Точность и точность данных, полученных с помощью таких устройств, можно гарантировать только в том случае, если они изготовлены из резинового тела, которое деформируется под воздействием внешних сил и возвращается в исходное состояние после прекращения подачи питания.
Какой прибор измеряет силу
Инструменты и приборы, бытовая техника и другие электроприборы.
Динамометры — это специальные устройства, используемые для измерения мощности или крутящего момента. Это инструмент измерения, позволяющий определить силу или мощность, с которой один объект воздействует на другой. Такие воздействия можно встретить повсюду, например, на дверях лифтов, тележках, метро, воротах и т.д.
Следует отметить, что первым прибором, использовавшимся для измерения силы, были весы. Впервые такие весы появились в 1726 году; столетие спустя Ричард Солтер создал прибор, в котором для измерения силы использовалась пружина. Благодаря своему весу он растягивался на определенное расстояние. Это соответствовало его массе. Через некоторое время Рене создал прибор с циферблатом. Она имела замкнутое кольцо в форме перстня. Позже появились планы других изобретателей в лице Томсона, Броутона и других. Новейшие устройства по дизайну мало чем уступают этим устройствам.
Динамометр может иметь разные конструкции, которые довольно сильно различаются по предназначению, исполнению, функциям, диапазону измерений и тому подобное. Данные устройства можно разделить по измеряемым усилиям, то есть их можно классифицировать по диапазону измерения: от долей ньютонов до 20 тысяч ньютонов. Если говорить о принципе действия, то данные приборы могут быть различного действия в зависимости от их конструктивного исполнения. При этом в некоторых устройствах могут применяться сразу несколько принципов действия.
Механические изделия подразделяются на изделия с рычагами действия и пружинные изделия. Особенностью пружинного органа является то, что он позволяет силе действовать на пружину и растягивать или сжимать ее. Это определяется направлением приложения силы. Упругость пружин прямо пропорциональна измеренной приложенной силе. Поэтому его можно определить и записать. При использовании макетов рычагов сила направлена на деформацию рычага, и его параметры могут быть определены.
Электроника оснащена цифровыми дисплеями, на которых отображается информация о приложенных силах. Датчики являются важным элементом этих устройств. Их функция заключается в преобразовании силовой деформации в электрический сигнал. Существуют также дополнительные морфо, которые усиливают основной сигнал от первого морфо. Для преобразования действия деформаций используются различные резистивные преобразователи, основанные на принципах индукции, метрологической деформации, пиратов и частоты.
В гидравлических устройствах применяется специальный цилиндр, в котором находится рабочая жидкость. Если внешняя сила оказывает определенное воздействие, то находящаяся в цилиндре жидкость выходит из него. В результате сила определяется объемом вытесненной жидкости. Данный объем находится в прямой зависимости от приложенной силы, что позволяет достаточно точно определить искомый параметр.
В зависимости от области применения существуют также специальные устройства, которые могут измерять силы. Медицинские приборы. Эти устройства могут измерять силу, мышечную функцию и выносливость, включая возможность мониторинга состояния пациента и его восстановления после травмы.
Другая категория — это устройства для запястья, используемые для диагностики просвета кисти руки в связи с инвалидностью. Тесты с использованием этого прибора применяются не только в медицинских целях, но и во многих организациях, таких как правоохранительные службы, службы спасения, военные, транспортные компании, организации, занимающиеся боевыми искусствами и профессиональным спортом. Прибор Становика используется для определения силы мышц, предназначенных для выпрямления туловища человека.
Образцовые динамометры — это эталонные динамометры, используемые для определения статических сил, чаще всего сжимающих и растягивающих, при ремонте испытательного оборудования и установок. Эти счетчики немного зависят от температуры окружающей среды. Их конструкция сложнее, поскольку они должны быть независимы от внешних факторов. Поэтому они оснащены функциями автоматической компенсации деформации и самодиагностики. Они имеют небольшие размеры, точны и долговечны. Для удобства использования они имеют цифровой дисплей, удобный интерфейс и могут быть подключены к компьютеру.
Устройство
В большинстве случаев эти устройства имеют схожую структуру и принцип работы. Однако все определяется конструкцией устройства.
Самый примитивный динамометр имеет следующее устройство:
- Корпус или основание, которое выполнено из пластмассы, дерева или иного материала.
- Шкала, которая нанесена на основание.
- Пружина из стали, которая с разных сторон имеет крючок и указатель.
Пружина крепится к основанию с помощью крючка. Такие устройства очень просты в создании и могут быть собраны любым человеком, знакомым с основами физики. Например, основу размером 15 см х 7 см можно вырезать с помощью куска картона. Далее вам понадобится металлическая пружина с диаметром проволоки 0,3-0,5 мм. Чтобы закрепить проволоку на основании, одну сторону проволоки нужно согнуть. Для этого можно использовать клейкую ленту или скобы. На другом конце пружины должен быть создан крючок.
Эти динамометры работают по принципу определения силы путем измерения деформации резиновых соединителей. Нагрузка измеряется в соответствии с показаниями динамометра.
