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电子秤下垫东西会增重？我做了些很科学的实验（多图）
图片：猪小宝 / 知乎作者：猪小宝，电子秤放置在塑料泡沫一类的柔软表面上会不会影响电子秤的读数？简单回答：会。电子秤的原理是什么？简单回答：电压表 + 弹簧秤。在开始之前，我先放出我的实验结果。作为一名实验工作者，吹牛放炮之前怎么能不放出实验数据呢？没图没真相啊！啵啵啵啵半天没有实验数据谁信啊！我先放一个橙子的称重测试，中间会放一个我自己做的电子秤，结尾我会放出我自己的体重测试。如果哪位同学关心我的体重，敬请期待。电子秤放在木地板上，读数为 312.0电子秤放在抹布和地毯上，读数为 311.2电子秤放在毛毯和沙发上，读数为 307.9对于谢尔顿这样的理论研究者来说，一切都是这么的完美，所有的东西在纸面上都很精确可靠，橙子就是橙子，重量就是确定的。但是对于莱纳德这样的实验研究者来说，一切都是不完美的，即使是最最简单的测量橙子的重量也是如此。有人说，用中学物理知识一想就知道不会变。但是呢，这并不是一个简单的完美的中学物理问题。中学物理里会说，这个物体的重力是 10 牛顿，我们施加一个 20 牛顿的力，但问题在于，现实生活中有刚刚好 10 牛顿重的物体吗？你怎么施加刚刚好 20 牛顿的力？为什么不会是 20.01 牛顿？19.99 牛顿？或者换一种说法，电子秤到底是怎么给出读数的？为什么电子秤可以测量物体的重量？电子秤测量的到底是什么东西？首先要明确的是，对于绝大多数「秤」而言，我们测量的不是质量，我们测量的只是重力。用标准砝码的天平测量的才是质量，大多数弹簧秤、电子秤测量的其实都是重力。读数是 10 千克，意思是说这个物体的重力与 10 千克物体在这个地方产生的重力相同。可能你觉得没有区别，但如果你跑到月球上，天平的结果不会变，但是弹簧秤和电子秤的结果会大幅改变。其次要明确的是，力是无法直接测量的，我们测量的只是变形。力是一个非常抽象的概念而已，我们无法直接测量力，我们能测量的只是力的效应，也就是力作用在某些物体上之后这些物体的变形。这些变形是看得见摸得着的，但是力是虚无缥缈的。比如这种最简单的弹簧秤，原理很简单，一根弹簧，底下挂上东西之后，弹簧会伸长。通过弹簧长度的改变，我们就可以推算被称量的物体的重量。也就是说，虽然弹簧秤上刻着的是 1 千克、2 千克、3 千克之类的刻度，但其实这是长度的测量，这些刻度其实只是一把尺子，刻度的真实含义是弹簧伸长了 1 厘米、2 厘米、3 厘米。如果我们知道物体的重力跟弹簧的伸长尺寸之间的关系，比如说每一千克物体的重力刚好让弹簧伸长 1 厘米，我们就能用这把「尺子」来测量「重力」。举例来说，挂上某个物体，弹簧伸长了 4 厘米，我们就知道这个物体的重力能够让这根弹簧伸长 4 厘米，等比例换算，这个物体的重力就相当于 4 千克物体的重力。看看，即使是最最简单的弹簧秤，其实也是一个「长度」到「重力」再到「质量」的过程。那转盘式的弹簧秤又是什么原理呢？不是说我们测量的是长度么？怎么会是一个大表盘呢？方法也很简单，一个简单的小装置就可以把弹簧的伸长转变为表针的旋转。当弹簧伸长的时候，带动着这个锯条状的金属片移动，锯条上的锯齿再推动齿轮，把直线运动转化成旋转。齿轮再带动着表针旋转，给出最终的读数。看，这就是最简单的原理图。锯条和齿轮把弹簧的长度变化转换成表针的旋转，这是一个很简单的机械原理。说白了，我们测量的还是这根弹簧伸长的长度。问题就来了，归根结底，这些「秤」测量的不是质量，也不是重力，而是弹簧的长度。我们知道，弹簧的方向会改变，弹簧不是完全笔直的，弹簧会热胀冷缩，弹簧会生锈，弹簧会越拉越松，弹簧还可能会卡住，这些因素都会大幅影响测量结果。