Для чего нужен электронный динамометр

Содержание
  1. Динамометр. Виды и устройство. Работа и применение. Как выбрать
  2. Виды
  3. 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
  4. Устройство
  5. Самый примитивный динамометримеет следующее устройство:
  6. Принцип действия
  7. Динамометр может применяться для получения точных данных, параметров сил, к примеру:
  8. Как выбрать
  9. Похожие темы:
  10. Что измеряют динамометром и зачем он нужен
  11. Общая информация
  12. Тонкости вычислений
  13. Определение и принцип работы
  14. Факторы, которые, так или иначе, влияют на силовые показатели
  15. Разновидности контрольно-измерительных устройств
  16. Описание прибора
  17. Самый точный экземпляр
  18. Назначение и метрологические характеристики электронных динамометров
  19.  1.Назначение электронных динамометров
  20.  2.Маркировка динамометров “НПО “МЭД”
  21. 3.Составные элементы
  22. 4.Принцип действия 
  23. 5.Метрологические характеристики
  24. Электронный динамометр: особенности эксплуатации и правила применения
  25. Сфера применения
  26. Особенности работы динамометра сжатия-разжатия
  27. Использование индукции и пьезоэлектрического эффекта
  28. Приспособление с проволочным датчиком
  29. Преимущества моделей
  30. Фото электронных динамометров
  31. Динамометры механические и электронные
  32. Виды динамометров
  33. Классификация динамометров по назначению
  34. Электронные динамометры. Принципы работы используемых в них датчиках
  35. Электронный динамометр – все о механизмах «силомеров»
  36. Электронный динамометр – классификация и назначение
  37. Что умеет электронный динамометр сжатия-растяжения?
  38. Индукция и пъезоэлектрический эффект в динамометрах
  39. Динамометр электрический с проволочными датчиками – секрет работы

Динамометр. Виды и устройство. Работа и применение. Как выбрать

Для чего нужен электронный динамометр

Динамометр представляет собой специальное устройство, предназначенное для измерения показателей силы или получения параметров момента действующей силы. Этот измерительный прибор способен определить усилие либо силу, с которой один объект действует на другой. Такое воздействие можно встретить повсеместно: это двери лифтов, троллейбуса, метро, ворот и тому подобное.

Необходимо отметить, что первым устройством, которое применялось для измерения силы, являлись весы. Впервые такие весы появились в 1726 году. Через столетие Ричард Солтер создал прибор, в котором применялась пружина с целью измерения воздействия силы.

Благодаря грузу она растягивалась на некоторое расстояние, которое соответствовало его массе. Спустя некоторое время Ренье создал устройство, на котором имелся циферблат. В нем применялась кольцеобразная замкнутая пружина. Затем стали появляться конструкции других изобретателей в лице Томсона, Броуна и так далее.

Современное устройство по своей конструкции недалеко ушли от этих приборов.

Виды

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 подразделяются на изделия рычажного и пружинного действия. Особенность пружинного прибора в том, что сила воздействует на пружину, вследствие чего она может растягиваться или сжиматься, что в свою очередь определяется направленностью приложения силового фактора.

Пружина обладает упругостью, которая находится в прямой пропорциональности от приложенной силы, которую необходимо измерить. Поэтому ее можно определить и зафиксировать.

При использовании рычажного устройства сила направлена на деформирование рычага, что в свою очередь позволяет определить ее параметры.

Электронное оснащается цифровым дисплеем, где высвечивается информация о прикладываемой силе. В этих устройствах основополагающим элементом является датчик. Его функции это преобразование деформации от действия силы в электросигнал.

Он также имеет дополнительный датчик, усиливающий основной сигнал, идущий от первого датчика.

С целью преобразования деформационного действия применяются разнообразные датчики сопротивления, которые построены на индуктивном, тензорезистивном, пьезоэлектрическом и частотном принципе действия.

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 сферы применения могут быть и специфические устройства, позволяющие измерять силу воздействия, к примеру, медицинские. Такие устройства позволяют определить силу, степень функционирования мышц, выносливость, в том числе дают возможность следить за состоянием и восстановлением больного после получения травмы.

В отдельную категорию можно выделить кистевое устройство, при помощи него диагностируется сжимающая сила рук вследствие нарушения их функционирования.

Тесты с применением данного устройства используются не только в медицинских целях, но также во многих организациях: это правоохранительные органы, Министерство чрезвычайных ситуаций, вооруженные силы, экспедиторские компании, организация боевых единоборств и профессионального спорта.

Становое устройство применяется с целью определения сил мышц, которые предназначены для выпрямления туловища человека.

Образцовый динамометр представляет собой эталон, применяемый для определения сил в статике, чаще всего сил сжатия и растяжения во время ремонта испытательных устройств и установок. Данные приборы имеют малую зависимость от температуры окружающей среды.

Их конструкция более сложна, что вызвано необходимостью получения независимости от внешних факторов. Так у них предусмотрена автоматическая компенсация искажений и имеются средства самодиагностики. Они обладают малыми габаритами, точностью и долговечностью.

