Весы

Для взвешивания употребляются приборы, называемые весами, устройство и размеры которых весьма разнообразны, в зависимости от величины взвешиваемых тел и требуемой точности взвешивания (см. Вес и взвешивание). По существу устройства они могут быть. 1) рычажные, т. Е. Имеют коромысло с равными или же с неравными плечами, причем вес определяется гирями. 2) пружинные, в которых вес узнается по растяжению и вообще изменению формы пружины, что указывается на линейке или циферблате стрелкою. 3) с противовесом на конце ломаного (не прямого) коромысла, причем вес указывается наклоном коромысла, которого конец движется на циферблате по цифрам, означающим определяемый вес. 4) В. Гидравлические, основанные на передаче давления жидкости.

Давление измеряется манометром, а из этого показания выводится определяемый вес. 5) плавучие В. — род большого ареометра. 6) проволочный или веревочный многоугольник, в одном из углов которого помещается взвешиваемое тело, а в другом ближайшем — гири. Последние две системы весов (5 и 6) не получили практического значения. Что касается так называемых крутильных весов, то они специально назначаются для измерения притяжений, направленных горизонтально (см. Крутильные весы и Бифиляр). По цели взвешивания требуемой соответственной точности В. Могут быть разделены на. А) точные (в разных степенях), употребляемые в научных работах. B) торговые и технические средней точности, и с) торговые и технические для очень скорых взвешиваний, хотя бы и с небольшой точностью.

Точные научные В. Суть обыкновенно рычажные равноплечие, но могут иметь и неравноплечее коромысло. Торговые В. Тоже обыкновенно с равноплечим коромыслом, но устроены для взвешиваний только с практической точностью. Допускается иногда употребление неравноплечих коромысел (римские В., безмены). Промежуточное место между научными и торговыми весами по точности занимают медицинские или аптекарские В. С равноплечим коромыслом. Для скорого, но мало точного взвешивания служат десятичные и сотенные (центезимальные) В., в которых имеется или одно неравноплечее коромысло или более или менее сложная система рычагов, действующих друг на друга. Подобные В. Служат для взвешивания пассажирских вещей и товаров на железных дорогах, для взвешивания скота, возов с кладью, вагонов и локомотивов.

Частности устройства и размеры соответствуют назначению весов. В. Крановые, для определения веса, поднимаемого краном товара, бывают или сложные рычажные, или пружинные, или же гидравлические. Для домашнего употребления, как бы контрольные В., чаще всего служат пружинные. Для взвешивания писем служат вески с постоянным перевесом. Устройство различных весов рассмотрено в настоящей статье в следующем порядке. Главный тип весов — это рычажные равноплечие. Для осмысленного устройства весов нужна их теория. Хотя такая теория не имеет еще в настоящее время надлежащей полноты, но, тем не менее, высказывает определенные требования. Прежде всего будет изложена. А) теория рычажных равноплечих весов. Потом В) устройство точных весов этого рода и гидростатических.

С) торговые В. Равноплечие и неравноплечие и в числе их десятичные и более сложные торговые и технические В. С платформами, а также крановые. D) весы пружинные, с ломаным рычагом и противовесом, гидравлические. Е) разновесы. А. Теория весов с коромыслом. Коромысло весов есть не что иное как рычаг. Фиг. 1. На фиг. 1 изображено коромысло весов, в котором с есть призма, так называемый нож, с треугольным сечением, обращенная ребром книзу. Эта призма выступающими из коромысла концами лежит на плоской подставке. Буквами a и b обозначены другие две призмы, обращенные ребрами кверху. О есть центр тяжести коромысла, е — стрелка, прикрепленная снизу коромысла, l — стерженек наверху коромысла и d — небольшой груз, навинчиваемый на этот стерженек.

Три ребра призм параллельны между собою и находятся в одной плоскости, а потому точки а, с, b лежат на прямой линии. Ас и cb равны между собою. Навешиваемые на ребра призм a и b накладки с цепочками, проволоками или шнурками, поддерживающими чашки весов с грузами, производят действие на положение коромысла, одинаковое с тем, какое произвели бы силы (положим, равные между собою) Р и Р, приложенные к точкам а и b, направленные вертикально, значит — параллельные и остающиеся таковыми при качаниях коромысла. Они могут быть мысленно заменены одною им параллельною силою, приложенною к точке с и остающеюся без влияния на положение коромысла и на его качания, если abc есть прямая линия. Если же линия а проходит выше или ниже точки с, то упомянутая точка равнодействующей тоже будет лежать выше ила ниже точки с.

