Каким прибором измеряют силу. Измерение силы: приборы, методы и применение в науке и промышленности

Как измерить силу. Какие приборы используются для измерения силы. Где применяются измерения силы в науке и промышленности. Какие существуют методы измерения силы. Как работают динамометры и тензодатчики.

Что такое сила и как ее измерить

Сила — это физическая величина, характеризующая механическое взаимодействие между телами. Она может вызывать изменение скорости тел, их деформацию или разрушение. Но как измерить силу на практике?

Для измерения силы используются специальные приборы — динамометры. Их принцип действия основан на измерении деформации упругого элемента (пружины, рессоры и т.п.) под действием приложенной силы. Чем больше сила, тем сильнее деформируется упругий элемент.

Основной единицей измерения силы в Международной системе единиц (СИ) является ньютон (Н). Один ньютон равен силе, которая сообщает телу массой 1 кг ускорение 1 м/с².

Виды приборов для измерения силы

Существует несколько основных типов приборов для измерения силы:

• Механические динамометры с пружиной и шкалой
• Гидравлические и пневматические силоизмерители
• Электронные динамометры на основе тензодатчиков
• Пьезоэлектрические датчики силы

Выбор конкретного типа прибора зависит от требуемой точности, диапазона измерений, условий эксплуатации и других факторов.

Принцип работы динамометра

Рассмотрим принцип действия простейшего пружинного динамометра:

1. Измеряемая сила прикладывается к крючку или площадке динамометра
2. Под действием силы пружина растягивается
3. Величина растяжения пружины пропорциональна приложенной силе
4. Стрелка, соединенная с пружиной, отклоняется вдоль шкалы
5. По положению стрелки на шкале определяется значение силы

Более сложные электронные динамометры работают по аналогичному принципу, но вместо пружины используют тензодатчики, преобразующие деформацию в электрический сигнал.

Области применения измерений силы

Измерение силы имеет широкое практическое применение в различных отраслях:

• Строительство — испытания прочности конструкций и материалов
• Машиностроение — контроль усилий при обработке деталей
• Авиация и космонавтика — проверка прочности элементов конструкции
• Медицина — измерение мышечных усилий, силы сжатия челюстей
• Спорт — тестирование силовых показателей спортсменов
• Научные исследования — изучение сил взаимодействия между объектами

Точные измерения силы позволяют обеспечить безопасность и надежность различных конструкций и механизмов.

Особенности измерения силы тяжести

Сила тяжести — это сила, с которой тело притягивается к Земле. Ее величина зависит от массы тела и ускорения свободного падения:

F = mg

где F — сила тяжести, m — масса тела, g — ускорение свободного падения (~9,8 м/с²).

Для измерения силы тяжести используются специальные гравиметры. Они позволяют с высокой точностью определять локальное значение g в разных точках земной поверхности. Это важно для геодезических и геологоразведочных работ.

Измерение силы трения

Сила трения возникает при относительном движении или попытке движения соприкасающихся тел. Ее измерение имеет большое значение в технике и машиностроении.

Для измерения силы трения используются специальные трибометры. Принцип их работы:

1. Исследуемый образец помещается на подвижную платформу
2. Платформа приводится в движение с заданной скоростью
3. Измеряется сила, необходимая для поддержания движения
4. Эта сила равна силе трения между образцом и платформой

Измерение силы трения позволяет подбирать оптимальные материалы и смазки для различных узлов трения.

Методы калибровки динамометров

Для обеспечения точности измерений динамометры необходимо периодически калибровать. Основные методы калибровки:

• Метод образцовых грузов — сравнение показаний с эталонными грузами
• Метод силозадающих машин — создание известной силы гидравликой
• Метод рычажных устройств — сравнение с эталонным динамометром
• Метод силовых компараторов — сравнение с эталонным преобразователем

Калибровка позволяет учесть и скомпенсировать погрешности измерений, возникающие со временем.

