如题所述
众所周知，秤在我们日常生活、工农业生产以及科学研究中，都扮演了不可或缺的角色。从秤的产生、发展演变过程中，我们可以从中一窥人类利用工具，改造自然的一个侧面。本文沿着时间的脉络、简单介绍一下秤的发展史、目前的应用，以及将来的发展可能。
一、秤的历史
1.最早的“秤”
提到“秤”，首先还得从最古老的称量物体质量的计量器具——“天平”说起。在人们的生产实践中，人肩挑担，支点在中间，两端等重，若两端悬挂重物不等，就必然向重的一端倾斜。基于种种直观的对称思想，人们创造出等臂天平。迄今发现的最古老的天平杠杆，出自埃及第三王朝，距今已有4500年了，如今保存在伦敦科学博物馆。天平横梁经钻孔穿线作为支点和力点，不仅其等臂性难以保证，而且在其平衡时摩擦阻力大；横梁相对较重这个原始天平的缺点，使得天平灵敏度降低，称量准确度也低。古埃及初期的砝码都是形状粗笨的石质器，后来制成圆筒形或狮子、牛、山羊、鸭子等仿动物形。
中国也是世界上使用天平、砝码最早的国家之一。春秋晚期，用于天平的砝码，有齐国的右伯君铜权、楚国铜环权等。特别从春秋后期到战国时期，楚国经济繁荣，王公贵族使用黄金切割货币，木衡铜环权双盘小天平应运而生，并得到广泛使用。因称量贵重金属，所以砝码做得精细准确且成套。为了在小小的秤盘里多放砝码，放上砝码后秤盘又不偏斜，把砝码做成了环形。在当时社会生产力较低、自然经济的条件下，民间日常使用权衡的并不普遍，大多是计件或用量器计算，而官府使用“衡石”（定量称重一石的大天平）的记载较多。秦代国家征收、存储粮草都以整石为单位。这些大型衡杆天平只需配备一个石权即可，所以，能称几斤、几十斤的杆秤并无十分迫切需要。到了西汉，长安、洛阳、邯郸等发展成为商业中心，绵、麻等零星物品的称量，天平已经不再适合了。方便的杆秤就应运而生了。杆秤自东汉出现后，由于它制作简易，使用方便（缺点是准确度低于天平），很快在商业、手工业、农业、税收和民间日常生活中流行开来。到了宋代已可制造旧衡制百斤以上的大型杆秤、一斤到十五斤的小型杆秤，以及精细的小戥秤。经过元、明、清的广泛使用，技术上的不断改进，杆秤的计量性能已臻完善。到清朝末年，除了国库等地方财政部分收支金银财宝使用天平外，所有需要称重的物品，都可由杆秤来计量。
2.新中国的秤
新中国建立后，为改进杆秤做了以下几项工作：一是将杆秤计量单位由市制单位改为国际计量单位。二是将绳纽逐步改为刀纽。由于刀纽的摩擦力小，定位准确，因此对杆秤的灵敏性和准确性起到关键作用。三是质量量值传递系统得到完善，使杆秤量值得以统一。之前的以秤校秤，再加上绳纽秤的灵敏度低，这就造成了“十秤九不准”的混乱。杆秤定度时使用标准砝码，从根本上消除了杆秤量值不统一的根源。四是秤砣由非定值到定值。相比较曾经的“一支杆秤专用一个砣”的“砣不离秤”，不仅秤杆制造用标准砝码校准，即使生产出来的秤砣亦能在本厂或当地计量部门得到及时鉴定，保证了杆秤的准确性。五是在公众贸易中限制使用杆秤。随着社会进步和科学技术的发展，电子秤、双面弹簧度盘秤和机械式台、案秤，以它们稳定性好、示数显示清晰和不易作弊等特点，在公众贸易中大量使用，杆秤渐渐地淡出了历史的舞台。
二、常用秤的握升工作原理
1.弹簧秤
除了上文所述利用力的杠杆平衡原理的天平、杆秤，还有一种利用胡克定律来测量物体质量的器材——弹簧秤。广为人知的胡克定律——弹簧的伸长量与所受的力的大小成正比，正是根据这一原理，使用螺旋压缩弹簧的弹簧秤问世。弹簧秤分压力和拉力两种类型，压力弹簧秤的托盘承受的压力等于物体的重力，秤盘指针旋转的角度指示所受压力的数值。弹簧秤具有结构简单、读数直观的优点。但因弹簧具有段渗老弹性滞后的特性，且易受温度等外界条件变化的影响，故其准确度、灵敏度较低。此外，其称重结果还因重力加速度的不同而有所差异。