Вообще, надо принять в соображение положение общего центра тяжести, который может лежать выше или ниже точка о. Для изменения положения центра тяжести коромысла служит поднятие или понижение маленького груза — гайки d (фиг. 1). Все вышесказанное дает право рассматривать в теории весов не коромысло, а прямолинейный рычаг acb (фиг. 2), не имеющей веса, но к которому прикреплена ниже с тяжелая точка о (в которой сосредоточен вес коромысла) и к оконечностям которого приложены вертикальные и, следовательно, параллельные между собою силы PP. Фиг. 2. Сначала принимаем, что линия acb есть не сгибающаяся. Пока обе силы Р и Р одинаковы — рычаг acb остается горизонтальным. Но если приложим (напр., слева) к Р еще силу р (небольшую), то рычаг слева наклонится, а справа поднимется, причем точка о перейдет в о'.

С левой стороны будет тянуть вниз сила р, а с правой стороны — приложенная в точке о сила R, изображающая вес коромысла. Чем более отходит о' от о при наклонении рычага, тем больше действие этой силы (а именно, ее статический момент, см. Это сл. И Рычаг). Действие же силы р уменьшается, так как точки приложения ее к рычагу ab, а именно а и b, приближаются к точке с по мере увеличения наклонения рычага. При некотором угле наклонения а рычага силы p и R придут в равновесие [Это произойдет именно тогда, когда статические моменты сил р и R будут равны между собою.]. Из предыдущего видно, что угол отклонения будет тем значительнее при данном привеске p, чем меньше будет сила R, и чем меньше расстояние ос. Математическое выражение положения равновесия (выведенное Эйлером) при длине плеч коромысла, равной l, считая его равноплечим, имеет следующий вид, где h есть расстояние ос.

Tangα = (pl)/(Rh) = p/h × l/R (I) Следовательно, отклонение коромысла от горизонтальности будет тем более, чем менее вес коромысла R и расстояние его центра тяжести от точки опоры, что и было выше уже замечено. Вместе с тем, из этой формулы следует, что угол наклона будет возрастать с длиною плеча l при неизменности веса коромысла (R) и h. А так как нельзя увеличивать длину коромысла, не увеличивая одновременно его веса, то эта часть вопроса требует особенного рассмотрения. Если при двойной длине коромысла и вес его удвоится, то отношение (2l)/(2R) будет равно l/R и потому в формуле (I) не произойдет никакого изменения, т. Е. Наклонение коромысла от одинакового привеска р будет одно и то же для В., которых коромысло имеет длину l и для других, вдвое длиннейших, или же чувствительность обоих В.

Будет одинакова, если измерять чувствительность углом наклона (точнее tang угла) коромысла при одинаковых прочих обстоятельствах. Но нельзя и того допустить, чтобы вес коромысла был только пропорционален его длине, ибо, принимая в соображение желательную степень несгибаемости коромысла и, вообще, его прочность, надо, согласно с теорией и практикой, употребить на коромысло двойной длины более чем двойной вес того же материала. Если два коромысла, подобные по фигуре, будут вырезаны из одной металлической пластинки, то коромысло вдвое длиннейшее другого было бы вчетверо тяжелее последнего (ср. Фиг. 4). Отношение L/R, а, следовательно, и tangα для длинного коромысла поэтому менее подобного отношения l'/r для короткого, а потому чувствительность коромысла, вообще, тем больше, чем короче коромысло.

Формула (I) выведена в предположении, что ребра трех призм а, с, b (фиг. 1 и 2) лежат в одной плоскости. Но если они имели такое положение в ненагруженном коромысле, то в случае нагрузки его непременно произойдет хоть весьма малое гнутие. В таком случае точки а, с, b будут лежать на ломаной линии, как изображено с большим преувеличением на фиг. 3. Фиг. 3. Допуская, что положение боковых призм а и b одинаково, проводим через них линию ab, которая, как видно из чертежа, лежит ниже точки с. На точке пересечения этой линии с вертикальною со будет приложена равнодействующая равных сил РР, производящих гнутие, и эта точка находится — по чертежу — выше центра тяжести коромысла, т е. Точки о, но могла бы приходиться и ниже ее.