Современные тенденции в измерении силы

В настоящее время активно развиваются следующие направления измерения силы:

• Миниатюризация датчиков силы для встраивания в различные устройства
• Повышение точности измерений до тысячных долей процента
• Расширение диапазона измерений (от микро- до мегаНьютонов)
• Создание беспроводных датчиков силы с автономным питанием
• Разработка интеллектуальных систем измерения и анализа силы

Это позволяет расширить области применения силоизмерительных приборов и повысить качество измерений.

Сила в физике — что такое? В чем измеряется? Определение

Покажем, как применять знание физики в жизни

Начать учиться

Какие ассоциации возникают у вас со словом «сильный» или «сильная»? Возможно, вы представляете себе спортсмена, который с легкостью поднимает тяжелую штангу или гирю. Или большого африканского слона, который может нести в хоботе огромный ствол дерева. А может, вам на ум приходит ваша мама, которая занимается домашними делами каждый день, без выходных и отпуска?

В каждом случае мы характеризуем человека или животное, но можно ли рассчитать силу количественно? Есть ли разница между силами? Как можно измерить эту величину? На эти и многие другие вопросы вы получите ответы в этой статье.

Определение силы

Начнем с самого главного — со слова «сила» в физике.

Сила — векторная физическая величина, которая является мерой воздействия на данное тело со стороны других тел или полей.

Представьте, что вы ходите по супермаркету и выбираете продукты, бережно складывая их в тележку. Вы передвигаете ее с помощью силы ваших мускулов, и чем сильнее вы напряжете руки и толкнете тележку, тем на большее расстояние она укатится (только аккуратно, не попадите в стенд с газировкой!).

Или вспомните урок физкультуры, где соревнуются в перетягивании каната: команда соперников может даже потерять равновесие, если вы одновременно с вашими друзьями потянете канат на себя.

Результаты действия сил мы можем видеть постоянно: любой подброшенный предмет падает на землю, тела плавают на поверхности жидкости, пружины растягиваются под весом груза. Даже Вселенная подчиняется законам сил: астероиды летают по определенным траекториям, а черные дыры со всей своей мощью поглощают свет далеких звезд. 💫

Практикующий детский психолог Екатерина Мурашова

Бесплатный курс для современных мам и пап от Екатерины Мурашовой. Запишитесь и участвуйте в розыгрыше 8 уроков

Обозначение и единица измерения

У любой физической величины есть свое обозначение и единица измерения. Как же сила обозначается в физике?

Все просто. Сила обозначается латинской буквой F (кстати, на английском языке «сила» — force), а измеряется в ньютонах [H] — в честь великого английского ученого сэра Исаака Ньютона.

Возможно, вы слышали легенду про Ньютона: как он сидел под деревом и размышлял о физических законах, как ему на голову упало яблоко, и это зародило в нем новые гипотезы… Так вот, спешим развеять этот миф: на самом деле такого не происходило. Исаак Ньютон действительно сделал открытия о законах движения и всемирном тяготении, но в этом ему помогли отнюдь не яблоки!

Вернемся к единице измерения силы. Интересно, что ньютоны — это не основная, а производная единица международной системы СИ.

1 Н = 1 кг · м/с².

А значит, сила, равная одному ньютону, определяется как взаимодействие, которое за 1 секунду изменяет скорость тела массой 1 кг на 1 м/с в направлении действия силы.

К ньютонам можно прибавлять дольные и кратные приставки, чтобы выразить величину как можно удобнее, не используя при этом огромное количество нулей.

Так, 1 кН = 1 000 Н; 1 гН = 100 Н; 1 мН = 0,001 Н.

Классификация сил

А какие силы вообще существуют? Давайте разберемся вместе.

На фундаментальном уровне ученые выделяют четыре типа сил: слабые, сильные, гравитационные и электромагнитные.

1. Слабое взаимодействие происходит при распаде атомных ядер и элементарных частиц.

2. Сильное взаимодействие отвечает за притяжение между нуклонами — протонами и нейтронами в ядре атомов.

