Как работают весы


Электронные весы: принцип работы и особенности | Материалы от компаний

Принцип работы

Самые первые электронные модели регистрировали колебательные движения измерительной пружины, преобразовывали их в цифровые показатели, которые и выводились на дисплей прибора. По этому принципу функционирует большинство бюджетных моделей, представленных на сайте интернет-магазина Med-magazin.ua.

Здесь же можно найти и усовершенствованные модели — более надежные и точные, в основу работы которых положен следующий механизм:

  • Специальный электронный компонент — тензорезистор, состоящий из витков металлической фольги, жестко связан с поверхностью детали, которая деформируется под воздействием веса.
  • Электросопротивление тензорезистора изменяется пропорционально весу тела, помещенного на весы.
  • Результат взвешивания переводится электронной системой весов в единицы веса и выводится в цифровом выражении на жидкокристаллический дисплей.

Зная, как работают электронные весы, можно сделать вывод, что они обеспечивают высокоточные измерения и не требуют особого опыта и знаний для проведения взвешивания.

Особенности электронных моделей

Простота измерений объясняется рядом особенностей электронных моделей:

  • Результаты измерений сохраняются в памяти прибора. Количество сохраненных результатов зависит от модели прибора, большинство моделей рассчитано на сохранение до 10 результатов. Эта функция позволяет пользователю сравнивать результаты до и после физических нагрузок. Она необходима тем, кто ставит перед собой цель — снижение веса, соблюдает диету и тренируется по специальным методикам для похудения. Существуют модели с функцией распознавания пользователя (до 10 человек) по их анатомическим особенностям.
  • Многие модели позволяют измерять соотношение жировой и мышечной массы и количество жидкости в тканях. Эта функция пригодится тем, кто тренируется с целью повышения мышечной массы, считает количество потребленных и израсходованных калорий и стремится поддерживать постоянство веса тела.
  • Подсветка дисплея прибора позволяет видеть результат даже в темном помещении.
  • В большинстве моделей заложены функции автовключения и автовыключения. Когда человек становится на весы — они включаются, при снятии нагрузки весы отключаются, что позволяет экономить заряд батарей.
  • В разных моделях может быть разное количество элементов питания, которые надо своевременно менять или подзаряжать. При разрядке батареек весы сначала выдают ошибку, а потом просто не включаются. Если в приборе используются аккумуляторы длительного действия, их надо вовремя заряжать, подключив к стационарному источнику питания.
  • Разные модели могут иметь разные значения допустимой нагрузки, что обязательно надо учитывать при взвешивании. Превышение этого значения приводит к поломке прибора. В большинстве приборов максимально допустимая нагрузка составляет до 160 кг, для повышенных нагрузок существуют модели, на которых можно взвешивать грузы до 220 кг.
  • В большинстве моделей можно выбрать систему измерения — фунты или килограммы.
  • Возможная погрешность электронных весов составляет ±0,1 кг.
  • Весы могут быть изготовлены из самых различных материалов — металл, пластик, дерево, стекло. Если необходимо купить весы, на которых будут проводить большое количество взвешиваний, например, в спортивных залах, кабинетах ЛФК, детских учреждениях, то лучшим выбором будут весы из металла — более прочные и долговечные. Стеклянные модели — более стильные, но они требуют бережного отношения, даже несмотря на то, что они изготавливаются из высокопрочного противоударного стекла. Деревянные модели более комфортные для пользователя, так как их поверхность приятна при прикосновении к коже ступней.

Правила пользования

  • Весы должны быть установлены на ровную нескользкую поверхность. Неровное напольное покрытие может стать причиной неправильных результатов. Кроме этого, человек, становясь на качающиеся весы, может упасть и получить травму.
  • Как настроить весы, подробно описано в инструкции пользователя. Надо вставить элементы питания и включить прибор, и если на дисплее высвечиваются нули, то он готов к работе.
  • Становиться на платформу надо так, чтобы ноги стояли параллельно друг другу, в этом случае вес будет распределяться равномерно.
  • Нельзя ставить на платформу посторонние предметы. Правильность показаний можно проверить, сделав пять взвешиваний подряд — разность между ними не должна превышать 0,3−0,4 кг. Если разница больше, то можно сбросить настройки и провести тест заново. Если это не помогло, то стоит обратиться к мастеру или обменять весы в магазине, где они куплены.

shkolazhizni.ru

рейтинг-обзор диагностических напольных моделей с анализатором тела

Умные весы – это устройство, которое измеряет физиологические показатели и сохраняет данные либо на смартфоне владельца, либо на сервере.