Вообще же при рассмотрении этого случая нельзя уже не принимать во внимание сил РР, как в первом случае, приводящем к формуле (I). Хотя в случае гнутия, изображенном на фигуре 3, общий центр тяжести лежит ближе прежнего к точке с, что должно увеличивать чувствительность В., но, с другой стороны, приложенная к этой точке сила (2Р + R) гораздо более прежней, что уменьшает чувствительность В. Влияние второй причины больше влияния первой, так что чувствительность В. Уменьшается с увеличением их нагрузки [В рассматриваемом случае вместо формулы I можно пользоваться следующею. Tangα = (plcosβ)/(Rh + [2P + p]lsinβ)...(II) в которой β есть угол гнутия, а все прочие буквы имеют то же значение, что и в формуле (I).

Замечая, что при очень малых Р (допускаемое в В. Гнутие всегда очень мало) cosβ мало отличается от единицы, но во всяком случае уменьшается с увеличением β, a sinβ, хотя и мал, но растет почти пропорционально углу гнутия, и что (2Р + р)l всегда во много раз больше чем Rh, можно допустить, что член (2P + p)lsinβ c возрастанием Р и соответственного гнутия β будет значительно увеличивать знаменатель. По обеим причинам tangα, т. Е. Чувствительность В., будет уменьшаться с увеличением взвешиваемых грузов. Особенный взгляд на зависимость чувствительности В. От гнутия принадлежит Д. И. Менделееву, о чем будет далее.] Измерение чувствительности В. Тангенсом угла отклонений α может быть для малых отклонений заменено измерением самих углов.

Но оно получит определенность лишь в том случае, если одновременно будут известны р и α. Из формулы (I), в которой вместо tangα пишем α, получается α/p = l/R × 1/h. Чем меньший привесок р производит некоторое отклонение α, тем чувствительнее В. Обозначение только привеска (напр., 0,1 мг, 0,02 мг), уже заметно наклоняющего коромысла, может быть названо абсолютною чувствительностью. Но подобные обозначения требуют еще указания, при какой общей нагрузке одной из чашек В. Имеет место замеченная чувствительность. Можно еще определять чувствительность В. Дробью p/P, т. Е. Отношением величины привеска к величине груза, при условии некоторого заметного отклонения. Если В., на каждой чашке которых положено по 100 г, заметно наклоняются от прибавки на одну из чашек 0,1 мг, то чувствительность таких В.

Есть 1/1000000 (0,1:100000 = 1/1000000). Это будет относительная чувствительность, которую часто выражают обратным числом, говоря, что чувствительность равна 1000000. Чем больше такое число, тем выше чувствительность В. Во всех этих случаях остается неопределенность, происходящая от того, что некоторое малое отклонение коромысла, незаметное невооруженному глазу, может быть замечено в увеличительное стекло. Увеличить точность измерения отклонений коромысла не значит собственно увеличить его чувствительность как прибора, но приводит к тому же результату. Формула (II) в выноске, хотя и показывает влияние гнутия на чувствительность весов, выражаемое отношением α/p, но из нее неясна зависимость чувствительности p/P от гнутия и, наконец, главное — зависимость гнутия, или прогиба, коромысла от величины груза Р.

Этот прогиб зависит не только от материала, из которого коромысло сделано (от коэффициента его растяжения), но и от формы, приданной коромыслу. Для того, чтобы коромысло во всех своих частях представляло одинаковое сопротивление сгибанию, надо, чтобы его толщина увеличивалась от концов к середине. Если вырезать коромысло из пластинки, имеющей повсюду одинаковую толщину, то для придания ему во всех частях одинакового сопротивления, нужно, как показывает вычисление, ограничить коромысло сверху и снизу параболическими кривыми. Фиг. 4. На ф. 4 (I) изображено такое коромысло. Фиг. 4 (II), показывающая коромысло сверху или снизу, позволяет видеть, что толщина его повсюду одинакова. Эта толщина должна быть не менее 1/10 высоты коромысла, чтобы не происходило бокового сгибания, по крайней мере, при очень больших нагрузках.