Для удобства пользования данные приборы имеют цифровую индикацию, удобный интерфейс и возможность подключения к персональному компьютеру.

Устройство

В большинстве случаев данные приборы имеют схожее устройство и принцип действия. Но все определяется конструкцией устройства.

Самый примитивный динамометримеет 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.

При помощи крючка пружина крепится к основанию.

Такое устройство очень просто в изготовлении, поэтому собрать его может любой человек, который знаком с основами физики. К примеру, для этого можно взять картонку, из которой следует вырезать основание размером 15 на 7 см. Далее потребуется пружина из металла диаметром проволоки 0,3-0,5 мм. Проволоку необходимо согнуть с одной стороны для закрепления к основанию.

Для этого можно воспользоваться скотчем или степлером. С другой концы пружины следует сделать крючок.

Чтобы правильно нанести шкалу, потребуются небольшие мерные грузики. При помощи них на шкале проставляются данные по их весу, то есть на сколько пружина растягиваться, на такой длине и выставляются цифры. В результате появляется зависимость расставленных цифр на шкале от силы, которая прикладывается. Это значит, что можно измерить другую силу, которая будет приложена к пружине.

В электрических устройствах установлены пьезоэлектрические и т.п. датчики, которые работают посредством преобразования механической энергии в электрические сигналы.

Данные сигналы усиливаются и фиксируются при помощи какого-либо элемента. К примеру, может быть использована шкала или цифровая индикация.

Для возможности работы датчиков и цифровых устройств используются батарейки, аккумуляторы или электрическая сеть.

Принцип действия

Принцип работы электрических устройств основан на том, что датчик испытывает определенную деформацию, вследствие чего происходит изменение токов сопротивления. В результате электросигнал находится в прямой зависимости от деформации элемента. Дополнительному датчику лишь необходимо усилить сигнал и записать его, чтобы можно было снять параметры прикладываемой силы.

Динамометр механического действия работает несколько иначе. его особенность в том, что при приложении силы пружина подвергается деформационному воздействию. Благодаря такому свойству можно измерить параметры деформационного воздействия, то есть силу, которая прикладывается к ней.

Гидравлические приборы способны демонстрировать более высокую точность, однако и конструкция у них более сложная. Принцип работы подобного устройства базируется на перемещении жидкости, расположенной в резервуаре, в момент приложения силы. Жидкость, которая была вытеснена по трубке, направляется к прибору, который и фиксирует ее объем.

Динамометр может применяться для получения точных данных, параметров сил, к примеру:

  • Тяговых усилий.
  • Напряжения мышц.
  • Упругости.
  • Тяжести.
  • Трения.
  • для ремонта, поверки различных приборов и их калибровки.

Благодаря их функциональности приборы можно использовать в медицинских, строительных, промышленных и во многих других целях.

Некоторые модели устройств способны измерять силу, которая может достигать 20 тысяч ньютонов.

Как выбрать

  • В первую очередь необходимо определиться с тем, для каких целей вы собираетесь использовать динамометр. Модели могут быть разными по конструкции и по исполнению, и предназначены для измерения разных диапазонов сил.
  • Присмотритесь к функционалу устройств. Конечно, дополнительный функционал может добавить стоимости изделию, однако позволит прибавить удобство использования и большую точность определения сил. Это могут быть цифровая индикация, радиоканалы, usb и другие дополнительные элементы.
  • Если вам нужно медицинское устройство, то лучше всего посоветоваться с лечащим врачом. Он предложит вам необходимую модель, чтобы вы не нанесли себе дополнительную травму и смогли быстрее восстановиться.
  • Если устройство приобретается для специализированных целей, то прибор необходимо выбирать с учетом требований той сферы, где он будет применяться. Если это высокоточный прибор, то он будет требовать периодической проверки и систематического обслуживания. К примеру, лабораторные изделия нужно периодически подвергать поверочным мероприятиям, в частности отправляя их в лицензированные учреждения.

Похожие темы:

Источник: https://tehpribory.ru/glavnaia/pribory/dinamometr.html

Что измеряют динамометром и зачем он нужен

Для чего нужен электронный динамометр

Сегодня мы подробно расскажем вам о том, что измеряет динамометр, и какие разновидности данного прибора существуют. Но прежде чем ответить на эти и другие вопросы, необходимо разобраться, что же подразумевает под собой термин «динамометрия». Как известно, это слово образовалось от двух греческих: metron, то есть, мера, и dynamis — сила.

Следует отметить, что эта единица измерения особенно часто применяется в антропометрии, антропологии, в невропатологии, во время профессионального отбора, изучения воинских контингентов, утомления и проч.

Общая информация

Итак, как уже было сказано ранее, с помощью динамометра измеряется определенная сила. В общем же принцип работы этого прибора основан на одном из известных законов физики, согласно которому возникающая при сжатии пружины деформация находится в прямой зависимости от приложенной к ней внешней нагрузке. Этот закон назван в честь английского ученого Гука, жившего в XVII столетии.

