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衡器的发展 第1节 1 度量衡在中国源远流长 是众多古代文明奇葩中的一支 具体地讲 度量衡是三种不同含义的计量 度 是指长度测量 量 是指容积测量 衡 是指质量测量 度量衡伴随着人类的生产 交易活动而产生 因此 度量衡的发展忠实地映射出人类文明发展的过程 一 衡器的发展简史 2 现今已经出土的天平和砝码 最早可以追溯到夏代 证明我国在夏代就知道利用杠杆原理制造衡器了 这就是衡器的祖先 人们把秤和天平叫做 衡 衡器 把砝码叫做 权 西周 公元前1046年一公元前771年 时的青铜器上发现有 金十寽 音虑 金十匀 等铭文 金 就是铜 寽 和 匀 是古代的质量单位 由此判断那时已用 金 作为交易的等价物且予以测量 二 夏商周时期出现利用杠杆原理制成的衡器 3 众所周知 秦始皇以 车同轨 书同文 权同轻重 统一了度量衡 这一制度被沿袭下来 赋予衡器公正 清廉 严明的象征 对历代衡器发展影响深远 秦及以后的铜权如图所示 和今天所用的秤砣相似 三 秦始皇统一度量衡 制度为历朝沿袭 4 新中国衡器经历了机械化 电子化和现代化三大阶段的演变与发展 据1952年的统计 全国已经建立了l5个国营衡器厂 私营作坊有2379家 又经过十来年的发展 在24个省 市建立了大型专业衡器厂 衡器步入了机械化生产的阶段 但是 多年以来 人们都是利用杠杆等机械原理制造衡器 技术上没有太大突破 20世纪六七十年代 我国开始了电子衡器的研制 电子衡器用传感器将质量转化为电信号 再用仪表显示出来 是称重技术的一次革命 衡器产品不再局限于简单的品种与功能 形成了一个多品种多系列的产品大家族 改革开放以来 电子衡器在我国得到普及和高速发展 制造电子衡器的厂家达到数百家 20世纪末 电子衡器已在中国担当主角 衡器进入了电子化时代 四 新中国衡器生产 5 进入21世纪 衡器制造业迈入了工业化和信息化相互融合的发展道路 这也是现代衡器发展的重要标志 中国衡器企业林林总总近千家 具有一定规模的衡器企业也有数十家 他们采用先进的设计技术 先进的制造设备 先进的材料与器件 进行着衡器现代化的生产 更可喜的是有越来越多的中国衡器企业使用着自主技术设计 生产衡器 为了维护贸易的公平性与公正性 衡器被纳入国家重点管理的计量器具目录 列入目录的衡器实行法制性的首次检定和周期检定 现在 中国有能力制造衡器大家族中的各种衡器 称重技术水平日渐与国际接轨 两化融合有力地促进着中国衡器工业由制造大国向制造强国转变 6 衡器的工作原理与分类 第2节 7 传统意义上的衡器是指利用作用在物体上的重力测定质量的计量器具 如天平 计价秤 汽车衡 皮带秤 吊秤 轨道衡 定量包装机 配料系统等 广义的衡器泛指利用各种原理的所有能够测定物体质量的装置以及可以测定与质量有函数关系的相关量值的设备装置 如计数秤 水分测定仪 密度仪 铁路偏载或飞机重心监测分析仪 物料高度检测仪 起重安全警示器等 它们都是衡器大家族中的产品 质量是物体的一种重要基本属性 它是物体惯性和引力大小的量度 衡器使用的质量单位是国家法定计量单位 例如 kg 千克 g 克 mg 毫克 g 微克 t 吨 对于特殊应用 如宝石贸易 可以用米制克拉 1ct 0 29 作为衡器的计量单位 一 衡器的概念和工作原理 1 衡器的概念 8 国际法制计量组织 OIML 1992年公布的衡器的定义为 利用作用在物体上的重力来确定该物体质量的计量仪器 该仪器也可用来确定作为质量函数的其它量值 数值 参数或特征 称之为衡器 根据国家标准GB T14250 1993对衡器的定义 利用作用在物体上的重力等各种称量原理 确定质量或作为质量函数的其它量值 数值 