При выборе материала обращают внимание на коэффициент растяжения его. Обыкновенная латунь или бронза обладает низшим коэффициентом, чем кованое железо и еще меньшим сравнительно с алюминиевой бронзой или, наконец, с кованой сталью. Если для предполагаемых малых грузов достаточно хороша латунь, то для очень больших нужны коромысла из алюминиевой бронзы. Кроме того, железо и сталь могут намагничиваться и коромысло может наклоняться под влиянием земного магнетизма. Важное обстоятельство при употреблении весов представляет продолжительность качаний коромысла, неминуемо происходящих при взвешивании. Если принять в соображение весьма малое расстояние центра тяжести коромысла (и момент инерции его) от точки опоры, то станет понятно, что чисто значительный вес коромысла может производить только медленные качания его.

Уменьшение этого расстояния в каждом коромысле еще более замедляет его качания. Чем длиннее коромысло, тем больше его сопротивление движущей силе и тем медленнее качание. По этим причинам увеличение чувствительности от чрезмерного приближения центра тяжести к точке опоры и увеличение длины замедляют качание и затрудняют взвешивание. Вопрос о наивыгоднейшей длине коромысла весьма сложен. Механик Бунге, около 20 лет назад, стал приготовлять короткоплечие коромысла, дойдя до этой мысли эмпирическим путем. Теоретические взгляды на устройство весов и практические выводы из них изложил Д. И. Менделеев в своем сочинении "Об упругости газов" (СПб., 1876, §§ 16 и 17). Его соображения главнейше относятся к весам, на которых всегда находится одна и та же наибольшая допускаемая ими нагрузка.

Относительная чувствительность p/P весов или обратное ей число P/p выразил формулою, в которую входят размеры коромысла (причем форма последнего, для простоты вычисления, принимается призматическим брусом), плотность вещества, коэффициент его упругости и наибольший допускаемый, по условиям взвешиваний, прогиб коромысла. Из этой формулы, между прочим, выступает польза укорачивания коромысла. Там же упоминается о возможности устройства такого коромысла, в котором прогиб, образующийся от постоянной наибольшей нагрузки, приведет ребра призм в одну плоскость, для чего, до нагрузки, среднее ребро должно быть ниже боковых. Вопрос о наивыгоднейшей длине коромысла, как зависящий, между прочим, и от размера взвешиваемых предметов, не может быть решен вообще.

Для заданного в сочинении Д. И. Менделеева случая, а именно при нагрузке на каждую чашку по 6 килограммов и желаемой чувствительности в 50000000, при прогибе не более 0,1 миллиметра, коромысло, назначаемое для взвешивания шаров, имеющих около 32 см в поперечнике, должно иметь длину около 40 см. Вес сплошного коромысла из алюминиевой бронзы имел бы до 400 г, фигура его по возможности близка к балке с повсюду равным сопротивлением изгибу. Надо еще прибавить, что для теоретического решения вопросов о наилучшей длине и чувствительности коромысла совершенно недостает сведений об изменениях формы острия, необходимо происходящих от его надавливания на подставку. В этом отношении остается выбирать только самый твердый материал для призм и подставок, напр., агат (Эртлинг) или топаз (Менделеев), а для весов с малой нагрузкой — и сталь.

Кроме упомянутых соображений в сочинении "Об упругости газов" высказана необходимость точного наблюдения прямых отклонении коромысла при посредстве микроскопа или зрительных труб. В новейших, самых точных весах, как сказано далее, именно эти оптические средства вошли в употребление. В. Действительное устройство точных весов. Для хорошего устройства весов надо обращать внимание на. 1) размеры, форму и материал коромысла, то же относительно призм и способов их скрепления с коромыслом и перемещения центра тяжести коромысла. 2) механизмы для останавливания качаний весов, так называемые арретиры. 3) способы привешивания чашек, указатели положения коромысла, т. Е. Угла, составляемого им с горизонтальною линиею, и 4) остальные частности устройства весов.