怎么解决这些问题，其实是很复杂的工程问题。说完了机械的弹簧秤，我们再说说电子秤。电子秤又是什么原理呢？看上去好先进啊！怎么就能直接把重量显示在液晶屏上呢？好吧，可能你也猜到了，本质上是一样的，电子秤测量的也是弹簧的长度&&那问题又来了，弹簧长度是怎么转换成电子读数的呢？您能想出什么好方法吗？还是最简单的弹簧秤，底下挂重物，弹簧会伸长。想象一下，如果我把一根电线粘在弹簧上会怎么样？电线会随着弹簧的伸长而跟着伸长，与此同时，电线的截面积会变小，因为电线跟着弹簧被拉长拉细了。现在我们有了新的测量对象，一根随着测量物体的重量逐渐增加而逐渐变细的电线。电线变细意味着什么呢？意味着电阻发生了变化。如果我能知道电阻的变化，是不是就能知道电线的尺寸变化呢？知道了电线的尺寸变化，是不是就能知道弹簧的长度变化呢？现在，我们把重力的测量问题转换成了弹簧长度问题，弹簧长度问题转换成了电线尺寸问题，电线尺寸问题转换成了电阻问题。如何测量电阻？这就是一个电子工程的问题了。如果你有已知电阻的元件，然后跟这个要测量的电线组成惠斯登电桥，输入恒定的电压，测量输出的电压。通过测得的电压变化，就能推算出被测量物体的电阻变化。我们总结一下电子秤最终的工作原理：物体重力与质量相关，重力让电子秤里的弹簧长度发生变化，粘在弹簧上的电线跟着长度发生变化，电线的粗细也跟着发生变化，这导致了电线电阻的变化，继而导致了这根电线在惠斯登电桥里的输出电压的变化。电子秤说白了就是一个电压表，测量的就是这个电压变化。这里面潜在的问题也很多。首先，跟机械的弹簧秤一样，弹簧可能会生锈、会变形、会卡住等等；其次，电线可能粘的不够结实，电线的电阻可能还受温度、湿度等等的影响；再次，电路的输入电压可能不稳定，电路里用作参照的其它电阻可能也不精确。所有这些问题，同样需要妥善的处理。有读者说了，电子秤真的是这样的吗？我能用这个原理自己做一个电子秤吗？当然可以了。我就自己做了一个，不过是为了做实验，不是为了做着玩&&第一步，你得有弹簧，并且弹簧上得有地方粘电线。看到这儿你可能会笑了，这尼玛也叫弹簧？！搞笑么？！这分明是钢筋么！没错，这是直径 1.5 英寸的高强度钢材螺杆。某种意义上，它真的是弹簧。如果你施加十顿的重量，它真的会变长一点点。买来的螺杆不能直接用，因为你不能把电线直接粘到螺纹上，必须得有个足够平整的表面来粘电线。平整的表面就是这样一点点削出来的。看看什么叫削铁如泥！第二步，把电线粘到弹簧上。我所说的电线，只是个通俗的说法。专业的说法应该叫应变片，也就是照片里红色的那一个小长方形。上面金色的就是一圈一圈的电线，或者说电阻丝。这些电阻丝的电阻会随着尺寸的变化而变化。热胀冷缩会影响电阻测量的结果，所以你需要每一个侧面都粘一个，而且方向是交替的，这样尽可能的减小温度的影响。胶水要用专业的胶水，必须得非常非常结实，而且不能有腐蚀性，还得起到隔绝水分的作用。第三步，组成一个全桥电路。弹簧上每个侧面都粘了一个应变计，把这四个应变计连成一个惠斯登全桥电路，然后做好绝缘保护工作。第四步，准备一个电压表。电压表就是桌子上最右边那个方盒子，虽然看上去不像电压表，但说白了它就是个非常精确、非常稳定、可以跟电脑连接的电压表。电压的读数会显示记录在电脑上。第五步，校准。做好了自己的电子秤，必须得测试一下才能知道是不是真的能用。先把它连接到试验机上，然后把电线接到电压表上。打开试验机，施加拉力，要多少给多少，然后对比一下自己做的这个电子秤的读数跟这个标准试验机的读数，我们就能知道这个自制的电子秤能不能用，够不够准确。到此为止，一个最大量程为 60 吨的电子秤就完工了。把这个电子秤拧到钢框架上，然后我抓着电子秤的螺杆，双脚离地，电脑上的读数就会在 0.12 到 0.14 千磅之间跳动。