De gelijkarmige balans; algemeen De gelijkarmige balans is een weeginstrument met twee gelijke, even lange en even zware, balansarmen. Aan het uiteinde van iedere balansarm wordt door middel van touwen of kettingen een balansschaal opgehangen. Bij de weging met een gelijkarmige balans wordt gebruik gemaakt van de zwaartekracht; de op elk voorwerp naar beneden, naar het middelpunt van de aarde, werkende kracht. Met een balans wordt de massa van een voorwerp in kilogrammen bepaald, en niet het gewicht, dat een maat voor de aantrekkingskracht op een massa is. Als we met een balans wel het gewicht zouden bepalen hadden gewichten een aanduiding in newton moeten hebben. Feitelijk is het vreemd dat we in het dagelijkse taalgebruik de massa blijkbaar met gewicht aanduiden. Iets om af te leren! Noot De massa van een voorwerp is feitelijk de hoeveelheid vaste stof waaruit een voorwerp bestaat, uitgedrukt in kilogrammen. De massa dient niet te worden verward met het gewicht, dat een maat is voor de aantrekkingskracht op een massa. Noot Zoals al vermeld is het gewicht F een maat voor de aantrekkingskracht op een massa. Op aarde en op andere hemellichamen is het gewicht gelijk aan de zwaartekracht Fz waarmee de vaste stof wordt aangetrokken. Het gewicht F of de zwaartekracht Fz wisselt afhankelijk van de plaats waar men zich bevindt. Zo is de zwaartekracht op de evenaar anders dan op de Noordpool, is de zwaartekracht op de maan maar 1/6 van die op aarde, terwijl de zwaartekracht op Jupiter 2,5 maal groter dan die op aarde. Het gewicht F of de zwaartekracht Fz wordt officieel in newton (N) uitgedrukt. Op de aarde begint echter de verwarring omdat in de volksmond aan de massa van 1 kg vaste stof ook een gewicht van 1 kg wordt toegekend, terwijl dat in Nederland 9,81 N, afgerond 10 N zou moeten zijn. Het probleem daarbij is dat 1 kg gewicht op aarde, ongeveer 0,166 kg op de maan en 2,5 kg op Jupiter is. Zie onder documentatie > Het verschil tussen massa en gewicht. De diverse soorten gelijkarmige balansen De oudste gelijkarmige balansen waren al in gebruik bij de Egyptenaren, de Babyloniërs en de Grieken. De Romeinen kenden een balans met ongelijke armen, één balansschaal en een loopgewicht, de zogeheten Romeinse balans die in onze streken later stokbalans, unster of ponder werd genoemd. Het was weliswaar een vrij onnauwkeurig maar wel snel weeginstrument, dat in het Duits Schnellwaage en in het Engels steelyard werd genoemd. De vorm van de gelijkarmige balans was afhankelijk van het gebruiksdoel. Zo kende men; * kleine, nauwkeurige balansen voor de weging van goud, zilver, munten, parels, diamanten, andere edelstenen en medicijnen * grotere, wat minder nauwkeurige balansen voor de weging van voedingswaren zoals vlees en boter * de hele grote balansen zoals die in de Stadswagen werden gebruikt * balansen voor openbare weging op de markten * balansen in gebruik bij handelaren zoals winkeliers, kruideniers e.d. * balansen die niet voor handelsdoeleinden maar voor wegingen binnenshuis werden gebruikt De grote balansen kende een ijzeren, soms een houten met ijzer beslagen juk, met twee houten balansschalen die ieder aan vier touwen of kettingen opgehangen waren. De hele grote balansen werden opgehangen aan een gewelf of aan een constructieve balk van een gebouw, de wat kleinere balansen aan een pikkel, prikkel, statief of driepoot. Een pikkel of prikkel was een verplaatsbaar weegtoestel, bestaande uit drie palen van boven onderling door scharnieren verbonden en van onderen voorzien van ijzeren punten, waarmee het in de grond tussen de straatstenen werd vastgezet. Tussen de palen hing een haak waaraan de balans werd opgehangen. Dit weegwerktuig werd vroeger, toen er nog geen bascules waren, algemeen gebruikt. De kleinste balansen werden in de hand gehouden. De benamingen van de gelijkarmige balans Arrêteren Arrêteren betekent letterlijk; stil doen