Die Geschichte der Waage

Wenn Sie in die Vergangenheit zurückkehren und einem alten Straßenhändler eine digitale Skala zeigen, wird er nicht wissen, was zu tun ist. Im Laufe der Geschichte ist die Bedeutung der Skala für die Wirtschaft jedoch genauso wichtig wie heute, weshalb Menschen hart gearbeitet haben - und weiterhin funktionieren -, um genauere Messergebnisse zu erzielen.

Alte Umfrage

Distanz

Vor dem Aufkommen standardisierter Geräte basierten viele Messungen auf einem bestimmten Körperteil wie den Händen oder Füßen des "Fußes" der Amerikaner. Als der Standardherrscher eingeführt wurde, wurden diese Messungen genauer. Ein bekannter, wiederholbarer Standard dient dann einem bestimmten geografischen Bereich.

Später erzielten die beiden Parteien eine Vereinbarung zur Herstellung einer Standardmetallstange mit zwei Markierungen, die sehr sorgfältig getroffen wurden. Diese Entfernung ist so ausgelegt, dass sie einen Bruchteil eines Zehnten des Abstands vom Äquator zum Nordpol darstellt.

In jüngster Zeit ist die Definition von Messgeräten jedoch genauer geworden. Es ist definiert als die Entfernung, die Licht in einer bestimmten, sehr kleinen Sekunde bewegt. Diese Entfernung ist sehr Standard und kann überall reproduziert werden.

Zeit

In ähnlicher Weise ist die Messung der Zeit bei der Entwicklung der Geschichte genauer geworden. Die frühesten Messungen basieren auf der Länge eines Tages oder der Zeit zwischen Sonnenaufgang und Sonnenuntergang.

Die Erfindung der Sonnenuhr hat eine höhere Genauigkeit erreicht, die den Tag in mehrere Teile unterteilen kann. Die speziell hergestellten Kerzen sind so ausgelegt, dass sie mit einer stetigen Geschwindigkeit verbrennen, was eine genauere Methode zur Zeitmessung bietet.

Sanduhr, Wasseruhren und Pendeluhren bieten erhebliche Verbesserungen. Die jüngsten Uhren wurden mit elektronischen Geräten wie Tuning -Gabeln, Quarzkristallen und Atomuhren erheblich verbessert.

Gewicht

Gewichtsmessung und Skalen folgen einem sehr ähnlichen Weg. Einige der frühesten Beispiele für die Gewichtsmessung waren eine einfache Stange, die mit einem Seil in der Mitte aufgehängt war. Jedes Ende ist mit einer Platte verbunden, und das Produkt muss in eine Platte gelegt werden, während ein Stein, der ein bekanntes Gewicht darstellt, der anderen Platte zugesetzt wird, bis die Stange ausgeglichen ist.

Tatsächlich betonten viele der frühesten schriftlichen Geschichten, die wir kennen, die Anforderung der Gesellschaft, "echtes Gewicht" zu verwenden.

Der älteste Gleichgewicht ist ein Grundbalance, der aus einem Hebel und zwei wiegen, die gleichweit vom Drehpunkt ausgesetzt sind. Wenn ein Gegenstand gewogen werden muss (z. B. eine Tüte Goldmünzen), wird er in einen der Pfannen gelegt. Fügen Sie dann das bekannte Gewicht der gegnerischen Platte hinzu und entfernen Sie es von ihm, bis der Hebel in der horizontalen Position perfekt ausbalanciert ist. Durch die Berechnung der Summe der bekannten Gewichte kann das Gewicht des Objekts in einer anderen Platte bestimmt werden.

Dieses System und ähnliche Varianten wurden bis zum späten 1700er Jahre verwendet, als neue Wägeltechniken erfunden wurden. Diese Erfindungen sind jedoch nicht so genau wie die elektronischen Systeme, die im 20. Jahrhundert und im 21. Jahrhundert entworfen und perfektioniert wurden.

Die Dreifachbalkenbalance

In jüngster Zeit wurde die praktischere und komplexere Drei-Strahl-Balance geboren. Das Gerät verwendet auch ein Hebelsystem, bei dem die Kraft auf einer Seite des Drehbuchs mit der Kraft auf der anderen Seite des Drehpunkts ausgeglichen wird.

Im Gegensatz zum ursprünglichen einfachen Gleichgewicht nutzt die Drei-Strahl-Balance jedoch das Konzept, dass Massen weit vom Drehpunkt des Hebels mehr Kraft auf den Hebel erzeugen als Massen in der Nähe des Hebels.