Измерение силы в системе СИ
В системе СИ единицей силы является ньютон (аббревиатура N). Ньютон — это сила, способная преобразовать скорость твердого тела массой 1 кг в 1 м/с за 1 секунду.
В качестве примера. Ньютон является производной единицей системы СИ и поэтому пишется с заглавной буквы, а полное название — со строчной.
Поскольку ньютон является дифференциальной единицей, в современном метре он заменен килограммом. Единственная область, где используется эта единица измерения, — лабораторное учебное оборудование, применяемое в школах, гимназиях и университетах.
Принцип действия и история изобретения
Первыми устройствами для измерения силы были весы, изобретенные в первой половине 18 века. Простейший пружинный измерительный прибор был разработан ровно через 100 лет, в 1830 году, британским ученым Ричардом Солтером. После механических измерительных приборов в первой половине 20-го века была изобретена гидравлика. Во время быстрого роста полупроводниковой промышленности во второй половине 20-го века появились более совершенные и точные электрические измерители крутящего момента.
Основная структура простейшего измерителя мощности выглядит следующим образом
- Упругий силовой элемент – упругое тело, на которое напрямую воздействует измеряемая сила. Таким элементом могут быть стальная, обладающая высокой упругостью пружина, вода, различные датчики.
- Измеряющее устройство (аналоговое или цифровое) – жидкокристаллический дисплей, круглый градуированный циферблат или шкала, по которым перемещается подвижная стрелка.
Простейший пружинный измеритель мощности работает следующим образом
- На упругий силовой элемент – пружину воздействует измеряемая сила, вызывая его деформацию (растяжение).
- Растягивающаяся пружина приводит в движение закрепленную на ней стрелку, которая, передвигаясь по вертикальной шкале, регистрирует величину приложенного к концу упругого элемента усилия.
- После снятия усилия пружина сжимается, стрелка возвращается в исходное положение, соответствующее нулевому значению.
Кстати. В основе работы динамометров лежит закон Гука, который гласит, что величина деформации, возникающей в резиновом теле, прямо пропорциональна вызывающей ее силе.
Точность и точность данных, полученных с помощью таких устройств, можно гарантировать только в том случае, если они изготовлены из резинового тела, которое деформируется под воздействием внешних сил и возвращается в исходное состояние после прекращения подачи питания.
Сюда входят все типы пружин и жидкость, подаваемая в цилиндр.
Виды приборов
По конструкции и принципу действия все счетчики электроэнергии можно разделить на механические, гидравлические и электрические. Особая категория измерителей мощности — одноразовые измерители.
Механические (рычажные или пружинные) динамометры
Механические динамометры измеряют силу и крутящий момент посредством естественных процессов, таких как упругое напряжение и сжатие.
Основными типами этих устройств являются
- Рычажные – в таких приборах упругим телом служит рычаг, деформация которого передается на соединенный с ним датчик или измерительное устройство;
- Механические – это самые простые и распространенные динамометры, состоят из упругой пружины, соединенной со стрелкой, перемещающейся по круглой или вертикальной шкале, с нанесенными делениями, или датчиком, который передает электрический сигнал на электронный блок с электронным табло (монохромным жидкокристаллическим дисплеем).
Вторичные ноты. Перед измерением силы с помощью механического динамометра, который по своей конструкции является общим мертвым грузом, убедитесь, что стрелка на круговой или вертикальной шкале находится на «нулевом» значении. Если игла деформируется и показывает значение больше нуля без нагрузки, это означает, что упругий элемент не может быть установлен приложением нагрузки, значительно превышающей максимально допустимую. Такие устройства уже не являются точными и со временем выходят из строя.
Гидравлический динамометр
Измеритель гидравлического давления состоит из
- Нескольких цилиндров, внутри которых находятся подвижные штоки с поршнями;
- Рычага, закрепленного на верхней части штоков;
- Измеряющего устройства (манометра).
В этих счетчиках в качестве рабочей жидкости используется масло.
Он работает следующим образом: — Используется для измерения давления масла в машине.
- Прикладываемое к рычагу усилие через штоки и поршни воздействует на находящуюся в цилиндрах жидкость;
- Вытесняемая жидкость по трубкам поступает к манометру;
- Манометр измеряет давление поступившей из цилиндров жидкости и отображает его на круглой аналоговой стрелочной шкале или жидкокристаллическом монохромном цифровом дисплее в виде определённого значения воздействующего на рычаг усилия.
Этот тип счетчика может определять значения мощности более точно, чем соответствующие механические счетчики. Однако они более дороги и неточны в ремонте и обслуживании при наличии утечек или негерметичности рабочей жидкости в цилиндрах по сравнению с соответствующими механическими системами.
Электрический динамометр
Счетчики электроэнергии состоят из:.
- Упругого элемента, соединённого с реагирующим на его деформацию датчиком индуктивного, емкостного, пьезоэлектрического, вибрационно-частотного или тензорезисторного типа;
- Усилителя поступающего от датчика электрического сигнала;
- Электронного блока, оборудованного дисплеем.
Принцип работы очень прост:.