3. К гравитационным силам принято относить тот тип взаимодействий, которые происходят между материальными телами, имеющими массу.

   Сила тяготения и сила тяжести по праву относятся к такому типу, так как зависят прямо пропорционально от массы тела.

4. Электромагнитные силы действуют между всеми частицами, у которых есть электрические заряды. К ним можно отнести силу упругости, трения, вес тела, силу Архимеда и другие.

Сила как физическая величина характеризуется:

Рассмотрим таблицу и сравним некоторые силы по их направлению и точке приложения:

Сила	Направление	Точка приложения
Сила тяжести	Вертикально вниз	Центр массы тела
Вес	Противоположно силе реакции опоры	Точка на опоре/подвесе
Сила упругости	Вдоль пружины противоположно силе, вызвавшей деформацию	Точка соединения тела и пружины
Сила трения	Противоположно действующей силе	Точка соприкосновения тела с поверхностью
Сила Архимеда	Вертикально вверх	Центр массы тела

На все ли тела действуют силы?

Смотря какие. Думаем, для вас не секрет, что все тела состоят из молекул и атомов. На таком уровне между частицами существуют силы притяжения и отталкивания, от них никуда не деться. Если бы отсутствовали силы притяжения, молекулы бы разлетались друг от друга и не могли формировать тела. Уберите силы отталкивания, и все частицы слепятся в один большой комок.

На все тела в пределах планеты Земля действует сила тяжести. Именно поэтому все предметы, которые вы подбросите в воздух, устремятся вниз, а не вверх. Выйдя в открытый космос, мы попадем в состояние невесомости: на нас не будет действовать сила притяжения Земли. Но не спешите радоваться свободе! Во-первых, на космический корабль будет действовать аэродинамическая сила, а во-вторых, мы легко можем стать зависимы от силы притяжения другой планеты, как только приблизимся к ней.

Некоторые силы возникают только при определенных условиях. Возьмем любой предмет и начнем его деформировать, растягивать или сжимать — возникнет сила упругости. Погрузим тело в жидкость — появится сила Архимеда, начнем катить по дороге — движению будет препятствовать сила трения качения.

Измерение силы

Как можно измерить силу? Есть два верных способа: практически, с помощью измерительного прибора, и через формулы.

Прибор для измерения силы носит название динамометр (от латинского «динамос» — сила). В зависимости от типа конструкции и применения динамометры бывают ручными, тяговыми, электронными, гидравлическими и пружинными.

В вопросе измерения сил с помощью формул есть множество нюансов. Какую формулу выбрать? Как научиться выражать неизвестное из формул? Где можно взять дополнительную информацию о величинах, значений которых нет в задаче? Ответы на все эти вопросы можно получить на онлайн-курсах физики в школе Skysmart! Уроки на интерактивной платформе проходят увлекательно, живо, с большим количеством опытов и экспериментов.

Дарья Вишнякова

К предыдущей статье

113.5K

Равноускоренное движение

К следующей статье

Закон преломления света

Получите индивидуальный план обучения физике на бесплатном вводном уроке

На вводном уроке с методистом

1. Выявим пробелы в знаниях и дадим советы по обучению

2. Расскажем, как проходят занятия

3. Подберём курс

Анемометр – оптимальное измерение скорости потока

1. На Главную
2. org/ListItem»> Продукты
3. Скорость потока воздуха

Существуют разные конструкции анемометров, которые используются во многих областях. В некоторых секторах, особенно в промышленности, измерение скорости потока играет важную роль. Помимо измерений в воздуховодах анемометры используются для измерений на вентиляционных решетках и фильтрах.

В зависимости от условий для измерения объемного расхода вы можете использовать анемометр с крыльчаткой или электронный балометр. Для вас важно изучить характеристики отдельных приборов, чтобы выбрать, какая модель оптимальна для вас.

