Instrumentos de medida

Balanza

La balanza (del latín: bis, dos, lanx, plato) es una palanca de primer género de brazos iguales que mediante el establecimiento de una situación de equilibrio entre los pesos de dos cuerpos permite medir masas. Al igual que una romana, o una báscula, es un instrumento de medición que permite medir la masa de un objeto.

Balanzas antiguas.
Balanzas antiguas.

Para realizar las mediciones se utilizan patrones de masa cuyo grado de calibración depende de la precisión del instrumento. Al igual que en una romana, pero a diferencia de una báscula o un dinamómetro, los resultados de las mediciones no varían con la magnitud de la aceleración de la gravedad.

El rango de medida y precisión de una balanza puede variar desde varios kilos (con precisión de gramos), en balanzas industriales y comerciales; hasta unos gramos (con precisión de miligramos) en balanzas de laboratorio.

La evolución de las balanzas en los últimos tiempos ha sido radical, pues se ha pasado de utilizar las balanzas tradicionales, de funcionamiento mecánico, a balanzas electrónicas de lectura directa y precisa.

Uso de la balanza: La principal utilidad de las balanzas es para pesar los alimentos que se venden a granel, al peso: carne, pescado, frutas, etc. Estas balanzas llevan incorporado una máquina calculadora donde el vendedor introduce el precio de la materia que pesa y realiza automáticamente el cálculo del coste, que el cliente puede ver en una pantalla, y al final de la compra emite una factura de todas las mercancías pesadas.

Otro uso importante de las balanzas es para pesar pequeñas cantidades de masa que se utiliza en los laboratorios para hacer pruebas o análisis de determinados materiales. Estas balanzas destacan por su gran precisión.

En los hogares también hay, a menudo, pequeñas balanzas para pesar los alimentos que se van a cocinar según las indicaciones de las recetas culinarias.

Historia

La balanza ya aparece representada en el Antiguo Egipto en numerosos bajorrelieves y papiros. En el Libro de los muertos, que data del segundo milenio a. C., aparece la balanza de platillos, colgados de los extremos del brazo, suspendido de un soporte central, para comparar el peso del corazón del difunto, símbolo de sus actos, con el de la pluma de la diosa Maat, símbolo de la Justicia y Orden Universal.

Una de las más antiguas representaciones de una balanza: Anubis pesando el corazón en el juicio de Osiris, pintado sobre papiro.
Una de las más antiguas representaciones de una balanza: Anubis pesando el corazón en el juicio de Osiris, pintado sobre papiro.

Entre las balanzas que se hallan en el Museo de Nápoles, descubiertas en Pompeya, se observan de cuatro diferentes clases:

  • de dos platillos, con un peso que puede correr por uno de los brazos,
  • de un platillo, pendiendo del brazo de palanca un peso móvil,
  • de ganchos, sin platillos, que se conoce con el nombre de romana. En Roma se popularizó esta balanza. Sus dos brazos tienen distinta longitud y el objeto que se quiere pesar se cuelga del más corto. A lo largo del brazo largo se desliza un peso o pilón, hasta que los brazos quedan en equilibrio. Las marcas situadas en el brazo del pilón indican el peso del objeto. Al utilizar el principio de la palanca, tiene la ventaja que el pilón puede ser de mucho menor masa que el objeto a medir;
  • la balanza para líquidos a modo de cacerola de mango prolongado que hace las veces de brazo de romana.

Las pesas suelen llevar grabado algún número o escala numérica; y están fabricadas generalmente de alguno de los siguientes materiales: bronce, plomo, piedra e incluso barro cocido. Cuando no llevan señal de ninguna clase, denuncian mayor antigüedad pues hasta el imperio de Octavio Augusto no se estableció en Roma ni en sus provincias la magistratura encargada de señalar y vigilar la medida de los pesos, aunque anteriormente algunas pesas sí estuvieron señaladas.


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Báscula

De Wikipedia, la enciclopedia libre

Báscula pública para el peso de personas
Báscula pública para el peso de personas

La báscula, también llamada en algunos lugares pesa, juntamente con la romana y la balanza son los tres instrumentos u operadores técnicos que se han diseñado e inventado para el peso de masas. La báscula fue el operador que se inventó para pesar las masas que no se podían pesar en las romanas, bien porque fuesen demasiado pesadas o bien porque no se pudiesen colgar de los ganchos de las romanas. Así que lo característico de las básculas es que tienen una plataforma a ras de suelo, donde resulta fácil colocar la masa que se quiere pesar. El sistema original de funcionamiento estaba basado en un juego de palancas que se activaban al colocar la masa en la plataforma y que luego se equilibraba con el desplazamiento de un pilón a lo largo de una barra graduada donde se leía el peso de la masa.

Esta facilidad para poner masas grandes y pesadas encima de la plataforma es lo que ha hecho posible construir básculas con una capacidad de peso muy grande que son utilizadas para pesar camiones de gran tonelaje.

