体重計
バランススケールセット（重り付き）
スーパーマーケットで果物の重さを測るために使用される秤
東京で使用されている体重計
デジタルキッチンスケール、ひずみゲージスケール
赤ちゃん用の体重計には身長測定用の定規が付いています

秤（はかり）は、重量または質量を測定するために使用される装置です。これらは、質量秤、重量秤、質量天秤、質量計、重量天秤とも呼ばれます。

伝統的なはかりは、支点から等距離に吊るされた 2 つのプレートまたはボウルで構成されています。 一方のプレートには未知の質量(または重量)の物体が載せられ、質量または重量が既知の物体 (重り) がもう一方のプレートに追加され、機械的な平衡が達成されてプレートが水平になるまで続けられます。この機械的平衡は、2 つのプレートの質量が等しくなったときに起こります。 完璧なはかりは中立状態にあります。ばねはかりは、既知の硬さのばねを使用して質量 (または重量) を測定します。 一定の質量を吊るすと、ばねの硬さ (またはばね定数)に応じて一定量だけばねが伸びます。フックの法則にあるように、物体が重いほど、ばねは伸びます。 異なる物理的原理を利用した他のタイプのはかりも存在します。

一部の秤は、キログラムなどの質量単位ではなく、ニュートンなどの力（重量）単位で読み取れるように校正できます。多くの製品は質量で販売・包装されるため、秤や天秤は商業的に広く使用されています。

パンバランス

歴史

古代エジプトの『死者の書』には、書記の心臓が真実の羽根と秤にかけられる場面が描かれている。

天秤は非常に単純な器具であるため、その使用は証拠が見つかるよりはるかに古いと考えられます。考古学者が遺物と天秤を結びつけることができたのは、絶対質量を測定するための石の存在です。天秤自体は、絶対質量よりもずっと前から相対質量を測定するために使用されていたと考えられます。[ 1 ]

秤の存在を示す最も古い証拠は、エジプト第4王朝のスネフェル王の治世（紀元前2600年頃）のデベン（単位）錘が発掘されたことに遡りますが、それ以前の使用も考えられています。 [ 2 ]質量を示す刻印とエジプトの金の象形文字が刻まれた石が発見されており、エジプトの商人が金の出荷量や金鉱の産出量を記録するために、確立された質量測定システムを使用していたことが示唆されています。この時代の秤の実物は現存していませんが、多くの秤石セットや秤の使用を描いた壁画は、秤が広く使用されていたことを示唆しています。[ 3 ]

紀元前 2400年から1800年頃の石材もインダス川流域で発見されています。初期の集落で発見された、均一で磨かれた石の立方体は、おそらく天秤の質量を定める石として使われていたと考えられます。立方体には刻印はありませんが、質量は共通の分母の倍数です。立方体は密度の異なる様々な種類の石材でできています。明らかに、これらの立方体の彫刻においては、大きさやその他の特性ではなく、質量が要素となっていました。[ 3 ]

中国で発掘された最古の天秤は、紀元前3世紀から4世紀に遡る中国戦国時代の楚の墓（湖南省長沙近郊の左家公山）から出土した。この天秤は木で作られ、青銅の錘が使われていた。[ 4 ] [ 5 ]

安価で不正確なビスマル（不等辺天秤）[ 6 ]などの天秤の変種は、紀元前400年頃には多くの小規模商人やその顧客に広く使われるようになりました。記録に残る歴史を通して、レオナルド・ダ・ヴィンチのような偉大な発明家が自らその開発に携わり、それぞれが長所と改良点を誇る様々な天秤が登場しています。[ 7 ]

計量器の設計と開発は大きく進歩しましたが、17世紀まではすべての計量器は天秤のバリエーションに過ぎませんでした。使用される重量の標準化、そして商人が正しい重量を使用することを確実にすることは、この時代を通して政府にとって大きな関心事でした。