2.电子秤
现如今的工业生产和日常生活都离不开称重,而且随着生产的发展,人们对称重的精度要求不断提高,特别是在包装、食品、化工、医药等行业中，都要求有较高的称重精度。由机械结构实现的高精度称重装置，不但结构复杂，而且支承（刀口和刀座）较弱且容易磨损和锈蚀，对工作环境要求严格，维修工作量大，其最大的缺点就是称重速度慢、效率低、不能适应生产发展的需要。为了克服上述缺点，上个世纪60年代人们研制了一种机电结合的电子秤，它由杠杆系统、光栅装置和电子线路三部分组成。杠杆系统在载荷的作用下产生位移，光栅装置将这一位移转换成数字信号送入电子线路，最后用数字仪表显示出重量值。这种秤比机械杠杆秤提高了精度，使用更方便，重量值可用数字直观显示，且称重信号可远距离传送。
三、电脑组合秤与未来秤的发展趋势
随着现代化工业迅猛发展,包装行业在包装准确度、包装速度、包装范围等诸方面亦有更高的要求，传统的定量自动包装秤已很难满足这些要求，电脑组合秤也就应运而生了。这儿我们就结合它和传统定量自动包装的区别来看看电脑组合秤的优势到底在哪里。
1.称量原理不同
在很多超市卖场，一些蔬菜会以袋装定量包装的形式在超市销售，如每袋青椒定量值是120克，要装准120克是一件非常困难的事情。由于单个青椒重量较重，且差别较大，装少了关系到消费者利益，装多了关系到企业的成本。传统的方式是人工称量，即在一台静态的电子秤上称量，一个青椒接一个青椒地累加，凑足115克，再想找一个5克的青椒加上去几乎是不可能的，则必须从115克重拿去一个较小的青椒，再加一个较大的青椒。如果重量大大超过120克或不足120克的话，还需重复以上工作，称量效率极低，且难以达到接近目标重量（定量值）的结果。定量自动包装秤就是将这一人工程序变为自动化工业程序，但它们共同的工作原理依旧大大影响其称量的准确度。而电脑组合秤是由多个具有独立的进料出料结构的称量单元组成，一般电脑组合成由8—32个称重单元组成。电脑利用排列组合原理将各称重单元的载荷量进行自动优选组合计算，得出最佳、最接近定量值得组合进行包装。例如一台十个称重单元的电脑组合秤，称量时每个称重单元都进行称量，并将每个称量的重量数据读入电脑，由电脑进行优选组合，根据组合数学，十个称量单元共能实现1023种组合，电脑从这1023种组合中选出最接近目标重量值得组合。这样不仅解决了人工反复搭配，更重要的是它让很难实现定量值的工作迎刃而解。
2.检测数据的可靠性不同
①二次采样
如上述的一台十个称重单元的电脑组合秤，在称量过程中从十个称重单元的数据中一次读取为第一次采样，电脑获得数据后进行优选组合，如某3个称量单元的重量最为合适，但电脑组合秤不是立即释放这3个称量单元的被称物，而是在此对这三个称量单元的被称物进行一次重量数据的采样，此为第二次采样；如两次采样的数据不一致，则电脑会重新进行组合，如两次采样的数据一致，电脑组合秤出料，这样就保证了排出物料的重量与预定的重量完全一致。
②自动置零功能
由于在称量过程中一些被称物的粉尘会粘在称量斗壁上不掉下来，影响下一次称量的准确度。电脑组合秤解决这一问题的方案是：①释放物料时称量斗一般要开启4-5次，减少被称物的粉尘残留量。②电脑组合秤还会将进行称量斗的重量自动归零，即将粘在称量斗上的粉尘视为零重量，不影响下次称量的准确度。
③防振动和冲击