恩，测体重的好方法。看完了电子秤的原理，相信你心中也有数了。没错，称东西的时候所有的重量都是通过电子秤的，不管电子秤底下是泡沫还是石头。但是呢，这些重量都通过那根弹簧了吗？弹簧上的电阻丝在什么位置呢？电阻丝那里是怎么变形的呢？电阻丝的电压测量的准确吗？这些都是问题，并不能说作用力等于反作用力，所以读数就永远不会变。那最常见的家用体重秤来说吧，不同的厂商有不同的设计，有全透明玻璃的那种，也有塑料不透明的，里面的设计可能也各不相同。但是基本原理是一样的，里面都有一个或者好几个可以微小变形的「弹簧」，弹簧上面有一个或者好几个应变计，通过测量应变计的电压，继而知道应变计的变形，继而知道弹簧的变形，继而知道你的体重。我家的这个体重秤，反过来是这样的，底下有四个支脚，其余的部分是脱开地面的。如果放在平整的地板上，我站上去之后会是这样的，当然这个变形的比例是夸大了的。体重秤其实测量的是什么呢？测量的是图中的那个红色箭头的距离长短，也就是我的体重把这个体重秤压弯的程度。怎么测量的呢？我们已经说过了，测量应变计的电压。跟我们上面那个量程 60 吨的电子秤一样，体重秤里面也有弹簧、应变计、电压表这些，只不过个头都小多了。这时候的结果是这样的。如果放在比较软的表面，比如地毯，那可能会是这种情况。这时候的支撑条件发生了变化，虽然我的体重没变，但是因为体重秤的中间多了额外的支撑，所以被压弯的程度大幅降低了。所以地毯上的结果是这样的。为了验证我的这一理论，假设体重秤放在坚硬的表面，但是中间用东西撑住，那么被压弯的程度一样会降低，给出的读数也会降低。体重秤放在木地板上，但是中间垫了一块毛巾，读数大幅下降。因为虽然我的体重没变，但是这些体重压弯体重秤的程度降低了。简单说，体重秤被毛巾在下面顶住了，所以变形减小了，给出的读数也就变小了。不同的电子秤有着不同的设计，内部结构、弹簧的位置、应变计的位置都各不相同，所以读数到底是变大还是变小，并不能一概而论。因为我们无法预知泡沫这样柔软表面的变形程度，有的泡沫很硬，跟木地板差不多，但有的却很软，几乎像床垫一样，所以厂商在校准的时候都是以一个相对比较坚硬的表面为基准来校核的。体重秤的说明书会特意注明要在比较硬的地板上测体重，其实也是这个道理。同时，我们也发现，电子秤其实是个电压表，测量的是电压，内部电路把这个电压的读数乘以一个系数，然后把这个折算的重量的读数显示出来。最最简单的作弊方法，不用改任何硬件，只要把这个换算系数在软件层面改掉，显示的读数就会随心所欲的变化。有的读者说了，这么说来，这些电子秤也太不靠谱了，随便一搞差别就这么大。如果我想要精确的测量我自己的体重，应该怎么办？方法还是有的，专业的、精准的电子秤叫做 Load Cell，常见的价格是这样的： 250 磅量程的要 775 刀。这 775 刀买回来的是什么呢？只是弹簧加应变计而已。就像手表的机芯一样，卖的只是核心组件而已。为了能够称体重，你还得自己搭配电源、电压表、称重平台、外壳什么的，而且这个机芯输出的都是非常小的毫伏级的电压，所以普通的电压表可能还不行。看完了这个，你再去看看普通体重秤的价格，你就知道为什么有这样的区别了。再多说一点，其实这个坚硬柔软的程度也是相对而言的，对于买菜而言，泡沫板算是比较软的表面，但是对于我的 60 吨的电子秤而言，即使是水泥地板也像泡沫一样。在巨大的拉力或者压力面前，水泥地板也不能说是足够坚硬的表面。那应该怎么办呢？高处挂在墙上的黑色大圆桶是一个巨大的「电子秤」，注意固定它的这堵钢筋混凝土墙体的厚度。对于这样的电子秤来说，只有这样的墙体才能算是坚硬平整的表面。即使是小小的电子秤，也需要这么复杂的机制，需要考虑这么多的因素。我个人觉得，任何一个工业产品，仔细研究一下，都是人类智慧的结晶。PS 写给那些阅读能力有问题的人：1 我第一句话说的是会影响读数，我没说一定变大还是一定变小。2 我的结论和解释只适用于我家这个型号的电子秤，我的原话是对电子秤不能一概而论，我没有针对所有电子秤的普适的理论。从一个实验样本得不出任何普适的结论。