天秤の原型は、中心に支点を持つ梁で構成されていました。最高の精度を得るために、支点は鋭いV字型の軸受けに取り付けられたV字型の軸受けで構成されていました。物体の質量を測定するために、梁の一方の端に基準質量の組み合わせを吊り下げ、もう一方の端に質量が未知の物体を吊り下げました（天秤と鉄器天秤を参照）。実験化学などの高精度な作業において、中心梁天秤は今でも最も高精度な技術の一つであり、試験用質量の校正に広く使用されています。

しかし、中央ドイツとイタリアで発見された青銅の破片は、青銅器時代に初期の通貨として使用されていました。[ 8 ]同時期に、商人はイギリスからメソポタミアにかけて、8グラムから10.5グラムに相当する標準重量を使用していました。[ 9 ]

機械式天秤

古い小数点残高

天秤（または天秤秤、ビーム天秤、実験室天秤）は、最初に発明された質量測定器である。[ 1 ]伝統的な形では、等しい長さの腕（ビームまたはトロン）を持つ水平旋回レバー  と、各腕から吊り下げられた計量皿[ 10 ]で構成される（そのため、計量器の複数形は「スケール」である）。未知の質量を一方の皿に置き、ビームが可能な限り平衡に近づくまで標準質量をもう一方の皿に加える。精密天秤では、目盛りに沿って移動する摺動質量の位置によって、より正確な質量測定が行なわれる。十進天秤は、重り用の腕が被計量物の腕の10倍長いレバーを使用するため、より軽い重りで重い物を計量することができる。[ 11 ]同様に、百分位天秤は、1:100の比率の腕を使用する。

単純な天秤を平衡状態に保つには、支点をてこの腕からずらす必要があります。この場合、高い方の腕は支点からの水平距離が長いため、低い方の腕よりも機械的利点を得られます。
10デカグラムの塊2つ
50、20、1、2、5、10グラムの質量

バネ式の秤とは異なり、天秤は質量の精密測定に用いられます。その精度は局所的な重力場の変化に影響されないためです。（例えば地球上では、場所によって重力場の誤差は±0.5%程度です。[ 12 ]）天秤の移動によって重力場の強度が変化しても、測定質量は変化しません。これは、天秤の中心となる梁の両側にかかる力のモーメントが均等に影響を受けるためです。中心梁天秤は、一定の重力または加速度を受けるあらゆる場所において、正確な質量測定を可能にします。

非常に高精度な測定は、天秤の支点が実質的に摩擦のない状態（ナイフエッジが従来の解決策）であること、天秤の位置からの偏差を増幅する指針を梁に取り付けること、そして最後に、前述のように、小さな質量を梁の測定アームに沿って移動させることで分数質量を適用できるてこの原理を用いることで実現されます。最高の精度を得るには、空気中の浮力を考慮する必要があり、その影響は関係する質量の密度に依存します。

中国全土で販売され使用されている、大量生産されたアルミ製の天秤（スチールヤード天秤）。天秤を反転させて右手の下にある大きなリングで持ち、より重い荷物を載せるときにより大きなてこ作用を生み出すことができる（中国海南省、2011年）
公共の体重計に乗る女性、オーストリア、ウィーン、2016年

大きな基準質量の必要性を減らすために、偏芯ビームを使用することができます。偏芯ビームを備えた天秤は、中心ビームを備えた天秤とほぼ同等の精度を実現できますが、偏芯ビームには特別な基準質量が必要であり、中心ビーム天秤のように皿の内容物を交換するだけで精度を本質的に確認することはできません。小さな目盛り付き基準質量の必要性を減らすために、ポイズと呼ばれるスライド式重量物を設置して、校正済みの天秤に沿って配置することができます。ポイズを使用すると、ビームの正確なてこ比に合わせてポイズの正確な質量を調整する必要があるため、校正手順がさらに複雑になります。

大きく扱いにくい荷物を置く際の利便性を高めるため、プラットフォームを片持ち梁システム上に浮かべることができます。これにより、比例した力がノーズアイアンベアリングに伝わり、スティヤードロッドを引っ張って、減少した力を適切なサイズのビームに伝達します。