Анемометр используется в следующих областях:

• измерения в воздуховодах
• измерения на вентиляционных решетках
• измерения уровня комфорта
• измерения на фильтрах

Бестселлер

Анемометры для измерения скорости потока

Анемометры с крыльчаткой h4>

Подробнее

Для измерения скорости потока на вентиляционных решётках, а также на приточных и вытяжных вентиляционных отверстия и на вихревых диффузорах.

Термоанемометр h4>

Подробнее

Для измерения скорости потока в воздуховодах а также на на приточных и вытяжных вентиляционных отверстиях.

Электронный балометр h4>

Подробнее

Для настройки оптимального объёмного расхода на больших потолочных вентиляционных решётках, в особенности на вихревых диффузорах

Дифференциальное давление h4>

Подробнее

Идеален для измерения дифференциального давления на фильтрах и измерений в воздуховодах с трубкой Пито

Важные области применения

Воздуховоды h4>

В воздуховодах

Вентиляционные. решётки h4>

На вент. решётках

Фильтры h4>

На фильтрах

Многофункциональные приборы h4>

Для ваших измерительных задач в области вентиляции

---

Измерение скорости потока там, где это действительно важно

Внимательный взгляд на области применения поможет вам выбрать подходящий анемометр. Например, анемометры очень часто используются для измерений в воздуховодах, чтобы контролировать в них скорость потока воздуха. Воздуховод – один из ключевых элементов систем вентиляции и кондиционирования.

Однако эффективность важна не только в воздуховодах систем кондиционирования. Этот аспект не стоит недооценивать и для вентиляционных решеток. Таким образом, измерение скорости воздуха на вентиляционных решетках не менее важно, ведь даже незначительные изменения объемного расхода могут повлиять на работу всей системы. Анемометр прекрасно поможет вам решить эту задачу.

Влияние скорости воздуха на микроклимат в помещениях часто недооценивают. Уровень комфорта, который человек испытывает в помещении, сильно зависит от микроклимата. А микроклимат определяют температура, влажность и скорость воздуха. В этих областях очень часто используются термоанемометры. Однако и анемометр с крыльчаткой может обеспечить вам эффективные измерения.

Приборы для измерения скорости потока с полезными функциями

Измерение скорости потока может быть сложной задачей, если у вас нет подходящих для этого приборов. Когда вы ищите анемометр, важно смотреть, какие именно величины будет измерять этот прибор. Классический анемометр с крыльчаткой отличается от термоанемометра или электронного балометра. Скорость потока можно измерить разными приборами. Однако каждый из них имеет свои особые функции. Так, анемометр с крыльчаткой может использоваться для расчета усредненного значения по времени и числу замеров. Прибор для измерения скорости и оценки качества воздуха в помещении может не иметь такой возможности.

Зато такой универсальный прибор имеет намного больше сфер применения. Это один из самых популярных измерителей скорости потока, но этим его возможности не ограничиваются. Он может измерять температуру, давление, влажность и тепловое излучение. Таким образом, вы можете точно проанализировать микроклимат и быстро отреагировать на нежелательные изменения.

Важные функции прибора для измерения скорости потока:

• высокая чувствительность к измеряемым параметрам
• быстрый анализ данных
• простота в управлении

Измерение скорости ветра

Во многих областях важно и нужно измерять скорость ветра. Соответствующие приборы предназначены для проведения контрольных замеров. При этом приборы Testo могут работать сразу с несколькими единицами измерения. Для измерения скорости ветра очень эффективен анемометр с крыльчаткой. В зависимости от модели он может отображать полученные значения в разных единицах. Это позволит вам сделать расчет коэффициента охлаждения ветром, силы ветра в баллах по шкале Бофорта, а также выбрать между такими величинами, как узлы, км/ч, м/с, либо фут/мин и ми/ч.

Закажите приборы для измерения скорости потока в Testo

Если вы убедились в преимуществах прибора для измерения скорости потока, в Testo вы найдете все, что вам нужно. Вы можете выбрать приборы из нашего большого модельного ряда в зависимости от того, какие функции для вас важнее. Наши приборы пригодны для измерений, как в помещениях, так и на открытом воздухе. Некоторые модели управляются со смартфона, что еще больше облегчает их использование.

