Ik wil alles weten

Weegschaal

Pin
Send
Share
Send


Deze digitale analytische balans van Mettler geeft de massa van een object met een nauwkeurigheid van 0,1 milligram.

EEN weegschaal ("schaal" bij algemeen gebruik) is een apparaat voor het meten van het gewicht, vaak van een persoon. Tegoeden meet de massa van een object en wordt in de wetenschap gebruikt om de massa van een object te verkrijgen. In veel industriële en commerciële toepassingen, weegschalen en balansen om het gewicht en / of de massa van dingen te bepalen, variërend van veren tot beladen tractor-opleggers.

Af en toe kan een geschikte weegschaal worden gebruikt om kracht te meten in plaats van massa.

Tegoeden

Dit elektronische saldo wordt gebruikt om massa in een schoollaboratorium te meten.

EEN balans (ook weegschaal, straal saldo, of laboratorium balans) wordt gebruikt om de massa van een object te meten. In zijn conventionele vorm vergelijkt deze klasse van meetinstrumenten het monster, geplaatst in een weegpan (wegen) bekken) en opgehangen aan het ene uiteinde van een balk met een standaardmassa (bekende massa) of combinatie van standaardmassa's in een schaalpan (schaalbassin) opgehangen aan het andere uiteinde. Om een ​​object in de meetpan te wegen, worden standaardgewichten aan de schaal toegevoegd totdat de balk in evenwicht is. Vervolgens wordt een schuifregelaar, meestal aanwezig, verplaatst langs een schaal op of parallel aan de balk (en eraan bevestigd) totdat een fijne balans is bereikt. De positie van de schuifregelaar geeft een fijne correctie van de massawaarde.

Wanneer de gewichten op de platen van deze balans gelijk zijn, wijst de naald middenstang recht omhoog.

Zeer nauwkeurige metingen worden bereikt door ervoor te zorgen dat het steunpunt van de balk wrijvingsvrij is (een mesrand is de traditionele oplossing), door een wijzer op de balk te bevestigen die elke afwijking van een balanspositie versterkt; en ten slotte door het hefboomprincipe te gebruiken, waarmee fractionele gewichten kunnen worden aangebracht door beweging van een klein gewicht langs de meetarm van de balk, zoals hierboven beschreven. Voor de grootste nauwkeurigheid moet rekening worden gehouden met het drijfvermogen in de lucht, welk effect afhankelijk is van de dichtheid van de gewichten en het monster.

Hoewel het woord "wegen" of "gewicht" vaak wordt gebruikt, meet elke weegschaal massa, die onafhankelijk is van de zwaartekracht. De krachtmomenten aan beide zijden balanceren en de versnelling van de zwaartekracht aan elke zijde heft op, dus een verandering in de sterkte van het lokale zwaartekrachtveld zal het gemeten gewicht niet veranderen. Massa wordt correct gemeten in gram, kilogram, pond, ounces of naaktslakken.

De oorspronkelijke vorm van een weegschaal bestond uit een balk met een steunpunt in het midden. Voor de hoogste nauwkeurigheid zou het steunpunt bestaan ​​uit een scherpe V-vormige scharnier die in een ondieper V-vormig lager zit. Om de massa van het object te bepalen, werd een combinatie van referentiegewichten aan het ene uiteinde van de balk gehangen, terwijl het object met onbekende massa aan het andere uiteinde werd opgehangen. Voor precisiewerk is de balans van de middenbundel nog steeds een van de meest nauwkeurige beschikbare technologieën en wordt deze vaak gebruikt voor het kalibreren van testgewichten.

Om de behoefte aan grote referentiegewichten te verminderen, kan een excentrische balk worden gebruikt. Een schaal met een off-center balk kan bijna net zo nauwkeurig zijn als een schaal met een centerbalk, maar de off-center balk vereist speciale referentiegewichten en kan niet intrinsiek worden gecontroleerd op nauwkeurigheid door eenvoudig de inhoud van de pannen te verwisselen als een midden- bundelbalans kan. Om de behoefte aan kleine maatreferentiegewichten te verminderen, kan een glijdend gewicht, een poise genoemd, worden geïnstalleerd zodat het langs een gekalibreerde schaal kan worden geplaatst. Een evenwicht voegt verdere complexiteit toe aan de kalibratieprocedure, omdat de exacte massa van het evenwicht moet worden aangepast aan de exacte hefboomverhouding van de balk.

Voor meer gemak bij het plaatsen van grote en onhandige ladingen, kan een platform worden "gedreven" op een vrijdragende balksysteem dat de proportionele kracht op een "neusijzer" -lager brengt; dit trekt aan een "stilyardstaaf" om de verminderde kracht over te brengen op een balk met een geschikte afmeting. Dit ontwerp is nog steeds te zien in "draagbare balkweegschalen" met een capaciteit van 1000 lb of 500 kg die vaak worden gebruikt in ruwe omgevingen waar geen elektriciteit beschikbaar is, evenals in de lichtgewicht mechanische weegschaal. De extra draaipunten en lagers verminderen allemaal de nauwkeurigheid en bemoeilijken de kalibratie; het vlottersysteem moet worden gecorrigeerd voor hoekfouten voordat de overspanning wordt gecorrigeerd door de balansbalk en evenwicht aan te passen. Dergelijke systemen zijn doorgaans nauwkeurig tot op 1 / 10.000 van hun capaciteit, tenzij ze duur zijn ontworpen.