Обозначим простейший динамометр. Что такое этот прибор по своей сути? Это совокупность силового и считывающего устройств, которые надежно работают в паре и предоставляют информацию своему пользователю.

Тонкости вычислений

Поскольку абсолютные показатели получать довольно-таки проблематично, то внимание стоит обращать на величину относительной силы. Ее рассчитывают методом умножения полученного результата на 100, с последующим делением произведения на вес тестируемого человека.

Для здоровых людей, не увлекающихся спортом, нормальными считаются следующие индексы:

  • для женщин: кистевой индекс 45-50, становой 200;
  • для мужчин: кистевой 60-70, становой 230.

Отклонения в меньшую сторону свидетельствуют о физической слабости, вызванной болезнью или пассивным образом жизни. Отклонения в большую сторону свидетельствуют об отменном состоянии мышц опорно-двигательного аппарата и характерны для тех, кто не пренебрегает физическими нагрузками.

При проведении измерения динамометром следует помнить о некоторых нюансах, влияющих на конечный результат. За исключением возраста и состояния здоровья на итоговые значения, полученные в процессе замера силы, влияют так же общее психологическое состояние и время суток.

Так, замечено, что наилучшие результаты достигаются при проведении измерения силы в середине дня (утром и вечером значения ниже), а при психологической подавленности (стресс, усталость) показатели снижаются.

Поэтому, если измерения силы с помощью динамометра проводятся с целью проверки прогресса, то лучше всего их проводить в одно и то же время суток.

Определение и принцип работы

Собственно говоря, динамометр — это контрольно-измерительный аппарат, широко применяемый в медицине с целью проведения замеров у людей силы сжатия или растяжения. Деформация силового звена происходит за счет приложения усилия со стороны пользователя.

При помощи электрического или механического сигнала она передается на вычислительное устройство, которое может быть как цифровым, так и аналоговым. В качестве основной единицы измерения у динамометра является Ньютон — международно принятый показатель силы.

Отличительной особенностью прибора является то, что человек самостоятельно, без привлечения помощи со стороны, может определить свою силу. Чаще всего показания динамометра требуется в медицинских целях, чтобы определить крепость мышц пациентов.

Факторы, которые, так или иначе, влияют на силовые показатели

В процессе оценки силы мускулатуры для самоконтроля, не стоит забывать, что она напрямую зависит от таких индивидуальных факторов, как:

  1. Возраст человека.
  2. Половая принадлежность.
  3. Вес тела спортсмена.
  4. Виды тренирующих воздействий.
  5. Степень утомления и др.

Кроме того, показатели мышечной силы могут значительно изменяться в течение всех суток. К примеру, наименьшая величина наблюдается в утреннее и вечернее время, а наибольшая — в самом разгаре дня, то есть в середине.

Также стоит отметить, что существенное понижение у спортсмена или обычного человека часто отмечается во время:

  • общего недомогания;
  • каких-либо заболеваний;
  • нарушений режима дня и питания;
  • эмоциональных расстройств или при негативном настроении и проч.

Помимо всего прочего, значения на динамометре могут быть понижены у людей пожилого возраста, а также у тех, кому за 40-50 лет. Аналогичная ситуация часто наблюдается у мужчин или женщин, довольно редко занимающихся физической культурой, в том числе обычной гимнастикой, ходьбой и проч.

Разновидности контрольно-измерительных устройств

Как мы уже говорили, с помощью динамометра можно проводить замеры людской силы. При этом эта техника бывает следующих видов:

  • Механические аппараты. Каждый из них может быть как рычажным, так и пружинным. Некоторые приборы состоят из двух измерительных устройств. Пружина динамометра является именно тем элементом, через который и передается усилие путем сжатия или растягивания. Важно заметить, что показатель упругой деформации при этом абсолютно пропорционален силе воздействия. Что касается рычажного динамометра, то он работает благодаря деформации данного элемента за счет силы человека, которая, кстати, обязательно регистрируется. Самым простейшим аппаратом пружинного класса, работающим на растяжение, является конструкция, широко известная в народе, как «безмен». Это часто используемый инструмент среди механиков и автомобилистов, под названием динамометрический ключ.
  • Гидравлический. Данный аппарат работает по принципу вымещения жидкости из специального цилиндра давлением измеряемой силы. Когда она испытывает вытеснение, то протекает к записывающему звену по особой трубке, где ее объем регистрируется. Гидродинамометры, хотя и гораздо более точные в своей работе, нежели механические аналоги, но вместе с тем более сложные в изготовлении. Это проявляется в том, что даже малейшая разгерметизация или же неправильная дозировка жидкости непременно приведет к нарушению точности прибора в целом.

Описание прибора

Второе название этого агрегата – силомер. Он представляет собой контрольно-измерительный прибор, который предназначен для измерения силы в Ньютонах (Н).

Конструкция стандартного оборудования проста и состоит из двух основных элементов: силового звена и отсчетного элемента.

Принцип работы такого механизма основывается на том, что усилие, осуществляемое силовым устройством, производит определенную деформацию, которая дальше передается на отсчетный датчик и выводится в качестве результата измерения.