この設計は、電気のない過酷な環境で広く使用されている500kgのポータブルビーム天秤や、より軽量な機械式浴室用体重計（実際には内部にバネ秤を使用）にも今でも見られます。追加のピボットとベアリングはいずれも精度を低下させ、校正を複雑にします。バランスビームとポイズを調整してスパンを修正する前に、フロートシステムのコーナー誤差を修正する必要があります。

ロベルバルバランス

ロベルバル天秤。平行四辺形の下部構造のピボットにより、中心から離れた荷重の位置に影響されず、精度と使いやすさが向上します。

1669 年、フランス人のジル・ペルソヌ・ド・ロベルヴァルは、フランス科学アカデミーに新しいタイプの天秤を提出した。この天秤は、一対の等しい長さの腕で分離された一対の垂直柱から成り、各腕の中央が中央の垂直柱から旋回して平行四辺形を形成する。各垂直柱の側面からは杭が伸びていた。観察者を驚かせたのは、ロベルヴァルが杭のどこに 2 つの等しい重りを吊るしても、天秤のバランスが取れていたことである。この意味で、この天秤は革命的であった。支点の上方に位置する垂直柱に 2 つの皿を置き、その下に平行四辺形を置くという、より一般的に見られる形へと進化した。ロベルヴァルの設計の利点は、皿のどこに等しい重りを置いても、天秤のバランスが取れることである。

さらに発展したものとしては、平行四辺形を 1 個以上の奇数個の連動ギアで置き換え、同じサイズのギアを交互に配置し、中央のギアをスタンドに固定し、外側のギアを鍋に固定した「ギアバランス」や、自転車型のチェーンを奇数個のスプロケットに巻き付け、中央の 1 個を固定し、最も外側の 2 個を自由に回転させて鍋に取り付けた「スプロケット ギアバランス」などがあります。

ロバーバル天秤は、摩擦を増加させる可動ジョイントが多いため、従来の梁天秤よりも一貫して精度が低くなりますが、多くの用途では、その使いやすさによって補われます。

ねじりバランス

トルバル社製のねじり天秤

ねじり天秤は、アナログ天秤の中でも機械的に最も正確な天秤の一つです。アメリカの薬学部では、今でもねじり天秤の使い方を教えています。ねじり天秤は、従来の天秤と同様に、機械式天秤の上部に設置された皿状の天秤で、天秤内のワイヤーまたは繊維のねじれ量に基づいて計量を行います。この天秤は、校正用の分銅を用いて比較する必要があり、120mgを超える物体を計量しても誤差は±7mg以内です。グラム単位の計量を可能にする多くのマイクロ天秤やウルトラマイクロ天秤は、ねじり天秤です。一般的な繊維の種類は水晶です。[ 13 ]

電子機器

マイクロバランス

マイクロ天秤（ウルトラマイクロ天秤、ナノ天秤とも呼ばれる）は、1 グラムの百万分の一程度以下の比較的小さな質量の物体の質量を正確に測定できる機器です。

分析天秤

分析天秤

分析天びんは、サブミリグラム範囲の小さな質量を測定するために設計された天びんの一種です。分析天びんの計量皿（0.1 mg以上）は、扉付きの透明な筐体内に収められているため、埃がたまることはありません。また、室内の空気の流れが天びんの動作に影響を与えることもありません。この筐体は、しばしばドラフトシールドと呼ばれます。独自に設計されたアクリル製の翼を備えた、機械的に通気される天びんの安全筐体を使用することで、スムーズで乱気流のない気流が実現し、天びんの変動を防ぎ、変動や製品の損失なしに 1 μg までの質量を測定できます。また、筐体内に自然対流によって空気の流れが生じて読み取りに誤差が生じるのを防ぐため、サンプルは室温にする必要があります。シングル パンの機械式置換天びんは、有効容量全体にわたって一貫した応答を維持します。これは、サンプルが加えられるのと同じ側の梁の質量を減らすことで、天びんの梁、ひいては支点にかかる荷重を一定に保つことによって実現されます。