Sommige dure mechanische weegschalen gebruiken ook wijzerplaten met tegengewicht in plaats van veren, een hybride ontwerp met enkele van de nauwkeurigheidsvoordelen van de balans en de balk, maar het gemak van een wijzerplaatmeting. Deze ontwerpen zijn duur om te produceren en zijn grotendeels verouderd dankzij elektronica.

Lente schalen

Een veerweegschaal kan krachten meten die in elke richting door de schaal worden overgedragen.

Sommige weegschalen, zoals een Heel evenwicht (genoemd naar Phillipp Gustav von Jolly (1809-1884), een professor aan de Universiteit van München die de balans rond 1874 heeft uitgevonden), gebruik een veer met een bekende veerconstante en meet de verplaatsing van de veer door verschillende mechanismen om een schatting maken van de door het object uitgeoefende zwaartekracht, die eenvoudig aan de veer kan worden opgehangen of op een draaipunt en lagerplatform kan worden gezet. Tandheugelmechanismen worden vaak gebruikt om de lineaire veerbeweging om te zetten in een meetklok.

Veerweegschalen meten typisch kracht, die kan worden gemeten in eenheden van kracht zoals newton of pond-kracht. Ze kunnen in het algemeen ook niet voor commerciële toepassingen worden gebruikt, tenzij hun veren temperatuurcompensatie hebben of bij een redelijk constante temperatuur worden gebruikt. De veerweegschalen die legaal zijn voor de handel, kunnen worden gekalibreerd voor de nauwkeurige meting van massa (de hoeveelheid die wordt gemeten voor het gewicht in de handel) op de locatie waar ze worden gebruikt. Ze kunnen voor dit doel een nauwkeurige meting in kilogram of pond geven.

Weegschaal

De afbuiging van een lastdragende balk kan worden gemeten met een rekstrookje, dat is een lengtegevoelige elektrische weerstand. De capaciteit van dergelijke apparaten wordt bepaald door de weerstand van de straal tegen afbuiging en de resultaten van verschillende ondersteunende locaties kunnen elektronisch worden toegevoegd en dit type meting is met name geschikt voor het bepalen van het gewicht van zeer zware objecten, zoals vrachtwagens en treinwagons , zoals gedaan in een moderne weegbrug.

Hydraulische of pneumatische weegschalen

Het is ook gebruikelijk in toepassingen met hoge capaciteit zoals kraanweegschalen om hydraulische kracht te gebruiken om gewicht te voelen. De testkracht wordt uitgeoefend op een zuiger of membraan en via hydraulische leidingen overgebracht naar een meetklok op basis van een Bourdon-buis of elektronische sensor.

Testen en certificeren

De meeste landen reguleren het ontwerp en onderhoud van weegschalen die worden gebruikt voor handel. Dit heeft ertoe geleid dat schaaltechnologie achterbleef bij andere technologieën omdat dure regelgevingshindernissen een rol spelen bij de introductie van nieuwe ontwerpen. Desalniettemin is er een recente trend geweest naar "digitale load-cellen", die in feite stamcellen zijn met specifieke analoge converters en netwerken die in de cel zelf zijn ingebouwd. Dergelijke ontwerpen hebben de serviceproblemen verminderd die inherent zijn aan het combineren en verzenden van een aantal 20 millivolt signalen in vijandige omgevingen.

Overheidsvoorschriften vereisen in het algemeen periodieke inspecties door erkende technici met gewichten met een kalibratie die herleidbaar is naar een goedgekeurd laboratorium. Weegschalen die bedoeld zijn voor casual gebruik, zoals een weegschaal of een dieetweegschaal, mogen worden geproduceerd, maar moeten wettelijk worden gelabeld als "Niet legaal voor handel" om ervoor te zorgen dat ze niet worden hergebruikt op een manier die commercieel belang in gevaar brengt. In de Verenigde Staten is het document dat beschrijft hoe weegschalen moeten worden ontworpen, geïnstalleerd en gebruikt voor commerciële doeleinden NIST Handbook 44.

Omdat de zwaartekracht met meer dan 0,5 procent varieert over het aardoppervlak, wordt de kwestie van "gewicht" versus "massa" relevant voor nauwkeurige kalibratie van schalen voor commerciële doeleinden. Het doel is om het gewicht (eigenlijk de massa) te meten in relatie tot de wettelijke referentienormen (niet het werkelijke wetenschappelijke lokale gewicht op die specifieke locatie).