---

Измеряйте скорость потока с легкостью

Вернемся к измерениям скорости потока в помещениях. В этой области анемометр – идеальный выбор, который упростит вам многие задачи. Анемометр с крыльчаткой или выносной зонд-крыльчатка позволят вам измерить скорость потока и объемный расход. Измерительные диапазоны подскажут вам, какую максимальную силу потока данный прибор может измерить. Однако поток можно измерять не только анемометром, но и дифференциальным манометром. Его можно легко закрепить на воздуховоде и там использовать. Но для измерения скорости потока дифференциальным манометром вам понадобятся дополнительные принадлежности, которые вы можете найти у Testo.

Преимущества измерения скорости потока с помощью анемометра:

• измерение скорости потока в помещении
• расчет и пересылка измеренных значений
• в некоторых случаях возможен анализ данных

---

Что такое датчик силы?

Измеритель силы — это измерительный прибор, используемый во всех отраслях промышленности для измерить усилие во время испытания на толчок или натяжение. Приложения существуют в исследования и разработки, лаборатория, качество, производство и поле среда. На сегодняшний день существует два вида датчиков силы: механические и цифровые датчики усилия.

Цифровой измеритель усилия представляет собой портативный инструмент, который содержит тензодатчик, электронная часть, программное обеспечение и дисплей. Весоизмерительная ячейка представляет собой электронное устройство, предназначенное для преобразования силы в электрическую сигнал. Благодаря механическому устройству воспринимаемая сила деформируется тензодатчик. Тензодатчик преобразует деформацию (деформацию) в электрические сигналы. Программное обеспечение и электроника силомера преобразует напряжение тензодатчика в значение силы, которое отображается на приборе.

Единицами измерения силы чаще всего являются ньютоны или фунты. Пиковое усилие является наиболее распространенным результатом в приложениях для тестирования силы. Он используется, чтобы определить, является ли деталь хорошей или нет. Некоторые примеры силы измерение: дверная защелка, качество пружины, проверка проволоки, прочность … но могут быть выполнены самые сложные тесты, такие как отслаивание, трение, текстура.

Цифровые датчики усилия используют технологию тензодатчиков для измерения усилий. Принцип следующий:

Тензодатчик Тензодатчик состоит из резистивной дорожки и деформируемая опора.
Резистивная дорожка	Деформируемый корпус
Деформация кузова
Если тело деформируется, как указано выше, при растяжении, длина резистивная дорожка увеличивается. Следовательно, его сопротивление увеличивается.
Мост Уитстона Чтобы измерить изменение силы, изменение сопротивления измеряются тензорезисторы. Для проведения этого измерения мы используем электрическое устройство, называемое мостом Уитстона, как показано на рисунке противоположный. Эта схема фактически состоит из 4 тензодатчиков. размещены параллельно, чтобы иметь лучшую линейность измерение. Питание постоянным напряжением, изменение напряжения датчики изменяют напряжение, измеренное вольтметром на схема выше. Значение, измеряемое V, пропорционально изменение тензорезисторов в соответствии со следующим формула : V = (Е х (R1 / (R1 + R4)) — Е х (R2 / (R2 + R3))
От тензорезистора к силоизмерителям
Аналоговый	Цифровой
		Программное обеспечение Обработка Фильтры Расчеты
Для интеграции в датчик силы, тензорезисторы тщательно приклеиваются к деформируемому алюминию или стальной корпус в зависимости от измерительной способности. Это тело имеет специальная геометрия, обеспечивающая большую и повторяемую деформацию. Тензорезисторы должны идеально подходить к опоре, чтобы обеспечить хорошее измерение.	Измерение изменения напряжения выполняется электронная плата сбора данных, которая преобразует измеренный аналоговый сигнал в цифровой сигнал.	Эта электронная плата также включает в себя программное обеспечение, позволяющее обработка информации: фильтрация значений, расчеты (максимум например), выход RS232…
Наконец, программа передает информацию дисплей, который позволяет отображать измерения, результатов, нарисовать кривую и т. д. Все ее элементы составляют датчик силы, который, кроме того, оснащен батареей и защитную оболочку, чтобы сделать его автономным и портативным.