До сих пор при устройстве весов механики руководятся только более или менее удачными эмпирическими попытками. Для облегчения коромысла они делают вырезки самого разнообразного вида, стараясь не повредить прочности коромысла. Огромное число форм коромысла, изображенных в иллюстрированных каталогах физических приборов, убеждает в произвольности этих форм. Рупрехт, Сарториус, Эртлинг и другие хорошие строители делают неодинаковые коромысла. Для примера изображено здесь сплошное коромысло Олланда (фиг. 5) с призмами, зажатыми в соответственные прорезы коромысла. Средняя призма имеет квадратное сечение. Фиг. 5. Длина коромысла 300 мм, высота 120 мм, толщина только 9 мм. Назначено для наибольшего груза в 40 килограммов.

Коромысло бронзовое. На фиг. 6 изображено коромысло Сарториуса для малых грузов, принадлежащее к роду треугольных, введенных в технику механ. Бунге. Фиг. 6. Но коромысло Бунге составлено из многих частей, соединенных между собою винтами, тогда как коромысло Сарториуса — цельное, литое, из алюминия с небольшой прибавкой серебра, и не кованное, для того, чтоб не нарушить ковкою однородности материала — представляет больше условий прочности и неизменности. Призмы удерживаются в своем положении винтами. В треугольном коромысле тяжести грузов, вертикально действующие на концы коромысла, разлагаются на две пары сил, одна из которых сжимает основание треугольника, а другая растягивает его стороны. В результате все-таки должно получиться гнутие и вообще изменение формы всех трех сторон.

Какую выгоду приносит такое устройство коромысла - прямо не видно, кроме действия разложенных сил вдоль стержней. Для сравнения гнутия различных коромысел между собою нет достаточного числа измерений. Для примера можно упомянуть об одном коромысле, весом в 544 г, в котором прогиб от 1 кг составлял 0,028 мм, от двух вдвое более и т. Д. Вообще, прогиб пропорционален сгибающей силе. Заслуживает внимания коромысло петербургского механика Гиргенсона, которое, будучи назначено для больших грузов, было составлено из двух усеченных конусов, соединенных основаниями. В астрономических приборах постоянно употребляются для осей вращения зрительных труб конусы, обращенные основанием к кубу, в который, по направлению, перпендикулярному к оси вращения, вделаны усеченные конусы, поддерживающие объектив и окуляр трубы.

Это делается для уменьшения гнутия как трубы, так и оси, на которой она вращается. Сделать коромысло равноплечим, или расстояния боковых призм от средней равными, очень трудно. Поэтому призмы редко делаются вжатыми в коромысло, обыкновенно же прикрепляются к нему винтами, как показано на фиг. 7 (I — система Эртлинга, II — агатовая призма Бунге). Способы прикрепления понятны из чертежа. Фиг. 7. Иногда при зажатых в концы коромысла призмах исправляют небольшую неточность их расстояний от середины посредством винтов, отгибающих и удаляющих концы коромысла от середины. Подобный механизм изображен на фиг. 8. Фиг. 8. Ввинчивая винт, можно отодвигать (однако и поднимать в то же время) призму от середины. На фиг. 9 представлено более сложное устройство.

Фиг. 9. Соответственной формы вырезки на конце коромысла и два винта дают возможность отдельно или приподнимать конец коромысла с призмою (посредством винта а) или же удалять призму от средины движением винта b. Поворачивание винтов в обратную сторону сообщит и призме движение, противоположное прежнему. Всякое подобное приспособление рассчитано только на весьма малое перемещение призм и, пользуясь им, можно привести плечи коромысла почти к равенству, хотя в этом нет необходимости для точного взвешивания (см. Вес и взвешивание). С другой стороны, в видах неизменности коромысла надо по возможности избегать подвижных частей и винтов в том числе. Призма, которой угол имеет обыкновенно около 60°, опускается ребром на пластинку подставки, плоскую или вогнутую.