Данное приспособление знакомо даже человеку далекому от производственного процесса. Его можно было видеть в школе на уроках физики, в больнице при измерении силы и уровня работоспособности человека. Довольно часто их применяют в быту для определения усилия дверей, которые работают автоматически.

Разновидностей силомеров существует много. В первую очередь они отличаются функциональной принадлежностью, конструкцией, принципом действия и диапазоном измерения силы.

Первыми приборами для измерения силы стали весы, первое изображение которых было напечатано в 1726 году.

Около 1830 года Сальтер предложил более удобное устройство: для измерения силы в нём использовалась пружина, которая растягивалась грузом.

Ещё раньше Ренье изобрёл динамометр с циферблатом, в которoм использовалась кольцеобразно замкнутая пружина. Более поздними изобретениями являются нажим Прони и динамометры Томсона, Геффнер-Альтенека, Броуна и Межи[1].

Самый точный экземпляр

Динамометр с грузом может быть и электрическим. Этот аппарат имеет в своей конструкции датчик, трансформирующий деформацию от воздействия силы в электрический сигнал.

Также в наличии имеется вспомогательный вспомогательное фиксирующее звено. За счет него сигнал от первого датчика значительно усиливается и регистрируется в оперативной памяти устройства.

Все они могут быть индуктивными, пьезоэлектрическими, вибрационно-частотными, тензорезистивными.

Источник: https://msmetall.ru/instrument/dlya-chego-nuzhen-dinamometr.html

Назначение и метрологические характеристики электронных динамометров

Для чего нужен электронный динамометр

1.Назначение электронных динамометров “НПО “МЭД”

2.Маркировка динамометров “НПО “МЭД”

3.Составные элементы динамометров “НПО “МЭД”

4.Принцип действия динамометров “НПО “МЭД”

5.Метрологические характеристики динамометров “НПО “МЭД”

Электронный блоки динамометров ООО “НПО “МЭД”

Тензометрические датчики динамометров ООО “НПО “МЭД”

Цены

 1.Назначение электронных динамометров

Динамо́ме́тр (от др.-греч. δύναμις – «сила» и μέτρεω – «измеряю»).

 Электронные динамометры производства ООО “НПО “МЭД” предназначены для измерений статических и медленно изменяющихся сил растяжения и сжатия и применяются на предприятиях различных отраслей промышленности для измерения силы.

Модификации динамометров отличаются видом измеряемой силы, наибольшими пределами измерений, классами точности, габаритными размерами упругих элементов и массой. На сегодняшний день электронные динамометры “НПО “МЭД” составляют линейку из более чем 600 стандартных модификаций.

 2.Маркировка динамометров “НПО “МЭД”

Динамометры имеют обозначение АЦД/БМХ/ТИ-К, где

Б – обозначение типа электронного блока (1; 2; 3; 4; 5; 6) 
М – вид измеряемой силы (Р – растяжение, C – сжатие, У – универсальный);
Х – наибольший предел измерений (НПИ), кН;
Т – обозначение варианта исполнения упругого элемента (1; 2; 3; 4; 5; 6; 7);
К – класс точности (00; 0,5; 1; 2).

3.Составные элементы

Если обобщить все модификации электронных динамометров “НПО “МЭД”, то можно составить перечень основных элементов динамометра (см. пример на рис.1):

4.Принцип действия 

Принцип действия динамометров заключается в преобразовании деформации упругого элемента, вызванного действием приложенной силы, в электрический сигнал.
Тензорезисторы датчика соединены между собой по мостовой схеме, включающей элементы термокомпенсации и нормирования.

Приложенная к датчику [1] сила вызывает разбаланс тензорезисторного моста. Аналоговый электрический сигнал разбаланса моста поступает в электронный блок [3] для аналого-цифрового преобразования, обработки и индикации результата измерений. Силовводящие элементы [1.

1] обеспечивают условия силовведения и монтажа динамометра.

5.Метрологические характеристики

НПИ – Наибольший предел измерения; НмПИ – Наименьший Предел Измерения.

АЦД/БМ-Х/ТИ-2АЦД/БМ-Х/ТИ-1АЦД/БМ-Х/ТИ-0,5АЦД/БМ-Х/ТИ-00
Пределы допускаемой относительной погрешности динамометра±0,45%±0,24%±0,12%±0,06%
Воспроизводимость показаний (b)0,40%0,20%0,10%0,05%
Повторяемость показаний (b')0,20%0,10%0,05%0,025%
Градуировочная характеристика (fc)±0,20%±0,10%±0,05%±0,025%
Дрейф нуля ()±0,10%±0,050%±0,025%±0,012%
Гистерезис (v)0,50%0,30%0,15%0,07%
Ползучесть (с)0,20%0,10%0,05%0,025%
Дискретность (цена деления)НмПИ÷500НмПИ÷1000НмПИ÷2000НмПИ÷4000
НПИ (в соответствии с ГОСТ 8.640-2014)от 0,1кН до 5000кНот 0,1кН до 3000кНот 0,1кН до 1000кНот 0,1кН до 1000кН
Стандартное значение НмПИ**10% от НПИ10% от НПИ10% от НПИ10% от НПИ
Межповерочный интервал1 год1 год1 год1 год