 

Все о манометрах – определение, размеры и применение

Аналоговый или механический датчик силы с мощностью 50 ньютонов.

Изображение предоставлено: Mrs_ya/Shutterstock.com

Силомеры представляют собой измерительные приборы, которые используются для количественной оценки величины силы, приложенной к объекту во время испытания или операции. Эти приборы используются в самых разных отраслях и приложениях, чаще всего в исследованиях и разработках, производственных операциях или в целях тестирования и контроля качества. Обычно датчики силы используются для выполнения испытаний на толчок или натяжение. По этой причине датчики силы также известны как датчики силы натяжения или силы натяжения и сжатия.

В этой статье содержится краткая информация о типах датчиков силы, о том, как они используются и как они работают. Чтобы узнать больше о других разновидностях датчиков, см. наше соответствующее руководство, посвященное различным типам датчиков.

Что такое Сила

Сила может рассматриваться или определяться как взаимодействие, которое заставляет объект толкаться, тянуться или воздействовать каким-либо другим образом, что влияет на объект или его характеристики. Сила может быть приложена как по заданной величине, так и по направлению, и поэтому является векторной величиной.

К объектам можно прикладывать различные силы. Общеизвестная сила, с которой мы все сталкиваемся, — это сила гравитации, которая возникает из-за гравитационного поля Земли. Другие силы включают электромагнитное взаимодействие между заряженными частицами, а также сильное и слабое ядерное взаимодействие, которые удерживают атомы вместе и объясняют бета-распад.

Датчики силы предназначены для измерения механических сил, действующих на объекты. Эти силы обычно представляют собой толкающую или тянущую силу, также называемую сжимающей или растягивающей силой.

Сила против веса

Одна из распространенных областей путаницы связана с пониманием разницы между силой и весом или массой объекта. Когда мы измеряем вес объекта с помощью весов или весов, мы на самом деле измеряем массу объекта. Масса является мерой количества материи, из которой состоит объект, и обычно выражается в фунтах (фунтах) или килограммах (кг).

Масса объекта постоянна независимо от того, где она измеряется во Вселенной. Но гравитационная сила, действующая на объект, будет варьироваться от места к месту во Вселенной. Два объекта заданной массы, один из которых находится на Луне, а другой — на Земле, имеют одинаковую массу, но при измерении с помощью весов будут отображаться разные показания веса. Это связано с тем, что сила притяжения Луны меньше силы притяжения Земли, и поэтому сила, действующая со стороны Луны на объект, меньше, чем сила, с которой Земля действует на объект той же массы.

Чтобы еще больше усложнить ситуацию, гравитационная сила на Земле меняется в зависимости от местоположения по широте и высоте. Итак, когда вы используете весы для измерения массы или веса объекта, эти весы необходимо откалибровать для места, в котором они используются. Гравитационная постоянная (g), представляющая ускорение, сообщаемое объекту у поверхности земли, имеет приблизительное значение 9,81 м/с ² или 32,2 фута/с ² .

В то время как весы являются инструментами для измерения массы или веса, датчики силы обеспечивают более широкие возможности и вместо этого измеряют силу, которая не всегда может быть напрямую связана с весом или массой. Единица силы обычно измеряется в ньютонах (Н), килограммах-силах (кг-F), граммах-силах (g-F), фунтах-силах (lb-F) или унциях-силах (oz-F).

Типы датчиков силы

Силомеры обычно бывают двух основных типов:

• Механические (аналоговые) датчики силы
• Цифровые датчики усилия

Механические (аналоговые) датчики силы

Механические или аналоговые датчики силы используют тензодатчик или пружину для преобразования величины измеряемой силы в калиброванное значение силы, которое отображается положением стрелки на градуированном циферблатном индикаторе. Этот тип силомера прочен, прост в использовании, легко транспортируется и, будучи механическим по своей природе, не требует электроэнергии для работы.

