重庆地磅 | 重庆地磅厂 | 重庆电子地磅 | 重庆电子地磅厂 | 重庆衡器厂 | 重庆地磅秤 | 重庆地磅维修

建臣衡器、重庆地磅、重庆衡器厂、重庆地磅厂、重庆电子地磅、重庆电子地磅厂、重庆地磅秤、重庆地磅维修
重庆地磅厂家电话、重庆衡器联系电话、重庆建臣衡器厂家电话
1 2 3
产品快速导航
023-67761988
联系我们

重庆建臣科技有限公司

电  话:023-67761988

朱经理:15320499986

邮  箱:1009236644@qq.com

地  址:重庆市渝中区大黄路168号

技术支持
当前位置:首页 > 技术支持 >

重庆建臣浅谈中国古代衡器形式的演变

时间:2021-05-04 来源:

  

重庆建臣浅谈中国古代衡器形式的演变

衡器是一种重要的计量器具在古代中国衡器的发展经历了不同的阶段发展出了不同的形式粗略来看中国古代衡器大致有3种基本形式现在分述如下

等臂天平

衡器在中国出现的时间很难考订,一般说来在社会有定量称重需求的情况下衡器就会逐渐问世。国家的产生会加速这一趋势。中国最早的朝代是夏朝夏朝就已存在衡器文献记载对此有明确的描述。《尚书.夏书五子之歌中有关石和钧王府则有荒坠厥绪覆宗绝祀的记载这里的石 、钧都是重量单位也可以理解成与该单位相应的砝码。有了重量单位及相应砝码的存在就必然有衡器的存在这是毋庸置疑的

夏代衡器的具体形式我们不甚清楚因为没有文献描述也没有相应的文物出土但我们可以想象出来那一定是某种形式的天平其主要部件是一个横杆横杆的中央有一个悬点两端用来悬挂已知重量的物件砝码和待测物体在横杆平衡的情况下待测物体的重量就等于砝码的重量这种形式的天平在人类发明的早期衡器中具有普遍性原因在于它所遵循的原理很直接是基于一种简单的对称思想横杆两端重量相等的情况下它没有理由向任何一端倾斜希腊早期天平即是如此1是希腊国家博物馆陈列的一架公元前16世纪迈锡尼墓葬中用黄金打造的天平迈锡尼人相信在地下世界可以用它来称量灵魂的重量


在中国相应形式的天平也有不少出土其中比较多的是战国时期公元前475-公元前221),尤其是在战国时期楚国的范围内更是出土了大量类似形式的天平据考古学家高至喜的统计仅现在湖南的长沙常德衡阳等地区从1949年到1972就在101座楚墓中出土过天平和砝码高至喜.湖南楚墓中出土的天平与法马.古,1972年(4):42-45,后文相关内容均参考此文献)。其中保存最为完好的是1954在长沙左家公山楚墓出土的一套战国时期的天平与砝码见图2.


这套天平上面的衡杆是木质的呈扁条形27厘米.木杆正中竖穿一孔穿丝线以作提纽衡杆两端0.7厘米处各钻一孔穿4根丝线以系铜盘丝线长9厘米铜盘两个底呈圆形直径4厘米,边缘有4个对称的小孔供穿丝线,悬吊之用铜盘的具体形状如图3所示。


直径4厘米的铜盘稍微大些的物品就放不进去显然这套天平是做精密测量用的极有可能是称量黄金货币用的由该墓出土的与天平配套的砝码的重量分布也昭示着这一点因为它的最小称量重量只有0.7克,是非常灵敏的

左家公山楚墓出土的砝码呈圆环状故称其为铜环权全套砝码共9,出土后实测重量按由重至轻排列如表1所示.