Оба случая изображены на фиг. 10. Фиг. 10. Среднюю призму полезно делать вдвое длиннее крайних, так как на ее ребро передается сумма давлений, претерпеваемых крайними от наложенного груза и чашек и, кроме того, давление от веса коромысла. Иногда вместо боковых призм довольствуются стальными кольцами на загнутом конце коромысла. На фиг. 11 (I) изображено такое кольцо, когда на него смотреть с конца коромысла, а фиг. 11 (II) показывает кольцо сбоку, но в разрезе, из формы которого видно, что кольцо образовалось как бы из согнутой по кругу призмы, ребром обращенной внутрь. Фиг. 11. В эти кольца вдевают крючки, к которым подвешивают чашки. Кольца и призмы делаются из закаленной стали, а призмы и подставки их еще из горного хрусталя и агата.

Ребра призм, хотя по возможности острые, не суть математические линии, но представляют грань весьма малой поверхности. От сильного давления нагруженного коромысла на ребро это последнее вдавливается в подставку, в которой происходит углубление, а на ребре временное притупление. Коль скоро ребро призмы не есть линия, то при качаниях коромысла точки прикосновения ребра с подставкой не остаются одни и те же, а потому и расстояние соединяющей их линии от ребер боковых призм меняется. Подобные же изменения происходят и в ребрах боковых призм, на которые накладываются пластинки, поддерживающие привешенные к ним чашки. Происходящие от этих причин изменения длины плеч и трение при качаниях полагают пределы точности и чувствительности весов [Не лишним будет по этому поводу сообщить, что для уменьшения трения призмы о подставку в маятниках было с успехом испытано подвешивание с помощью магнитного притяжения острия стальной призмы, обращенного в таком случае кверху.

Результат получился превосходный, так как давление призмы на конечную плоскость магнита равно разности силы притяжения и веса маятника. Никогда не было сделано попытки приспособить этот способ привешивания к весам, хотя бы таким, которые назначены для малых грузов и потому имеют легкое коромысло. Ф. П. ]. В тех случаях, когда коромысло назначается для грузов в несколько десятков или, тем более, для нескольких сот и даже тысяч кг, нет возможности употреблять призмы с острым ребром, так как оно при таких давлениях обломалось бы и притупилось. Призмы в таких случаях делаются закругленными со стороны ребра, и угол между боковыми гранями увеличивают даже до 100°. Две подобные призмы, с показанием их размеров, изображены на фиг.

12. Фиг. 12. При такой форме призм линия соприкосновения с подставкой будет при качаниях коромысла значительно перемещаться, и потому такие призмы в устройство точных В. Не входят. Чувствительность В. Зависит не только от веса коромысла, который невозможно уменьшать далее известного предела, но и от близости центра тяжести к ребру средней призмы. Наверху коромысла имеется (фиг. 1 и фиг. 6 на винтовом стержне внутри треугольника) приспособление для поднятия маленькой пластинки, через что поднимается общий центр тяжести. К этому иногда присоединяется поперечный рычажок с гирькою (фиг. 6), которая передвигается для исправления неравенства в весе обоих плеч коромысла. Первая подъемная гирька считается необходимым дополнением коромысла.

Но против нее можно сказать то же самое, что против всякой подвижной части коромысла. Чрезмерное увеличение чувствительности этим способом вредит употреблению В. (см. Взвешивание в статье Вес), увеличивая, между прочим, продолжительность качания. Из формулы II следует, что, при постоянной величине нагрузки весов наклонения коромысла (собственно тангенсы углов) пропорциональны величине привеска, поэтому по наклонению коромысла можно судить о недостающем или излишнем весе на одной чашке весов для приведения коромысла в горизонтальное положение. Для наблюдения положения коромысла служит обыкновенно стрелка (фиг. 1 и часть стрелки на фиг. 6 в тексте и на многих фиг. Табл. А — "Весы"), которой конец приходится против дуги с делениями.

Иногда устраивают для этой цели горизонтальный указатель на одном из концов коромысла, или помещают там пластинку, разделенную на мелкие части, на которые смотрят сбоку весов посредством микроскопа, вставленного в футляр весов. Этим способом можно измерять столь малые отклонения и колебания коромысла, какие останутся незамеченными из простого наблюдения стрелки. Точность наблюдения весов еще более возрастет, если, приделав к коромыслу перпендикулярно его длине зеркальце, наблюдать в нем сбоку в зрительную трубу деления вертикального масштаба, поставленного близ зрительной трубы перед зеркалом. При таком способе наблюдения можно опустить центр тяжести коромысла и тем ускорить его качания. Напр., в обыкновенных весах для 500 грамм со стрелкою, центре тяжести может находиться в расстоянии 1/50 мм от ребра призмы, и качания происходят медленно.