** 10% от НПИ. Например, НПИ 500кН: 500кН*10%=50кН, т.е. НмПИ для прибора с НПИ 500кН = 50кН.

***Расширение диапазона без острой необходимости не рекомендуется.

Источник: http://dynamometer.su/tehopisanie.php

Электронный динамометр: особенности эксплуатации и правила применения

Для чего нужен электронный динамометр

Для проведения измерений силы растяжения или сжатия применяются специальные приборы контрольно-измерительного назначения, которые называются динамометрами. Эти устройства различаются по функциональному типу, конструкции, конкретной сфере применения. Среди всех модификаций особым спросом пользуются электронные модификации.

Сфера применения

Динамометр представляет собой приспособление, которое используется в процессе измерения силовых параметров в различных агрегатах и механизмах. С высокой точностью производится измерение динамометром, например, силы резания. Затеряется также сила тяги и даже момента крутящего типа.

Замеры производятся, как правило, нескольких параметров одновременно – от 1 до 3. Это фактор ложится в основу классификации устройств – однокомпонентный, двухкомпонентный и трехкомпонентный типы.

Конструкции данных приспособлений достаточно схожи, хотя по внешнему виду они могут и различаться, что видно на фото динамометров. В построении изделий предусмотрен специальный резец, работа которого синхронизирована с механизмом, ответственным за распределение силы резки на отдельные составляющие.

Присутствуют датчики для преобразования зафиксированной силы в соответствующие показатели, которые затем будут сосчитаны элементом регистрации.

Если вас интересует вопрос, какие есть динамометры, то целесообразно выделить такие их виды:

  • индукционные;
  • пьезоэлектрические;
  • конденсаторные;
  • устройства, использующие проволочные датчики сопротивления.

Результативный вид получаемых замеров представляет собой запись, аналогичную представленной на осциллограмме. Поэтому применяется устройство для определения нагрузок в процессах производства и при проведении СМР.

Особенности работы динамометра сжатия-разжатия

В наибольшей степени в практике задействуется тензорезисторный вид электродинамометров. Они обладают высоким показателем собственной частотой, равной нескольким килогерцам и позволяют производить динамические и статистические замеры.

Первый тип измерений дает оценку нормативных значений и законов, которые лежат в основе процессов физического характера, происходящих в объекте. Статические измерения позволяют определить возможность фиксации физической величины непосредственно в ходе измерений.

Динамометр тензорезисторного типа конструктивно включает элемент с высокой степенью упругости, а также ряд решеток тензорезисторного вида.

Воздействующая на устройство нагрузка приводит к их деформации. Это обусловливает разбалансировку токов моста сопротивления, в связи с чем генерируется сигнал. Он записывается на специальной шкале вторичного прибора. Данная шкала имеет градацию в силовых единицах, что позволяет определить динамометром силу сжатия.

Использование индукции и пьезоэлектрического эффекта

Динамометр индукционного типа задействуется в процессе испытаний двигателей с параметром мощности до 966 л. с. Это электрическое устройство малоинерционное и охлаждается при помощи воды. В процессе работы создается момент торможения вследствие возникновения вихревых токов.

Конструктивно имеется диск из металла, зафиксированный в магнитном поле. Вращение диска осуществляется с заданной скоростью. Возникающие токи вихревого характера определяются на тензодатчике.

Наличие датчика со специфическим магнитным эффектом позволяет зафиксировать число совершаемых диском оборотов в течение 1 мин.

Динамометр пьезоэлектрического типа замеряет статические силы. В конструкции присутствуют пластины, основу которых составляет пьезокварц. Благодаря применению данного материала создается пьезоэффект.

Он может быть прямым и обратным. Заряд формируется на пластинах вследствие нагрузки на них. Вид реакции определяется расположением разреза к осям установленных кристаллов.

Это состояние зависит от действующей силы – происходит ли сжатие или сдвиг.

Положение пластин таково, что они имеют круговое расположение и зажимаются стальными кольцами. Усилитель с большим входным сопротивлением подключен к пластинам и осуществляет преобразование заряда в электронапряжение, снимаемое электродами. Заряд, возникающий при ударе, позволяет использовать такие динамометры в процессе определения ударных нагрузок.

Приспособление с проволочным датчиком

В приборе присутствует пластина в форме квадрата Она расположена в корпусе на специальных упругих звеньях. В качестве материала для их изготовления берется закаленная сталь.

Форма звеньев – полые трубки с небольшой степенью жесткости применительно к вектору, который перпендикулярен оси. Однако по параллельной оси вектора степень жесткости будет высокой.

В опорах расположены проволочные датчики. Их база 10 мм. В конструкции имеются датчики:

  • для замеров горизонтальных сил;
  • для фиксации крутящего момента.