電子分析計は、実際の質量ではなく、測定対象の質量に対抗するために必要な力を測定する。そのため、重力による差異を補正するための校正調整が必要となる。[ 14 ]電子分析計は、電磁石を用いて測定対象のサンプルに対抗する力を発生させ、バランスをとるために必要な力を測定して結果を出力します。このような測定装置は、電磁力回復センサーと呼ばれます。[ 15 ]

振り子式天秤

振り子式は、バネを使用しません。振り子式は、重力差の影響を受けない天秤として機能します。この設計の応用例としては、トレドスケール社製のはかりが挙げられます。[ 16 ]

プログラム可能なスケール

プログラム可能なスケールにはプログラム可能なロジック コントローラが内蔵されており、バッチ処理、ラベル付け、充填 (重量チェック機能付き)、トラック スケールなど、さまざまなアプリケーションに合わせてプログラムできます。

もう一つの重要な機能は計数です。例えば、年次棚卸しの際に、小さな部品を大量に計数するのに使用されます。計数スケール（計量のみも可能）は、mgからトンまでの範囲に対応しています。[ 17 ]

象徴主義

2 皿の平均台と剣を持つ「正義の女神」: 英国ロンドン中央刑事裁判所の正義の女神像

天秤（特に二皿の梁を持つ天秤）は、正義の女神像に見られるように、伝統的な正義の象徴の一つです。これは、物事が「天秤にかけられている」という比喩に用いられています。その起源は古代エジプトに遡ります。[ 18 ]

天秤は金融、商業、貿易の象徴としても広く用いられ、古代から伝統的かつ重要な役割を果たしてきました。例えば、米国財務省と連邦取引委員会の紋章には天秤が描かれています。

  • 米国財務省の印章
    米国財務省の印章
  • 米国連邦取引委員会の印章
    米国連邦取引委員会の印章

天秤は、占星術の星座である天秤座のシンボルでもあります。

天秤（具体的には、均等なバランスを保った2つの皿を持つ梁の天秤）は、エポケーを誘導する際に使用される議論の均等なバランスを示すピュロン主義の伝統的なシンボルです。[ 19 ]

力測定（重量）スケール

歴史

19世紀のシンプルなバランス

1700年代の記録には質量測定用のバネ秤について言及されていますが、こうした装置の最も古い設計は1770年に遡り、初期の秤製造者であるリチャード・ソルターの功績によるものです。[ 3 ]バネ秤は1840年以降、RWウィンフィールドが均一ペニー郵便の導入後に必要となった手紙や荷物の重量を測るローソク足秤を開発して以降、イギリスで広く使用されるようになりました。[ 20 ]バネ秤は瞬時に読み取ることができ、測定ごとに注意深くバランスを取る必要がないため、郵便局員は天秤よりも迅速に作業を行うことができました。

1940年代までには、読み取り精度を向上させるために、さまざまな電子機器がこれらの設計に取り付けられるようになりました。[ 3 ] [ 7 ]ロードセル（力を電気信号に変換する変換器）は19世紀後半に始まりましたが、その広範な使用が経済的および技術的に実行可能になったのは20世紀後半になってからでした。[ 21 ]

機械式スケール

機械式はかりまたは天秤は、物体の質量、力、張力、抵抗を電源を必要とせずに測定するために使用される計量装置を指します。機械式はかりの種類には、十進天秤、バネ秤、吊り秤、三連天秤、フォースゲージなどがあります。

バネ秤

バネ秤は、荷重を受けたバネのたわみ量を測定することで質量を測定します。これは、水平レバーを用いて、サンプルの重量によるアームのトルクと、基準質量によるアームのトルクを比較する天秤とは対照的です。バネ秤は、物体に作用する拘束力（張力）である力を測定し、その力は局所的な重力に対抗します。[ 22 ]バネ秤は通常、測定された力が地球の重力における質量に変換されるように校正されています。計量対象物は、バネに吊るすか、ピボットとベアリングを備えたプラットフォーム上に設置するだけで済みます。

