称重仪器的历史

衡器是计量器具的重要组成部分。过去人们把计量叫做‘度量衡’。所谓度,是指用尺子(如古代的骨尺、牙尺和竹尺、木尺、卷尺、钢尺等)测量物体的长度。);所谓量,是指用容器(如古代的合、举、斗、迎宾斗以及后来使用的量杯)来测量一个物体的体积;所谓秤,是指测量一个物体的重量。平衡应该从原始社会末期开始。据史料记载,距今已有4000多年。那时候是有商品交换的,但是计量方法是以看和摸为基础的。作为一种测量重量的仪器——衡器,最早出现在中国夏朝。春秋战国时期,掌握了杠杆原理。战国中期,楚国中期广泛使用秤和砝码称量黄金,但长期以来计量标准不一,混乱不清。直到秦统一天下,秦始皇二十六年(公元前221年)实行商鞅变法,才统一了计量标准。宋代出现了精度为1 cm (40mg)的秤,表明当时的称重仪器已具有相当的技术水平。

衡器是在商品交换过程中产生和发展起来的。人类最早使用的衡器是最初的天平。约公元前5000年,埃及使用等臂天平(图1)。它在一个简单的杠杆中间设置一个点,将被测物体放在杠杆一端(图中右端)的圆盘(挂钩)上,将形状和质量相同的物体一个一个地放在另一端(图中左端)的圆盘上。当这个装置处于平衡状态时,意味着两边的质量相等,右端被测物体的质量可以由左端物体的数量估算出来。

中国的度量衡制度始于公元前2500年的“黄钟”法。据记载,“度以黄铃之长,量以黄铃之关系,衡以黄铃之重。”黄色的铃铛已经丢失了。在夏朝,中国开始使用天平作为称重仪器。力量相当于重量,平衡是指杠杆。杠杆中间有一个小孔作为支点,杠杆两端挂挂钩,同时挂被称物体和权。每个权衡都有一组权重。右边的权重一个一个增加,以称量不同的权重。汉代就出现了木秤,此后一直沿用了2000多年。

18世纪,苏格兰化学家j·布莱克首先将刀和刀架应用到天平上,从而制作出精确的称重仪器。1831年,美国人T. fairbanks发明了台秤,它综合了不等臂杆秤和天平的优点,使各种机械称重仪器趋于完善。20世纪中期,出现了简易的电子衡器,使衡器进入了电子时代。微处理器和称重传感器的结合引起了称重领域的变革。此后,微处理器在称重,特别是动态称重中得到了广泛的应用,基本上取代了原来复杂的计算系统。随着微电子技术的不断发展和大规模、超大规模集成电路的出现,称重和过程控制功能可以组合到同一个电子单元中。80年代,电子衡器已经遍布从微量称重到大型专业称重的各个领域,衡器发展到上千种规格,静态精度一般在0.1%以上,动态精度一般在1% ~ 0.2%以上。全国约有250家衡器厂,可批量生产19大类、150多个品种、500多个规格的大型专用衡器。机械衡器生产已具相当规模,电子衡器年产量已达数万台。

分类衡器按结构原理可分为机械秤、电子秤、机电组合秤三大类,机械秤又可分为杠杆秤(包括等臂杠杆秤,即狭义天平和不等臂杠杆秤)和弹簧秤。衡器按计量方式也可分为非自动衡器和自动衡器。衡器的主要类型有天平、杆秤、箱秤、台秤、地秤、地秤、轨道秤、装载机秤、皮带秤、邮政秤、吊秤、配料秤、装袋秤。