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2006年7月10日 (月)

棒はかり

若い人は見たことが無いかもしれない。質量を計量する構造・原理が単純な棒状のはかりである。被測定物と支点と錘の力モーメントバランスにより決まる錘の位置で目方を測る道具である。

私は約60年前の25kgまでと7kgまでの質量を測定できるデュアルレンジの棒はかりを持っている。父親が若い頃に購入した商売道具だ。今もちゃんと目方を計ることができ、分銅と分銅を吊り下げる紐、被測定物を鉤がついた鎖とそのナイフエッジ、支点である吊紐のナイフエッジは健全である。支点の吊紐は皮製であったのでボロボロになっていたが別の紐に置き換えた。この部分は測定に影響しない。

棒本体は硬い木材でやや樽状になっていて、中央が膨らんでいる。被測定物を下げるピボットの位置と、支点の位置と錘の位置関係は、支点を頂点とする「へ」の字状になるように作られている。「へ」の字の曲がり具合によりバランスの取れる範囲が変化するはずである。棒の樽状のカーブは、被測定対象が重いときに敏感さを和らげる形状だと思う。

棒の目盛は、アルミニウムの象嵌が施されている。工芸品のような趣向きがある。当時としては高価な品だったのではないか。

「へ」の字配置を意識して、被測定物を支える位置と支点と錘の位置関係を適度にすると、棒はかりの原理実験ができる。2kgスケールのジュラルミン・パイプ製の棒はかりができた。ダンピング係数が不足したので、棒の後ろに羽をつけて空気制動をかけた。樽状の棒を作るのが難しかったので、パイプのたわみを利用して錘の目方で撓るようにした。

結果は予定の尺度になり、軽量の測定物だと敏感すぎで重いと少しバランス点が広すぎる棒はかりとなった。

設計計算は「へ」の状に配置された3つの荷重に対する水平条件から求まる。

計量の用途には定期検査が必要な道具であるが、県の計量検定所で聞いたところ今も少ないながら棒はかりの検定を行っているという。構造が単純なので壊れにくいらしい。しかし、電気計器はますます構造複雑・操作は単純化されている。私の場合は、測定結果に疑問を抱いたとき異なる原理で動作する計器でダブルチェックする。そして、測定精度が低くとも構造がシンプルな計器をそれなりに信用する傾向がある。

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コメント

おそらく、30年以上前のもの、がですね。
わが研究室に色々転がっているのです。
そうすると、使い方が分からないんですね・・・汗

おしゃれな感じなんですけれども
( -人-) ウーン

sachi様
>研究室に色々転がっている。

宝の山ですね。古いもので姿美しいなら天秤もあるかも・・・。電子回路さえ入っていなければ、まず溶剤で清掃。動くところには油を挿す。そして、動くところを色々動かしてみる。
古い計測器は原理に忠実にできているので、壊れないし直せるし、若い人の教材にもなる。見てるうちに仕組みがきっとわかりますよ。

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