参数或特征的一种计量仪器 衡器是质量计量仪器的简称 也就是主要用于确定物体质量的一种计量仪器 9 现代衡器的测量量限之比可以达到1015的量级 向下可以精准到微克级 向上可以计量千吨级 例如 最大称量为20g的天平 可以准确到1 g 甚至0 1 g 电子计价秤最大称量一般是3kg或15kg 其精度分别为1g或5g 电子吊秤最大称量由数百克到数百吨 汽车衡称量为30 300t 矿用 钢铁厂中的轨道衡可以称量800t的铁液 图2 1 图2 4分别是汽车衡 隔热式电子吊秤 电子计价秤和微量天平的外观图 图2 1电子汽车衡 图2 2隔热式电子吊秤 10 图2 3电子计价秤 图2 4微量天平 11 2 质量 衡器计量的对象是物体或物质的质量 衡器计量类属质量计量 质量是自然界中最基本 最主要 最常用的一个物理量 质量的计量单位 千克 上国际单位制SI中7个基本单位之一 清楚地了解质量的概念是衡器计量的最基本要求 质量的计量单位是千克 符号是kg 它等于国际千克原器的质量 国际千克原器保存在法国巴黎国际计量局 它用90 铂和10 铱的铂铱合金制成 几何形状是高和直径均为39mm的圆柱体 国际千克原器是国际单位制中7个SI基本单位中 惟一仍在使用的实物基准 质量的特点 质量是物体固有的一种属性 对确定的物体其质量值是一个恒定不变的标量 12 3 杠杆 凡是受到外力作用后 能绕着一个固定点转动的物体称为杠杆 杠杆可以是直杆 也可以是曲杆或其他形式 支点 杠杆绕其转动的固定点O 重点 被动力的作用点A 力点 主动力的作用点B 支点到外力作用线的垂直距离称为杠杆的臂 支点到重点的垂直距离称为重臂 AO 支点到力点的垂直距离称为力臂 OB a b A B O W P 13 杠杆两臂之比称为臂比 一般用重臂与力臂之比称为臂比 臂比 重臂 力臂习惯上 将力臂与重臂之比称为杠杆的传力比 根据支点 重点和力点在杠杆中的位置不同 杠杆可分为三类 第一类杠杆 支点位于重点和力点之间的杠杆 第二类杠杆 重点位于支点和力点之间的杠杆 第三类杠杆 力点位于支点和重点之间的杠杆 14 大多数衡器均采用力学原理制成 如杠杆原理 弹性原理 液压原理等 除此之外 还可应用各种物理现象的压电效应 电磁效应来测量物体的质量 还有利用射线衰减效应制造的核子皮带秤等 4 衡器称重原理及方法 15 3 1杠杆原理 绝大多数的机械式衡器都是根据杠杆原理制成的 如图所示 o为杠杆支点 A为杠杆重点 La和Lb表示两臂长 m1为已知砝码的质量 m为被称量物体的质量 16 根据杠杆平衡原理 当杠杆平衡时 作用于杠杆上的力对支点的合力矩等于0 其平衡方程式为mgLa m1gLb由于杠杆两端重力加速度g相等 故式上式可写成m mo由此得到被称物体的质量 17 3 2弹性组件变形原理 弹性组件变形原理的理论依据是虎克定律 即在弹性限度内 弹性物体的变形量与产生此变形量的外力成正比 L KF式中 F 作用在弹簧上的外力 L 弹簧的伸长量 K 比例系数 取决于弹簧材料的弹性系数 弹性组件的的形式很多 弹簧秤的弹性组件是弹簧 称重传感器中还常用应变片 应变丝作为敏感组件 下面分析弹簧秤的工作原理 设不衡量物体时 弹簧秤弹簧长度为Lo 将质量为m的物体挂在弹簧秤的小钩上 弹簧秤在物体的重力W mg作用下由Lo拉长到L 弹簧伸长后产生弹力 弹力与物体重量相相平衡时 固定在弹簧上的指针停止在标牌的某刻度处 根据胡克定律可知 L Lo KW或 L Kmg上式表明 弹性组件变形量的大小与物体的重力成正比 通过测量被秤量物体作用于弹性组件上的变形量 可实现物体的质量计量 18 3 3力 电电转换原理 力电转换原理是通过力 电转换组件将作用于其上的被测物体的重力按一定的函数关系转换为电量 电压 电流 