การเปรียบเทียบมวลของวัตถุกับมวลมาตรฐานนิยมทำทั้งแบบคานชั่งมีความยาวเท่ากัน (equal beam type) และแบบคานชั่งยาวไม่เท่ากัน (unequal beam type)

 

        ก่อนวางมวล คานชั่ง (L1 = L2) จะอยู่ในแนวขนานกับพื้นโลก เมื่อเราทำการแขวนมวลของวัตถุ (Mu) ไว้ที่ปลายคานชั่งด้านหนึ่ง และแขวนมวลมาตรฐาน (Ms) ที่ทราบน้ำหนักมาตรฐาน (Ws) ไว้ที่ปลายคานชั่งอีกด้านหนึ่ง (transposition method) เมื่อคานชั่งอยู่ในแนวระนาบกับพื้นโลกเหมือนสภาวะก่อนวางมวลทั้งสอง เราก็จะสามารถหามวลของวัตถุได้จากสมการ

Mu x L1   =    Ms x L2

การประยุกต์ใช้ : เราอาจพบทั้งแบบเครื่องชั่งจานชั่งเดี่ยว (single pan balance) หรือเครื่องชั่งจานชั่งคู่ (two pan balance)

        เนื่องจากมีจานชั่งเพียงอันเดียว ทำให้คานชั่งเอียง จึงต้องมีการใช้น้ำหนักถ่วง (Wb) เพื่อถ่วงน้ำหนักจานชั่ง (Wp) ให้คานอยู่ในแนวระนาบ โดยการสังเกตดูจากเข็มชี้ที่ชี้อยู่ขีดศูนย์บนสเกล

        เมื่อเราใส่วัตถ ุ(Mu) ลงบนจานชั่ง จะทำให้คานชั่งจะเอียง เข็มชี้ก็จะเบนออกจากขีดศูนย์ เราสามารถหาน้ำหนักของวัตถุได้โดยตรงโดยการอ่านค่าจากสเกลน้ำหนักที่ถูกแบ่งและสอบเทียบให้ถูกต้องแล้ว การแบ่งจะแบ่งจากการคำนวณจากแรงที่กระทำต่อมวลมาตรฐานที่ทราบน้ำหนัก (Ms) เมื่อมวลมาตรฐานเคลื่อนที่ออกจากแนวจุดหมุน (L)

 

ู่         ในกรณีนี้ไม่จำเป็นต้องใช้น้ำหนักถ่วง เพราะจานชั่งทั้ง 2 อันนั้นมีน้ำหนักเท่ากัน คานชั่งจึงอยู่ในแนวระนาบ เมื่อเราใส่วัตถ ุ(Mu) ลงไปบนจานชั่งด้านหนึ่ง และใส่มวลมาตรฐาน (Ms1) ลงบนจานชั่งอีกด้านหนึ่ง แล้วรอให้คานชั่งอยู่นิ่งๆ เราก็สามารถหาค่าน้ำหนักของวัตถุได้ทั้งในกรณีที่คานชั่งอยู่ในแนวระนาบหรือไม่อยู่ในแนวระนาบก็ได้

                  กรณีที่คานชั่งอยู่ในแนวระนาบ น้ำหนักของวัตถุ = ค่าที่อ่านได้จากสเกลอ่านค่า

                  กรณีที่คานชั่งไม่อยู่ในแนวระนาบ น้ำหนักของวัตถุ = ค่าที่อ่านได้จากสเกลอ่านค่า + น้ำหนักของมวลมาตรฐาน (Ws1)

 

 

           เครื่องชั่งชนิดนี้จะใช้หลักการการแทนที่น้ำหนักมาตรฐานกับวัตถุตัวอย่างที่ต้องการชั่ง (substitution method) เพื่อให้จุดหมุนรับน้ำหนักคงที่ตลอดเวลา (constant load) วัตถุและน้ำหนักมาตรฐานจะถูกเปรียบเทียบบนคานชั่งข้างเดียวกัน ส่วนคานชั่งอีกด้านจะถูกถ่วงไว้ด้วยมวลถ่วง (Mb) เพื่อเป็นการลดความผิดพลาดอันเนื่องมาจากความยาวที่ไม่เท่ากันของคานชั่ง และเป็นการเพิ่มความไว (sensitivity) ของเครื่องชั่งให้มากขึ้นด้วย

   เครื่องชั่งชนิดคานชั่งยาวไม่เท่ากันมีความถูกต้อง (accuracy) และความแม่นยำ (precision) ค่อนข้างดี แต่ก็มีปัจจัยที่สามารถทำให้น้ำหนักที่ชั่งได้น้อยกว่าความเป็นจริง ปัจจัยที่ว่านี้คืออะไรบ้าง และเราจะมีวิธีการแก้ไขอย่างไร ? (เฉลย)