谈谈电子秤的发展

本文回顾了电子秤的发展经验，并介绍了电子秤的一些主要形式。为了唤起人们对电子秤发展历史中一些重要节点的记忆。阐明了将电子秤测量与科学技术相结合的重要性。讨论了电子秤的发展规律。世界是物质，物质在运动，没有物质的运动是没有物质的运动所无法想象的。物质在不断地从一种形式转变为另一种形式，而并非总是从一种形式转移到另一种形式。这是哲学的基本主题。自进入文明社会以来，人类的生产和生活已与物质研究紧密相连。质量是一个物体包含多少材料。质量具有两个属性：惯性质量和重力质量。现代物理学将两者结合在一起，统称为质量。质量研究是物质研究的体现。电子秤是一种使用各种称重原理（例如，作用在物体上的重力）确定质量或质量函数的其他数量，值，参数或特性的测量仪器。电子秤作为测量物体中所含物质量的工具已经存在了很长时间。中国和古埃及以及其他古代中外文明开始了大约5000年前的质量“计量”历史。在秦朝，中国对度量衡进行了高度统一和标准化。在“称量和称量”的概念中，电子秤是最复杂的，最早应用物理原理。阿基米德曾经说过：“给我一个支点，我就可以撬起整个地球。”这句话是对杠杆原理的通俗描述。这也开始了电子秤的科学发展历史。因此，我们有理由说电子秤不仅是最原始，最基本的测量仪器，而且是最早的科学仪器。电子秤的发展不仅与人类生活息息相关，而且随着人类科学的进步而不断发展。电子秤的发展经历了漫长的过程。根据杠杆原理，电子秤的早期形式基本上是杠杆原理的简单复制品。等臂杆和不等臂杆均基于杠杆原理。这两种形式具有不同的优点和缺点。天平采用等臂杠杆形成，主要用于质量要求较小，精度要求较高的称重质量测量，杠杆采用不等臂杠杆形成，通常用于质量较大，质量较低的称重测量准确性要求。由于这两种类型的称重仪器制造工艺更简单，应用范围更广，因此至今仍在使用。在此期间，这两种电子秤的生产材料发生了各种变化，称重范围得到了扩大，在18世纪，苏格兰化学家J. Black将刀和刀架首次应用于天平，从而生产出精确的称量重型设备，进一步提高了这种电子秤的精度。但是，电子秤的基本形式没有根本改变。随着工业革命的来临，电子秤技术革命开创了新的篇章。 1678年，英国机械师胡克（Hooker）发现了胡克定律。霍克的弹性定律规定，当弹簧发生弹性变形时，弹簧的弹簧力F与弹簧的伸长量（或压缩量）x成正比，即F = k·x。 k是物质的弹性系数，它仅由材料的性质决定，与其他因素无关。结果，诞生了一种不同于杠杆原理的新型电子秤弹簧秤。弹簧秤已经颠覆了数千年来的质量测量形式。在测量过程中不再使用标准砝码，显示也可以以指针或数值形式给出，为自指示秤创造了先例。带来巨大的召集影响人们的生产和生活。但是，由于胡克定律的适用范围受到材料和弹簧延伸量的限制，因此弹簧秤在测量极限和精度方面有一定的限制，因此无法制作大型电子秤。然而，弹簧秤的出现为质量测量带来了技术革命。首先，它丰富了质量测量的技术方法。除了使用杠杆原理外，还开发了一种使用胡克定律测量质量的新方法。其次，它简化了质量测量的工作。第一次，在实际的质量测量中，不再依赖于标准砝码，这简化了质量测量的工作。第三，首次引入了自指示秤的概念，这有助于读取测量结果。 1831年，美国T. Fairbanks发明了台式秤，该秤结合了不等的动臂秤和天平的优点，并改进了各种机械秤。可以说这是电子秤历史上的另一次变化。结果，形成了一系列的称重仪器，例如皮箱秤，台式秤和地板秤。这一变化不仅充分利用了杠杆原理，实现了多级杠杆的应用，而且将承重部分和显示部分分开，为现代电子秤的出路指明了方向。动力传递杆和多级操纵杆的出现，大大扩展了电子秤的称量范围。从那时起，电子秤就与现代工业革命紧密相连。 18世纪的法国研究人员穆尔先生首先发现了光学现象-莫尔条纹。到1950年代，使用莫尔条纹开发的光栅技术得到了迅速发展，并已应用于精密测量中，并迅速导致了光栅尺的出现。光栅尺仍然使用机械杠杆。杠杆原理用于实现质量的转换和力的传递。然后，使用象限杆平衡力。标尺光栅（移动光栅）连接到象限杆。旋转将驱动直尺光栅旋转一个角度。一种利用光栅原理完成莫尔条纹变化的光电模数转换（增量式）以获得高分辨率质量结果的技术。最后，权重值由可逆计数器和解码器编号显示。体重计计数器第一次通过计数器和解码器编号显示重量值。光栅尺首次将质量测量与电，光结合起来，并将其成功地引入了秤测量技术领域。它首次实现了质量测量结果的数字显示，并首次以电信号的形式向所有人展示了质量测量的结果，为质量测量参与自动控制提供了可能。光栅尺在1950年代和1960年代发展，并在1980年代达到顶峰。但是，光栅尺尚未引起电子秤的测量原理的根本性技术革命。取而代之的是，在力传递过程中增加了一套光栅技术，这增加了电子秤技术的复杂性。然而，在诸如小电子秤的领域中存在许多不便。随着称重传感器的问世，光栅尺迅速达到了历史的尽头。但是，光栅尺为每个人带来了新的想法。他不仅第一次实现了质量测量结果的电信号输出，而且还实现了称量结果的数字显示。