Для пользователя это удобно тем, что замеры хранятся в одном месте, а совместимость с различными спортивными программами позволяет синхронизироваться с десятком сторонних спортивных сервисов, вроде Apple Health, Google Fit, Runtastic, myFitnesPal и др. 

Как отличить умные весы от обычных напольных? Первые определяют не только вес, но могут проводить ряд дополнительных измерений, вроде индекса массы тела, процента жировой, мышечной и костной ткани. Кроме того, умные весы синхронизируются с телефоном или планшетом, а некоторые модели умеют автоматически различать пользователей.


Какие умные весы называются диагностическими?

Помимо базовой задачи измерения массы, некоторые весы (их еще называют диагностическими) способны оценивать состав тела с помощью электрического сопротивления в тканях - биоимпедансометрии.

1. Биоимпедансный анализ – это метод диагностики состава тела, определяющий процент жира, мышц, жидкости и костной массы. В основе лежит слабый электрический импульс, который посылается устройством через мягкие ткани.

2. У диагностических весов датчики размещены прямо на платформе, куда становятся ногами, поэтому не надо крепить электроды по всему телу, как в медицинских стационарных аппаратах.

3. Важно знать: Показания весов зависят от количества жидкости в организме, поэтому идеально взвешиваться утром натощак. Днем ваша масса может увеличиваться до 2 кг за счет приема пищи и напитков. Взвешиваемся до физических нагрузок. Встаем на весы сухими ногами. Делаем замеры регулярно, чтобы была видна динамика изменений.


Что и как определяют?

В зависимости от модели, типа и производителя умные весы вычисляют ряд важных для здоровья метрик, о которых расскажем ниже. Такие устройства оснащены анализаторами массы тела и жира.


Вес

Умеют мерить: Xiaomi Smart Scale, Picooc, QardioBase, QardioBase 2, Nokia Body Plus, Garmin Index, Fitbit Aria и др.

С весом работают любые весы, не только смарт. Однако в случае умных устройств статистику замеров можно смотреть в приложении на телефоне.

Зачем знать свой вес? Во время диеты и занятий спортом график изменения веса наглядно и быстро помогает оценить эффективность вашего образа жизни. Более того, доказательство прошлых успехов с потерей лишних килограммов мотивирует продолжать всю затею.

Как измеряется? За измерение веса отвечают датчики нагрузки, которые под весом пользователя деформируются и подают на процессор электрический сигнал. Процессор преобразует его в число, которое вы видите на экране.


Индекс массы тела (ИМТ)

Умеют мерить: Xiaomi Smart Scale, Picooc, QardioBase, QardioBase 2, Nokia Body Plus и др.

Индекс массы тела (ИМТ) — это величина, которая показывает, насколько вес человека соответствует его росту. Всемирная организация здравоохранения интерпретирует значения индекса следующим образом:

  • 16 и менее — выраженный дефицит массы тела
  • 16—18,5 — недостаточная масса тела
  • 18,5—24,99 — норма
  • 25—30 — предожирение
  • 30 и более — ожирение

Зачем знать ИМТ? Индекс помогает понять, в какой стадии вы находитесь, чтобы сделать выводы.

Как измеряется? Приложение смарт-весов просят пользователя ввести свой рост при регистрации. А далее, ИМТ = масса тела в килограммах разделенная на квадрат роста.

Пример. Если ваш вес 75 кг при росте 1.69 м, то ИМТ = 65 : 1.69 : 1.69 = 26.2 (у вас состояние предожирения).


Процент жира в организме

Умеют мерить: Picooc, QardioBase, QardioBase 2, Nokia Body Plus, Garmin Index, Fitbit Aria

Жир — вроде вот они лишние килограммы! Знаем, сколько жира, ставим цель похудения. Однако не весь жир – лишний. Весы работают с процентом подкожного жира, на который приходится около 80% всей жировой ткани организма.

