Kaal (kaalumisseade)

Kaal on seade keha massi mõõtmiseks kehale harilikult mõjuva raskusjõu kaudu. Lihtsaimat tüüpi kangkaaludel toimub mõõtmine mõõdetava massi tasakaalustamisega ühe või mitme teadaoleva massi ehk kaaluvihi vastu. Kangkaalude abil saab massi mõõta korrektselt ka erineva gravitatsioonivälja puhul. Vedrukaalu, mille tööpõhimõte seisneb jõu mõjul deformeerunud vedru pikkuse mõõtmisel, kasutamisel sõltub näit aga gravitatsioonist, olles sama massi korral maakera poolusel ja ekvaatoril erinev.
 
Võrdõlgseid kangkaale võib leida tänapäeval veel mõnest laborist. Tehnilisi mõõtmisi tehakse peamiselt mittevõrdõlgsete kangkaaludega, mille õlgade suhe on kas muutumatu (näiteks 1:10 detsimaalkaal, 1:100 sajandikkaal, 1:200, 1:500, 1:1000) või muutuv (liikuva vihiga kaalud, margapuu). Massi määramisel kasutatakse ka kaale, mis põhinevad kvartsniidi või spiraalvedru väändenurga (torsioonkaal), vedeliku rõhu (hüdrauliline kaal) või elektrijuhi takistuse mõõtmisel. Laborites kasutatakse analüütilisi kaale väikeste ainekoguste massi mõõtmiseks. Nendel kaaludel on mõõtealus läbipaistvas klaasustega kambris, et vältida ruumi õhuvoolude toimet kaalumisprotseduurile. Kaalumine uuematel analüütilistel kaaludel toimub elektromagnetilisel jõu kompenseerimise põhimõttel . Veelgi väiksemate ainekoguste kaalumiseks kasutatakse mikrokaale, millega on võimalik mõõta mikrogrammi suurusi masse. Kvartskristallmikrokaal mõõdab massi tänu kvartskristalli piesoelektrilistele omadustele.

Ajalugu

Tõendeid kangkaalude olemasolu kohta võib leida juba I–III aastatuhandest eKr . Lihtsat mittevõrdõlgset kaalu, margapuusarnast bismarit, hakati laialdaselt kasutama ligikaudu aastal 400 eKr . Esimeseks vedrukaaluks peetakse Richard Salteri 1770. aastal loodud kaalu . Suurbritannias võeti vedrukaalud laialdaselt kasutusse pärast 1840. aasta postireformi (Uniform Penny Post), kui R. W. Winfield leiutas “küünlajalg-kaalu" kirjade ja pakkide kaalumiseks . Postitöötajate töö muutus tänu sellele palju tõhusamaks, sest uue kaaluga sai kaaluda palju kiiremini kui kangkaaludega. 1940. aastatel võeti kasutusse elektroonilisi seadmeid, mis muutsid vedrukaalude lugemise täpsemaks . Koormusandurid, väikesed sõlmed, mis muudavad rõhku (või jõudu) digitaalsignaaliks, olid olemas juba 19. sajandi lõpus, aga võeti kasutusele alles 20. sajandi lõpus, kuna muutusid piisavalt täpseks, et võtta laiemasse kasutusse .

Viited

Mõõteriistad