Механические датчики силы имеют несколько ограничений. Во-первых, хотя они отображают результаты на циферблатном индикаторе по мере изменения силовых условий, они не могут производить выборку и сохранять значения с течением времени. Большинство устройств могут удерживать только пиковое значение. Кроме того, циферблаты настроены на запись в единой системе измерений и единицах измерения, например, в ньютонах. Это требует наличия нескольких датчиков или выполнения преобразований, если желательны разные единицы измерения.

Цифровые датчики силы

Вместо циферблатного индикатора со стрелкой цифровые датчики силы используют тензодатчик или тензодатчик, который преобразует величину приложенной или измеренной силы в электрический сигнал, который можно количественно определить, откалибровать и оцифровать для непосредственного отображения. В то время как цифровые датчики силы могут быть более дорогими и требуют питания от батареи для работы, они имеют возможность отбирать, записывать и сохранять данные об измеренных значениях с течением времени, что обеспечивает дополнительное понимание характеристик выполняемых измерений. Они также могут обеспечивать измерения как средних, так и пиковых значений силы и лучше подходят для измерения быстро меняющихся значений силы, например, при испытаниях на удар. Кроме того, во многих моделях пользователь может выбрать желаемую единицу измерения, в которой должны отображаться показания. По этим причинам цифровые измерители силы в значительной степени становятся предпочтительным инструментом для метрологических приложений, связанных с измерением силы.

Размеры и технические характеристики манометра

Датчики силы

обычно имеют размеры и определяются несколькими общими параметрами, которые показаны ниже. Обратите внимание, что технические характеристики этих устройств могут различаться от производителя к производителю, а также обратите внимание, что технические характеристики меняются в зависимости от типа манометра. Базовое понимание этих спецификаций облегчит процесс поиска или спецификации модели.

• Размер или грузоподъемность — представляет максимальное значение силы, которое устройство способно регистрировать.
• Градация — для аналоговых устройств относится к количеству линий, которые появляются на шкале измерения устройства. Большее количество строк обеспечивает большую точность измерения.
• Разрешение – степень тонкости, с которой может быть выполнено измерение, и относится к емкости и градуировке. Так, например, аналоговый датчик силы с емкостью 500 Н и 100 штрихами шкалы будет иметь разрешение 500/100 = 5 Н.
• Точность – мера степени отклонения измеренного значения от фактической величины измеренной силы. Точность обычно определяется как +/- процент от значения полной шкалы манометра.
• Единицы измерения — в зависимости от типа устройства датчики силы могут измерять и отображать значения силы в метрических или британских единицах измерения. Аналоговые модели обычно настраиваются на заданную единицу измерения, в то время как цифровые датчики силы часто позволяют пользователю выбирать из различных желаемых единиц измерения.
• Варианты крепления — большинство манометров оснащены набором приспособлений, включая крючки, удлинители и формы зонда, такие как плоский наконечник, конический наконечник, долотообразный наконечник и наконечник с зазубринами для различных применений.
• Ход или отклонение – представляет собой максимальное перемещение плунжера или механического зонда, которое используется для измерения силы толкания/натяжения, обычно определяемой по полному показанию манометра.
• Тип дисплея — для аналоговых устройств тип дисплея обычно представляет собой циферблатный индикатор со стрелкой. Для цифровых моделей варианты дисплея могут включать ЖК-дисплей, светодиодный дисплей или цветной дисплей с высоким разрешением.
• Отображаемые цифры — для цифровых датчиков усилия представляет количество цифр, отображаемых устройством. Например, это может быть 4 цифры, с тремя справа от десятичной точки. По мере увеличения емкости модели количество цифр может оставаться прежним, но слева от десятичной точки отображается больше цифр. Кроме того, разрешение устройства имеет тенденцию к снижению при более высоких мощностях.
• Частота выборки — это мера частоты, с которой собираются выборки данных о силе, обычно указывается в герцах (Гц). Более высокие частоты дискретизации обычно позволяют регистрировать измеренные значения, которые могут быть рассредоточены при более низких скоростях дискретизации.
Конфигурация
• — хотя многие измерители усилия переносные, некоторые модели предназначены для установки на испытательных стендах для настольного использования.
• Языковая поддержка — любые цифровые модели могут поддерживать отображение на нескольких языках.
• Срок службы батареи — расчетное количество часов, в течение которых цифровой датчик силы может работать, прежде чем потребуется перезарядка батареи.
• Другие особенности — некоторые цифровые датчики силы могут иметь дистанционные датчики нагрузки, которые позволяют удобно расположить дисплейную часть устройства вдали от измеряемого объекта. Другие модели могут иметь сменные зонды или датчики, которые можно использовать, например, для измерения крутящего момента, а также силы. Также доступен ряд вариантов испытательных стендов, включая моторизованные, механические или пневматические варианты.

