Динамометри механични и електронни

Обичайно е да се нарича динамометър устройство, използвано за измерване на действителната сила или момент на сила и състоящо се от еластичен елемент, играещ ролята на силова връзка и отчитащо устройство. Медицинските динамометри са един от най-често използваните видове такова оборудване.

Измерената сила причинява деформация в силовата връзка, която се предава на четящото устройство. Обхват на измерване, в зависимост от моделите, от част от нютон до десетки меганутони.

Типове динамометри

Съгласно принципа на действие, съществуващите модели динамометри са разделени на:

механични (лост и пружина);
хидравличен;
електронни;
комбинирани.

В пружинен механичен динамометър, силата се предава (както и момент на сила) към пружината, разтягайки или компресирайки последната. Получената еластична деформация е пропорционална на стойността на силата.

В лостовите динамометри действащата сила води до деформация на лоста. Мащабите на възникващите деформации в първия и втория случай се записват и записват.

Хидравличните динамометри използват принципа на изместване на течността от цилиндъра под действието на приложена сила. Течността през специална капилярна тръба постъпва в записващото оборудване и се фиксира от нея.

Електронните динамометри са устройства, които имат сензор, който преобразува деформацията в резултат на действието на сила в електрически сигнал.

Преобразуването на стойността на силата в деформация се извършва от специални сензори:

капацитивен (кондензатор);
пиезоелектрични;
индуктивен;
честота на вибрациите;
със сензори за съпротивление на проводника.

Тези устройства ви позволяват да измервате големината на товара по време на строителни или производствени процеси.

Електрическият сигнал, произтичащ от действието на силата, се трансформира от сензори за изместване (еластична деформация), променяйки тока на съпротивителния мост.

Най-често срещаните модели електронни сензори са тензодатчиците. Това се обяснява с факта, че те имат свои собствени високи честоти (до няколко килогерца).

В допълнение, тези сензори позволяват както статични, така и динамични измервания. Принципите на работа на тензодатчиците са обсъдени тук.

За разлика от други модели, електронните везни ви позволяват да измервате няколко параметъра едновременно. Следователно те са разделени на едно, дву и трикомпонентни. По-специално, такива динамометри могат да измерват въртящите моменти и големината на аксиалната сила.

Класификация на динамометъра по предназначение

Динамометрите обикновено се подразделят на следните групи по предназначение:

Тяговите динамометри се използват за измерване на силите, които се изразходват при деформация на еластичен елемент. Тяговите динамометри могат да бъдат оборудвани с всички горепосочени сензори.

В допълнение към гореспоменатите конструкции за измерване на значителни натоварвания се използват динамометри на Резников, при които като деформируем елемент се използват две пружинни извити пружини с закачени скоби по краищата.

Ротационни динамометри се използват, когато е необходимо да се измери въртящият момент, който се изразходва за въртенето на работното тяло на агрегата. Такива динамометри са включени в механизма, който предава въртящ момент към задвижващия вал от източник на енергия.

Според принципа на тяхното действие ротационните динамометри се разделят на:

бруто: пружина и с еластичен прът, при който се измерва ъгълът на усукване;
предавка. За тези продукти се измерва момент, пропорционален на въртящия момент на задвижващия вал, който действа върху корпуса на редуктора;
електрически. Измерва се моментът на сила, действащ върху статора на двигателя, поставен върху сачмени лагери;
хидравлични и др.

Спирачни динамометри. В противен случай те се наричат абсорбиращи динамометри. Използва се за определяне на ефективната мощност на двигателя. Принципът на действие, лежащ в основата на такъв продукт, е да поглъща по различни начини мощността, която двигателят развива.

Това става чрез създаване на контра въртящ момент на вала, т.нар. спирачен момент. Стойността му се измерва при различни режими на работа на двигателя. Спирачните динамометри са разделени на механични, хидравлични, електрически, аеродинамични.

Моделните динамометри се произвеждат в съответствие с изискванията на GOST под номер 9500-84 със съответните промени, направени към датата на използване на стандарта. Тези продукти са предназначени за тестване на инструменти, които се използват като тестово оборудване при измерване на статични натоварвания.

Такива динамометри работят на принципа на определяне на силата чрез измерване на размера на деформация на еластичната скоба. Натоварването се отчита според показанията, показани на индикаторите на динамометъра.

Специални динамометри се произвеждат за специфични задачи и са парче продукти.

Искате ли да знаете как правилно да проверите теглото? Прочетете за това в нашата статия.

Електронни динамометри. Принципи на работа на използваните в тях сензори

Понастоящем сензорите за сила са известни в следните изпълнения:

тезометричен;
резистивен;
магнитна;
тактилен;
пиезо резонанс;
капацитивен;
пиезоелектричен.

Резистивните сензори са сред най-често използваните. Понастоящем те представляват около 95% от общия брой на използваните сензори. Това се дължи на широкия диапазон от сили, които те могат да възприемат (това е 5N - 5MN) и висока точност на измерване.

Такива сензори могат да се използват както със статични, така и с динамични натоварвания. Основното им предимство е линейността на генерирания изходен сигнал.

Ролята на чувствителния елемент в такива сензори се играе от тензодатчик. Тънка жица (сензор) е фиксирана твърдо върху гъвкава основа. Краищата на проводниците имат специални проводници за външна връзка.

Телта е положена на зигзаг. И тя, и терминалите са покрити със специален защитен филм. Тензодатчиците са залепени със специален субстрат към еластичен елемент, който възприема натоварването.

Този елемент се деформира под действието на сила, като по този начин деформира тензодатчика. Променящата се дължина на проводника променя стойността на съпротивлението на последната.

Връзката между стойността на силата, действаща върху нея, и количеството на деформация се описва от закона на Хук.

Тензодатчиците са включени в различни рамена на чувствителните мостови вериги. В такива случаи за величината на действащата сила може да се съди по напрежението, възникващо в диагонала на моста.

Магнитните сензори работят, използвайки явлението магнитострикция. За да бъдем по-точни, относно присъщата обратимост на посоченото явление.

Промяна в геометричните размери (магнитострикционен ефект) се наблюдава, когато тялото се намира в магнитно поле. В този случай обратимостта означава, че чрез насилствено изменение на геометричните параметри на тялото (деформирането му), като по този начин се променят магнитните свойства на последното.

Във физиката това се нарича магнитоеластичен ефект. Когато товарът бъде премахнат, тялото се връща към първоначалните си свойства.

Най-простата версия на такъв сензор е показана на фигурата. Върху феромагнитната сърцевина (1) има индуктор (2). Когато силата (3) действа върху сърцевината, тя се деформира, преминавайки в напрегнато състояние.
Промените в състоянието на сърцевината променят магнитната пропускливост на последното, което причинява пропорционална промяна в съпротивлението на сърцевината (магнитно). Промени в индуктивността.

По-често се използват сензори с две намотки. Първичната се захранва от генератора, а във вторичната се индуцира ЕМП.
В процеса на деформация на сърцевината магнитната пропускливост се променя. Взаимната индуктивност, пряко свързана с нея, също се променя. В резултат на това EMF се променя във вторичната намотка.