Traditionele mechanische balansbalkweegschalen intrinsiek gemeten gewicht in vergelijking met normen. Maar moderne, gewone elektronische weegschalen meten intrinsiek de neerwaartse kracht, het "lokale gewicht" op die locatie. Een dergelijke weegschaal moet dus na installatie opnieuw worden gekalibreerd voor die specifieke locatie, om een ​​nauwkeurige gewichtsmeting te verkrijgen.

Laboratoriumsaldi

Een analytische balans is een instrument dat wordt gebruikt om massa tot een zeer hoge graad van precisie te meten. De weegpan (nen) met een hoge nauwkeurigheid (0,1 mg of beter) analytische balans bevinden zich in een doorzichtige behuizing met deuren zodat stof zich niet verzamelt en dus geen luchtstromen in de kamer de delicate balans beïnvloeden. Het monster moet ook op kamertemperatuur zijn om te voorkomen dat natuurlijke convectie luchtstromen in de behuizing vormt, waardoor het wegen wordt beïnvloed.

Zeer nauwkeurige metingen worden bereikt door ervoor te zorgen dat het steunpunt van de balk wrijvingsvrij is (een mesrand is de traditionele oplossing), door een wijzer op de balk te bevestigen, die elke afwijking van een balanspositie versterkt; en ten slotte door gebruik te maken van het hefboomprincipe, waarmee fractionele gewichten kunnen worden toegepast door beweging van een klein gewicht langs de meetarm van de balk.

Supermarkt schaal

Een supermarktweegschaal wordt gebruikt in bakkerijen, broodjeszaken, zeevruchten, vlees, producten en andere bederfelijke afdelingen. Supermarktweegschalen drukken etiketten en bonnen af ​​(speciaal in de bakkerij), markeringen Gewicht / aantal, Eenheidsprijs, Totale prijs en in sommige gevallen, Tarra, een supermarktetiket drukt gewicht / aantal, eenheidsprijs en totale prijs, sommige fabrikanten zijn Hobart Corporation, Bizerba, DIGI / Teraoka, Mettler Toledo, Cas, Berkel en Ishida.

Bronnen van fouten

Enkele bronnen van mogelijke fouten in een zeer nauwkeurige balans zijn de volgende:

  • Drijfvermogen, omdat het te wegen object een bepaalde hoeveelheid lucht verplaatst, waarmee rekening moet worden gehouden. Zeer nauwkeurige weegschalen worden vaak in vacuüm gebruikt.
  • Luchtstoten, zelfs kleine, kunnen de schaal omhoog of omlaag duwen.
  • Wrijving in de bewegende componenten kan voorkomen dat de schaal in evenwicht komt.
  • Afzettingen in de lucht kunnen bijdragen aan het gewicht.
  • Schaal kan verkeerd zijn gekalibreerd.
  • Mechanische componenten kunnen verkeerd zijn uitgelijnd.
  • Mechanische uitlijning door thermische uitzetting / samentrekking van componenten van de balans.
  • Het magnetische veld van de aarde kan inwerken op ijzeren componenten in de balans.
  • Magnetische velden van nabijgelegen elektrische bedrading kunnen op ijzeren componenten inwerken.
  • Magnetische storingen aan elektronische opneemspoelen of andere sensoren.
  • Krachten van elektrostatische velden, bijvoorbeeld van voeten die op een droge dag op tapijt worden geschud.
  • Chemische reactiviteit tussen lucht en de te wegen stof (of de balans zelf, in de vorm van corrosie).
  • Condensatie van atmosferisch water op koude artikelen.
  • Verdamping van water uit natte voorwerpen.
  • Convectie van lucht uit warme of koude producten.
  • De Coriolis-kracht van de rotatie van de aarde.
  • Zwaartekrachtafwijkingen (bijvoorbeeld het gebruik van de balans in de buurt van een berg; de balans niet nivelleren en opnieuw kalibreren na verplaatsing van de ene geografische locatie naar de andere).
  • Trillingen en seismische storingen; bijvoorbeeld het gerommel van een voorbijrijdende vrachtwagen.

Symboliek

De weegschalen (met name een bundelbalans) zijn een van de traditionele symbolen van rechtvaardigheid, zoals gebruikt door beelden van Vrouwe Justitia. Dit komt overeen met het gebruik in metafoor van zaken die worden "gewogen" of "in de balans worden gehouden".

Referenties

  • Butcher, Tina, et. al. 2007. NIST Handboek 44. Nationaal instituut voor normen en technologie. Ontvangen op 5 januari 2007.
  • Fluke Corp. 2006. Principes of Metrology. Weeg- en meetmagazine. Ontvangen op 5 januari 2007.
  • Zecchin, P., et. al. 2003. Digitale loadcellen: een vergelijkend overzicht van prestaties en toepassingen. Instituut voor meting en controle. Ontvangen op 5 januari 2007.

Externe links

Alle links zijn opgehaald op 9 augustus 2013.

  • Digital Scales Magazine (beoordelingsbron).
  • Analytical Balance-artikel op ChemLab.

Pin
Send
Share
Send