Примеры использования датчиков силы

Существует множество применений кузнечных калибров в различных отраслях промышленности — приведенные ниже примеры дают некоторое представление о том, как можно применять эти устройства.

• Спорт – профессиональные спортсмены, такие как боксеры, используют датчики силы для измерения мышечной силы и силы удара.
• Измерение прочности материалов – датчики усилия используются для определения того, обладают ли материалы достаточной прочностью, чтобы выдерживать напряжения, которым они будут подвергаться во время транспортировки или эксплуатации. Например, бутылка с водой может быть испытана на сжатие, чтобы определить, не приведут ли силы сжатия, ожидаемые во время транспортировки, к выходу бутылки из строя и утечке содержимого. В другом примере металлы могут быть испытаны для определения их прочности на растяжение и предела текучести путем воздействия на металл сжимающих и растягивающих усилий и наблюдения за характеристиками материала.
• Эргономика — когда пользователи взаимодействуют с продуктом, датчики силы могут использоваться для оценки того, является ли конструкция продукта функциональной с точки зрения человеческого взаимодействия — это означает, что сила, необходимая для взаимодействия с продуктом, является приемлемой и находится в пределах возможности большинства людей. Этот подход может применяться к различным ситуациям, таким как открытие дверной ручки автомобиля, нажатие клавиш на клавиатуре компьютера или открытие и закрытие крышки на флаконе с лекарством, отпускаемым по рецепту.
• Измерение жесткости пружины — производители механических пружин будут использовать датчики усилия, чтобы установить, что производимые пружины имеют надлежащую жесткость пружины (k), которая связывает усилие, которое пружина может создавать, с ее смещением от положения равновесия.
• Отслоение и расслаивание — производители клеев могут использовать датчик силы для проверки прочности клеев, взяв образцы и записав максимальное усилие, которое испытательный образец может выдержать до того, как соединенные материалы разделятся.
• Безопасность – дизайнеры и инженеры могут использовать датчики силы для проверки допустимой нагрузки различных крепежных элементов, которыми крепятся объекты, такие как поручни и перила, чтобы убедиться, что крепежные элементы обеспечивают достаточное прилегание изделия для обеспечения безопасного использования и эксплуатации.

Резюме

В этой статье представлен краткий обзор датчиков силы, включая информацию о том, что они из себя представляют, их типы, основные характеристики и размеры. Для получения информации по другим темам обратитесь к нашим дополнительным руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, где вы можете найти потенциальные источники поставок для более чем 70 000 различных категорий продуктов и услуг, а также поставщиков манометров и различных других манометров, включая резьбовые заглушки и кольцевые калибры, щупы, ультразвуковые толщиномеры, цифровые манометры, нутромеры, глубиномеры, профильные калибры, кольцевые калибры, вставные и кольцевые калибры, резьбовые калибры и проходные/непроходные калибры.