При употреблении шкалы с мелкими делениями и сильного микроскопа можно достигнуть той же точности, опуская центр тяжести до 2 мм расстояния от ребра призмы, вследствие чего качания коромысла происходят очень быстро. Чашка В. Суть металлические плоские блюдечки с закраинами, привешенные посредством проволок или тонких цепочек к пластинке плоской или выгнутой, надеваемой на ребро боковой призмы коромысла. Один из способов привешивания изображен на фиг. I, V, VI таблицы "Весы" (А). Для того, чтобы не класть самые маленькие разновески на чашки весов, причем перемена или дополнение разновесок требует много времени, накладывают на коромысло, которого плечо разделено на 10 или 100 частей, проволоку весом в 1 сантиграмм, называемую рейтером, или ездоком, фиг.

13 (см. Взвешивание). Фиг. 13. Кроме этого простейшего приспособления, есть несколько более сложных систем для накладывания многих мелких разновесок разной величины (см. Иллюстрированные каталоги Рупрехта, Неметца и др).Весьма важно при взвешиваниях иметь возможность останавливать качания коромысла и чашек. Для этого служит механизм, называемый арретиром. Он состоит из горизонтального или ломаного рычага, подводимого под коромысло. Вместо вилок могут быть выступы, соответственно которым в нижней части коромысла имеются углубления. Он может служить не только для задержания движения коромысла, но и для приподнимания его, чем хотят предохранить острие ножа от притупления. Но так как после всякого поднятия нужно опять опускать коромысло, при чем происходит удар острия о подставку, то этим средством надо пользоваться с большою осторожностью.

Во всяком случае, арретир должен быть устроен так, чтобы при остановлении коромысла не сообщить ему скольжения, которое могло бы притуплять призму. Один из лучших арретиров состоит из двух плеч, поворачиваемых на оси, лежащей на продолжении ребра средней призмы (см. "Упругость газов" Д. И. Менделеева). ВЕСЫ. Табл. А. I, II, III, IV. Действие арретира (останавливающего механизма) весов. — V. Воздушный успокоитель. — VI. Точные весы. — VII. Весы Мора. — VIII. Торговые весы. — IX. Весы с чашками над коромыслом. На таблице Весы (А) схематически изображено полное действие арретира (I, II, III, IV). На этих чертежах с и d означают накладываемые на призмы навески, к которым привешены чашки, R — пластинку, на которой покоится ребро средней призмы.

Движение арретира производится по направлению часовой стрелки вращением кружка с двумя кривошипами. На фиг. I арретир еще не касается коромысла, на фиг. II приподняты чашки с грузами, на фиг. III — приподнято коромысло. При опускании арретира (фиг. IV) чашки весов опять опустятся на свои призмы и т. Д. Арретир для останавливания качания чашек, подводимый под них, состоит часто из мягких кисточек, прикасающихся к чашкам волосками. Вместе с этим останавливается и коромысло. Мало испытанное, но по-видимому, хорошее средство для останавливания качания состоит в том, чтобы соединить с чашками большие поверхности, встречающие при качаниях большое сопротивление воздуха. Это есть принцип воздушного успокоителя, часто употребляемого для замедления качаний стрелки гальванометра и т.п.

Такой успокоитель для весов был устроен, по указаниям Арцбергера, Сарториусом, а в несколько другой форме его устроил французский механик Кюри (см.табл. А, фиг. V). Находящаяся под чашкой Р, Р горизонтальная пластинка, с которой соединено несколько вертикальных, встречает в сосуде А сопротивление воздуха, которое останавливает как маятникообразные качания чашки, так и ее движение вверх и вниз. Коромысло останавливается при наибольшей нагрузке после трех или четырех качаний. На табл. А, фиг. VI, изображены аналитические В., устроенные Сарториусом. Имеют полный арретир для коромысла и чашек. Коромысло из алюминия назначено для взвешивания не более 20 граммов, и разделено на части для накладки сантиграммового ездока, что производится посредством стержня, проходящего сквозь стенку металлического или деревянного ящика-футляра со стеклами.