Зачем знать % жира? Этот показатель для спортсменов даже важнее того, что показывает стрелка весов. Если есть понимание, сколько в тебе подкожного жира, то вычитанием его из массы тела и получаем мышечную массу. Например, если после двух месяцев диеты или тренировок ты потерял 6 кг, то важно, чтобы из них хотя бы 5-5.5 кг приходились на жир. Тут нам подскажут весы.

Как измеряется? Диагностические весы определяют процент жира в организме по сопротивлению тканей: у жира сопротивление выше.


Висцеральный жир

Умеют мерить: Picooc

Висцеральный жир, в отличие от подкожного, обволакивает внутренние органы и формирует характерный «пивной животик».

Зачем знать % висцерального жира? Висцеральный жир ассоциирован с проявлением деменции, болезни Альцгеймера, он блокирует приток крови к внутренним органам, из-за чего возникает отдышка и быстрая утомляемость. Вред здоровью наносит не столько подкожный, сколько висцеральный жир. Важно сократить его долю в организме.

Как измеряется? Как и в предыдущем пункте – через сопротивление тканей и последующим вычислением по медицинским метрикам.


Процент мышц

Умеют мерить: Picooc, QardioBase, QardioBase 2, Nokia Body Plus, Garmin Index

Объем мышечной ткани интересен спортсменам и всем, кто хочет хорошо себя чувствовать и долго жить.

Зачем знать % мышечной ткани? При одинаковом весе и росте два человека внешне могут выглядеть диаметрально противоположно. У одного будет атлетическая фигура, а другой будет похож на подушку.

Как измеряется? У каждого производителя умных весов свои формулы, которые они не раскрывают. За базу берется разница между массой тела и жировой прослойкой.


Процент скелетных мышц

Умеют мерить: Picooc

Скелетные мышцы так называются, потому что крепятся к скелету и вместе с ним образуют опорно-двигательную систему. В среднем их вес составляют около 40% от общего веса тела человека, у тренированного атлета процент будет выше.

Зачем знать об этих мышцах? Скелетно-мышечная масса является одним из показателей здоровья человека, по ней можно судить о выносливости и физическом развитии.

Как измеряется? Диагностические весы подсчитывают процент скелетных мышц по собственным алгоритмам, опираясь на данные биоимпедансометрии.


Процент костной массы

Умеют мерить: Picooc, QardioBase, QardioBase 2, Nokia Body Plus, Garmin Index

Это не то же самое, что и вес всего скелета целиком. Костная ткань взрослого живого человека на 60–70% состоит из минеральных составных частей и на 30–40% — из органики. Скелет взрослого человека весит от 7 до 10 килограмм. Минеральная костная масса составляет в среднем 2 - 3 кг у женщин и 2.6 - 3.6 кг у мужчин.

Зачем знать о своей костной массе? Кости медленно деградируют с возрастом. Для взрослых людей (и женщин в особенности) это чревато остеопорозом: заболеванием, при котором больше костной ткани разрушается, чем создается. К счастью, предотвратить проблему легко — достаточно вести активный образ жизни, а это отразится на повышении или сохранении костной массы: сильные мышцы коррелируют с толщиной и прочностью костей.

Как измеряется? По формулам и известной статистике возрастных групп.


Процент воды

Умеют мерить: Picooc, QardioBase, QardioBase 2, Nokia Body Plus, Garmin Index

Тело человека содержит 50–75% воды, баланс которой в организме подвижен. Человек потеет, пьет, дышит, принимает пищу, посещает туалет, что ведет к изменению объема жидкости в теле.

Зачем считать воду? Это полезно сидящим на диетах людям и фитнес-фанатикам. Первые принимают смещение водного баланса за реальные потери лишнего веса. Вторые, наоборот, набирают воду и не могут подсчитать, сколько мышечной массы они прибавили. Наличие реальной цифры позволяет оценить реальность и скорректировать подход.

Как измеряется? Поскольку вода в теле проводит электричество, биоимпедансный метод хорошо выявляет ее объем.


Скорость основного обмена веществ (базальный метаболизм)

Умеют мерить: Picooc

Базальный метаболизм — это минимальное количество калорий для поддержания работы организма в состоянии покоя.

Зачем это мне? Чем выше скорость метаболизма, тем быстрее сжигаются калории и, соответственно, жир. Увеличение мышечной массы, занятия спортом, активная жизнь позволяет значительно ускорить данный процесс.