频率等 输出 然后用测量显示仪表将被测物体的质量显示出来 由力 电转换组件构成的衡器称为电子衡器 电子衡器通常由称重传感器 显示仪表和承重传力系统构成 称重传感器是电子衡器的核心 根据力 电转换组件的不同形式 常用的称重传感器形式有电阻应变式称重传感器 电容式称重传感器 压电式称重传感器等 19 3 4液压原理 利用液体压力传递的性质 根据液面平衡 压强相等原理 衡量得出质量的大小 利用液压原理制成的液压秤并不多见 20 3 5称重的测量方法 称重的方法有直接称量和间接称量两种 1 直接称量通过用称量结果直接与标准量比较而得到检测结果的方法 称为直接称量 如用机械天平称量物体质量时 就是将被测质量与标准砝码进行比较 由天平直接给出被测质量值 21 2 间接称量把被测质量变换成与被测质量有函数关系的其他量 再去与标准量比较而得到检测结果的方法 称为间接称量 如电子秤一般是先由传感器将力信号转变成电信号 再经过与标准砝码标定过的检测电路进行比较后给出被测质量值 如图所示 载荷 承载器 称重传感器组件 电子测量转换器 显示器 功能键盘 在电子衡器的传感器中 使用最多的是电阻应变式传感器 通常方法是测量弹性体在物体重力作用下产生的形变 通过应变计将形变转换为电信号 再经过称重仪表测量并最终显示物体的质量 其他测量弹性体形变的方法还有电容法 电感法 差动变压器法 谐振法等多种方法 作为高准确度测量 电子秤大多采用电磁平衡力的方法 电子衡器工作原理图 22 用来测量质量 重量 的器具有上百种 其测量原理 用途和使用环境各不相同 因而可以从不同角度来进行分类 因此分类的方法很多 以下仅列出常遇到的几种 1 按法制管理目录分类由计量法所规定的法制管理目录 可将衡器划分为强制性管理衡器和非强制管理衡器两大类 在我国 凡是用于公众贸易结算的衡器 均列人强制性管理目录进行法制管理 须取得计量器具制造许可方能进行销售和使用 而且在使用中还要定期接受计量管理部门的计量性能检定和监督 2 按用途分类按照衡器的用途 可大体分为以下若干类别 1 商业用衡器 如计价秤 邮资秤 标签零售秤 商用案秤 商用台秤等 2 工业用衡器 如吊秤 汽车衡 轨道衡 配料秤 定量包装秤 液体灌装秤 钢包秤 钢材秤 分检秤 皮带秤 转子秤等 3 医用衡器 如婴儿秤 病床秤 透析用秤等 4 实验室用衡器 如精密分析天平 实验室天平等 5 家庭用衡器 如厨房用秤 体重秤 手掌 秤等 4 衡器的分类 23 轨道衡 定量包装秤 配料秤 液体灌装秤 钢包秤 钢材秤 24 上面所列的计价秤 邮资秤 标签零售秤 汽车衡 轨道衡 配料秤 定量包装秤 分检秤 厨房用秤 体重秤 婴儿秤 病床秤等衡器的命名都是很明确地联系到它们的具体用途 而案秤 台秤 见下图 吊秤 皮带秤 见下图 转子秤等的命名则是另一种构思 来源于它们的外观或样式 台秤 皮带秤 25 3 按结构分类 1 机械衡器如弹簧度盘秤 杠杆式天平 台秤 案秤 地中衡等 机械衡器称重是基于静力或力矩平衡原理 称 出的是物体的质量 弹簧度盘秤除外 2 电子衡器随着科技发展 各类衡器产品都广泛应用了电子技术 电子衡器的发展日新月异 使用称重传感器的电子秤 是将重力值转换为电量 称 出的是物体的重量 结果与测量处的重力加速度有关 4 按称重状态分类 1 静态衡器如天平 台秤 案秤等 2 动态衡器如皮带秤 分检秤 自动轨道衡 公路超载预检用的汽车衡等 26 5 按称重原理分类 1 根据力平衡或力矩平衡原理制作的衡器 如天平 杠杆秤 机械秤等 2 根据胡克弹性原理制作的衡器 几乎包含了所有物理原理 如应用电阻应变计 电容法 电感法 电磁法 压电法 光学法 电磁力补偿法 振弦 谐振音叉 谐振 声表面波等方法制作的衡器 3 利用其他物理原理测量物体质量的仪器 