Средство измерения массы – современные электронные весы

Ситуация, описанная в следующих примерах, наверняка знакома каждому: часто в соседних отделах одного и того же магазина можно видеть абсолютно одинаковые электронные весы, причем на дисплеях одних написано «Вес, кг», на дисплеях других - «Масса, кг». Еще пример: в универсаме на полке стоит пачка сахара в заводской упаковке с надписью: «Масса 1 кг»; рядом разложены пакеты с уже расфасованным сахаром, на которых наклеены этикетки: «Вес, кг». 

Подобных примеров наблюдательный покупатель может привести массу, казалось бы, в чем вопрос - все мы, начиная с более или менее сознательного возраста, «взвешиваем» (то есть, определяем вес той или иной вещи) в килограммах. Но в природе нет такой размерности для веса (который, кстати, является силой), как килограмм (кг). Вопрос: что нам отмеряют на весах ?

Для обоснованного ответа на вопрос необходимо знать их устройство и принцип действия; рассмотрим в качестве примера устройство наиболее современных и актуальных электронных весов.

Итак, весы - это прибор для определения массы тел по действующей на них силе тяжести; их принято относить к так называемому измерительному торговому оборудованию.

Принцип действия электронного весового оборудования сводится к измерению силы (веса), воздействующей на первичный датчик, посредством преобразования этого воздействия в пропорциональный выходной электрический сигнал. Важным вопросом, влияющим на точность измерений и определяющим технический диапазон применения электронных весов, т. о., является использование того или иного первичного датчика; различают три типа датчиков, применяемых сегодня в весовом оборудовании: виброчастотные (струнные), пьезокварцевые и тензометрические.

Действие первых основано на изменении частоты колебаний натянутой металлической струны в зависимости от величины силы, приложенной к датчику (т. е. в зависимости от собственной массы груза, положенного на платформу). При хорошо отлаженном производстве виброчастотные датчики оказываются весьма недорогими в цене и, как следствие, оборудованные ими весы также дешевы. Однако нестабильность таких датчиков, повышенные требования к условиям работы, а также сравнительно низкая точность привели к тому, что данный тип датчиков сегодня применяется в весовом оборудовании редко.

Пьезокварцевые датчики действуют по принципу изменения частоты кварцевого кристалла, механически связанного с упругим элементом, под воздействием приложенной к нему силы. Такая система по точности и надежности немного отстает от тензометрической, зато себестоимость производства у нее ниже. Простота использования и доступная цена делают эти весы популярными на предприятиях торговли, общественного питания и связи. Так как изменения частоты колебаний кварцевого резонатора в большой мере зависят от колебаний температуры и питающих напряжений, то некоторые производители весов планируют начать серийный выпуск «интеллектуальных» датчиков. Предполагается соединить их с микропроцессором, который отслеживал бы отклонения и вводил корректирующие поправки в результат взвешивания.