Как измеряется? С помощью стандартного уравнения на основании роста, веса, возраста и пола с поправкой на процент мышечной массы.


Как работают умные весы

Смарт-весы измеряют много интересных показателей. А как все эти данные попадают в систему, где хранятся и обрабатываются?

Как и многие другие современные гаджеты, умные весы работают в паре с мобильными устройствами: смартфонами, планшетами. Некоторые имеют онлайн-интерфейсы и приложения для ПК, но чаще встречаются все-таки мобильные приложения.

Данные хранятся в «облаке» компании-производителя весов, и там же происходит обработка всего массива. Чтобы отправить их туда, устройство подключаются к интернету. Есть два способа сделать это: синхронизировать весы с мобильным гаджетом, либо напрямую подключиться к домашней беспроводной сети. В первом случае применяется стандарт Bluetooth, по втором — Wi-Fi.

При подключении по Bluetooth смартфон придется доставать перед каждым взвешиванием. Это можно посчитать неудобством, но вопрос спорный. Когда пользователь видит все данные каждый раз, то не сможет проигнорировать или не заметить изменения в своем теле. Для диеты и поддержания веса осознанность является безусловным преимуществом.

Подключаются по Bluetooth : Picooc Mini

Весы с модулем Wi-Fi подключаются к беспроводной сети и загружают данные в интернет самостоятельно. Это удобнее и быстрее, чем подключаться по Bluetooth. У метода, тем не менее, есть конкретный недостаток. Многие модели умных весов распознают человека, который встал на них, по весу и другим характеристикам. Но когда в доме живут два человека с примерно одинаковым весом, то система может неверно опознать их. Ситуации такого типа обрабатываются отдельно, но не значит, что данные не придется исправлять впоследствии.

Подключаются по Wi-Fi : Picooc S3 Lite

Конкретная модель весов может поддерживать только Bluetooth, только Wi-Fi, или оба стандарта сразу.

Подключаются и по Wi-Fi, и по Bluetooth : Picooc S3, QardioBase, QardioBase 2

Диагностическими весами обычно не советуют пользоваться беременным женщинам, и такие устройства категорически противопоказаны людям с вживленными кардиостимуляторами. Некоторые разработчики учли этот фактор и добавили режимы простого взвешивания, без диагностики, и ведения беременности. Последний записывает дни, показывает ожидаемую дату рождения ребенка и подсчитывает набор веса. Это достаточно редкая функция.

Ведут беременность: QardioBase, QardioBase 2

Уровень программного обеспечения для умных весов различается — и дело не только в режиме беременности. Тут нужно обратить внимание на три области: глубина анализа, представление данных и возможность поделиться ими с другими приложениями. Частично тема была затронута в начале статьи, но рассмотрим ее подробнее.

Как правило, чем больше данных собирается — тем подробнее анализ. Умные весы без датчиков биоимпеданса показывают тренды веса и ИМТ. Диагностические весы показывают графики жира, мышц, воды — в зависимости от того, что умеют измерять.

Любят графики : Fitbit Aria, Xiaomi Smart Scale, QardioBase, QardioBase 2

Более продвинутые системы дают осмысленный анализ данных и не останавливаются на статистике и графиках. Что здорово, так как детальный анализ состава тела человека все-таки требует познаний если не в медицине, то хотя бы в диетологии.

Любят данные : Picooc

Ряд весов служат исключением из правила «чем больше — тем лучше». Они работают в «экосистеме здоровья» с другими гаджетами и дают доступ к другим данным и анализу. Понятно, что тогда эти гаджеты нужно еще купить, но разработчики добавляют пару-другую функций, которыми можно воспользоваться все равно — счетчик выпитой воды, пищевой дневник и дневник сна, календарь менструаций и так далее.

Любят экосистемы : Fitbit Aria, Xiaomi Smart Scale, Polar Balance

Конечно, часто «экосистемы здоровья» закрыты извне. У производителя умных весов могут быть другие гаджеты для здоровья: фитнес-трекеры, умные часы, датчики. Тогда он может пожелать держать вас в собственном приложении и не будет делиться данными, либо данные будут выборочными. Чаще всего встречается совместимость с крупными агрегаторами: GoogleFit, Apple Health. Уже через них данные можно перенаправить в какое-нибудь другое приложение, заставив работать вместе гаджеты разных систем.

