Wagi, przyrządy do porównywania ciężarów dwóch ciał, zwykle do celów naukowych, w celu ustalenia różnicy masy (lub masy).
Wynalazek równoważenia ramienia sięga co najmniej czasów starożytnych Egipcjan, być może już 5000 lat p.n.e. W najwcześniejszych typach belka była podparta pośrodku, a patelnie były zawieszane na końcach za pomocą sznurków. Późniejsze ulepszenie konstrukcyjne polegało na zastosowaniu kołka przechodzącego przez środek belki do centralnego łożyska, wprowadzonego przez Rzymian o czasach Chrystusa. Wynalezienie ostrzy noża w XVIII wieku doprowadziło do opracowania nowoczesnej równowagi mechanicznej. Pod koniec XIX wieku waga rozwinęła się w Europie w jeden z najbardziej precyzyjnych rodzajów urządzeń pomiarowych na świecie. W XX wieku opracowano wagi elektroniczne, w zależności od kompensacji elektrycznej, a nie mechanicznego ugięcia.
Równowaga mechaniczna składa się zasadniczo ze sztywnej belki, która oscyluje na poziomej środkowej krawędzi noża jako punkt podparcia i ma dwie końcowe krawędzie noża równoległe i w równej odległości od środka. Ważone ładunki są podparte na szalkach zawieszonych na łożyskach. Aby uzyskać najlepszą konstrukcję, między łożyskiem końcowym a miską znajdują się dwie lub więcej dodatkowych krawędzi noża, jedna w celu zapobiegania przechyleniu płaszczyzny, a druga w celu ustalenia środka ciężkości w określonym punkcie na krawędzi noża. Mechanizm zatrzymujący zapobiega uszkodzeniom podczas załadunku, oddzielając krawędzie noża od ich łożysk. Odchylenie wagi może być wskazywane przez wskaźnik przymocowany do wiązki i przechodzący przez skalę stopniowaną lub przez odbicie od zwierciadła na wiązce do odległej skali.
Najbardziej oczywistą metodą korzystania z wagi jest ważenie bezpośrednie. Materiał, który ma zostać zważony, umieszcza się na jednej szalce, z wystarczającą znaną masą na drugiej szalce, tak aby wiązka znajdowała się w równowadze. Różnica między odczytem zerowym a odczytem przy załadowanych szalkach wskazuje różnicę między obciążeniami w podziałkach skali. Takie bezpośrednie ważenie wymaga, aby ramiona były równej długości. Jeżeli błąd wynikający z nierównych ramion jest większy niż wymagana dokładność, można zastosować metodę ważenia zastępczą. W tej metodzie obciążniki przeciwwagi są dodawane do jednej szalki w celu zrównoważenia nieznanego obciążenia na drugiej. Następnie znane ciężary zastępuje nieznany ładunek. Ta metoda wymaga jedynie, aby dwa ramiona wiązki zachowały tę samą długość podczas ważenia. Każdy efekt nierówności jest taki sam dla obu obciążeń i dlatego jest eliminowany.
Małe kwarcowe mikrowagi o pojemnościach mniejszych niż gram zostały skonstruowane z niezawodnością znacznie większą niż zwykle spotykane w małych wagach testowych z metalową wiązką z trzema krawędziami noża. Mikrowagi są używane głównie do określania gęstości gazów, zwłaszcza gazów, które można uzyskać tylko w małych ilościach. Waga zwykle działa w gazoszczelnej komorze, a zmiana ciężaru jest mierzona przez zmianę siły wyporu netto na wagę z powodu gazu, w którym waga jest zawieszona, a ciśnienie gazu jest regulowane i mierzone za pomocą manometr rtęciowy połączony ze skrzynką wagi.
Ultramikrowaga to dowolne urządzenie ważące, które służy do określania masy mniejszych próbek, niż można zważyć za pomocą mikrowagi - tj. Całkowitych ilości tak małych, jak jeden lub kilka mikrogramów. Zasady, na których z powodzeniem skonstruowano ultramikrowagi, obejmują elastyczność elementów konstrukcyjnych, przemieszczenie płynów, równoważenie za pomocą pól elektrycznych i magnetycznych oraz ich kombinacje. Pomiar efektów wytwarzanych przez zważone masy minutowe wykonano metodami optycznymi, elektrycznymi i jądrowymi promieniowania do wyznaczania przemieszczeń oraz optycznymi i elektrycznymi pomiarami sił zastosowanych do przywrócenia przemieszczenia spowodowanego ważeniem próbki.
Sukces tradycyjnych wag w czasach współczesnych opierał się na właściwościach elastycznych niektórych odpowiednich materiałów, zwłaszcza włókien kwarcowych, które mają dużą wytrzymałość i elastyczność i są względnie niezależne od wpływu temperatury, histerezy i nieelastycznego zginania. Najbardziej skuteczne i praktyczne ultramikrowagi zostały oparte na zasadzie równoważenia obciążenia poprzez przyłożenie momentu obrotowego do włókna kwarcowego. Jedna prosta konstrukcja wykorzystuje sztywne włókno jako wiązkę poziomą, wspartą w środku przez rozciągnięte poziome włókno kwarcowe skręcone, przymocowane do niego pod kątem prostym. Na każdym końcu belki zawieszona jest misa, jedna przeciwwaga dla drugiej. Odchylenie wiązki spowodowane dodaniem próbki do jednej szalki jest przywracane przez obracanie końca włókna skrętnego, aż wiązka ponownie znajdzie się w pozycji poziomej, a pełny zakres skręcania we włóknie zawieszającym można zastosować do pomiaru obciążenie dodane do jednego garnka. Ilość skrętu niezbędną do odbudowy odczytuje się za pomocą tarczy przymocowanej do końca włókna skrętnego. Ciężar jest uzyskiwany przez kalibrację wagi względem znanych ciężarów i odczytanie wartości z tabeli kalibracji masy w funkcji skręcania. W przeciwieństwie do wag bezpośredniego przemieszczenia, które opierają się tylko na elastyczności elementów konstrukcyjnych, równowaga skrętna umożliwia grawitacji zrównoważenie największej części ładunku, tj. Szalek, i powoduje znacznie większą nośność.
Wagi z końca XX wieku były zwykle elektroniczne i znacznie dokładniejsze niż wagi mechaniczne. Skaner zmierzył przemieszczenie szalki utrzymującej ważony obiekt i, za pomocą wzmacniacza i ewentualnie komputera, wygenerował prąd, który przywrócił szalkę do położenia zerowego. Pomiary odczytano na ekranie cyfrowym lub wydruku. Elektroniczne systemy ważące nie tylko mierzą całkowitą masę, ale także mogą określać takie cechy, jak średnia waga i zawartość wilgoci.
