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はかりの基礎知識HAKARI KNOW HOW

はかりのしくみの歴史

はかりの歴史と進化の経緯としくみの変化を紹介いたします

はじめのはかりは天びんだった

人類が発明した一番最初のはかりはてこの原理を利用した天びんで、紀元前1万年前にはすでに存在していたようです。
エジプトでは紀元前5000年ごろとみられる天びんが発見されました。
また古代エジプトの壁画には、鍛冶工場で天秤を使って作業をしている様子が描かれたものがいくつかあります。
時代がたつにつれて、天びんの精度は上がっていき、紀元前3000年ごろには1000分の1まではかれるようになっていました。

数千年後に現れたさおばかり

天びんは発明されてから数千年間、人類の文明で唯一のはかりでした。
そしてついにローマ時代、さおばかりが現れました。
天びんはある重量をはかるためには、おなじ重量のおもりを用意する必要がありました。さおばかりは1本の棹と一つの重りで、一定の範囲の重さまでをはかれるようになりました。

上皿天びんの発明

17世紀、フランスの数学者ロバーバルによって考案されたロバーバル機構により、はかりは画期的な変化をしました。このロバーバル機構を用いたはかりが上皿天びんです。
上皿天びんは、品物と分銅が同じ重さなら、置く位置に関わらずつり合います。重さが違えば傾きますが、皿受け棒は上下に移動します。
こうして上皿天びんが発明されました。

ばね式はかり

1770年、イギリスでばねばかりが登場しました。日本にも幕末には輸入されたと言われています。はじめは直線目盛りの手ばかりでしたが、ロバーバル機構を利用したものも発明されました。
しかし、てこの原理と重りを使用することで質量をはかることができる天びんと違い、ばねの弾性を利用しただけの初期のばねばかりは、重力や温度の影響をうけるため、精度を要求される商業用として広く使われることはありませんでした。

日本が改良したばね式はかり

ばね式はかりを商業用として認められるまでに改良したのは日本のはかり業界でした。
ばね式はかりに温度補填装置をつけるように規定し、時計工業から生まれた定弾性のばねを利用するようになって、温度の影響の問題が取り除かれました。

光電子式はかり

さらに、光学・電子技術が発展し、日本はばねばかりの先進国となりました。

はかりのロードセル化

1900年代、ばね式はかりがさらに進歩し、それまで工業分野で使用されてきたロードセルがはかり業界にも進出しました。ロードセルは荷重を電子に変える変換器です。
ばね式はかりではばねの弾性を利用し重さを検出していました。
ロードセルは金属の起歪体(きわいたい)にストレインゲージという電気抵抗線歪計(センサ)をはりつけ、その抵抗値の変化を測定するものです。
金属の歪みを利用するので、一種のばね式ばかりとも言えますが、電子の変化を検出するものなので、精度が飛躍的に高まりました。

電磁式のはかり

電磁式のはかりはフォースバランス式とも呼ばれます。
しくみとしては、天びんと同じで、てこの原理を利用しています。
重さのバランスをとるためにフォースコイルに流れた電磁力を測定し、重さをはかります。
ストレインゲージに比べると重量物の計量には向いていませんが、より軽量でより微小なものをはかれるようになりました。

音叉式センサの登場

ばね式はかりに似たロードセル式でもなく、天びんのしくみを利用したストレインゲージ式でもないはかりがあります。音叉式のはかりです。
これは、センサに荷重が加わった時の振動数を検出し、重さをはかるしくみです。
1980年頃に日本企業が開発したユニークな技術です。

未来のはかり

はかりは人類の経済と産業の進化を支え続けてきました。
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