Поддерживают GoogleFit : Picooc, Polar Balance

Поддерживают Apple Health : Picooc, QardioBase, QardioBase 2


Какую модель выбрать?

Ваш личный выбор весов должен быть продиктован тремя факторами: ценой, целями, для которых они нужны, и наличием других фитнес-устройств.

Поскольку технологии постоянно улучшаются и демократизируются, более дорогие умные весы вовсе не обязательно будет на голову лучше остальных моделей. Это особенно касается диагностических весов. Биоимпедансометрия — хорошо изученная и довольно старая технология. Любые сравнения, скорее всего, не будут объективными.

Демократичные, но точные: Xiaomi Smart Scale, Picooc

Функционал умных весов должен соответствовать запросам. Нет смысла приобретать или дарить девайс, половиной возможностей которого человек не будет пользоваться. Для простого и регулярного отслеживания веса подойдет простая модель.

Просто и со вкусом из нашего каталога: Xiaomi Smart Scale, Fitbit Aria

Фитнес-фанатику, скорее, нужнее гаджет, который дает больше сведений о составе тела, водном балансе и так далее.

Много и подробно: Picooc, QardioBase 2, Garmin Index

Совместимость умных весов с имеющимися спортивными устройствами и любимыми приложениями — немаловажный фактор, за который стоит доплатить. Бесплодные попытки сложить несовместимые кусочки «фитнес-пазла» приводят к разочарованию, после которого один девайс точно останется пылиться в коробке. С другой стороны, работающая как часы система мотивирует и помогает заниматься здоровьем. Именно поэтому многие обычные пользователи, которые даже не посещают спортзала, предпочитают брать гаджеты одного бренда.

«Экосистемные»: Fitbit Aria, QardioBase, QardioBase 2, Polar Balance, Garmin Index

Умные весы служат краеугольным камнем крепкого здоровья и хорошей формы. Они формируют правильную привычку отслеживать и поддерживать вес и состав тела в здоровом диапазоне. Конечно, такой же привычкой можно обзавестись и без гаджетов, но в нашей городской цивилизации с преимущественно сидячим образом жизни это почти подвиг. Умные весы — это щит, с которым такой подвиг совершить не страшно.

Все перечисленные выше умные весы можно купить у нас в магазине.

madrobots.ru

Весы напольные сбились что делать. Как настроить весы электронные

Устройство для измерения веса должно точно указывать, как меняется, допустим, масса вашего тела. Для того чтобы учитывался каждый грамм, следует правильно настроить прибор. К сожалению, без питания он работать не будет. Поэтому первое, что необходимо сделать – установить батарейки. После этого можно приступить к непосредственной настройке измерительного устройства. О том, как настроить электронные напольные весы подробно расскажем в этой статье.

Для того чтобы прибор показывал вам актуальные цифры, расположите его на ровной и твердой поверхности. Настройка электронных весов начинается с обеспечения им устойчивого положения.

Важно помнить о том, что расположение прибора при первом включении является определяющим для корректной дальнейшей работы.

Итак, как настроить электронные весы? Первым делом нужно их включить. На разных моделях, это осуществляется по-разному. В одном случае – это аккуратное касание, которое приводит устройство в рабочее состояние. Если на дисплее высвечиваются нули, то можно приступать к использованию. В другом случае, чтобы весы заработали, нужно полностью встать на настраиваемый прибор.

Вставать на весы нужно таким образом, чтобы ступни ног располагались параллельно друг другу . Это обеспечит правильное распределение веса, а также гарантирует вам точность показаний.


Проверка на точность

Масса тела – величина переменная. Бывают моменты, когда вы начинаете задумываться, а правильно ли работает настроенный прибор? Вот некоторые хитрости, о том, как проверить весы.

Основная ошибка, которую допускают пользователи, когда проверяют весы на точность измерений – это установка на платформу различных предметов. Напольные электронные весы настроены для человека , поэтому такая проверка, скорее всего, поспособствует порче устройства.

При покупке уточняйте, где располагаются считыватели. Сенсоры, встроенные в каждую ножку, обеспечат точность измерений.

Для того чтобы узнать точные показания, не нужно ничего настраивать. Вам следует лишь взвеситься 5 раз. Полученные данные помогут вычислить погрешность вашего устройства: вычитываем из наибольшего результата меньший. Допустимая погрешность должна составлять не более 400 грамм .