如液压秤 质谱仪 陀螺式测力装置 核子皮带秤等 6 按操作方式分类根据衡器的操作方式的不同 把衡器分为非自动衡器和自动衡器两类 1 非自动衡器非自动衡器 又称非自动秤 它是指在称量过程中需要人员操作 例如向承载器加放或卸去载荷或取得称量结果 的秤 对此类秤的指示或打印的称量结果均用 示值 一词来表述 是可以直接观察的 目前制造和使用的衡器95 以上是属于非自动衡器 27 2 自动衡器自动衡器 是指在称量过程中无需操作者干预就可获得称量结果的衡器 例如皮带秤 自动定量秤 电磁吸盘吊秤及自动轨道衡等 非自动秤可以是自动指示的和非自动指示的 非自动指示秤是指完全靠人员操作来取得平衡位置的秤 自动指示秤是指无人操作即可取得平衡位置和称量结果的秤 非自动秤按指示方式的不同 又可分为模拟指示秤和数字指示秤 综上所述 衡器按操作方式可以归纳为 自动秤和非自动秤 非自动秤又分为自动指示秤 非自动指示秤 模拟指示秤 数字指示秤 28 7 按准确度等级分类非自动衡器仪器 包括天平和秤 的准确度分为4个等级 特种准确度级 1级 高准确度级 2级 中准确度级 3级 普通准确度级 4级 其中 特种准确度级特指天平 而非自动秤的准确度等级通常为3级和4级 非连续累计自动衡工分4个等级 即0 2级 0 5级 1 0级 2 0级 其中0 2级和0 5级想当于 级秤 而1 0级和2 0级又相当于 级秤 29 衡器术语和计量误差要求 第3节 30 1 衡器 weighinginstrument 利用各种称重技术 确定物体质量或作为质量函数的相关数值 量值 参数或特性的计量器具 广义定义 按其操作方式 衡器被分为自动衡器和非自动衡器 2 非自动衡器 non automaticweighinginstrument 在称重过程中需要操作者干预 例如需要人或通过人的操作向承载器加上或卸去载荷 而获取称量结果的衡器 3 自动衡器 automaticweighinginstrument 在称量过程中不需要操作者干预 并能按照预定的处理程序自动工作的衡器 4 称重系统 weighingsystem 与其他相关设备组合起来 以执行特定称量过程的衡器 5 电子衡器 electronicweighinginstrument 凡是装有电子装置的衡器都称为电子衡器 6 静态称重 staticweighing 在称重期间 被称量的物体 载荷 保持稳定的称重操作 一 衡器的基本术语 31 7 动态称重 dynamicweighing 动态称重一般可分为三类情况 第一类 在称重过程中 被称物的质量是随时变化的 或增加或减少 这类衡器主要有非连续累计秤 定量包装秤 累彬组合秤 减量秤等 第二类 在称重过程中 被称物与承载器问有相对运动 如皮带秤 动态轨道衡 动态汽车衡 分检秤等 第三类 衡器安装在行驶的车辆上 航行的船上 飞机上以及在太空中飞行的航天器上 绝大部分动态称重衡器都属于自动衡器 根据不同的动态称重类型 使用的称重手段也不同 第一类动态称重的测量准确度 很大程度上取决于被称物料的性质 如颗粒大小 密度以及是否是多种不同物性混合物等 解决的主要方法是设计更合理的下料机构 设计更有效的修正数学模型 第二类动态称重主要是如何消除运动物体由于运动而产生的振动和其他附加干扰力的影响 解决方法是设计合理的承载器 设计有效的滤波器和数字处理算法 以及能满足快速称重的新型称重传感器 例如使用压电薄膜电缆式称重传感器解决高速行驶车辆的称重问题 8 模块 module 可从衡器中分离出的一个独立部分 能够完成一种或几种特定的功能 并且可以对其计量和技术性能进行单独评价 衡器的典型模块是称重传感器 称重显示控制仪表 模拟或数字数据处理装置 称重模块 终端和远程显示器 