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主题: 电子秤下面垫东西=黑心秤，你造么？
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发表于： 17:26:50
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泡沫垫出“黑心秤”？家住某小区的王小姐反映，她发现了电子秤下面的秘&密：如果把电子秤放在泡沫或者纸板上面，称出来的重量往往会加重。昨天，小编走访了多家肉菜市场，发现在电子秤下垫泡沫的不少，短斤缺两也在意料之中。拿走泡沫称？不做你生&意我们在一摊档买了400克的土豆，问能不能把秤下面的泡沫拿走复称，该档主狠狠地瞪我们一眼，拉长脸，很生气地嚷生&意不做了。我们绕市场走了一圈，发现在电子秤下垫泡沫的还真不少。我们买了900克的雪梨，顺便掏出照相机想偷拍，该店老板见到相机对准电子秤，表情紧张。随后，我们来到新菜市的公秤复称，秤上显示：800克。整整少了100克！更让人吃惊的是，超市的电子秤下也有垫着纸箱的，纸箱与秤之间隔着一块木板，记者询问售货人员为何如此安置电子秤，售货人员笑而不答。揭秘原理分析：针对上述现象，一位物理老师告诉我们：秤下垫了泡沫、纸板，会引致变形缓冲，产生向上的加速度，导致托盘对物体的支持力大于物体的重力，出现超重现象，所以秤的指针读数偏大。而如果垫高秤的后方，这已经违反了弹簧秤、电子秤的使用方法，称出来的重量肯定不准确。赶快让更多人知道吧！文章来源：掌中热点
发表于： 11:50:41
挺神奇呀，他们咋知道了？
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电子秤底下垫东西　商品重量也能“垫高”吗？
山西新闻网--山西晚报-- 03:53
省城坡子街上，有商贩将电子秤放在塑料置物箱盖子上。
&&&&&&&&本报5月7日热线消息　太原市民李先生打来电话向本报反映，有次买水果的时候，发现商贩在电子秤下面垫着塑料泡沫，当时没多想，以为人家放塑料泡沫是为了固定电子秤，但是最近他却在朋友圈里看到这样一条消息：商家会在电子秤下面垫泡沫或者纸板，这样电子秤显示的重量会大于商品实际的重量，导致消费者购买的商品缺斤短两。&&&&这条消息是真是假？电子秤下垫东西真的能“抬高”电子屏幕上的数字，让称重的东西变重吗？&&&&接到李先生的反映后，记者分别走访了位于省城平阳南路、长治路和双塔东街的几家室内农贸市场，并未见到商贩在电子秤下垫塑料泡沫的现象，他们的电子秤几乎都被摆放在每个摊位上比较显眼的位置，有的直接放在水泥台上，有的还专门腾出一个木质桌子来摆放电子秤，而且在电子秤的下方，也没有看到类似泡沫或者纸板的东西。唯一一个将电子秤放在纸箱子上的商户，也在为顾客称重时把电子秤放在了平整的玻璃台面上。“主要是秤没地方放，放在台面上怕挡着客人挑选东西。”电子秤的主人这么回答。&&&&但在坡子街的临街菜市上，电子秤的摆放可谓千奇百怪，有的直接放在一个倒扣过来的纸箱子上，箱子里面空无一物；有的放在塑料置物箱的盖子上，但盖子本身是悬空搁在箱子上的；有的电子秤虽然放在比较平整的地上或三轮车上，但下面却垫着厚厚的毯子；还有的放在了木板搭的台子上，而台面已经倾斜了……记者询问会不会影响称重，摊主们都说不会。