Если же вы столкнулись с тем, что разница в результатах имеет большее значение, то проблема возможно скрывается в неисправности датчиков. Одно неправильное взвешивание может повлечь за собой поломку устройства.

Отрегулировать эту проблему помогает кнопка сброса , которая обычно расположена на обратной стороне прибора. Если же и это не вернуло устройство к нормальной работе, то стоит обратиться к мастеру или подумать о новой покупке.


Кнопка сброса на обратной стороне весов

Условия хранения

При использовании точных устройств, важно помнить об их сохранности:

  1. Исключите перепады температур, повышенную влажность, удары, попадание пыли и воздействие солнечных лучей.
  2. Храните весы подальше от нагревательных приборов.
  3. Для очистки платформы используйте влажную тряпочку, для основания – сухую и мягкую. К использованию не рекомендованы химические или абразивные средства.
  4. Использование и хранение весов в помещениях с высокой влажностью, попадание жидкости в корпус могут привести к разрушению металлических частей и повлиять на точность измерения.
  5. Не стоит применять к весам физическую силу, прыгать на них.

Обеспечьте достойные условия хранения вашему устройству, и тогда оно прослужит вам долгие годы.

Заключение

Для настройки электронных весов в домашних условиях требуется ровная и твердая поверхность, которая обеспечит им устойчивое положение. В остальном процесс зависит от качества самого прибора.

Н

usadba-valuevo.ru

Крутильные весы — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Крутильные весы

Крутильные весы — физический прибор, предназначенный для измерения малых сил или моментов сил. Были изобретены Шарлем Кулоном в 1777 году (по другим данным, в 1784) для изучения взаимодействия точечных электрических зарядов и магнитных полюсов.[1] В простейшем варианте прибор состоит из вертикальной нити, на которой подвешен лёгкий уравновешенный рычаг.

Под действием измеряемых сил рычаг начинает поворачиваться в горизонтальной плоскости до тех пор, пока данные силы не уравновесятся силами упругости закрученной нити. По углу поворота рычага α{\displaystyle \alpha } можно судить о крутящем моменте  M{\displaystyle \ M} измеряемых сил, так как α=MlGI{\displaystyle \alpha ={\frac {Ml}{GI}}}, где  l{\displaystyle \ l} — длина нити,  G{\displaystyle \ G} — модуль сдвига материала нити,  I{\displaystyle \ I} — суммарный момент инерции рычага и нити.

Чувствительность весов увеличивается при увеличении длины нити и при уменьшении модуля сдвига её материала.

В 1785 году с помощью крутильных весов был экспериментально открыт закон взаимодействия двух покоящихся точечных зарядов — закон Кулона.[2]

Также в 1797 — 1798 годах конструкция крутильных весов была использована Г. Кавендишем для измерения гравитационной постоянной и средней плотности Земли.[3]

  • Физический энциклопедический словарь / Гл. ред. А. М. Прохоров. Ред. кол. Д. М. Алексеев, А. М. Бонч-Бруевич, А. С. Боровик и др. — М.: Сов. энциклопедия, 1983. — С. 333. — 982 с. — 100 000 экз.

ru.wikipedia.org

Ручные пружинные весы — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Ручные пружинные весы Ручные пружинные весы часового типа

Ручные пружинные весы — ручной прибор для измерения веса или массы, ручной динамометр, обычно предназначенный для бытового применения.

Представляют собой достаточно жёсткую пружину, которая помещается в корпус со шкалой. К пружине прикрепляется стрелка. Пока к пружине не приложено усилие, то есть не подвешен измеряемый груз, она находится в сжатом состоянии. Под действием силы тяжести пружина растягивается, соответственно перемещается по шкале стрелка. На основании положения стрелки можно узнать массу взвешиваемого груза.

Пружинные весы могут оснащаться дополнительно системой вращающихся шестерёнок, что позволяет измерять массу предметов ещё точнее. Последние модели бытовых весов делают электронными.

Как и любые другие весы, ручные пружинные весы измеряют силу; они градуированы с тем, чтобы показывать 1 кг для силы в ~9,81 Н.

Иногда ручные пружинные весы также называют безменом.

