电子秤的发展

本文回顾了电子秤的开发经验，并介绍了一些电子秤的主要形式。为了唤起人们对电子秤发展历史中一些重要节点的记忆。它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，没有物质的运动和没有物质的运动是无法想象的。物质不断地从一种形式变为另一种形式，并且始终从一种物体转移到另一种形式。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。质量是物体中所含物质的量。质量具有两个属性：惯性质量和重力质量。现代物理学和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。电子秤是一种测量仪器，它通过各种称重原理（例如作用在物体上的重力）确定质量或质量的其他数量，值，参数或特性。电子秤长期以来一直是一种用于测量物体中所含物质量的工具。中国和古埃及以及其他古代文明在大约5000年前就开始“测量”质量。在秦朝，中国对度量衡进行了高度统一和标准化。在“措施与措施”的概念中，尤其是电子秤最复杂，最早应用了物理原理。阿基米德曾说过：“给我一个支点，我就能拾起整个地球。”这句话是对杠杆原理普及化的描述。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再现。相等的杠杆和不相等的杠杆均基于杠杆原理，具有不同的优缺点。天平由等臂杆组成，主要用于高质量，高精度的称重质量测量，该杆由不等臂杆组成，通常用于高质量，低精度的质量测量。由于这两种秤的制造过程简单且应用范围广泛，因此至今仍在使用。在此期间，两个电子秤的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将刀和刀首次应用于天平，从而生产出准确的比例。重型设备进一步提高了这种电子秤的准确性。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（Hook）发现了胡克定律。霍克的弹性定律指出，当弹簧发生弹性变形时，弹簧的弹簧力F与弹簧的伸长率（或压缩力）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。诞生了一种不同于杠杆原理的新型电子秤，即弹簧秤。弹簧秤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重量。显示也可以以指针或数值形式给出，为自指示刻度创建了先例。它给人们的生产和生活带来了极大的便利。但是，由于胡克定律的适用范围受到材料和弹簧伸长量的限制，弹簧秤在极限和精度方面有一定的限制，不可能制造大的秤。尽管如此，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，还开辟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，在质量测量的实际工作中，不再依赖标准砝码，这有利于质量测量工作。第三，首次引入自指示秤的概念，这有助于读取测量结果。 1831年，美国T. Fairbanks发明了天平，结合了不相等的臂秤和天平的优点，使各种机械秤完美无缺。可以说这是电子秤历史上的另一次革命。这样就形成了一系列的称重工具，例如皮箱秤，平台秤和地磅。这次的变革不仅充分利用了杠杆原理，还实现了多级杠杆的应用，将质量的承载部分和质量的显示部分分离开来，指出了发展方向。现代电子秤的形式。出现了变速杆和多级杆，极大地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。法国研究人员摩尔在18世纪首次发现的一种光学现象-莫尔条纹。到1950年代，由摩尔纹条纹开发的光栅技术得到迅速发展，并应用于精密测量的测量中，并迅速导致光栅尺的出现。光栅尺仍然使用机械杠杆，并通过杠杆原理实现质量的转换和传递力。然后，象限杆利用力的平衡，刻度光栅（移动光栅）耦合到象限杆。旋转标尺光栅旋转角度。通过使用光栅原理对莫尔条纹的变化进行光电模数转换（增量式），从而获得高分辨率质量的技术。最后，权重值由可逆计数器，解码器编号等显示。刻度计数器显示第一计数器的权重值，解码器编号等。光栅尺首次将质量测量与电气和光学技术相结合，并将其成功引入称重仪表技术领域。它首次实现了质量测量结果的数字显示。质量测量的结果首次以电信号的形式呈现给每个人，这为质量测量参与自动控制提供了可能性。光栅尺在1950年代和1960年代开发，并在1980年代达到顶峰。然而，由于光栅尺的存在，没有触发电子尺测量原理的根本技术革命，而是在力传递过程中增加了一套光栅技术，这增加了电子尺技术的复杂性，并且在大型电子规模中还是有可能的。然而，在小型电子秤领域存在许多不便之处。随着称重传感器的出现，光栅尺迅速达到了历史的尽头。但是，光栅尺仍然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，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感到不满意，并进行了各种尝试。