staan, aanhouden, tegenhouden, staande houden, tegenwerken, inhouden, bedwingen, stoppen Een balans arrêteren wil zeggen; de balans met de balansschalen in rust brengen, zodanig dat de balansschalen niet vrij hangen maar op een vlakke, vaste ondergrond in rust komen Als de balans in rust was, kon men de te wegen last in de ene balansschaal leggen en het contragewicht of de contragewichten in de andere balansschaal Tenslotte kon de balans met de balansschalen omhoog worden bewogen zodat de balans met de balansschalen niet meer in rust was maar in de weegstand kwam De balans kon dan, onder voorwaarde van een juiste belasting, het nulpunt ofwel de evenwichtsstand bereiken Het nulpunt ofwel de evenwichtsstand is de stand van de naald, tussen de schaar van de balans, bij evenwicht van de balans met onbelaste dan wel belaste schalen Anders gezegd; het punt waar de naald, tussen de schaar van de balans, moet staan als het juk, met onbelaste dan wel belaste schalen, in evenwicht is ofwel horizontaal ligt Balansarm/balansjuk De gelijkarmige balans is een weeginstrument dat bestaat uit een evenaar of balansjuk met twee gelijke, even lange en even zware, balansarmen. Aan de uiteinden van iedere balansarm wordt, door middel van touwen of kettingen, een balansschaal opgehangen. De gelijkarmige balans werd met name voor hele grove wegingen of juist voor fijne weging gebruikt. Balansschaal/schaal Bij een gelijkarmige balans wordt aan de uiteinden van iedere balansarm, door middel van touwen of kettingen, een balansschaal opgehangen. Eén balansschaal diende voor de gewichten, de andere balansschaal voor het te wegen voorwerp. Draagoog Het draagoog is het, in de meeste gevallen draaibare, oog waaraan de balans kan worden opgehangen. Gelijkarmige balans De gelijkarmige balans is een weeginstrument waarvan de balansarmen van het juk exact gelijk zijn; dat wil zeggen even lang en even zwaar. Aan de uiteinden van iedere balansarm wordt door middel van touwen of kettingen een balansschaal opgehangen. De nauwkeurigheid van een gelijkarmige balans ofwel de ongelijkarmigheid (dat is de onvolkomenheid van een gelijkarmige balans wanneer de armen niet precies even lang c.q. even zwaar zijn) kan eenvoudig worden gecontroleerd door middel van de dubbele weging volgens Gauss. Als er evenwicht is gemaakt en de inhoud van de balansschalen wordt verwisseld, moet het evenwicht gehandhaafd blijven. Dubbele weging volgens Gauss Door middel van de dubbele weging volgens Gauss kan de nauwkeurigheid van een gelijkarmige balans ofwel de ongelijkarmigheid (dat is de onvolkomenheid van een gelijkarmige balans wanneer de armen niet precies even lang c.q. even zwaar zijn) eenvoudig worden gecontroleerd. Als er evenwicht is gemaakt en de inhoud van de balansschalen wordt verwisseld, moet het evenwicht gehandhaafd blijven. Gevoeligheid De gevoeligheid van een balans is de uitslagverandering gedeeld door belastingverandering. Als deze uitslagverandering de kleinst waarneembare is wordt de bijbehorende belastingverandering ook wel de gevoeligheid genoemd. Juk/balansjuk/draagbalk/evenaar Het balansjuk is de beweegbare draagbalk waarmee wordt gewogen. Het juk wordt aan weerszijden van het hoofdmes belast met de te vergelijken massa’s; het te wegen object en de gewichten. Het juk bestaat uit twee gelijke, even lange en even zware, balansarmen en scharniert rond het hoofdmes. Een juk kan kortarmig of langarmig zijn. Een kortarmig juk geeft in het algemeen een kortere slingertijd dan een langarmig juk, maar de gevoeligheid heeft de neiging kleiner te zijn. Dat wordt tegengegaan door een lichte constructie van het juk. Vanaf eind 19e eeuw werden kortarmige balansen gangbaar omdat de korte slingertijd een groot gebruiksvoordeel was. Een langarmig juk geeft in het algemeen een langere slingertijd dan een kortarmig juk, maar de gevoeligheid heeft de neiging groter te zijn. Noot De