模块可以取得独立的形式批准证书 32 9 称重模块 weighingmodule 包括衡器所有机械和电子装置 即承载器 载荷传递装置 称重传感器和模拟数据处理装置或数字数据处理装置 部分 但不包括称量结果显示器 称重模块可以选择多个装置对衡器做进一步的 数字 数据处理和操作 10 毛重值G或B grossvalue 皮重装置或预置皮重装置不运行时 衡器上载荷的重量示值 11 皮重值T tarevalue 由皮重称量装置确定的载荷重量示值 12 净重值N netvalue 皮重装置运行后 衡器上载荷的重量示值 13 最大称量Max maximumcapacity 不考虑添加皮重的最大称重能力 14 最小称量Min minimumcapacity 小于该载荷值时 称量结果可能产生过大的相对误差 33 15 称量范围 weighingrange 最小称量和最大称量之间的范围 16 最大安全载荷Lim maximumsafeload 在衡器的计量性能不发生永久性改变的前提下 衡器所能承受的最大静载荷 17 实际分度值d actualscaleinterval 以质量单位表示的值 对模拟指示 是指两个相邻标尺标记对应值的差 对数字指示 是指相邻两个示值的差 18 检定分度值e verificationscaleinterval 检定分度值代表了衡器的绝对准确度 用于对衡器准确度分级和检定 是以质量单位表示的值 在有刻度而无辅助指示装置的衡量仪器上 e d 在具有辅助指示装置的 级衡量仪器上 要求d e 10d 且e 10kkg K为正 负整数或零 19 检定分度数n numberofverificationscaleintervals 最大称量和检定分度值的商 n Max e n代表衡器的相对准确度 34 1 测量误差的概念及种类称重过程实际上是测量过程 在一切科学实验和各种测量工作中 自始至终都会产生测量误差 1 误差概念由于被测量定义 测量手段的不完善 测量结果和它的真值并不一致 测量结果与真值之间的差异就是测量误差 真值是指一个物理量在一定条件下所具有的客观量值 又称为理论值或定义值 如三角形内角之和恒等于1800 一个整圆的圆心角恒等于3600等 真值是个理论概念 在工程中并不能确切得到 实际计算中常使用约定真值 约定真值是指对于给定目标具有适当不确定度的 赋予特定量的值 常把下面几种约定值规定为真值 1 理论真值 2 计量学约定真值 国际计量大会的决议已定义了长度 质量 时间 电流 热力学温度 发光强度及物质的量这七大基本单位 凡是满足有关规定条件复现出的数值即为计量学约定真值 3 标准器的相对真值 4 在有些情况下 可以认为高一级标准器的测量值是低一级标准器或普通仪表测量值的相对真值 二 误差及衡器模块间的误差分配 35 2 绝对误差 相对误差和相对百分误差测量误差通常以绝对误差 相对误差和相对百分误差表示 1 绝对误差是指仪器的指示值与被测量真值之差 即 X Xi X0 2 1 式中 X 绝对误差 绝对误差有大小 单位和符号 它不能完整地反映测量的好坏 只能反映某测量点的准确度 一般从各个测量点的绝对误差中选取最大的绝对误差作为仪器的最大误差 2 相对误差通常是指仪器的绝对误差与被测量真值之比 即 X X0 100 2 2 式中 相对误差 由式 2 2 可以看出 相对误差不仅与绝对误差的大小有关 也与被测量的大小有关 一般以百分比表示 3 相对百分误差 也叫做引用误差或相对折合误差 通常是指仪器的绝对误差与测量仪器的量程之比 即 X X上 X下 100 2 3 式中 相对百分误差 X上 仪器测量范围上限值 X下 仪器测量范围下限值 由式 2 3 可以看出 相对百分误差不仅与绝对误差的大小有关 也与仪器测量范围有关 