在电子技术和半导体技术成熟之前，很长一段时间一直使用完全依靠机械原理但以数字方式显示结果的电子秤。机械连续累积皮带秤就是这种秤。滚子皮带SCAle是一种自动称重放置在皮带上并连续通过皮带的松散物料的仪器。它由重力传输系统，滚筒，机械自动计数器和速度板组成。速度盘速度与皮带速度成正比。辊轧的角速度与通过皮带的物料量成正比。滚轮在速度板上滚动的位置取决于材料的重力。当皮带上没有物料时，辊子靠近定速盘的中心，速度为零，计数器不会累积，当皮带上没有物料时，随着重力的增加辊子会移至外围更大，并记录计数器以记录通过皮带的物料总量。 。形成了机械计数器功能，连续稳定地测量物料质量的皮带秤实现了输出累计结果的功能。在称重秤和电子仪器秤出现之前，这种电子秤满足连续计量散装，散装和颗粒物料的要求，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年代出现在秤领域。核带尺度的工作原理是基于这样的事实：当伽马射线能量恒定时，当伽马射线能量恒定时，强度的衰减与介质的组成，密度和厚度成指数关系。连续测量物料运输时的射线强度，并将其与空皮带（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，然后通过计算机系统的计算直接显示单位负载。工艺参数，例如瞬时流量和累积量。数学模型是：通过动态检测皮带单位长度上的物料重量（单位负荷）q和皮带速度v，将两个信号相乘以获得瞬时流量Q，然后获得物料的周期为时间是通过整数运算还是累加运算。累积流量W。可以用以下公式表示：Q = q×v，W =§Qdt=§qvdt。由于这种计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应用。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。利用核物理技术原理，可以测量物体的质量，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器为主要组成部分的电子秤开始大规模占领电子秤市场，引领了电子新趋势的发展。秤。 。电子秤通常由称重称重设备，称重传感器和称重（辅助）仪表组成。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。作用在待测物体上的重力按一定比例转换为可测量的输出信号。然后，接收到的电信号由称重（辅助）仪表转换，并以数字或其他形式显示为质量值。电子地磅的计量原理利用了质量的重力（gravity）特性，但完全废除了杠杆原理和胡克定律，从而大大简化了质量测量的方式。由于称重传感器的数量限制和形式，随着材料科学和生产技术的不断改进和发展，该传感器不仅满足了实现方法，而且在精度和数量上都满足了质量科学研究，工农业的要求。 。生产和日常生活。电子秤迅速占领了市场。随着称重传感器和二次电池的不断改进nstruments，模拟传感器和数字传感器的应用，新技术不断改进电子秤的生产过程。微型计算机的普及，无线传输技术的发展和互联网的应用以及软件技术的进步，使电子秤成为领先的质量测量技术的领导者。目前，电子秤，高精度电子天平，工业秤以及电子平台秤和大吨位电子秤的日常流通，动态电子秤，连续和不连续电子累积秤已得到很好的应用。在1980年代和1990年代，机电组合秤被很好地使用。这是利用杠杆原理的机械秤的承重部分。将一个测力传感器添加到力传递部分，以将质量信号转换为电信号，然后，辅助仪器将电信号转换为一类具有质量值的电子。秤。但是，随着称重传感器成本的显着降低，这种秤已经从电子秤市场中大量撤出。机电组合标尺类似于光栅标尺。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，天体物理学中天体质量的获得，原子物理学和量子物理学中基本粒子质量的获得，但是这些仪器与传统的电子秤相距甚远，不能归因于电子秤。当前，电子秤的类型很多，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，不连续和离散的称重秤等无关，计量原理基本上是利用杠杆原理，胡克定律，核物理技术和称重传感器原理等几种技术。在电子秤发展了数千年的整个历史中，不难发现由于材料质量的特殊性，不仅质量单位的定义成为七个国际基本单位中唯一由物理对象定义的单位，也是确定质量值的基本方法。多年来从未间断过。依靠杠杆原理的机械秤仍然活跃并且存在于各行各业。随着科学技术的不断创新和发展，新型电子秤，弹簧秤，核子（皮带）秤和电子秤不断扩大电子秤的种类，不断适应现代社会的需求。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，从复杂到简单。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，电子秤的发展将通过杠杆原理（如电子秤的生产）而产生。随着工业革命的出现和科学技术的发展，未来必将跟随信息革命的应用和新知识的出现。不断改进和发展电子秤本身。