传统定量自动包装秤是一边加料一边称量，故对传感器来说是在动态情况下称量，如果被称物受到
一、秤的历史
1.最早的“秤”
提到“秤”，首先还得从最古老的称量物体质量的计量器具——“天平”说起。在人们的生产实践中，人肩挑担，支点在中间，两端等重，若两端悬挂重物不等，就必然向重的一端倾斜。基于种种直观的对称思想，人们创造出等臂天平。迄今发现的最古老的天平杠杆，出自埃及第三王朝，距今已有4500年了，如今保存在伦敦科学博物馆。天平横梁经钻孔穿线作为支点和力点，不仅其等臂性难以保证，而且在其平衡时摩擦阻力大；横梁相对较重这个原始天平的缺点，使得天平灵敏度降低，称量准确度也低。古埃及初期的砝码都是形状粗笨的石质器，后来制成圆筒形或狮子、牛、山羊、鸭子等仿动物形。
中国也是世界上使用天平、砝码最早的国家之一。春秋晚期，用于天平的砝码，有齐国的右伯君铜权、楚国铜环权等。特别从春秋后期到战国时期，楚国经济繁荣，王公贵族使用黄金切割货币，木衡铜环权双盘小天平应运而生，并得到广泛使用。因称量贵重金属，所以砝码做得精细准确且成套。为了在小小的秤盘里多放砝码，放上砝码后秤盘又不偏斜，把砝码做成了环形。在当时社会生产力较低、自然经济的条件下，民间日常使用权衡的并不普遍，大多是计件或用量器计算，而官府使用“衡石”（定量称重一石的大天平）的记载较多。秦代国家征收、存储粮草都以整石为单位。这些大型衡杆天平只需配备一个石权即可，所以，能称几斤、几十斤的杆秤并无十分迫切需要。到了西汉，长安、洛阳、邯郸等发展成为商业中心，绵、麻等零星物品的称量，天平已经不再适合了。方便的杆秤就应运而生了。杆秤自东汉出现后，由于它制作简易，使用方便（缺点是准确度低于天平），很快在商业、手工业、农业、税收和民间日常生活中流行开来。到了宋代已可制造旧衡制百斤以上的大型杆秤、一斤到十五斤的小型杆秤，以及精细的小戥秤。经过元、明、清的广泛使用，技术上的不断改进，杆秤的计量性能已臻完善。到清朝末年，除了国库等地方财政部分收支金银财宝使用天平外，所有需要称重的物品，都可由杆秤来计量。
2.新中国的秤
新中国建立后，为改进杆秤做了以下几项工作：一是将杆秤计量单位由市制单位改为国际计量单位。二是将绳纽逐步改为刀纽。由于刀纽的摩擦力小，定位准确，因此对杆秤的灵敏性和准确性起到关键作用。三是质量量值传递系统得到完善，使杆秤量值得以统一。之前的以秤校秤，再加上绳纽秤的灵敏度低，这就造成了“十秤九不准”的混乱。杆秤定度时使用标准砝码，从根本上消除了杆秤量值不统一的根源。四是秤砣由非定值到定值。相比较曾经的“一支杆秤专用一个砣”的“砣不离秤”，不仅秤杆制造用标准砝码校准，即使生产出来的秤砣亦能在本厂或当地计量部门得到及时鉴定，保证了杆秤的准确性。五是在公众贸易中限制使用杆秤。随着社会进步和科学技术的发展，电子秤、双面弹簧度盘秤和机械式台、案秤，以它们稳定性好、示数显示清晰和不易作弊等特点，在公众贸易中大量使用，杆秤渐渐地淡出了历史的舞台。
二、常用秤的握升工作原理
1.弹簧秤
除了上文所述利用力的杠杆平衡原理的天平、杆秤，还有一种利用胡克定律来测量物体质量的器材——弹簧秤。广为人知的胡克定律——弹簧的伸长量与所受的力的大小成正比，正是根据这一原理，使用螺旋压缩弹簧的弹簧秤问世。弹簧秤分压力和拉力两种类型，压力弹簧秤的托盘承受的压力等于物体的重力，秤盘指针旋转的角度指示所受压力的数值。弹簧秤具有结构简单、读数直观的优点。但因弹簧具有段渗老弹性滞后的特性，且易受温度等外界条件变化的影响，故其准确度、灵敏度较低。此外，其称重结果还因重力加速度的不同而有所差异。