在质量测量的历史中，人们对电子秤技术的现状不满意，并进行了各种尝试。在电子技术和半导体技术日趋成熟之前，完全依靠机械原理但以数字方式显示结果的电子秤也已使用了很长时间。机械连续累积式皮带秤就是这样一种称重仪器。滚筒皮带秤是一种称重设备，用于自动称重放置在皮带和连续表面上的松散物料紧紧地穿过皮带。它由重力传输系统，滚筒，机械自动计数器和快速拨号盘组成。速度拨号速度与皮带速度成正比。辊的角速度与通过皮带的物料量成正比。滚轮在快速拨号盘上的位置由物料的重力调节。当皮带上没有物料时，辊子靠近速拨盘的中心，转速为零，并且计数器不累积，当皮带上没有物料时，辊子随着皮带移动到外围。重力增加，并驱动计数器记录通过皮带的物料总量。形成机械计数器功能，可以连续稳定地测量皮带秤的物料质量，以达到输出累计结果的功能。在此电子秤依靠称重传感器和电子仪器电子秤之前，它可以令人满意地满足对散装，散装和颗粒状物料进行连续测量的要求，并且在1980年代有很大的市场。同时，依赖核物理技术的核带秤在1980年代出现在称重仪器领域。核带秤的工作原理是基于这样一个事实，即当伽玛射线穿透被测介质时，当伽玛射线的能量恒定时，强度的衰减与合金的成分，密度和厚度呈指数关系。介质的射线方向。连续测量运送物料时的射线强度，并将其与皮带为空（或其他输送设备）时的射线强度测量结果进行比较。另外，测量皮带的运行速度，然后测量单位负载，过程参数，例如瞬时流量和累积量。它的数学模型是：通过动态检测皮带单位长度上的物料重量（单位负载）q和皮带速度v，将两个信号相乘以获得瞬时流量Q，然后积分或累加以获得运输的物料过了一段时间。累积流量W。可以用以下公式表示：Q = q×v，W =§Qdt=§qvdt。由于这种测量方法不需要直接与被称量的物体接触，因此已在某些特殊领域中使用。当然，由于所涉及的核技术以及对材料和使用条件的高要求，当前的使用领域仍然相对狭窄。然而，核带秤的称量原理再次突破了杠杆原理和胡克定律。它使利用核物理技术原理测量物体的质量成为可能，并丰富了质量测量的形式和方法。随着新材料和材料力学的发展，自1980年代以来，以称重传感器和称重仪表为主要部件的电子秤开始大规模占领电子秤市场，这引领了电子新趋势的发展。秤。 。电子秤通常由称重负载设备，称重传感器和称重（辅助）仪器组成。称重传感器是一种将物体的质量信号转换为可测量的电信号输出的设备。作用在被测物体上的重力按一定比例转换为可量化的输出信号。然后称重（二次）仪器转换接收到的电信号，并以数字或其他形式将其显示为质量值。电子地磅的称量原理利用了质量的重力（gravity）特性，但完全摆脱了杠杆原理和胡克定律，从而大大简化了质量测量方式。由于称重传感器的局限性和形式，以及材料科学和制造技术的不断改进和发展，该传感器不仅实现了该方法，而且在精度方面也满足了质量科学研究，工农业的要求。和限制。生产和日常生活。使电子秤迅速占领市场。随着称重传感器和辅助仪器的不断改进，以及模拟传感器和数字传感器的应用，新技术不断改进了电子秤的制造工艺。的普及微型计算机，无线传输技术的发展，互联网的应用以及软件技术的改进使电子秤成为质量测量技术的领导者。目前，电子秤，高精度电子天平，工农业领域的电子台秤，大吨位电子秤，动态电子秤，连续和不连续电子累积秤都得到了很好的应用。在1980年代和1990年代，机电组合秤最近获得了良好的应用。这是使用杠杆原理的机械秤的承重部分。测力传感器被添加到力传递部分以将质量信号转换成电信号。辅助仪器转换电信号并将其显示为质量值。秤。但是，随着称重传感器成本的大幅降低，这种称重仪器已基本退出了电子秤市场。机电组合秤类似于光栅尺。由于在测量原理上没有新的突破，因此其生命力难以持久。当然，还有其他科学原理和技术可以获取对象的质量价值。例如，天体物理学中天文质量的获取，原子物理学中基本粒子质量的获取以及量子物理学，但是这些仪器与传统的电子秤相距甚远，因此不能简化为电子秤。当前，电子秤有很多类型，无论自动秤和非自动秤，与自指示秤和非自指示秤无关，而与连续，不连续和离散的秤无关。格拉姆定律，核物理技术和称重传感器原理是几项主要技术。在电子秤的数千年发展历史中，不难发现由于材料质量的特殊性，不仅质量单位的定义已成为七个国际基本单位的唯一物理定义单位，而且也是确定质量值的基本方法。多年来从未中断过。依靠杠杆原理的机械称重仪器仍然在各行各业中蓬勃发展。随着科学技术的不断创新和发展，出现了新的电子秤。弹簧秤，核（皮带）秤和电子秤正在不断扩大电子秤的种类，并且它们正在不断适应和满足现代社会的需求。电子秤的发展再次确认了科学技术发展的历史，从简单到复杂，再到从复杂到简单。而且每一个发展都是飞跃，反映了唯物主义认识论的观点。我们有理由相信，电子秤的发展将由杠杆原理引起，因为电子秤的生产会随着工业革命的出现和科学技术的发展而发生变化，并且也会随之而来。信息革命和未来新知识的涌现。自己不断改进和发展电子秤。