ビランシア デイトン スケール、およそ 1940 年以前に製造。

バネ秤では、バネは伸びる（食料品店の青果売り場の吊り下げ式秤のように）か、縮む（簡易な体重計のように）かのどちらかである。フックの法則によれば、すべてのバネには、引っ張られる強さと伸びる距離を関連付ける比例定数がある。計量器は、バネ定数が既知のバネを使用し（フックの法則を参照）、さまざまな機構によってバネの変位を測定し、物体が加える重力の力を推定する。 [ 23 ]バネの直線運動をダイヤルの読み値に変換するために、 ラックとピニオンの機構がよく使用される。

バネ秤には、天秤にはない2つの誤差要因があります。測定質量は局所的な重力の強さによって変化し（地球上の場所によって最大0.5%の誤差）、測定バネの弾性は温度によってわずかに変化します。しかし、適切な製造と設定を行えば、バネ秤は商用として認められます。温度誤差を除去するには、商用として認められるバネ秤は、温度補償バネを使用するか、ほぼ一定の温度で使用する必要があります。重力の変動の影響を除去するには、商用として認められるバネ秤は、使用場所で校正する必要があります。

油圧式または空気圧式スケール

クレーンスケールなどの高容量用途では、質量を検知するために油圧力を利用することも一般的です。試験力はピストンまたはダイヤフラムに加えられ、油圧ラインを介してブルドン管または電子センサーに基づくダイヤルインジケータに伝達されます。[ 24 ]

家庭用計量器

機械式の体重計。内部のバネに圧力をかけることでディスクが回転し、ユーザーの体重をポンド単位で表示します。

電子デジタル秤は、通常液晶ディスプレイ(LCD)に重量を数値で表示します。測定値を計算し、他のデジタル機器に送信できるため、多用途に使用できます。デジタル秤では、重量の力によってバネが変形し、変形の量がひずみゲージと呼ばれる1 つ以上の変換器によって測定されます。ひずみゲージは導体であり、長さが変化すると電気抵抗が変わります。ひずみゲージの容量には制限があり、大型のデジタル秤では、代わりにロードセルと呼ばれる油圧変換器が使用されることがあります。秤に電圧が加えられ、重量によって秤を流れる電流が変化します。この電流はアナログ/デジタル変換器によってデジタル数値に変換され、デジタルロジックによって正しい単位に変換されて、ディスプレイに表示されます。通常、秤はマイクロプロセッサチップによって実行されます。

デジタル体重計

デジタル体重計は、床に設置され、人が立って測定する体重計です。体重はデジタルディスプレイに表示されます。このデジタル機器は体重の表示だけでなく、体脂肪率、BMI、除脂肪量、筋肉量、水分率などを計算する機能も備えています。最新の体重計の中には、ワイヤレスまたはセルラー接続に対応し、スマートフォンとの連携、クラウドストレージ、フィットネストラッキングなどの機能を備えたものもあります。電源は通常、ボタン電池、または単3電池または単4電池です。

デジタルキッチンスケール

デジタルキッチンスケールは、調理中にキッチンで食材を計量するために使用されます。通常、軽量でコンパクトです。

ひずみゲージスケール

電子版バネ秤では、長さに敏感な電気抵抗であるひずみゲージを用いて、未知の質量を支える梁のたわみを測定します。このような装置の容量は、梁のたわみに対する抵抗によってのみ制限されます。複数の支持箇所からの測定結果は電子的に加算できるため、この技術はトラックや鉄道車両などの非常に重い物体の質量を測定するのに適しており、現代の計量橋にも使用されています。