slingertijd is de tijdsduur van een enkele heen en weer gaande slingering; dat is de gedempte heen-en-weer gaande beweging van het juk nadat de balans voor het eerst in weegstand,de toestand van de balans waarin de feitelijke weging plaats vindt, is gebracht. Lasthaak De lasthaken zijn de door de zijmessen gedragen haken waaraan de balansschalen hangen. Mes-en-pan lager/mes-en-pan steunpunt Een veel voorkomende uitvoeringsvorm van een lager, één van de drie draaipunten van een balans, is bij een gevoelige balans het zogeheten mes-en-pan lager. Een mes-en-pan lager bestaat uit een scherp geslepen mes dat op een pan rust en daarop zonder verschuiven kan draaien. De pan is een gepolijst, vlak of vaak in V-vorm geslepen blokje van hard, slijtvast materiaal. De pannen werden in een stevig voetstuk gemonteerd en waren vervaardigd uit staal en later, bij gevoelige balansen, uit agaat, chalcedon, kornalijn of saffier. Hoofdmes In het midden van het balansjuk bevindt zich, haaks op de lengteas van het juk, het vast in het middengedeelte van het balansjuk bevestigde, aan beide zijden van het balansjuk uitstekende, stalen hoofdmes. Bij het wegen draait het balansjuk op het hoofdmes. Het hoofdmes is vervaardigd uit hard, slijtvast staal, is aan de bovenkant meestal afgerond en aan de onderkant zeer scherp geslepen, zonder echter snijdend te zijn, omdat er in dat geval snel afbrokkeling zou kunnen ontstaan. Hoofdpan/hoofdkussen Het hoofdmes rust met de onderkant in twee hoofdpannen, ook wel hoofdkussens genoemd. Door die constructie kan het balansjuk om de onderkant van het hoofdmes, met zo weinig mogelijk wrijving, geheel vrij als om een omwentelingsas, bewegen. Met andere woorden; het hoofdmes is het middelste punt, eigenlijk een lijn, waarop het balansjuk rust. Daardoor is de balans gevoelig. Zijmessen Aan iedere balansarm van een eenvoudige gelijkarmige balans is aan het uiteinde een zogeheten zijmes bevestigd. De scherpe kanten van dergelijke zijmessen zijn naar boven gekeerd om de stalen lasthaken te dragen waaraan de balansschalen hangen. Bij jongere erg gevoelige balansen dragen de aan het juk bevestigde, naar boven gekeerde, zijmessen de stijgbeugels met daarin de agaten pannen. Met andere woorden; een zijmes is bij dergelijke balansen een deel van een mes-en-pan lager aan het uiteinde van het juk. Daaraan hangt de bijbehorende stijgbeugel, een rechthoekig onderdeel in de vorm van een stijgbeugel, waarin de zijpan is vastgemaakt. De zijpan is dus een deel van een mes-en-pan lager aan een uiteinde van het juk, waarbij de zijpan een onderdeel van de stijgbeugel is. Aan de stijgbeugel wordt de vaak uit draadvormig aluminium, nieuw-zilver c.q. alpaca of messing vervaardigde beugel opgehangen waarin de balansschaal is bevestigd. Naald/evenaar/tong/wijzer De vast aan het juk bevestigde naald geeft de afwijking van de evenwichtsstand c.q. de horizontale stand van het juk aan. De naald dient om de uitslag van het juk aan te geven ten opzichte van het onbeweeglijke deel van de balans. Nulpunt/evenwichtsstand Het nulpunt ofwel de evenwichtsstand is de stand van de naald, tussen de schaar van de balans, bij evenwicht van de balans met onbelaste dan wel belaste schalen Anders gezegd; het punt waar de naald, tussen de schaar van de balans, moet staan als het juk, met onbelaste dan wel belaste schalen, in evenwicht is c.q. horizontaal ligt Ongelijkarmigheid De ongelijkarmigheid van een gelijkarmige balans is de onvolkomenheid wanneer de beide armen niet precies even lang en even zwaar zijn. Schaar De schaar van een balans is de ophangconstructie waaraan het balansjuk wordt opgehangen. Sluitbeugel van de schaar De sluitbeugel van de schaar is het scharnierend uitgevoerde onderdeel aan de onderzijde van de schaar. Bij oude balansen is deze sluitbeugel vaak met splitpennen aan de schaar bevestigd en rijk versierd. Foto: Webmuseum goudenzilverweging.nl