Удлинение пружины описывается законом Гука.

ru.wikipedia.org

Как и когда правильно взвешиваться, чтобы определить точный вес

Можно ли узнать точный вес в домашних условиях, или цифра всегда будет «скакать»? Рассказываем, как правильно взвешиваться на напольных весах. Всего несколько правил, которые помогут избежать неточности. Но помните, погрешности в 100-200 г будут в любом случае.

Как правильно взвешиваться на электронных весах 

Взвешивайтесь голышом

Это правило касается даже вашего нижнего белья. Любая одежда прибавляет вес, хоть и незначительный. Конечно, если у вас есть специальный комплект одежды, который вы носите постоянно, можете его не снимать. Но вряд ли такая ситуация возможна. Так что измеряйте вес голышом, чтобы избежать неточностей.  

Взвешивайтесь после туалета

Прежде чем измерить вес, сходите в туалет и в душ. Простое правило избавит вас от небольших погрешностей. Полные мочевой пузырь и кишечник могут прибавить вам до 500 г веса в зависимости от размера вашего тела и процента воды в организме. Незначительные колебания веса могут постоянно сбивать ваш прогресс, особенно если вы худеете или профессионально занимаетесь спортом. 

Когда взвешиваться при похудении?

На вопрос, когда лучше взвешиваться, ответ один — сразу после сна. В этот период времени ваш организм теряет значительную массу воды. В первую очередь он тратит ее на дыхание и охлаждение тела во время сна. И логично предположить, что утром вы легче всего. К тому же если вы будете отслеживать вес утром, сможете спланировать свой рацион и физические нагрузки с учетом полученных данных. 

А в какое время лучше взвешиваться на «умных» весах? 

Утренние взвешивания — не самый лучший вариант, если у вас электронные «умные» весы. Такой прибор вычисляет вес и другие характеристики с помощью безвредного электрического тока. В этом случае вы узнаете точный вес только при условии, если в организме будет достаточное количество воды (примерно к середине дня), а ноги будут немного влажными. 

www.cosmo.ru

Весы Киббла — Википедия

Весы Киббла, вариант NIST-4

Весы Киббла (ранее ватт-весы, по аналогии с ампер-весами) — прибор для установления соотношения между массой и электрической мощностью. Использовались с середины 1970-х годов для измерения величины постоянной Планка, в XXI веке используются для определения нового эталона килограмма, основанного исключительно на природных величинах. Посмертно названные в честь изобретателя, Б. Киббла (англ.)русск., весы Киббла — это усовершенствование токовых весов и представляют собой электромеханический инструмент, где масса m{\displaystyle m} связана с электрической мощностью уравнением:

UI=mgv,{\displaystyle UI=mgv,}

где UI{\displaystyle UI} — произведение электрического тока I{\displaystyle I} во время балансирования массы и напряжения U{\displaystyle U} в процессе калибровки, gv{\displaystyle gv} — произведение ускорения свободного падения g{\displaystyle g} и скорости платформы v{\displaystyle v} во время калибровки весов.

Принцип работы ампер-весов основан на законе Ампера: на провод длиной L{\displaystyle L} с протекающим по нему электрическим током I{\displaystyle I} при внесении его в магнитное поле с индукцией B{\displaystyle B}, будет действовать сила величиной BLI{\displaystyle BLI}. Если провод нагрузить массой m, то при установлении равновесия появится соответствие между силой тока и массой m:

mg=BLI{\displaystyle mg=BLI}, (1)

где g{\displaystyle g} — это ускорение свободного падения. Точность ампер-весов на практике ограничена точностью измерения константы BL{\displaystyle BL} в уравнении выше.

Киббл предложил оригинальное решение, позволяющее избежать измерения BL{\displaystyle BL}. В весах Киббла измерение производится в два шага. На одном из них масса уравновешивается током точно так же, как и в ампер-весах. На втором шаге происходит «калибровка»: ток в проводнике (на практике, в обмотке) отключается, проводник протягивается через то же магнитное поле с постоянной и точно замеренной скоростью v{\displaystyle v}. При этом по закону Фарадея на концах проводника образуется напряжение:

U=BLv.{\displaystyle U=BLv.} (2)

Поскольку величина BL{\displaystyle BL} на обоих шагах одинакова, то из (1) и (2) получаем равенство:

Uv=BL=mgI{\displaystyle {\frac {U}{v}}=BL={\frac {mg}{I}}}

откуда в свою очередь:

UI=mgv{\displaystyle UI=mgv}

UI{\displaystyle UI} имеет размерность мощности, но это виртуальная мощность, так как измерения напряжения и тока проходят в разное время. Двухэтапный процесс измерения позволяет, среди прочего, избежать эффектов от потерь (которые могли бы быть вызваны, например, наведёнными токами Фуко)[1].