スーパーマーケットやその他の小売規模

これらのスケールは、現代のパン屋、食料品店、デリカテッセン、魚介類、肉、農産物、その他の生鮮食品部門で使用されています。スーパーマーケットのスケールは、ラベルやレシートを印刷でき、質量と個数、単価、合計価格、場合によっては風袋をマークできます。一部の最新のスーパーマーケットのスケールは、アイテムの改ざんや返品を追跡するために使用できるRFIDタグを印刷します。ほとんどの場合、これらのタイプのスケールには密封されたキャリブレーションがあり、ディスプレイの読み取り値が正しく、改ざんできません。米国では、スケールは国家型式評価プログラム(NTEP)、南アフリカでは南アフリカ標準局、オーストラリアでは国立計測研究所 (NMI) 、英国では国際法定計量機構によって認定されています。

工業用計量器

産業用計量器は、様々な産業において物体の重量または質量を測定する装置です。小型のベンチスケールから大型の計量ブリッジまで、様々な機能と容量を備えています。産業用計量器は、品質管理、在庫管理、取引目的で使用されます。

産業用計量器には、さまざまな目的や用途に応じて様々な種類があります。一般的な種類には以下のようなものがあります。

計量橋 ：トラック、大型貨物車、コンテナ、その他の大型車両の重量を計測できる大型の計量器。製造業、船舶運輸業、鉱業、農業などの業界で使用されています。

コンテナスタッカースケール：コンテナスタッカースケールは、輸送コンテナの重量を正確に計測するために設計された特殊な計量システムです。通常、コンテナハンドラーやスタッカークレーンなど、コンテナの積み下ろしに使用される機器に組み込まれています。コンテナスタッカースケールはリアルタイムの重量測定を提供し、物流担当者は各コンテナが規定の重量制限内で積み込まれていることを確認できます。コンテナスタッカースケールは、港湾、海運、物流などの業界で使用されています。

フォークリフトスケール：フォークリフトスケールは、フォークリフトに内蔵された計量システムです。フォークリフトで荷物を持ち上げ、運搬しながら計量することができます。これにより、別途計量作業を行う必要がなくなり、荷役作業にかかる時間と労力を削減できます。フォークリフトスケールは、製造、物流、輸送など、さまざまな業界で使用されています。

マテリアルハンドラースケール：マテリアルハンドラースケールは、グラップルやマグネットなどのマテリアルハンドリング機器に組み込まれた計量システムです。これにより、材料の移動、積み下ろし、積み込みの際に、正確かつ効率的に計量を行うことができます。マテリアルハンドラースケールは、スクラップ、リサイクル、廃棄物、港湾など、様々な業界で活用されています。また、マテリアルハンドラースケールは、計量情報をクラウドサービスやERPシステムに転送し、材料フローをリアルタイムで監視・管理することも可能です。

パレットジャッキスケールは、パレットジャッキと計量スケールを組み合わせた装置です。パレットの計量と移動を同時に行うことができるため、時間と労力を節約できます。パレットジャッキスケールは、製造、物流、輸送など、さまざまな業界で使用されています。

クレーンスケール：クレーンスケールは、クレーンから吊り下げられた物体の重量または質量を測定する装置です。底部にフックがあり、遠くからでも確認できる大型ディスプレイを備えています。クレーンスケールは、製造、輸送、鉱業、リサイクルなど、さまざまな産業用途で使用されています。

ホイールローダースケール：ホイールローダースケールは、大量の土、砂、砂利、またはその他の材料を移動するために使用される重機の一種であるホイールローダーによって持ち上げられた材料の重量を測定するシステムです。ホイールローダースケールは、積載作業の効率と精度、およびそれらを使用する産業の在庫管理と安全性の向上に役立ちます。ホイールローダースケールは通常、油圧センサー、ディスプレイユニット、およびデータ管理システムで構成されます。油圧センサーはホイールローダーに取り付けられており、荷物によって引き起こされる圧力の変化を検出します。ディスプレイユニットはオペレーターに重量情報を表示し、目標荷重の設定、製品と顧客の選択、およびデータのエクスポートを可能にします。データ管理システムは、重量データを保存、分析し、他のデバイスまたはプラットフォームに送信できます。