Устройство применяется в процессе фрезеровки, шлифовании, точении и позволяет произвести замер силы резания.

Преимущества моделей

Электронные динамометры отличаются такими достоинствами:

  • стабильность многократных измерений вследствие минимальности отклонений и амплитуды замеров;
  • возможность передачи данных по кабелю на ПК;
  • высокий уровень разрешающей способности, обеспечивающий детализацию замеров;
  • удобство конструкции и простота калибровки;
  • удобный дисплей;
  • простота в эксплуатации.

Электронный динамометр обеспечивает высокую точность измерений сил растяжения и сжатия. Использование устройства достаточно простое и не требует специальных навыков.

Фото электронных динамометров

Также рекомендуем просмотреть:

Помогите сайту, поделитесь в соцсетях ;)

Источник: https://instrumentgid.ru/elektronnyj-dinamometr/

Динамометры механические и электронные

Для чего нужен электронный динамометр

Динамометром принято называть прибор, используемый для измерения собственно силы или момента силы и состоящий из упругого элемента, играющего роль силового звена, и устройства отсчётного. Одним из часто используемых видов такого оборудования являются медицинские динамометры.

Измеряемое усилие вызывает в силовом звене деформацию, которая передаётся отсчётному устройству. Диапазон измерений, в зависимости от моделей, от доли ньютона до десятков меганьютонов.

Виды динамометров

По принципу действия существующие модели динамометров делятся на:

  • механические (рычажные и пружинные);
  • гидравлические;
  • электронные;
  • комбинированные.

В пружинном механическом динамометре сила передаётся (равно как и момент силы) пружине, растягивая или сжимая последнюю. Возникающая при этом упругая деформация пропорциональна значению силы.

В динамометрах рычажных действующая сила приводит к деформации рычага. Величины возникающих деформаций в первом и втором случаях фиксируются и регистрируются.

Динамометры гидравлические используют в работе принцип вымещения из цилиндра жидкости под действием приложенной силы. Жидкость по специальной капиллярной трубке поступает в аппаратуру записывающую, и фиксируется ей.

Электронные динамометры представляют собой устройства, имеющие датчик, преобразующий деформацию, возникающую от воздействия силы, в электрический сигнал.

Преобразование значения силы в деформацию выполняется специальными датчиками:

  • ёмкостные (конденсаторные);
  • пьезоэлектрические;
  • индуктивные;
  • вибрационно-частотные;
  • имеющие датчики сопротивления проволочные.

Данные устройства позволяют замерить величину нагрузки при выполнении строительных или производственных процессов.

Электрический сигнал, возникающий от воздействия силы, трансформируется датчиками перемещений (упругой деформации), изменяя ток моста сопротивления.

Самые распространённые модели электронных датчиков – тензорезисторные. Объясняется это тем, что у них собственная высокая частота (до нескольких килогерц).

К тому же указанные датчики позволяют выполнять как статические, так и динамические измерения. Принципы работы тензометрических датчиков рассмотрены здесь.

В отличие от иных моделей, электронные весы позволяют измерять одновременно несколько параметров. Поэтому они подразделяются на одно, двух и трёхкомпонентные. В частности, такими динамометрами можно измерять крутящие моменты и величину силы осевой.

Классификация динамометров по назначению

По назначению динамометры принято подразделять на следующие группы:

  • тяговые;
  • ротационные;
  • тормозные;
  • образцовые;
  • специальные.

Динамометры тяговые используются для измерения сил, которые затрачиваются на деформацию упругого элемента. Тяговые динамометры могут оснащаться всеми вышеперечисленными датчиками.

Кроме вышеупомянутых конструкций для измерения существенных нагрузок используются динамометры Резникова, в которых в качестве деформируемого элемента используются две пружины рессорные изогнутые с прицепными серьгами по краям.

Динамометры ротационные используют тогда, когда необходимо измерить крутящий момент, который затрачивается на вращение рабочего органа агрегата. Подобные динамометры включаются в механизм, передающий крутящий момент, на приводной вал от источника энергии.

Ротационные динамометры по принципу их действия делятся на:

  1. валовые: пружинные и имеющие упругий стержень, у которого измеряется угол закручивания;
  2. шестеренчатые. У этих изделий измеряется момент, пропорциональный моменту крутящему вала ведущего, который воздействует на корпус редуктора шестерёнчатого;
  3. электрические. Измеряется действующий на статор мотора, вывешенный на шариковых подшипниках, момент силы;
  4. гидравлические и т.п.

Динамометры тормозные. Иначе их именуют динамометрами поглощающими. Используется для того, чтобы определить эффективную мощность двигателя. Принцип действия, положенный в основу подобного изделия, заключается в поглощении различными способами мощности, которую развивает двигатель.

Осуществляется это путём создания противодействующего момента на валу, т.н. момента тормозного. Его величина измеряется при разных режимах функционирования двигателя. Тормозные динамометры делятся на механические, гидравлические, электрические, аэродинамические.

