен 1-го рода, у к-рого отношение плеч L:l (рис. 1) изменяется за счёт перемещения гири по шкале, нанесённой на длинном плече L. Безмен 2-го рода, у к-рого по шкале перемещают взвешиваемый груз, и особенно безмен 3-го рода, у к-рого при взвешивании перемещают точку опоры между гирей и грузом и так. обр. изменяют оба плеча L и l, - дают неточные показания и поэтому в наст. время не распространены.

Безмен предназначен для взвешивания небольших грузов (б. ч. до 20 кг).

Для взвешивания тяжёлых грузов широко применяются неравноплечие платформенные В. с низко расположенной грузовой платформой, опирающейся на неск. связанных между собой неравноплечих, т. н. подплатформенных рычагов, к-рые при соответствующем подборе плеч позволяют уравновесить тяжёлый груз гирей небольшого веса. В зависимости от отношения плеч рычагов, вес гирь, необходимых для уравновешивания груза на этих В., бывает в 10, 50, 100, 200, 500 и 1000 раз меньше веса груза. Поэтому платформенные неравноплечие В. часто называют десятичными, сотенными и т. д. Неравноплечие платформенные В., у к-рых груз на платформе уравновешивается только передвижной гирей, перемещаемой по шкале коромысла, типа безмена, называются шкальными.

Рис. 3. Схема платформенных весов

В с. х-ве наиболее распространены переносные, платформенные В., схема к-рых приведена на рис. 3. Платформа В. опирается с одной стороны на длинный рычаг 2-го рода ML и с другой - на короткий рычаг 2-го рода ND, соединённый серьгой ED с длинным рычагом. Общее отношение веса гири и груза таких В., равное произведению отношений плеч сочленённых рычагов, выражается формулой:

Следовательно, если, по предыдущему, Q - взвешиваемый груз, то вес гири Р, необходимой для уравновешивания этого груза, равен:

Показания этих В. не зависят от места расположения груза на платформе, т. к. платформа перемещается параллельно самой себе и при любом положении груза на ней давление в точке Е длинного рычага одинаково.

Для получения возможно большей точности и чувствительности В., во всех точках опоры подплатформенных рычагов и в точках опоры платформы поставлены стальные призмы с острым ребром. На коромысле АВ гиредержателя нанесена шкала, по к-рой при взвешивании перемещают спец. гирю, заменяющую набор мелких гирь для гиредержателя.

Рис. 4. Возовые переносные весы

В крупных складах с большим грузооборотом применяют т. н. врезные В. грузоподъёмностью до 5 т, у к-рых платформа располагается на уровне пола, что позволяет помещать на платформу громоздкий, тяжёлый груз, не поднимая его. Во избежание перевалочных работ при взвешивании тяжёлых грузов, при их транспортировке применяются В. спец. назначения: возовые, автомобильные, вагонеточные, вагонные. Сами эти названия определяют, при помощи какого вида транспорта взвешиваемый груз помещается на платформу В. Возовые В. бывают стационарные, устанавливаемые на спец. фундаменте, и переносные (рис. 4). Последние могут служить для взвешивания зерна в поле, сена и т. д. Кроме перечисленных В., применяется также ряд др. систем В. спец. назначения, как, напр.: кронштейновые (рис. 5) - для взвешивания туш мяса, состоящие из главного коромысла и связанного с ним дополнительного рычага; на рычагах нанесены шкалы и имеются передвижные гири; молоковесы (рис. 6)-для учёта удоя молока, состоящие из укреплённого на спец. подставке безмена с подвешенным к нему ведром; В. системы Парова (рис. 7) - для определения % содержания крахмала в картофеле, состоящие из коромысла с дополнительной линейкой, на к-рой нанесена шкала (процентная) содержания крахмала в картофеле. Определение производится взвешиванием порции (в 5 кг) сухого вымытого картофеля, находящегося в верхней корзине, и последующим взвешиванием той же порции картофеля в воде после пересыпки его в нижнюю корзину, находящуюся в бачке с водой. Перемещением передвижной гири по линейке со шкалой восстанавливают равновесие В.; показание шкалы указывает % содержания крахмала в картофеле.