考虑到难以避免的长期锈蚀等因素我们可以肯定除了第78号砝码重量之比约为3:2以外其余砝码从轻到重均是按照倍增原则制作的9枚砝码的总重量为250.5正好相当于当时的1斤。具体到每枚砝码的重量则分别相当于当时的8半斤)、4两、2两、1两、126321铢是当时重量系列单位中最小的单位它和斤两等重量单位的换算关系是

1=16两   1=24

这套砝码组合可以将从1铢到1斤范围内的所有整数单位重量完整地测量出来其设计是相当完善的

从成套砝码的个数来说1954年在长沙出土的战国钧益铜砝码则为一套10也是铜环权直径从0.68厘米到6厘米不等最大的是一号砝码两面磨平二号砝码上面有钧益二字故称这套砝码为钧益铜砝码它是目前所见楚国天平砝码中最完整的一套其形制如图4所示.


钧益

砝码中1号砝码最重其重量等于其余砝码的重量之和其余砝码重量分布与左家公山出

土的砝码重量分布基本一致其出土后实测重量按由大到小排列具体如表2所示.


显然,钧益砝码与左家公山砝码属于同一单位系列只是增加了一个重为斤的砝码这使它在测量重为斤的物体时更加便捷巧合的是1959在距长沙千里之外的安徽凤台一楚墓中还出土了一套用于铸造铜环权砝码的范(见图5),该范呈盘状,长10.9厘米,宽9.3厘米,厚1.6厘米,中间有10个圆砝码圈,其中大者直径2.5厘米,孔径为1.15厘米,小者直径0.7厘米,孔径为0.3厘米,用该范一可铸110枚大小不同成系列的铜环权这显示一套10枚的砝码也许是当时的标准配置


左家公山楚墓砝码和钧益砝码均呈圆环形当时楚国天平所用砝码大部分都是圆环形的也有少量是断面内棱外圆呈近似菱形的如图6所示.


在被称物体重量较大的情况下先秦时期的人们依然用天平作为衡器但砝码形制不再是那种轻巧的环权而是形制各异的鼻纽权7是战国时赵国的一个铜权其上有铭文公刍半石自铭半石,表明其重量为60这类铜权因为是作为天平的砝码用的所以它的标重跟当时的重量单位是一致的

对鼻纽权来说鼻纽是用来悬吊的可以想象到的是用于称量较大重量的天平应该是一个横梁横梁中心悬吊在支架上鼻纽权和待测物则悬吊在横梁两端对称的位置

鼻纽权上很多刻有铭文这些铭文除了标示权重以外还会附带上别的信息例如秦始皇统一度量衡时就曾在度量衡标准器上刻上了其要求在全国统一度量衡的诏文,8就是秦始皇统一度量衡时颁布的一种权器该器呈半球形上有鼻纽今实测高5.5 厘米,9.8厘米,重2063.5克,权身上铸有铭文八斤同时还刻有秦始皇二十六年公元前221年,要求在全国围内统一度量衡的那道有名的诏书


廿六年皇帝尽并兼天下诸侯黔首大安立号为皇帝乃诏丞相状法度量则不壹歉疑者皆明壹之

不等臂天平

前面述及的天平是一种最简单形式的天平天平上没有游标只能称量跟砝码重量相等的物体

无法实现对砝码重量范围之外物体重量的称量。这一缺憾在战国时期得到了弥补当时人们采用的方法,不是在天平上增加游标而是调整待测物和砝码在天平上的悬吊位置寻得平衡将其变成不等臂天平然后依据杠杆原理推算出待测物体的重量

现存战国古籍墨经中最早记述了采用等臂和不等臂两种形式的天平进行测量的情形

《经》文是对实验现象原因的总结意思是说如果称重时天平未能保持平衡状态那就说明其一端过重了。《是对文内容的解释,《中的第一个衡字表示是对相应经文的标识在这里没有具体文意。《说》中的两个则字含义不一第一个则意为如果。《左传.定公八年有公子则往群臣之子敢不皆负羁绁以从之之语其中的则即为如果之意。《的具体意思是天平称重时在一侧放上重物它一定会倾斜两边放的重物和砝码重量一样时它就会保持平衡如果放重物的一侧臂短放砝码的一侧臂长两边加上同样的重量天平必然会向砝码臂一侧倾斜这是因为砝码臂这一侧获得了太多的权重的缘故

墨经的记载说明当时人们已经掌握杠杆原理开始尝试用不等臂天平来测量重物了。那么历史上有没有人们用不等臂天平称重的实例呢?南宋吴曾的能改斋漫录卷二以舟量物引了另一部古书符子的一段话为我们提供了这样的佐证

符子朔人献燕昭王以大豕曰养奚若......王乃命豕宰养之。十五年大如沙坟足如不胜其体王异之令衡官桥而量之折十桥豕不量命水官浮舟而量之其重千钧

昭王是战国时燕国国王墨经所记时代相近二者可以相互参证昭王负责养猪的官员为他养了一头庞大无比的猪昭王希望知道猪的具体重量于是令衡官而量之“桥”

即战国时代所谓之桔槔刘向说苑反质载曰卫有五丈夫俱负缶而入井灌韭终日一区邓析过下车教之曰,为机重其后轻其前命曰桥。终日溉韭百区不倦。因此,桥即杠杆桥而量之即利用杠杆方式亦即不等臂天平称重燕昭王时衡官已能用这种方式称重这意味着他们已经知晓杠杆原理否则就不可能用这种方式称重这与墨经的记载是一致的。只不过由于猪太重导致衡杆折断无法称量。最终还是靠以水舟的方式才完成了这次称重

出土的战国衡器也表明古人当时能够使用不等臂天平称重中国历史博物馆珍藏有两具战国时楚国铜衡就可以作为不等臂天平使用这两件铜衡是古人对传统等臂天平加以改进的结果它们的衡杆扁长,长度相当于战国一尺正中有鼻纽可以悬吊使用 衡的正面有纵贯衡面的刻度线其中一具10等分刻度线另一具则为20分刻度线。衡上刻有王字因此,人们称其为王铜衡衡杆中央的钮孔内有沟状磨损显示它们是经过长期使用的其形制如图9所示.


铜衡的使用方式可参见见图10.在称量重物时人们将重物悬权悬吊在衡杆的两端通过调整它们在衡杆上的位置使其处于平衡状态这时根据它们距悬点的距离和权的重量就可以依据杠杆原理推算出待测物体的重量


提系杆秤

类似王铜衡那样的不等臂使用时并不简便繁琐的推算,会使得一般使用者望而却步古人对此的解决办法是将其发展成提系杆秤

提系杆秤与不等臂天平的区别在于杆秤悬挂重物一端的臂长是固定的秤砣权的重量也是固定的对于提系杆秤而言杠杆原理可以通俗地写成

物重*物臂=权重*权臂

提系杆秤将权重和物臂都固定了下来这就使得物重的变化与权臂的变化形成了正比关系

这样一来物体的重量就可以单一地由相应权臂的长度表示出来,对重量的测量也就转化成了对长度的测量这就带来了莫大的方便。提系杆秤的出现是古人成功运用杠杆原理的一个范例是他们智慧的结晶

提系杆秤出现的时间综合各种因素来看大致是在东汉时期但东汉杆秤的具体形状我们无从得知因为考古发掘中没有发现也没有相应的图像流传于世南北朝时期公420-589年开始出现关于杆秤的图像,图11所示即是敦煌壁画中北魏公元386-557时的一幅执秤图该图的出现表明杆秤作为称重器具已经得到较为普遍地使用


古人明了杆秤原理之后进一步拓展了其应用范围北魏道士李兰甚至利用杆秤原理发明了

秤漏以之称量时间漏刻是中国古代计量时间的仪器它通过水的流逝以水位高低变化来表

示时间的流逝李兰则将其改造成为用秤称量容器中接受的水的重量以之反映时间的变化。图12李兰秤漏结构示意图秤漏由称重和供水两个系统组成称重系统是一个杆秤杆秤的衡杆上嵌入按季节标注时刻的木条木条随季节的更换而更换供水系统是一个大木桶,木桶中漂浮着一个水盆和一个木刻小兔子兔子托举着一个虹吸管虹吸管将水盆中的水抽吸到悬吊在秤钩上的水桶中。这是一个负反馈系统它使得水盆中的水减少或增加时能够确保虹吸管下出水口与盆中水面的高度差大致不变从而使虹吸管的水流保持稳定也就保证了秤漏计时的准确性在使用过程中观察者要了解当时时间只要移动秤砣使秤杆处于平衡就可以直接由秤砣系绳在秤杆上的位置读出时间来