Динамометры образцовые выпускаются согласно требованиям ГОСТ за номером 9500-84 с соответствующими изменениями, внесёнными на дату использования стандарта. Эти изделия предназначены для проверки средств, которые используются как испытательные при измерении нагрузок статических.

Подобные динамометры работают по принципу определения силы за счёт измерения величины деформации скобы упругой. Отсчёт нагрузки выполняется согласно показаниям, выводимым на индикаторы динамометра.

Динамометры специальные изготавливаются для решения конкретных задач и являются продукцией штучной.

Электронные динамометры. Принципы работы используемых в них датчиках

В настоящее время известны датчики силы в следующих реализациях:

  • тезометрические;
  • резистивные;
  • магнитные;
  • тактильные;
  • пьзорезонансные;
  • ёмкостные;
  • пьезоэлектрические.

Датчики резистивные относятся к наиболее применяемым. В настоящее время они составляют порядка 95% от общего количества используемых датчиков. Обусловлено это широким диапазоном усилий, которые они могут воспринять, (это 5Н – 5МН) и высокой точностью измерений.

Подобные датчики можно применять как при статических, так и при динамических нагрузках. Существенным их преимуществом является линейность формируемого выходного сигнала.

Роль чувствительного элемента в таких датчиках играет тензорезистор. Тонкая проволока (датчик) закрепляется жёстко на гибкой подложке. Концы проволоки имеют специальные выводы для внешнего подключения.

Проволока уложена зигзагообразно. И она и выводы закрыты специальной плёнкой защитной. Специальной подложкой тензорезисторы приклеивают к упругому элементу, который воспринимает нагрузку.

Этот элемент деформируется под действием силы, деформируя, тем самым, тензорезистор. Изменяющаяся длина проволоки меняет величину сопротивления последней.

Связи между значением силы, действующей на него, и величиной деформации описывается законом Гука.

Тензорезисторы включаются в разные плечи чувствительных мостовых схем. В таких случаях о величине действующей силы можно судить по напряжению, возникающему в диагонали моста.

Датчики магнитные работают с использованием явления магнитострикции. Если быть более точным, то на присущей указанному явлению обратимости.

Изменение геометрических размеров (магнитострикционный эффект) наблюдается тогда, когда тело располагается в магнитном поле. Обратимость, в данном случае, означает, что принудительно меняя геометрические параметры тела (деформируя его), тем самым меняют магнитные свойства последнего.

В физике это именуется магнитоупругим эффектом. Когда нагрузка снимается, тело принимает свои исходные свойства

Простейший вариант подобного датчика приведён на рисунке. На сердечнике ферромагнитном (1) находится катушка индуктивности (2).

Когда на сердечник действует сила (3), тот деформируется, переходя в напряжённое состояние.

Изменения, происходящие в состоянии сердечника, меняют магнитную проницаемость последнего, что обуславливает пропорциональное изменение сопротивления сердечника (магнитное). Меняется индуктивность.

Чаще используют датчики с двумя обмотками. Первичная запитывается от генератора, а во вторичной наводится ЭДС.
В процессе деформации сердечника магнитная проницаемость меняется. Меняется и прямо завязанная на неё взаимоиндуктивность. В результате во вторичной обмотке меняется ЭДС.

Источник: https://kilogramus.ru/vesy-obshhego-primeneniya/elektronnye-i-mexanicheskie-dinamometry.html

Электронный динамометр – все о механизмах «силомеров»

Для чего нужен электронный динамометр

Динамометр электронный – это устройство, предназначенное для того, чтобы измерять силу в аппарате, машине, станке, такие приборы еще называют “силомеры”. С их помощью измеряется сила резания и влияние на неё разных факторов, сила тяги, сила крутящего момента в механизмах.

Электронный динамометр – классификация и назначение

Еще в беззаботные школьные годы на уроках физики нам приходилось устраивать опыты с самым простейшим динамометром, когда нужно было измерить силу, с которой удавалось бы сдвинуть с места гирьку или шарик.

Однако в строительной индустрии и особенно в тяжелой промышленности аналогичный по действию инструмент имеет более сложное строение и принцип фиксирования и обработки результатов.

Давайте попробуем понять, как же устроены различные сложные модели “силомера”.

Динамометр более сложного устройства годится для измерения от одного до трех показателей одновременно. Как раз в зависимости от числа измеряемых компонент, различают однокомпонентные, двухкомпонентные и трехкомпонентные устройства.

Относительно действия, по принципу которого они работают, различают электрические, гидравлические и механические аппараты.

При сверлении, чаще всего, применяют электрический и гидравлический динамометры, потому что они позволяют измерить величину осевой силы и крутящего момента.

Все динамометры имеют сходное устройство. Резец, который фиксируется специальным механизмом, работает синхронно с устройством, распределяющим силу резания на компоненты (один, два или три).

Также в конструкции прибора предусмотрены датчики, чтобы силу, которую измеряет динамометр, преобразовывать в показатели. Они как раз и считываются регистрирующим устройством.

В качестве показателей выступают силы электрического тока, электрическая емкость, давление жидкости, крутящий момент, сила резания и прочее.