它能比较准确地反映仪器的准确程度 减小仪器测量范围 可以达到提高仪器准确度的目的 36 3 误差分类1 系统误差 系统误差是在相同条件下对同一被测量进行多次测量所得结果的平均值与被测量真值之差 系统误差是有一定规律的误差 一般可用修正的方法进行校正 如仪表零点偏高造成示值偏高 可以调低零点 2 随机误差 偶然误差 随机误差是指在相同条件下对同一被测量进行多次测量所得结果与其平均值之间的差异 由于偶然因素 如温度 湿度 电压 噪声等 变化的影响 各次的检测值之间产生差异 这种误差是不确定因素 对于单个测量误差 无规律可循 难以估计 但多次测量出现的偶然误差 则服从统计规律 3 粗大误差 粗大误差是在相同条件下 对一个被测量进行多次测量时 由于操作不当所造成的误差 粗大误差严重歪曲测量结果 须从测量数据中剔除 因此 要求操作者一定加强责任心 避免粗大误差的产生 分析误差产生的原因 不外乎从测量装置 测量方法 测量人员 测量环境等几个方面去考虑 37 2 衡器误差术语及符号 1 示值误差E errorofindication 衡器的示值减去相应载荷质量的约定真值 2 固有误差I intrinsicerror 在标准条件下确定的衡器的误差 3 最大允许误差MPE maximumpermissibleerror 衡器处于标准位置且在空载时调至零 在使用参考标准质量或标准砝码确定示值与相应真值之间的差时 技术法规所允许的正的或负的最大差值 Mel表不首次检定最大允许误差 MPE2表示使用中最大允许误差 4 增差 fault 衡器的示值误差与固有误差之差 原则上 增差是电子衡器内部或经由电子衡器的数据非意愿变化而造成的 5 显著增差 significantfault 大于 的增差 以下情况即使超过 也不认为是显著增差 1 在衡器内部同时发生的 且由相互独立的诸原因引起的增差 2 无法进行任何测量的增差 3 其严重程度足以引起关注测量结果人员注意的增差 4 由于示值瞬间变化而引起的暂时性增差 且无法作为测量结果解释 存储或传输 38 非自动衡器根据分度数 n 检定分度值 e 和最小称量的关系 划分为四个准确度等级 如下图所示 非自动衡器的准确度等级 注 用于贸易结算的秤的最小检定分度数对 n 1000 对 n 400 39 非自动衡器首次检定最大允许误差 注 衡器在使用中的最大允许误差应是首次检定最大允许误差的两倍 40 非自动衡器的误差限采用分段阶梯形图 以 级秤为例 图a表示在某一分度数内的最大允许误差的绝对值是相同的 图b则表示在此分段中的相对误差是不同的 41 表述秤的准确度等级的最大允许误差 是在不同的称量范围内分段给出的 从秤的零点到最大称量 划分3个检定称量段 每隔称量段规定了1个允许误差 在称量段的特定范围内 允许误差是一个常数 允许误差0 0 5e 0 5e 1 0e 1 0e 1 5e 1 5e Max 允许误差曲线图 42 需要指出图中给出的是首次检定时的最大允许误差 使用时的最大允许误差要比首次检定时的最大允许误差大一倍 这是由于考虑了使用时各种因素的综合影响 在称重时 任何一个单次的称重误差不得超过给定载荷下相应的最大允许误差 多次测量时示值误差的变化不得超过检定分度值的绝对值 另外 还要求置零和皮重装置的设置误差绝对值不得大于0 25e 在卸载后应立即回零 零点跟踪装置要求在1s内的修正量不大于0 5d 在没有特别说明的情况下 衡器的工作温度为 10 40 43 台秤 第4节 44 45 最大称量在50kg以上 2000kg以上的可移动式的机械杠杆秤叫台秤 一 台秤的型号 技术参数TGT 500表示以kg为单位的最大称量 500kg 表示秤的计量方式 T为增铊和游铊计量方式 铊 TUO 