Динамометры пружинного типа часто используются для определения веса всех видов. Они также используются для определения прочности сварных швов и других соединений.
Динамометр
Динамометр (греч. power — «сила» и I — «измерять») — это прибор для измерения мощности или крутящего момента, состоящий из силового шарнира (упругого элемента) и эталонного устройства. В силовом звене измеряемая сила вызывает деформацию и передается непосредственно или через передачу на измерительное устройство. Существующие динамометры могут измерять ньютоновские дробные силы (N, дробь KGF) до 20 мн (2000 TF). По принципу действия различают механические динамометры (пружинные или рычажные), гидравлические динамометры и электронные динамометры. При работе с динамометрами можно использовать два принципа.
Содержание
Первыми приборами для измерения силы были весы, первые изображения которых были напечатаны в 1726 году; около 1830 года Солтер предложил более удобный прибор, в котором для измерения силы использовалась пружина, растянутая под действием веса. Ранее Ренье изобрел динамометр с циферблатом, в котором использовалась замкнутая кольцевая пружина. Более поздними изобретениями являются нахальное давление и динамометры Томсона, Геффнера Альтенека, Брауна и Мези1.
Существует несколько типов динамометров: механические динамометры (с рычагами и пружинами), гидравлические и электрические.
Механический динамометр
Существует два типа механических динамометров: пружинные динамометры и рычажные динамометры. В пружинном динамометре сила или крутящий момент передается на пружину. Пружина сжимается или растягивается в зависимости от направления действия силы. Величина упругой деформации пружины пропорциональна силе и регистрируется. В динамометрическом рычаге действие силы деформирует рычаг, а размер деформации впоследствии регистрируется.
Гидравлический динамометр
Работа гидравлического динамометра основана на измеренном смещении силы, выходящей из цилиндра. Под давлением жидкость течет по трубке в самописец и записывается.
Электрический динамометр
Электрические динамометры состоят из преобразователя, который преобразует напряжение от силы в электрический сигнал, и дополнительного преобразователя, который усиливает и записывает электрический сигнал от первого преобразователя. Для преобразования мощности или крутящего момента в напряжение используются индукционные, спиральные, вольтметровые и виброустойчивые преобразователи. Сила деформирует датчик и изменяет ток в резистивном мосте. Мощность электрического сигнала прямо пропорциональна деформации элемента и возникающему усилию. Второй датчик усиливает сигнал и записывает его для дальнейшей обработки.
Примеры повседневного использования
В повседневной жизни этот прибор используется для измерения силы сжатия в самозакрывающихся системах, таких как автобусы, трамваи, поезда, двери метро, пассажирские и грузовые лифты, двери гаражей, окна автомобилей, раздвижные потолочные двери и т.д. Поскольку все эти системы могут привести к травмам при неправильной регулировке, были разработаны и применяются технические нормы для определения предельных усилий сжатия в системах закрытия. Эти нормы являются обязательными во всех странах Европейского Союза, а также используются в США, Японии, Китае, Саудовской Аравии, Австралии и других странах мира.
Фонд Викимедиа. 2010.
Полезное
Смотреть что такое «Динамометр» в других словарях:
Динамометр — Динамометр… Орфографический словарь.
Динамометр — (от греческого, от dynamis сила, metron — мера). Измеритель мощности, измерение силы или веса. Русский словарь иностранных слов. А.Н. Чудинов, 1910. динамометр 1) Физика, измеритель мощности, пружинные весы? 2) В машиностроении … Устройства для словарей иностранных языков.
Греческое dynamis, сила и. Измеритель (измеритель мощности), приборы для измерения силы и крутящего момента (например, тягомер, тягомер и т.д.). Результаты считываются измерительным прибором. Динамометры также используются для определения … … Современная энциклопедия.
Динамометр — существительное. — Словарь русских синонимов. Framework 5.0 Informatics. 2012. динамометр, существительное, синоним: 7-гидростартер … Словарь синонимов.
Динамометр — динамометр, динамометр … Словарь русских синонимов.
Динамометр — и устаревший динамометр … Словарь современных русских произношений и произношений …
Динамометр (от греч. dynamis сила и метр) (цилиндр), измеряющий силу и крутящий момент (например, тяга локомотива, трактора). Измерительное устройство указывает на результат измерения. Динамометры также используются для определения … … Иллюстрированный энциклопедический словарь.
Динамометр (от греческого dynamis — сила и метр) — это прибор для измерения мощности или крутящего момента. Он состоит из силового звена (элемента шины) и считывающего устройства. Динамометры можно разделить по механическому принципу действия (пружинные или … … Это большой энциклопедический словарь …
Динаметр — это электрический измерительный прибор, в котором индекс обходится силой между неподвижной катушкой и подвижной катушкой, к которой прикреплен индекс. Эта конструкция была использована в Ампертах во время … …. Sci … Энциклопедический словарь.
Динаметр, динамометр, супруг. (от греч. dynamis сила и metron) (Технология). Механический прибор для измерения силы. Словарь Ушакова. Д. Н. Ушаков. 1935 1940 … Словарь Ушакова.