Весы Киббла были исходно предназначены для измерения постоянной Планка, так как электрическая мощность и постоянная Планка линейно зависимы через эффект Джозефсона и квантовый эффект Холла[2][3]:

поскольку I=UIR{\displaystyle I={\frac {U_{I}}{R}}}, UI=UUIR{\displaystyle UI={\frac {UU_{I}}{R}}}, где R{\displaystyle R} — электрическое сопротивление проводника, UI{\displaystyle U_{I}} — напряжение, соответствующее току в процессе уравновешивания;
эффект Джозефсона: U(n)=nf(h3e){\displaystyle U(n)=nf\left({\frac {h}{2e}}\right)};
квантовый эффект Холла: R(i)=1i(he2){\displaystyle R(i)={\frac {1}{i}}\left({\frac {h}{e^{2}}}\right)},

где h{\displaystyle h} — постоянная Планка, n{\displaystyle n} и i{\displaystyle i} — целые числа (первое связано со ступенькой Шапиро, второе — фактор заполнения плато квантового эффекта Холла), f{\displaystyle f} — частота из эффекта Джозефсона, e{\displaystyle e} — заряд электрона. После подстановки выражений для U{\displaystyle U} и R{\displaystyle R} в формулу для мощности и объединения всех целочисленных коэффициентов в одну константу C{\displaystyle C}, виртуальная мощность UI{\displaystyle UI} оказывается линейно связанной с постоянной Планка:

UI=CfUfIhgv{\displaystyle UI=Cf_{U}f_{I}{\frac {h}{gv}}}.
Дрейф массы копий эталона

Если эталон массы определяется независимо (как это происходило до начала XXI века), взвешивание гирьки на весах Киббла позволяет точно определить величину постоянной Планка. Однако, со временем точность измерений на весах Киббла росла и к концу XX века превзошла точность искусственных эталонов килограмма: расхождения массы между первичным эталоном и его копиями достигли 60 частей на миллиард, а ошибка весов Киббла — нескольких десятков частей на миллиард.

Сотрудники Национального института стандартов США П. Мор (англ. Peter Mohr) и Б. Тэйлор (англ. Barry Taylor) в 1999 году предложили, наоборот, зафиксировать величину постоянной Планка и использовать эти весы в качестве эталона массы (килограмма). Если gv{\displaystyle gv} независимо замерено с высокой точностью (практические особенности эксперимента также требуют высокоточного замера частоты[3]), весы Киббла по сути определяют килограмм в зависимости от величины постоянной Планка. XXVI Генеральная конференция по мерам и весам (13 — 16 ноября 2018 года) одобрила[4] новое определение килограмма, основанное на фиксации численного значения постоянной Планка. Решение вступило в силу 20 мая 2019 года.

На практике, взвешивание на весах Киббла — это чрезвычайно сложный эксперимент, и потому Генеральная конференция по мерам и весам в 2011 году рекомендовала создать набор вторичных стандартов в виде привычных гирек, включая как существующие платино-иридиевые эталоны, так и новые сферы из кремния, которые будут далее использоваться для распространения эталона по миру[3].

Весы Киббла — чрезвычайно сложный механизм, включающий[3]:

  • собственно весы, которые должны поддерживать сложные процедуры регулировки;
  • мощный магнит или электромагнит со сверхпроводящими обмотками;
  • интерферометр для определения скорости при калибровке. Воздух ограничивает точность интерферометрии, потому все весы должны работать в вакууме;
  • высокоточный гравиметр для измерения местных вариаций ускорения свободного падения;
  • эталоны для электрических измерений квантового эффекта Холла и эффекта Джозефсона.

Сложности постройки весов Киббла привели к тому, что на 2015 год в мире было всего семь метрологических лабораторий, которые построили или собирались построить весы[3]. Кроме Международного бюро мер и весов, это:

ru.wikipedia.org


Смотрите также