試験と認証

カフェテリアのレジにあるこの秤のように、米国で取引目的で使用される秤は、 FDACS の度量衡局によって精度が検査されています。

ほとんどの国では、商業用計量器の設計とサービスについて規制が設けられています。例えば、欧州連合（EU）では、計量機器は2014/31/EU指令および2014/32/EU指令の対象となります。機器は市場に投入される前に適合性評価手続きが実施され、EU加盟国では一定期間後に検証が行われます。そのため、新しい設計の導入には高額な規制上のハードルが伴うため、計量技術は他の技術に遅れをとる傾向がありました。しかしながら、「デジタルロードセル」が普及しつつあります。これは実際にはひずみゲージセルであり、専用のアナログ変換器とネットワーク機能がセル自体に組み込まれています。このような設計により、過酷な環境下で複数の20ミリボルトの信号を結合して伝送する際に生じるサービス上の問題が軽減されています。

政府の規制では一般的に、認定された研究所にトレーサブルな校正済みの分銅を用いて、資格を有する技術者による定期的な検査が義務付けられています。浴室、診療所、厨房（分量管理）、価格見積（公式価格決定は除く）など、商業目的以外で使用される計量器は製造可能ですが、商業上の利益を損なうような転用がされないように、法律により「商取引非合法」のラベルを貼付する必要があります。米国では、商業目的での計量器の設計、設置、使用方法を規定した文書は、NISTハンドブック44です。商取引合法（LFT）認証では、通常、測定の再現性を試験し、最大誤差が10%であることを保証することで、読み取り精度を承認します。

地球の表面上では重力は0.5%以上変化するため、商業用途の秤を正確に校正するには、重力による力と質量を区別することが重要です。通常、特定の場所における重力による力ではなく、サンプルの 質量を測定することが目的です。

従来の機械式天秤は、本質的に質量を測定します。しかし、一般的な電子式天秤は、本質的にサンプルと地球の間の重力、つまりサンプルの重量を測定します。この重量は場所によって変化します。そのため、正確な質量表示を得るためには、設置後に特定の場所に合わせて再校正する必要があります。

エラーの原因

計量における 誤差の原因としては次のようなものがあります。

  • 浮力– 空気中の物体は、押しのけられた空気の体積に正比例する浮力を発生させます。気圧と温度による空気の密度の差が誤差を生じます。[ 25 ]
  • 基準重量の質量の誤差
  • 突風は、たとえ小さなものであっても、スケールを上下させる
  • 可動部品の摩擦により、摩擦のない平衡とは異なる構成でスケールが平衡に達します。
  • 重量増加に寄与する空中塵の沈降
  • 回路の精度のドリフトや温度変化による時間の経過による誤較正
  • 部品の熱膨張または収縮による機械部品の位置ずれ
  • 鉄系部品に作用する磁場
  • 静電場からの力、例えば乾燥した日にカーペットの上を歩く足から発生する力
  • 空気と計量対象物質（または腐食の形で天秤自体）との間の化学反応
  • 冷たい物体への大気中の水の凝縮
  • 濡れた物からの水分の蒸発
  • 熱い物や冷たい物からの空気の対流
  • 重力の違いは力を測る秤には影響するが、天秤には影響しない。[ 26 ]
  • 振動と地震による障害

ハイブリッドバネ秤

質量を測定する弾性アームスケールのプロトタイプ

弾性アームスケール

2014年に、ハイブリッドスケールの概念である弾性変形可能なアームスケール[ 27 ]が導入されました。これは、バネ秤と梁天秤を組み合わせたもので、平衡と変形の両方の原理を同時に利用しています。このスケールでは、古典的な梁天秤（例えば、スチールヤード）の剛性アームが、傾斜した摩擦のないスライドスリーブ内の柔軟な弾性ロッドに置き換えられています。ロッドは、2つの垂直な死荷重（または質量）がエッジに適用されると、独自のスライド平衡に達することができます。剛性アームでは不可能な平衡が保証されるのは、自由スライド条件と弾性ロッドの非線形運動学の両方の結果として、スリーブの2つのエッジに構成力が発生するためです。この質量測定装置は、カウンターウェイトなしでも動作します。

参照

参考文献

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