Daher muss das Drei-Strahl-Gleichgewicht auf beiden Seiten des Hebels nicht das gleiche Gewicht anwenden, um das Gleichgewicht in einem ausgewogenen Zustand zu halten, sondern das Gewicht des Objekts auf der anderen Seite des Hebels auszugleichen, indem Sie ein kleineres Gewicht näher bringen und weg vom Drehpunkt. Hebel.

Sie haben diese Art von Skala wahrscheinlich in einer Junior- oder High School Physics Science -Klasse verwendet.

Analoge Skala

Die nächste Innovation ist eine analoge Skala, die als Federbalance bezeichnet wird und auf dem Konzept beruht, dass die auf die Feder angewendete Kraft die Feder einen bekannten Abstand und seine "Federkonstante" bezeichnet.

Der Indikator für die Feder bewegt sich in einem bestimmten Abstand relativ zu dem mit verschiedenen Gewichtsmessungen gekennzeichneten Messgeräten nach oben und unten. Wenn die Kraft der Feder mit der Kraft des gewogenen Objekts ausgeglichen ist, kann das richtige Gewicht gelesen werden.

Die häufigste Art der Federskala ist die Badezimmerskala, die die Kraft von vier Hebeln aus jeder Ecke der Skala kombiniert, um die Feder zu dehnen und das Messgerät zu drehen.

Analoge Skalen in der heutigen Welt

Wenn die Gewichtsmessung nicht sehr präzise sein muss, ist eine analoge Skala eine perfekte Lösung. Sie können das Gewicht einer Person innerhalb von 1 Pfund bestimmen oder eine Portion Fleisch in wenigen Unzen messen.

Sie sind jedoch nicht genau genug für viele industrielle Prozesse, die eine höhere Genauigkeit erfordern. Obwohl die Auflösung einer Frühlingsskala 1 Teil von 100 sein kann, erfordern industrielle Prozesse normalerweise eine Auflösung von 1 Teil in 5.000 oder höher.

Digitale Waage

Seit seiner Gründung sind digitale Skalen die genaueste Messgeräte geworden und sind bei weitem die in der Industrie am weitesten verbreiteten. Diese elektronischen Skalen umfassen Plattformskalen, Plattformskalen, Bodenwaagen, Rollenskalen und Zylinderskalen.

Die in digitalen industriellen Maßstäben verwendeten Gewichtssensoren werden als Dehnungsmesselastzellen bezeichnet. Die Lastzelle ist ein Metallstück, dessen Form sie auf sehr vorhersehbare Weise beugen, wenn sie wie eine Feder einer Kraft ausgesetzt ist. Außerdem kehrt die Lastzelle genau wie eine Feder, wenn die Kraft entfernt wird, zu ihrer ursprünglichen Konfiguration zurück.

Mit der Lastzelle verbunden sind mehrere Dehnungsmessgeräte. Diese Widerstände bestehen aus Falten aus flachem Metall. Wenn die Lastzelle gebeugt ist und die Dehnungsmesser gedehnt ist, ist die Änderung ihres Widerstands proportional zur Kraft, die auf die Lastzelle wirkt. Das Ausgangssignal des Dehnungsmessers wird an den ADC (analog zu digitalem Konverter) gesendet, wodurch die endgültige Gewichtsablesung ausgegeben wird.

Ultra-Präzisionsskala

Die Auflösung der digitalen Skala der gewöhnlichen Dehnungsmesser beträgt etwa ein Teil von 5.000 und die Genauigkeit beträgt etwa ein Zehntel von 1%. Dies ist jedoch immer noch nicht so genau wie einige Branchen, weshalb wir eine neue Waage-Technologie namens Surface Acoustic Wave (SAW) entwickelt und eine neue Reihe ultra-präziser Industriekalen entwickelt haben.

Diese industriellen Skalen verwenden zwei Halbleiter -Substrate und Säe -Wandler. Wenn das Gewicht auf die Skala angewendet wird, erzeugt es eine Körperwelle, die sich zwischen den Wandlern ausbreitet. Die Schwingungsfrequenz dieser Geräte ist direkt proportional zum Gewicht der Wiegeplattform. Durch digitales Messen können wir eine Auflösung von einer von 100.000 und eine Genauigkeit von 1/100 von 1%bereitstellen.

Diese Skalen sind besonders nützlich in Situationen, in denen eine hohe Genauigkeit erforderlich ist, wie z. B. Checkweghing, Zählung von kleinen Teilen, genaue Füllung, Durchflussüberwachung und Polymerproduktion. Pharmazeutische, chemische, Farbe und viele andere Branchen verlassen sich alle auf diese ultra-präzienhafte Technologie.