Весы — устройство или прибор, определяющие массу тела по силе тяжести, действующей на него. Весы имеют различные габариты и конструкцию в зависимости от их назначения. Основные характеристики весов всех типов — это предельная нагрузка, которую они способны выдержать, сохраняя свои метрологические свойства; цена деления — масса; предел допускаемой погрешности взвешивания (определяется разницей между настоящей массой взвешиваемого тела и результатом одного взвешивания); допустимая вариация показаний при взвешивании одного тела несколько раз. По назначению весы бывают аналитические, метрологические, медицинские, автомобильные, вагонные, бытовые, крутильные. Диапазон их предельной нагрузки очень широк и составляет от нескольких граммом до нескольких десятков тонн.
Весы — прибор, работа которого основана на сопоставлении гравитационной силы, действующей на взвешиваемый предмет, с гравитационной силой, действующей на эталонную массу, или с определенной силой упругости пружины, с электромагнитной силой и т. д. Весы служат для измерения веса или массы каких-либо изделий. При использовании силы пружины в весах вносится погрешность, обусловленная различием ускорения свободного падения в различных точках околоземного пространства. В зависимости от устройства для сопоставления сил при взвешивании различают весы рычажные, пружинные, электрические, гидравлические и др. По сфере применения весы подразделяются на торговые, лабораторные, медицинские (аптечные, лабораторные, для больниц, поликлиник).
Рычажные весы — одни из самых распространенных, они используются в различных сферах. Их принципиальная конструкция включает: коромысло, чашку для груза, гири, противовес, проекционную шкалу, устройство для коррекции нуля, экран. Такие весы могут быть и равноплечими, т. е. точка их опоры располагается в середине коромысла, и неравноплечими, когда эта точка смещена. Опоры рычагов — это призмы из камня. Принцип их работы основан на уравновешивании гирями взвешиваемого тела. Такие рычажные весы различных модификаций используются в торговле, на транспорте, в лабораториях. Некоторые аналитические лабораторные весы имеют устройства для повышенной точности и скорости работы: это ускорители колебаний чашек, тепловые экраны, автоматика для использования встроенных гирь во время уравновешивания, проекционные шкалы, расширяющие диапазон измерений даже при незначительных отклонениях коромысла.
Наиболее быстродействующие — квадрантные весы с особенной конструкцией коромысла. Его центр тяжести находится ниже оси вращения. Такие разнообразные по назначению весы, как технические, лабораторные, медицинские, транспортные, имеют, как правило, рычажное устройство.
Пружинные весы используются для определения веса тела, но не массы. Принципиальная конструкция пружинных весов состоит из равноплечего рычага, опорной и грузоподъемных призм, стоек, квадранта, шкалы, стрелки.
Принцип их действия основан на деформации пружины под действием веса тела. Пружина может быть плоской или цилиндрической. С пружиной соединен указатель, перемещающийся вдоль шкалы, на которой показывается вес тела. Указатель возвращается в нулевое положение после того, как взвешиваемый груз сняли. На показания пружинных весов влияют географическая широта и высота над уровнем моря и температурный режим вокруг них. Как правило, пружинные весы используются в торговле.
Крутильные весы. Их принципиальная конструкция состоит из рычага, перемещающего нагрузку, спиральных пружин, магнитного успокоителя, шкалы, стрелки. Принцип их действия основан на деформации нити пружины. Нагрузка — вес тела — создает крутильный момент, который и закручивает нить спиральной пружины.
Электротензометрические весы — это вагонные, автомобильные весы, взвешивающие большегрузные тела. Принцип действия этих весов состоит в деформации их упругих элементов под действием груза, которая изменяет электрическое сопротивление.
Гидростатические весы. Принцип их действия заключается во взвешивании тела дважды. Первый раз тело взвешивают в воздухе, второй раз — в жидкости с известной плотностью. Сначала узнают массу тела и по разности двух измерений — объем тела и определяют его плотность. Гидростатические весы используются для определения плотности тел.
Гидравлические весы оборудованы специальным манометром, показываю-
щим массу взвешиваемого тела. Дальнейшее усовершенствование конструкций весов различных модификаций направлено на улучшение их основных характеристик: скорости взвешивания, увеличения предельной нагрузки, т. е. массы взвешиваемого груза, точности взвешивания, сокращение допустимой разницы показаний.
Весы были известны человечеству с самых древних времен. Их изобретение и создание диктовались развитием торговли, науки, производства. В Древнем Египте 2000 лет до н. э. пользовались очень простым весовым устройством, представлявшим собой коромысло с одинаковыми плечами, на которых подвешивали чашки. В одной чашке помещали взвешиваемый груз, в другой — декоративные гири, различающиеся по объему и массе. В IV в. до н. э. были изобретены весы с неравными плечами, но с передвижной гирей. В XII в. появились очень высокоточные весы с чашками, их использовали для определения плотности различных сплавов. В 1747 г. JI. Эйлер сформулировал весовую теорию. В начале XIX в. потребности развивающейся промышленности привели к изобретению различных весов, рассчитанных на большие нагрузки. В 1818 г. десятичные весы создал ученый Квин-тенц, в 1831 г. сотенные весы изобрел В. Фербенкс.