Tipos de básculas

Báscula de pesaje para vehículos pesados
Báscula de pesaje para vehículos pesados

Con el tiempo las básculas han evolucionado mucho y hoy día ya funcionan con métodos y sistemas electrónicos dando una lectura rápida y directa del peso de la masa. Actualmente hay varios tipos de básculas que son bastante representativas:

  • Básculas de baño. Se encuentran en muchos hogares y son un elemento muy útil y rápido para conocer la masa de las personas que habitan en el hogar.
  • Básculas para pesar personas en farmacias. Son básculas muy sofisticadas que introduciendo una moneda, pesan, miden y cálculan el peso ideal que corresponde.
  • Báscula para pesar mercancías en empresas y almacenes: Son básculas cuya plataforma está a ras de suelo, y permiten pesar de forma rápida y directa las mercancías que maneja una empresa, hay básculas de diferentes capacidades de peso.
  • Báscula para pesar camiones. Son básculas de gran capacidad de peso que se instalan en la entrada de muchas empresas y en las carreteras para pesar directamente a los camiones que acceden a las empresas o controlarlos en las carreteras por si llevan exceso de carga.
Báscula para graneles
Báscula para graneles
  • Báscula para pesar graneles. Tambien llamada Bulk Weighing (pesaje en continuo por ciclos) Son básculas intercaladas en cintas tranportadoras de materiales a granel. El sistema consta de dos tolvas en línea vertical. La superior tiene por objeto almacenar material mientras se produce el pesado del contenido de la tolva inferior. Una vez efectuado el mismo el granel es liberado a la cinta transportadora y cuando la tolva se vacía se vuelve a llenar con el material acumulado el la tolva superior.
  • Báscula de dosificación. Son básculas normalmente en forma de tolva suspendida por células de carga. A dicha tolva le llegan unos sinfines cuyos motores están controlados por un visor dosificador que puede realizar una formula con varios componentes.

Principio de funcionamiento

Báscula de baño
Báscula de baño

Las básculas miden la fuerza ejercida por un objeto sujeto a la fuerza de gravedad. Gracias a la relación F= m*a, siendo a=la gravedad, es posible calcular la masa. Las básculas se tienen que "calibrar" en donde se vayan a utilizar, debido a las diferencias en la fuerza de gravedad en diferentes partes del planeta. El método utilizado para calibrar es por comparación a estándares o patrones interacionales definidos de masa (el kilogramo, la libra, etc.) La división se hace automáticamente por comparación, ya que se toma teóricamente una fuerza de gravedad constante... si la fuerza de gravedad es constante, entonces la masa es directamente proporcional a la fuerza.

Comercialmente existen dos tipos de básculas: mecánicas o electrónicas. Las básculas mecánicas actúan por medio de relación de palancas. Las básculas electrónicas utilizan un sensor mejor conocido como celda de carga.

Las celdas de carga convencionales, consisten de un metal a donde se adhieren galgas extensométricas las cuáles cambian su resistencia al flexionarse. El metal se calcula para que trabaje en su zona elástica...esto es lo que define la capacidad de una celda. El arreglo de las resistencias se hace con un puente de wheatstone, de modo que al alimentarse con un voltaje entregan una salida de voltaje proporcional a la fuerza aplicada en el metal (en el orden de milivolts)

Las celdas de carga, tienen una precisión maxima de 1 en 10.000, pero debido a la parte electrónica esta se reduce efectivamente a 1 en 5.000.

Cuando la celda se somete a esfuerzos por encima de la capacidad, el metal del cuerpo de la celda pasa a una zona inelástica (se flexiona de más) y ya no regresa a su estado natural, similar a lo que pasa cuando estiras un resorte "de más" y ya no regresa. El resultado de esto es que la salida de voltaje que entrega la celda se le agrega un "offset".

Véase también

Enlaces externos


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Romana (instrumento)

Romana
Romana

La romana junto con la báscula y la balanza es uno de los instrumentos de medición que se utiliza desde la Antigüedad para pesar mercancías especialmente por parte de vendedores ambulantes y agricultores cuando venden sus mercancías directamente a los ciudadanos.

Características

Es un artilugio ligero y fácil de manipular, aunque la exactitud de lo que se pesa no es muy grande y su principio de funcionamiento está basado en las propiedades de las palancas, donde el peso de una materia se contrarresta con el contrapeso del pilón a lo largo de la regla graduada. Hay dos modelos de romanas, ambas tienen un brazo en forma de regla graduada larga donde se lee el peso. Se diferencia en que unas sirven para pesar mercancías poco pesadas y otras se utilizan para las de mayor peso.

La materia que se va a pesar se coloca en un plato o se cuelga de los ganchos que tienen.

El elemento clave de lectura lo constituye el fiel de la romana que tiene que colocarse totalmente en posición vertical, efecto que se obtiene moviendo el pilón de la romana a lo largo de la regla graduada, en el punto de la regla que está situado el pilón cuando la barra graduada está totalmente horizontal se lee directamente el peso de la mercancía que se pesa.

En el 2007 las romanas están quedando obsoletas y están siendo sustituidas por balanzas electrónicas de lectura directa y más exacta; salvo en los pueblos donde se sigue utilizando siempre que se necesite, como para calcular las proporciones de adobo, carne magra y gorda en días de matanza.

Este sistema, junto con la balanza clásica, no depende de la fuerza de la gravedad, por lo que una cantidad pesada con este instrumento, pesaría lo mismo (en kp ó kgf o sea tendría la misma masa) en la tierra o en cualquier otro planeta, pues el sistema se basa en anular los momentos creados por la masa a pesar, y la pesa que hace el par antagonista.

Con una báscula electrónica, o con un dinamómetro, el peso sería diferente en función de la fuerza de atracción gravitatoria. Es decir, si se coloca un kg de tomates en el gancho de la romana, la pesa de la romana no variará su posición, bien sea en la tierra, o en cualquier otro planeta; si utilizásemos una báscula electrónica, la medida en la tierra sería de 1 kg de tomates, pero en la luna, la medida sería inferior.

Es decir, la balanza y la romana miden masas, y la báscula mide fuerzas, y expresa el resultado en masa.


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