的汉语拼音第一个字母为T表示秤的结构 G为杠杆式结杠 GANG 的汉语拼音第一个字母为G表示秤的类别 T为台秤 台 TAI 的汉语拼音第一个字母为T 46 TGT台秤的主要技术参数 47 TGT台秤计量杠杆 承重杠杆技术参数 48 增铊规格质量 49 二 台秤的结构TGT台秤是由承重装置 杠杆系统 计量读数装置和秤体4部分组成 1 承重装置承重装置由承重板 承重脚和刀承组成 它是支撑被称量物体重力并将重力传递给承重杠杆的装置 承重装置的作用是供放置被称量物体 并将其重力传递给长 短杠杆 并保护长 短杠杆不受直接外力的冲击 50 2 杠杆系统杠杆系统是由长杠杆 短杠杆和连接环等组成 长杠杆 短杠杆又称承重杠杆 它们是杠杆系中最接近承重装置的杠杆 也是最先承接被称物体重力的杠杆 长杠杆为复式合体杠杆 属第二类杠杆 长杠杆上有两个支点 三个重点和一个力点 短杠杆为合力合体杠杆 也属于第二类杠杆 短杠杆体上有两个支点 两个重点和一个力点 51 杠杆系统的作用 1 固定承重装置的位置并使其保持水平状态 2 将承重装置上的重力按一定的正确必烈传递到读数装置上 3 缓冲和稳定被称物体对承重装置的冲击 52 3 读数装置读数装置是由计量杠杆和游铊 增铊 增铊盘等组成 计量杠杆的示值读数装置 是通过操作标尺上的游铊与增铊来平衡被称物体重量并指示出质量值 计量杠杆的作用 1 与承重杠杆一起构成台秤的总臂比 是杠杆系的终端 通过增铊的标称值和游铊在标称值上的位置表示出质量 2 表现台秤的计量性能 台秤的稳定性 灵敏性 重复性和准确性都是通过计量杠杆反映出来的 3 通过计量杠杆尾部的平衡调整铊来调整空秤的平衡 53 4 秤体装置秤体装置是由秤体 连接勾和支点环组成 TGT台秤的秤体是确定杠杆系位置 上挂下连 形成一个合理布局 操作方便的整体造型的骨架装置 秤体装置的主要作用 1 秤体底座是确定杠杆系承重杠杆4个支点位置的框架 使4个支点刀承工作面处于同一水平面上 中心距离准确 4个轮子与工作台面着实 保证承重杠杆的吊挂的水平位置准确 2 秤体立柱是台秤的两个杠杆连接部位的支承装置 立柱的装配要垂直于框架4个支点刀承工作水平面 这样才会保证杠杆连接装置的垂直度和力的传递方向准确 减少传递中产生的误差 3 顶板的安装也要保证在一定的水平位置 要与框架4个支点刀承工作面相平衡 使计量杠杆处于水平平衡位置 才能保证台秤准确度和灵敏度 54 55 三 台秤的工作原理 当被称物体放在台秤的承重板上时 物体的重力通过承重板上的刀承分别把重力传递给长杠杆的重点刀和短杠杆的重点刀 通过连接环将长 短承重杠杆合成后的力传递到长杠杆合成后的力传递到长杠杆的合成重点刀 然后通过连杆把长杠杆的合成力点刀上的力传递到计量杠杆上的重点刀 通过计量杠杆与游铊 增铊的重力相平衡 这样就可以通过游铊的位置 增铊的标称值 称出放置在承重板上物体的质量 即 被称量物体质量 增铊标称值 游铊所处刻度值 56 台秤工作原理示意图 被称物体 o A B 计量杠杆 长杠杆 短杠杆 o1 o2 连接环 连杆 57 四 台秤的正确使用方法 台秤的正确使用 不但可以得到准确可靠的称量结果 而且还能保持台秤的计量性能的稳定性 延长使用寿命 台秤使用要注意一下几点 1 使用前 将台秤放置平稳 落实在一个坚实且平坦的地面上 四轮同时着地 秤体不能倾斜 2 使用具有检定合格标志的秤 并在有效期检定周期内使用 3 秤上零部件应完好无损 增铊配套齐全 封盖完好并有检定印 证 游铊移动自如 4 连续称量时 要经常注意秤的零点状态 每称量10 20次要调整一次零点 5 游铊指示边应与标尺分度线平行 读数时 应注意对正分度线 预置游铊时 游铊指示边应对准相应示值分度线 58 电子衡器 第5节 59 60 电子衡器是一种利用