Історичне походження ваг та гир

Размещенно на http://www.allbest.ru

Історія ваг та гир

Ваги - один з найдавніших приладів. Вони виникли і вдосконалювалися з розвитком торгівлі, виробництва і науки. Найпростіші ваги у вигляді одно-плечного коромисла з підвішеними чашками (рис.1) широко застосовувалися при мінової торгівлі в Стародавньому Вавілоні (2,5 тисяч років до н.е.) Та Єгипті (2 тисяч років до н.е.).

Рис. 1. Єгипетські важільні ваги (гірям надавалася форма тварин).

Трохи згодом з'явилися нерівномірно-плечние ваги з пересувною гирею (див. Безмен). Вже в 4ст. до н.е.. Аристотель, дав теорію таких ваг. У 12ст. арабським ученим аль-Хазіні були описані ваги з чашками, похибка яких не перевищувала 0,1%.Вони застосовувалися для визначення щільності різних речовин, що дозволяло розпізнавати сплави, виявляти фальшиві монети, відрізняти дорогоцінні камені від підроблених і т.д. У 1586г. Галілей для визначення щільності тел сконструював спеціальні гідростатичні ваги.Загальна теорія ваг була розвинена Л. Ейлером (1747).

Розвиток промисловості і транспорту призвело до створення ваг, розрахованих на великі навантаження. На початку 19ст. були створені десяткові ваги (рис. 2) (з відношенням маси гир до навантаження 1:10 - Квінтенц, 1818) і сотенні ваги (В. Фербенкс, 1831).

Рис. 2. Схема десяткових ваг системи Квінтенца. АОК - важіль 1-го роду, EDC - важіль 2-го роду. Гирі врівноважують в 10 разів більше навантаження при наступних умовах: ОА: ОВ = 10: 1; CE: CD = OK: OB.

ваги гиря зважування

В кінці, 19 - початку 20ст., з розвитком поточного виробництва з'явилися ваги для безперервного зважування (конвеєрні, дозувальні та ін.) У різних галузях сільського господарства, промисловості, на транспорті стали застосовувати ваги найрізноманітніших конструкцій для зважування конкретних видів продукції (в сільському господарстві, наприклад, зерна, коренеплодів, яєць і т.д.; на транспорті - автомобілів, залізничного вагонів , літаків;в промисловості - від найдрібніших деталей і вузлів у точному приладобудуванні до багатотонних злитків у металургії). Для наукових досліджень були розроблені конструкції точних терезів - аналітичних, мікроаналітіческіх, пробірних та ін.

У залежності від призначення ваги діляться на зразкові (для повірки гир), лабораторні (у тому числі аналітичні) та загального призначення, вживані в різних областях науки, техніки і народного господарства.

За принципом дії ваги підрозділяються на важільні, пружинні, електротензометріческіе, гідростатичні, гідравлічні.

Найбільш поширені важільні терези, їх дія заснована на законі рівноваги важеля.Точка опори важеля («коромисла» ваг) може знаходитися посередині (равноплечние ваги) або бути зміщеною відносно середини (нерівноплічності і одноплечние ваги). Багато важільні ваги (наприклад, торгові, автомобільні, порційні і ін) являють собою комбінацію важелів 1-го і 2-го родів.Опорами важелів служать зазвичай призми та подушки з спеціальних сталей чи твердого каменя (агат, корунд).На равноплечних важільних терезах зважується тіло врівноважується гирями, а деяке перевищення (зазвичай на 0,05-0,1%) маси гир над масою тіла (або навпаки) компенсується моментом, створюваним коромислом (зі стрілкою) через зміщення його центру ваги щодо початкового положення (рис.3).

Рис. 3. Схема равноплечних важільних терезів:

О - точка опори коромисла AB; С і P0 - центр тяжіння і вага коромисла зі стрілкою; ОС = с - відстань між точкою опори і центром ваги коромисла; Р - вага тіла, р - перевантажень, врівноважує зміщенням центру ваги коромисла; l - плече коромисла; r - довжина стрілки; h - відхилення стрілки.

Навантаження, що компенсується зміщенням центру ваги коромисла, вимірюється за допомогою відлікової шкали. Ціна поділки s шкали важільних ваг визначається формулою

s = k (Poc / lg),

де P0 - вага коромисла зі стрілкою, с - відстань між центром ваги коромисла і віссю його обертання, l - довжина плеча коромисла, g - прискорення

вільного падіння, k - коефіцієнт, що залежить тільки від роздільної здатності відлікового пристрою.Ціну поділки, а, отже, і чутливість ваг, можна в певних межах змінювати (зазвичай за рахунок переміщення спеціального грузика, що змінює відстань с).

За принципом важільних ваг влаштовано більшість типів метрологічних, зразкових, аналітичних, технічних, торгових (рис.7), медичних, вагонних, автомобільних ваг, а також ваг автоматичних і порційних.

Рис. 7. Настільні циферблатні (торгові) ваги (а - загальний вигляд, б - схема): 1 - основний равноплечний важіль; 2 - опорна призма; 3-4 - вантажопідйомний призми; 5-6 - стійки для запобігання перекидання чашок; 7 - квадрант, 8 - стрілка, 9 - шкала.

Гирі - заходи маси, що застосовуються при зважуванні, для градуювання та повірки ваг, іноді також як заходи сили тяжіння - для повірки динамометрів і створення навантажень при механічних випробуваннях. Історично ваги та гирі з'явилися з розвитком торгівлі в країнах Стародавньої Месопотамії (Дворіччя) і Єгипті декілька тисяч років тому.

Размещено на Allbest.ru