Весы — самый распространенный измерительный прибор, известный с незапамятных времен, широко применявшийся не только в торговле, но и во многих отраслях промышленного и сельскохозяйственного производства, а также в фармацевтической, химической промышленности, в аптечной сети и медицинских учреждениях и др. В Советском Союзе производство весов всех видов и типов было хорошо налажено, особенно в 1960—1980-х гг., в 1990-х гг. их выпуск резко сократился, а некоторые виды весов вообще перестали выпускать. В указанные годы XX в. в Советском Союзе для лабораторий всех видов и аптек выпускались три типа весов: весы технические аптечные, весы равноплечные ручные и весы торсионные.
Особо точные весы используются для научно-исследовательской работы. Поэтому диапазон предельной нагрузки взвешиваемого тела очень широк, так как на весах взвешивают и зерна, и самолеты.
Весы технические аптечные ВА-1 изготавливались предприятиями СССР для лабораторий всех видов (химических и промышленных предприятий, сельского хозяйства и др.) и аптек, предназначались для измерения массы до кг. Такие весы представляли собой установленное на опоре-стойке коромысло с чашками, имели погрешность измерения ±50 мг (0,05 г); масса самих весов составляла 3,4 кг, а габариты 490 х 170 х 455 мм. Весы равноплечные ручные выпускались в СССР четырех типоразмеров: ВР-1; ВР-5; ВР-10 и ВР-100. Цифра в шифре весов означала максимальную взвешиваемую массу в граммах. Нижний предел измерений (т. е. чувствительность) составляла соответственно 0,0 ; 0,1; 1,0 и 5,0 г. Данные весы предназначались в основном для взвешивания медикаментов, но также использовались в некоторых лабораториях химических производств и сельского хозяйства. Весы торсионные ВТ-500 изготавливались предприятиями СССР также для лабораторий медучреждений и аптечной сети, предназначались для взвешивания малых масс — до 0,5 г (500 мг) с погрешностью не более мг, что соответствует одному делению шкалы. Чашечка весов ВТ-500 закрыта специальным прозрачным кожухом. Комплектовались такие весы запасной чашечкой и двумя контрольными грузиками — 500 мг и 50 мг в футляре (эти грузики служили для проверки весов на точность измерения). Масса весов ВТ-500 составляла 4 кг, а габариты 76 х 19 х 48 мм.
Советскими предприятиями изготавливались для различных медучреждений весы медицинские, предназначавшиеся для определения массы тела человека:
1) в положении стоя (для взрослых и подростков);
2) в положении лежа (для грудных детей).
Весы медицинские:
1) для взрослых и подростков состояли из платформы со стойкой, имели две шкалы — грубой и точной установки с точностью измерения 10 г;
2) для грудных детей имели корытообразное ложе и рычажную систему взвешивания с двумя шкалами — грубой и точной установки с точностью измерения ±10 г.
Для медицинских и промышленных учреждений в СССР в 1960—1990 гг. выпускались также специальные весы лабораторные аналитические марки ВЛА-10. В 1990-х гг. выпуск весов всех типов и видов в России весьма значительно сократился, а некоторые виды весов вообще прекратили изготавливать в связи с началом новых экономических реформ. В некоторых провинциальных медучреждениях, лабораториях и аптеках и в начале XXI в. находились в эксплуатации весы, изготовленные во второй половине 1980-х гг., со Знаком качества СССР. Такие весы проходят периодический контроль в специальных лабораториях Госстандарта России (т. е. в метрологических лабораториях, имеющих соответствующие лицензии).
В 1990-х гт. некоторые предприятия России стали выпускать электронные высокоточные весы по заказам медучреждений. фармацевтических предприятий, лабораторий, различных промышленных предприятий. Кроме того, много различных электронных весов завозится в Россию по импорту (из Японии, Китая, ФРГ и др.). Новейшие модели электронных весов для торговли, лабораторий, медучреждений, аптек и иных потребителей выпускает старейший завод в России, в г. Москве. Из Южной Кореи в Россию завозятся электронные весы: лабораторные (марки CUX и CUW), ювелирные (марка MWP), весы торговые (марки LP-II, LP-R ver.1,6; ER, ЕР, АР), весы универсальные (марки SW; PW; AD(H); MW), весы складские товарные (марки DL, BW, DB-H). В настоящее время российские производители изготавливают весы по заказам потребителей не только электронные, но и простые механические, в том числе автомобильные, железнодорожные, крановые и др.
Наибольшим спросом у потребителей пользуются весы таких марок, как ВР04МС-1МТ, ВРНЦ-3,-6,-10; ВТ 150; РН-6Ц13УМ; «Штрих-МП» — 60-20АГ1 образца 2006 г. и др. В последних моделях электронных весов российского производства имеется встроенный аккумулятор, что обеспечивает их защиту в случае аварийного отключения энергоснабжения.