&&&&对于“电子秤下垫泡沫或者纸板会增重”的说法，一位在室内农贸市场经营水果摊七八年的商贩告诉记者，自己之前听说过类似的说法，“但后来又有说法好像证实假的！”所以对于这件事，他也当热闹看看就过去了，自己并没有做过测试。更多的商贩则表示，自己是第一次听到这种说法。&&&&○记者调查&&&&垫东西称重确有影响,但误差不大&&&&李先生在微信朋友圈里看到的这条消息究竟是真是假呢？为此，记者做了几个小测试。&&&&首先，记者先从超市分别购买了重量为0.078千克的散装零食、0.826千克的橙子、0.834千克的芒果和0.34千克的樱桃西红柿4样物品，用已经校准过的电子秤复称后，几样物品在电子秤上显示的重量不变。&&&&第一次测试，记者将电子秤的四个脚下面都垫上了厚度为1厘米的塑料薄膜，将4样物品分别进行称重，结果分别为0.080千克、0.83千克、0.838千克和0.345千克，每样物品的重量都有所增加。&&&&第二三次测试，分别只在电子秤前面两个脚下和后面两个脚下垫了塑料薄膜，4样物品两次的称重相同，分别为0.080千克、0.829千克、0.837千克和0.345千克。和它们的原始重量相比，重量还是有所增加。&&&&最后两次测试，记者分别在电子秤左右两侧的两个脚下垫了两本厚度均约1厘米的书，这个时候，电子秤的秤盘已经明显倾斜。将4样物品分别称重后，记者得到的结果和前几次略有不同，零食和橙子的重量两次都为0.080千克和0.826千克，但芒果和樱桃西红柿的重量在最后一次测试中的重量分别为0.833千克和0.339千克，重量不仅没有增加，反而各减少了0.001千克。&&&&衡器制造公司：&&&&电子秤最好放在平整坚硬的地方&&&&这样的结果让记者有些意外。那是什么原因造成了这样的称重结果呢？记者先后联系了两家衡器制造公司，其中一家衡器制造公司的工作人员告诉记者：“大部分电子秤里面有一个传感器，它主要就是靠这个测量物品重量的。你把它放在塑料薄膜上，它四个脚受力不均，传感器也就不对了，测的重量当然就不准确了。”但是至于为什么会略微增加或减轻重量，这位工作人员表示自己并不清楚。另一家衡器制造公司的工作人员则表示，自己所在的公司没有做过类似的测试，但是他建议：“电子秤最好不要放在垫子上，而应该放在平整、坚硬的地方。”&&&&那该如何辨别有问题的电子秤呢？衡器制造公司的工作人员表示，单凭肉眼是看不出来电子秤是不是有问题的，“最好是有个砝码，或者是随身带一个重量固定的东西，比如说你买一个一斤重的东西，然后直接放在秤上一称，那秤准不准就一下子看出来了。”&&&&○提醒&&&&电子秤作弊手段多多　尽量选固定摊位消费&&&&据了解，常见的电子秤作弊手段有：连盘出售法，即商家有意不将秤盘放在秤上，待顾客购物时，再将放有商品的秤盘放在秤上计量，结果盘的重量也就成了商品的重量。留底数法，有些商贩在表示重量的数字中先储存一定的底数，消费者购物时，先储存的底数就连同所选购的商品一并计算了价款。冲击法，空秤时将商品重重地丢进秤盘，冲击力使秤的重量在一瞬间被人为加大，而在顾客还没来得及细看时，商贩已经把商品拿起，顺便报出价格。故意遮挡法，商贩故意把电子秤的重量或是价格位置遮挡起来，让消费者只能根据自己报出的价格付账。&&&&对于这些电子秤作弊手段，记者咨询了太原迎泽工商局并州工商所，一位工作人员告诉记者，如果市民在购物过程中发现缺斤短两的问题，可以直接拨打12315消费者投诉举报热线进行投诉举报，“然后平台会直接派单给片区工商所，再由具体的片区专管员去了解情况，进行协调处理。”同时，他建议消费者尽量选择在固定摊位上购买生鲜蔬菜，而不要选择流动的摊位。 本报记者　张梦莹}