Рис. 5. Кронштейновые весы

Для взвешивания ж-ных применяют шкальные В. с удлинённой платформой, на к-рой укреплена деревянная решётка с дверками.

Автоматические В. характеризуются тем, что взвешивание на них, т. е. поступление груза на" В.; уравновешивание и фиксирование его веса, а также удаление груза с В. производится без участия человека, к-рый следит лишь за процессом и по окончании взвешивания производит необходимый подсчёт или запись показаний регистрирующего счётчика. Автоматические В. разделяются: 1) по принципу действия - на порционные, на к-рых сыпучие или жидкие материалы взвешиваются отдельными порциями, и В. непрерывного действия, на к-рые взвешиваемый материал поступает непрерывно при помощи транспортёра; количество отвесов или суммарный вес материала регистрируется счётчиком; 2) по назначению - на В. для легко сыпучих материалов (напр., зерна), В. для трудно сыпучих и кусковых материалов и В. для жидкостей (вязких или невязких).

Рис. 6. Молоковесы

Рис. 7. Весы системы Парова

Для взвешивания зерна, свёклы и др. применяют порционные В. с опрокидывающимся ковшом (рис. 8), у к-рых на одном плече коромысла подвешен гиредержатель 2, а на другом - ковш 1. Взвешиваемый материал поступает в ковш из бункера 3, снабжённого заслонкой 4. По достижении равновесия В. заслонка бункера автоматически закрывается; ковш, опускавшийся при его заполнении, продолжает по инерции своё движение вниз, освобождается от действия запорного механизма 5 (удерживавшего ковш от опрокидывания) и поворачивается вокруг шарнира 6 против часовой стрелки. При этом открывается (под влиянием собственного веса и давления взвешиваемого материала) клапан 7, и взвешенный материал высыпается. После этого механизмы возвращаются в исходное положение, и процесс взвешивания повторяется. Опрокидывание заполненного ковша и последующий возврат опорожнённого ковша в исходное положение происходят вследствие того, что в первом случае центр тяжести ковша располагается левее шарнира 6 и момент силы веса направлен против часовой стрелки; во втором случае, т. е. при опорожнении ковша, центр тяжести его перемещается вправо от шарнира в, и момент силы веса меняет свой знак, поворачивая ковш по часовой стрелке.

Рис 8. Схема автоматических порционных весов

Общий вес материала, взвешенного на порционных В., определяется умножением веса порции на число отвесов, показанное счётчиком.

Рис. 9. Циферблатные весы

Циферблатные В. (рис. 9) получили в последнее время широкое распространение вследствие удобства и быстроты взвешивания на них. Принцип действия этих В. основан на свойстве физического рычага оставаться в равновесии при отклонении от начального положения, если только моменты сил, действующих на оба плеча рычага, остаются равными между собой. Вес груза определяется либо только по указанию стрелки на шкале (простые циферблатные В.), либо при помощи гирь и шкалы В. (комбинированные циферблатные В.). Для ускорения процесса взвешивания почти все циферблатные В. снабжены успокоителем (б. ч. жидкостным), к-рый ускоряет затухание колебаний механизма В., и стрелка после 2 - 3 колебаний останавливается против деления шкалы, отвечающего весу груза. Успокоитель уменьшает точность показаний циферблатных В., к-рые обычно применяются при взвешиваниях, не требующих высокой точности.

М. Гусяцкий

Литература: Альянаки П. [и др.], Лабораторные весы и взвешивания, 2 изд., М.-Л., 1938; Весы (Учебн. пособие для госповерителей), М.-Л., 1938; Гаузпер С., Автоматизация процесса взвешивания [Обзор систем весов], "Измерительная техника", М., 1940, № 1; его же, Автоматические весы, М.-Л., 1940; Доброхотов А., Рычажные весы, 2 изд., М.-Л., 1939; Правила об организации и проведении поверки мер и контрольно-измерительных приборов (Комитет по делам мер и измерительных приборов при Совете Народных Комиссаров Союза ССР), М., Стандартгиз, 1943.

Источники:

1. Сельскохозяйственная энциклопедия. Т. 1 (А - Е)/ Ред. коллегия: П. П. Лобанов (глав ред) [и др.]. Издание третье, переработанное - М., Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, 1949, с. 620