Основанием В. Служит толстое черное стекло. Абсолютная чувствительность 0,05 мг. Устройство гидростатических В. Представляет столь небольшая особенности, что всякие В. Могут быть легко приспособлены для взвешивания в воде. Для этого вместо обыкновенной чашки надо навесить другую, такого же веса, но на настолько коротких проволоках, чтобы под чашкой можно было поставить высокий стакан с водой. На нижней стороне чашки имеется крючок, к которому посредством тонкой проволоки привешивается тело, которое таким образом может быть взвешено и в воздухе и в воде. В тех случаях, когда нуждаются в очень частых определениях удельного веса или плотности жидкости, можно пользоваться весами Мора. Фигура VII таблицы изображает подобные весы, но выгодно видоизмененного устройства.

Коромысло одноплечее, на конце его повешено на платиновой проволоке стеклянное тело А со впаянным в него термометром, весящее с проволокой 10 г и вытесняющее 5 г воды при 15°. В воздухе это тело находится в полном равновесии с противовесом коромысла, а когда стеклянное тело погружено в воду, тогда на оконечности коромысла привешивается груз g в 5 грамм, для восстановления равновесия. При погружении тела в другую жидкость, положим спирт, нужно для равновесия коромысла подвинуть груз g ближе к ножу на одно из 9-ти делений, положим на 7-е. Если равновесие еще не вполне достигнуто, то передвигают ездок g2, весом в 0,5 г, g3 в 0,05 и g4 в 0,005 г. Размещение грузов, указанное на чертеже соответствует жидкости, удельный вес которой равен 0,7353.

Сравнивая весы, назначенные для различных грузов, можно убедиться, что абсолютная чувствительность весов тем меньше, чем для больших грузов они назначены. Относительная же чувствительность, наоборот, меньше для малых грузов. Вообще, абсолютная чувствительность доходит до 0,01 и даже до 0,001 миллиграмма, а относительная (допуская последнее число) до 200 миллионов. Следующая табличка содержит числовые данные для некоторых весов.----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | Наибол. груз. | Абсол. чувств. | Относ. чувств. ||---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|| 1. В. для химич. анализа | 200 г | 0,1 мг | 2000000 ||---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|| 2. " исключит. чувствительности | 5 " | 0,001 " | 5000000 ||---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|| 3. " " " | 50 "  | 0,001 " | 50000000  ||---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|| 4. " " " | 1 кг | 0,005 " | 200000000 ||---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|| 5. " " " | 10 "  | 0,1 "  | 100000000 ||---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|| 6. " " " | 75 "  | 2 " | 37500000  ||---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|| 7. " " " | 250 " | 150 " | 1666666 |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Все эти В., кроме № 1, имеют исключительную чувствительность и служат свидетельством необыкновенного механического совершенства работы.

Однако эта чувствительность зависит очень много от способа измерения наклонения коромысла. Во всех них употреблен зеркальный способ Гаусса и Поггендорфа (см. Соотв. Статью). Вдобавок предел 0,001 мг, конечно, наблюдается непосредственно с трудом, и не представляет цифры, за которую можно поручиться. Кроме того, точность весов всегда меньше чувствительности (см. Вес и взвешивание), и воспользоваться всею точностью весов может только очень искусный наблюдатель. При особенно точных условиях взвешивание килограмма на весах Рупрехта в международном бюро мер и В. В Париже доведено далее 0,01 мг. Из вышеприведенной таблички можно вывести заключение, что относительная чувствительность В. Для самых малых и самых больших грузов меньше, чем для средних.

Так как абсолютная чувствительность не может быть доведена далее известной меры, то, конечно, для малого груза относительная чувствительность будет сравнительно мала. С увеличением грузов усиливается давление на ребро призмы, и потому как абсолютная чувствительность, так и относительная чувствительность уменьшаются. Чтобы еще раз выставить исключительность всех №№ 2 — 7, заметим, что обыкновенные хорошие химические и физические В. Редко бывают чувствительны более 0,05 мг. Что же касается веса в 0,001 мг, то это есть вес кубика воды, которого ребро равно 0,1 миллиметра. Следующие весы могут быть названы хорошими для многих научных работ, хотя много уступают предыдущим. 1 килограм.