杆秤出现后因其使用方便很快就得到了普及中国古代重量单位传统上是铢石这样的五权制到了唐代唐高祖武德四年公元621铸开元通宝铜钱设计规格是径八分重二铢四累这样的铜钱每个正好重1.因为开元通宝铜钱设计独到铸造规范在流行中人们逐渐把一个钱的重量作为一个重量单位来使用于是在斤两单位下面逐渐出现了钱分厘毫这样十进制重量单位

北宋公元960-1127年)时期,宋太宗公元976-997年在位)曾下令整顿度量衡制度主管国库收支的官员刘承珪指出外府缴纳黄金其重量都从毫厘算起而太府寺杆秤计量精度只能精确到钱远远不能满足对金银等贵重物品的称量根据这一现实他经过潜心研制在宋真宗景德公元1004-1007年)年间,创造发明了一种精致灵巧的小型杆秤称之为戥子

据《宋史.律历志的记载刘承珪发明的戥子按其规格可分为两种,量程分别为一钱半和一两量程一钱半那种秤杆长乐尺一尺二寸合29.4厘米),重一钱(4克),秤锤重六分2.4克),秤盘重五分2克),最大称量一钱半6),的灵敏度最小分度值为10.04克);量程一两的那种秤长乐尺一尺四寸34.3厘米),杆重一钱五分(6克),锤重六钱24克),盘重四钱16克),最大称量为一两(40g).由这些些数据来看刘承珪的戥子秤确实很灵敏这样的称量准确度在世界衡器发展史上是罕见的

宋代以后,戥子作为杆秤系列的精密称重专用器具的名称被继承了下来一直持续到现代天平出现13即是清代一种戥子的实物图.


宋代不仅发明了戥子还改变了权器的形状使其从秦汉以来流行的半球形馒头状逐渐演变为多棱形灯笼形在美学上更赏心悦目这一趋势一直延续至清14即为一呈灯笼形的元代铜权权的正面还有阴铸双竖行铭文至大四年二十五斤


一般来说对于杆秤秤砣重量与所称物体的重量没有对应关系因此在秤砣上是不需要标注其自重的但在秤砣上标上自重则使其同时具备了检测功能因此在历代出土的秤砣上不乏标有自重的例子,图14所示元代铜权即是其中之一。

隋唐以后杆秤虽然得到普及但天平因其直观灵敏且其砝码兼具标准的功能并未被人们弃用例如在清代民间交易称货物用杆秤称金银珠宝则用天平 一般药店用戥子珠宝店则多备天平。各类砝码也逐渐规格齐全起来清朝官方还对砝码的铸造和颁布作了明确规定,《清会典事例..部法马.记载道

法马由部审定轻重工部铸造各布政使司遣官赴领。户部司官与工部司官面加祥较将正副法马封交赴领官赉回......部颁法马由一分至九分一钱至九钱一两至十两二十两三十两五十两一百两二百两三百两五百两正副各一副


清代的砝码我们可由图15所示窥见一斑该图表现的是清代制作的从一分到三十两的两套系列砝码丘光明中国计量史图鉴.肥:合肥工业大学出版社2005:154),它所反映的重量单位与清会典事例所记是一致的》。

这两套砝码从制作的精美程度到系列的完整性都令人耳目一新。需要特别注意的是作为古代主要重量单位的斤和钧在这套砝码中居然不见踪影这两套砝码体现的完全是十进制的重量单位。这一切似乎在无声地展示着进入清代以后西方科学对中国计量的影响


上一篇:重庆地磅浅谈一种新的地磅无人值守防作弊称重管理系统

下一篇:地磅雷电防护原理及措施

本站搜索:重庆地磅 | 重庆地磅厂 | 重庆电子地磅 | 重庆电子地磅厂 | 重庆衡器厂 | 重庆地磅秤 | 重庆地磅维修| 重庆建臣科技有限公司

版权所有:重庆建臣科技有限公司 地址:重庆市渝中区大黄路168号 技术支持:快前久科技 渝ICP备:17006105号

收起
展开
收起
展开