2.电子秤
现如今的工业生产和日常生活都离不开称重,而且随着生产的发展,人们对称重的精度要求不断提高,特别是在包装、食品、化工、医药等行业中，都要求有较高的称重精度。由机械结构实现的高精度称重装置，不但结构复杂，而且支承（刀口和刀座）较弱且容易磨损和锈蚀，对工作环境要求严格，维修工作量大，其最大的缺点就是称重速度慢、效率低、不能适应生产发展的需要。为了克服上述缺点，上个世纪60年代人们研制了一种机电结合的电子秤，它由杠杆系统、光栅装置和电子线路三部分组成。杠杆系统在载荷的作用下产生位移，光栅装置将这一位移转换成数字信号送入电子线路，最后用数字仪表显示出重量值。这种秤比机械杠杆秤提高了精度，使用更方便，重量值可用数字直观显示，且称重信号可远距离传送。
三、电脑组合秤与未来秤的发展趋势
随着现代化工业迅猛发展,包装行业在包装准确度、包装速度、包装范围等诸方面亦有更高的要求，传统的定量自动包装秤已很难满足这些要求，电脑组合秤也就应运而生了。这儿我们就结合它和传统定量自动包装的区别来看看电脑组合秤的优势到底在哪里。
1.称量原理不同
在很多超市卖场，一些蔬菜会以袋装定量包装的形式在超市销售，如每袋青椒定量值是120克，要装准120克是一件非常困难的事情。由于单个青椒重量较重，且差别较大，装少了关系到消费者利益，装多了关系到企业的成本。传统的方式是人工称量，即在一台静态的电子秤上称量，一个青椒接一个青椒地累加，凑足115克，再想找一个5克的青椒加上去几乎是不可能的，则必须从115克重拿去一个较小的青椒，再加一个较大的青椒。如果重量大大超过120克或不足120克的话，还需重复以上工作，称量效率极低，且难以达到接近目标重量（定量值）的结果。定量自动包装秤就是将这一人工程序变为自动化工业程序，但它们共同的工作原理依旧大大影响其称量的准确度。而电脑组合秤是由多个具有独立的进料出料结构的称量单元组成，一般电脑组合成由8—32个称重单元组成。电脑利用排列组合原理将各称重单元的载荷量进行自动优选组合计算，得出最佳、最接近定量值得组合进行包装。例如一台十个称重单元的电脑组合秤，称量时每个称重单元都进行称量，并将每个称量的重量数据读入电脑，由电脑进行优选组合，根据组合数学，十个称量单元共能实现1023种组合，电脑从这1023种组合中选出最接近目标重量值得组合。这样不仅解决了人工反复搭配，更重要的是它让很难实现定量值的工作迎刃而解。
2.检测数据的可靠性不同
①二次采样
如上述的一台十个称重单元的电脑组合秤，在称量过程中从十个称重单元的数据中一次读取为第一次采样，电脑获得数据后进行优选组合，如某3个称量单元的重量最为合适，但电脑组合秤不是立即释放这3个称量单元的被称物，而是在此对这三个称量单元的被称物进行一次重量数据的采样，此为第二次采样；如两次采样的数据不一致，则电脑会重新进行组合，如两次采样的数据一致，电脑组合秤出料，这样就保证了排出物料的重量与预定的重量完全一致。
②自动置零功能
由于在称量过程中一些被称物的粉尘会粘在称量斗壁上不掉下来，影响下一次称量的准确度。电脑组合秤解决这一问题的方案是：①释放物料时称量斗一般要开启4-5次，减少被称物的粉尘残留量。②电脑组合秤还会将进行称量斗的重量自动归零，即将粘在称量斗上的粉尘视为零重量，不影响下次称量的准确度。
③防振动和冲击
传统定量自动包装秤是一边加料一边称量，故对传感器来说是在动态情况下称量，如果被称物受到
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