Электрические динамометры подразделяются на индукционные, пьезоэлектрические, конденсаторные (ёмкостные) и с проволочными датчиками сопротивления.

С помощью таких устройств можно замерить нагрузки при совершении производственных и строительных процессов. Замеры, в результативном виде, выглядят, как запись на осциллограмме.

Например, при бурении скважин значение электрического динамометра очень велико – с его помощью отслеживают силу нагрузки во время спуска-подъема колонны.

В основе процессов, на которых работает динамометр сжатия-растяжения, заключен принцип использования упругих деформаций инструмента, вернее, прекращения деформаций после ослабевания воздействия на материал извне.

Возникает электрическая энергия, которую трансформируют датчики из малых перемещений частиц (упругих деформаций).

Датчики бывают емкостного, пьезоэлектрического, индуктивного, электромагнитного свойства, а также датчик сопротивления (тензорезисторный).

Что умеет электронный динамометр сжатия-растяжения?

Самый распространенный вид электрических динамометров – тензорезисторный. Преимущество именно этого вида приборов заключается в том, что он имеет высокую собственную частоту (несколько килогерц).

Также он дает возможность измерений разного рода: и динамических, и статических. Динамический вид измерения предполагает изучение норм и законов, согласно которым совершаются физические процессы в объекте исследования.

Статическое измерение предполагает неизменность физической величины во время процесса измерения.

Выше были описаны виды датчиков, которые применяются для работы. Согласно тому, какие датчики используются в конкретном приборе, говорят о предназначении всего устройства. Широко применяемый тензорезисторный динамометр имеет в своей конструкции упругий элемент и тензорезисторные решетки. Нагрузка, которая воздействует на прибор, деформирует их.

От этого токи моста сопротивления приходят в разбалансированное состояние и подают сигнал, который записывается вторичным прибором, в котором для этого имеется специальная шкала. Шкала градуируется в единицах силы. Этот вид прибора применяют в промышленности, когда требуется измерить силу сжатия.

Также устройство служит для проверки силоизмерительных машин и определения напряжения в образцах.

Индукция и пъезоэлектрический эффект в динамометрах

Индукционный динамометр применяется при испытаниях двигателей мощностью до 966 лошадиных сил. Этот вид прибора тоже электрический и малоинерционный. Охлаждается водой. Принцип действия заключается в создании тормозящего момента за счет действия вихревых токов.

В магнитное поле погружен металлический диск, который вращается с определенной скоростью. На нем появляются вихревые токи, которые фиксируются тензодатчиком.

Также в конструкцию входит магнитный датчик (датчик с переменным магнитным сопротивлением), который фиксирует, какое количество оборотов совершает диск за минуту.

Пьезоэлектрические динамометры измеряют статические силы. Реакционными элементами являются специальные пластинки, изготовленные из пьезокварца. Пьезокварц применяется потому, что этот минерал имеет соответствующие свойства, создавая прямой и обратный пьезоэффект.

В динамометре на поверхности этих пластинок образуется электрический заряд, когда они подвергаются нагрузке.

Реакция пластинок зависит от того, какое положение принимают плоскости разреза по отношению к осям кристаллов в зависимости от того, воздействует на них сила сжатия или сдвига.

Пластинки расположены по кругу и зажаты между двумя кольцами, выполненными из стали. К пластинкам присоединён усилитель, который имеет большое сопротивление на входе.

Он преобразует заряд в электрическое напряжение. Для снятия заряда между пластинами находятся электроды.

При ударе возникает электрический заряд, поэтому пьезокварцевые динамометры применяют для измерения ударных нагрузок, особенно при повышенной температуре.

Это позволяют свойства кварца, который практически не имеет температурной зависимости и обладает высоким удельным электрическим сопротивлением.

Динамометр электрический с проволочными датчиками – секрет работы

Динамометр с проволочными датчиками сопротивления также применяется в промышленности. Особенно широкое применение получил динамометр Б.И. Мухина. Основой прибора является так называемая “лодочка”.

Это квадратная пластина, которая крепится внутри корпуса прибора на звеньях. Звенья (опоры) упругие, состоят из закаленной стали и имеют форму полых трубок.

Они имеют следующую особенность: обладают малой жесткостью относительно вектора, перпендикулярного оси, и высокой жесткостью относительно вектора, параллельного оси.

Опоры в стыках деталей содержат по два проволочных датчика с базой 10 миллиметров. Это необходимо для устранения контактных деформаций.

Также имеется датчик для измерения горизонтальных сил (один датчик вдоль горизонтальной оси Z) и датчики, фиксирующие крутящий момент (по два датчика на осях Y и Х). Прибор используют при фрезеровании, шлифовке, точении, нарезании резьбы резцом.

Во время перечисленных процессов динамометром измеряют силу резания. При просверливании, процессе зенкерования, нарезании резьбы метчиком этим прибором измеряется осевая сила и крутящий момент.

Источник: http://www.emomi.com/dinamometr-jelektronnyj-rastjazhenija-szhatija.html

Ваш педагог
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: