Динамометр это прибор для измерения: Что измеряют динамометром и зачем он нужен

Прибор который измеряет величину силы

Прибор для измерения силы, или динамометр – устройство, с помощью которого измеряется величина силы или момента силы. Изобретенное более 200 лет назад оно со временем постепенно совершенствовалось, становясь все более компактным, удобным и точным. О том, что собой данный прибор представляет, из чего состоит, как работает, каких видов бывает, пойдет речь в данной статье.

Современный динамометр

Измерение силы в системе СИ

В системе СИ единицей измерения силы являются ньютоны (сокращенно Н). Один ньютон – это такая сила, которая за 1 секунду способна изменить скорость движения твердого тела, имеющего массу 1 кг, на 1 м/с.

На заметку. Так как ньютон является в системе СИ не основной, а производной единицей, ее обозначение пишется с большой (заглавной) буквы, в то время как полное название – с маленькой.

Так как ньютоны являются производной единицей, то в современных измерителях они заменены на килограммы. Единственной сферой, где данную единицу измерения используют, являются лабораторные учебные приборы, применяемые в школах, средне специальных учебных заведениях.

Историческая справка

Появление концепции силы относится ко временам философов Древней Греции. В частности, Архимед полагал, что любое тело пребывает в состоянии покоя, если на него не оказывают воздействие остальные тела, то есть философ рассматривал силу в статике.

Первое определение этой физической величины с динамических позиций приписывается Галилею (XVII век), который, в отличие от Архимеда, полагал, что отсутствие взаимодействия с другими объектами рассматриваемого тела не будет менять его инерционное движение.

Современную концепцию силы развил в своих трудах Исаак Ньютон. Он подробно определил это понятие, включив его во все законы классической механики. Так, Ньютон определил, что интенсивность взаимодействия абсолютно любых тел, имеющих конечную массу, уменьшается, как квадрат расстояния (закон всемирного тяготения). Только спустя один век (конец XVIII в.) Генри Кавендиш, используя крутильные весы, смог измерить гравитационную постоянную, которая была введена Ньютоном. За перечисленные заслуги Ньютона в физике, единица измерения силы в системе СИ получила название по его фамилии.

В современной физике понятие силы используется главным образом для описания макроскопических объектов. В квантовой механике и физике элементарных частиц чаще оперируют концепцией «энергия».

Принцип действия и история изобретения

Первым устройством для измерения силы были изобретенные в первой половине XVIII века весы. Самый простой пружинный измеритель был сконструирован только спустя 100 лет в 1830 году английским ученым Ричардом Солтером. Вслед за измерителями механическими в первой половине XX были изобретены гидравлические приборы. Более совершенные и точные электрические динамометры появились уже во время бурного развития полупроводниковых приборов во второй половине XX века.

Самый простой измеритель силы имеет следующее принципиальное устройство:

• 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.

Работает самый простой пружинный динамометр следующим образом:

1. На упругий силовой элемент – пружину воздействует измеряемая сила, вызывая его деформацию (растяжение).
2. Растягивающаяся пружина приводит в движение закрепленную на ней стрелку, которая, передвигаясь по вертикальной шкале, регистрирует величину приложенного к концу упругого элемента усилия.
3. После снятия усилия пружина сжимается, стрелка возвращается в исходное положение, соответствующее нулевому значению.

На заметку. Основой функционирования любого динамометра является закон Гука, гласящий, что величина возникающей в упругом теле деформации прямо пропорционально вызвавшему ее усилию.

Точность и корректность получаемых с помощью такого прибора данных гарантированы только при условии применения в его конструкции упругого тела, деформирующегося под воздействием внешней силы и принимающего после его прекращения исходное состояние.

К таким телам относятся всевозможные пружины, а также заключенные в цилиндры жидкости.

Виды приборов

В зависимости от конструкции и принципа действия, все динамометры подразделяются на механические, гидравлические, электрические. Особой категорией измерителей силы являются одноразовые датчики.

Механические (рычажные или пружинные) динамометры

Механические динамометры измеряют силу и ее момент, благодаря таким физическим процессам, как упругое растяжение и сжатие.

Основными разновидностями таких приборов 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).

Факторы, которые влияют на силовые показатели

Самыми точными считаются электронные приборы. Их измерения практически не подвержены воздействию факторов окружающей среды. На результаты медицинских исследования влияют время суток и физическая готовность пациента. Наименьшую мышечную силу фиксируют в утренние и вечерние часы. В полуденное время этот физиологический показатель достигает пикового значения.

На величину мускульной силы воздействует психоэмоциональное состояние в момент проведения теста. Расстройство сна, дефицит в организме нутриентов, витаминное и кислородное голодание снижают мышечную активность и уменьшают показатели, полученные путем измерения таким прибором. Наименее точными считаются динамометры механической конструкции.

На уровень погрешности вычислений подобных устройств влияет большое количество внешних и конструктивных факторов:

• температура окружающей среды;
• влажность и плотность воздуха;
• степень износа деталей;
• люфты;
• качество сборки;
• материал изготовления силового блока;
• пружинные свойства стали, которые изменяются в процессе эксплуатации.

Динамометр служит для измерения показателей силовых возможностей механизма, строительной конструкции или человеческого тела. В последнем случае полученные значения снижаются при недостаточной физической активности и мышечной дистрофии.

Динамометр

Содержание

В данном уроке мы познакомимся с новым прибором, который называется динамометром. С его помощью можно измерить силу, действующую на тело.

Динамометр — это прибор для измерения силы.

Слово «динамометр» образовано от двух греческих слов: «динамис» — сила и «метрео» — измеряю.

Рассмотрим самый простой вид динамометра — пружинный. Это поможет нам разобраться с принципом действия прибора. Основной его частью является стальная пружина.

Не сложно догадаться, что если подвесить к пружине груз, то она растянется. Другими словами, наблюдатель видит, что на подвешенное тело действует сила, и может определить ее величину.

Читайте также[править | править код]

• Функциональные двигательные способности: подвижность и устойчивость
• Силовые способности
• Тесты для оценки абсолютной силы мышц с использованием штанги и предельных отягощений
• Тесты для оценки скоростно-силовых способностей и мощности
• Медбол
• Велоэргометрия
• Тесты для оценки специальных силовых способностей полевых игроков
• Скоростные способности
• Тесты для оценки быстроты реакции
• Тесты для оценки специальных скоростных способностей полевых игроков
• Тесты для оценки выносливости
• Гибкость
• Физические способности хоккеистов
• Координационные способности

Пружинный динамометр

Простой пружинный динамометр можно изготовить самостоятельно (рисунок 1). Он состоит из нескольких частей:

• стальная пружина с крючком и указателем на конце
• корпус для крепления пружины
• шкала

Рисунок 1. Основные части динамометра.
Сначала закрепляем пружину на корпусе таким образом, чтобы ее нижний конец оставался свободным. Затем к нему прикрепляем указатель. Если разогнуть последний виток пружины, то его можно использовать в качестве указателя.

Шкалу можно изготовить из полоски обычной бумаги, нанеся на нее штрихи и числа. Поэтому приклеим бумагу на корпус и сделаем на ней первую отметку (рисунок 2, а). Это будет нулевая отметка, которая показывает, где заканчивается нерастянутая пружина.

Рисунок 2. Градуировка динамометра.

Из прошлого урока нам известно, что на груз массой $\frac$ кг ($102$ г) будет действовать сила тяжести, равная $1$ Н. Поэтому подвесим на крючок груз указанной массы и посмотрим, насколько растянется пружина.

Если пружина прекратила растяжение и груз остановился, это означает, что сила тяжести, действующая на тело, и сила упругости пружины уравнялись. Новое положение указателя отметим на бумаге, поставив цифру 1 (рисунок 1, б).

Так мы уже получили начало шкалы и необходимо ее продолжить. И сделать это можно по-разному:

1. Поочередно подвешивать грузы массой $204$ г, $306$ г, $408$ г и т. д., проставляя соответствующие отметки: 2, 3, 4 и т. д.
2. Воспользоваться двумя имеющимися отметками (0 и 1) и с помощью линейки отложить отрезки такой же длины, отметив их числами 2, 3, 4 и т. д.

Теперь у нас есть шкала, которая позволяет измерять силу с точностью до целых. Но точность нашей шкалы можно улучшить до десятых, нанеся на нее дополнительные деления — 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 и т. д.

Источники[править | править код]

1. Годик, М.А. Комплексный контроль в спортивных играх / М.А. Годик, A. П. Скородумова. — М.: Советский спорт, 2010. — 336 с.: ил.
2. Дойлидо, А.А. Факторный анализ структуры физического развития и силовой подготовленности пловцов в ластах высокого класса / А.А. Дойлидо, В.П. Попов // Тезисы VIII научн. конф. Республик Прибалтики и Белоруссии по проблемам спортивной тренировки. — Таллин. — 1980. — Ч. 2. — С. 94-95.
3. Fitness testing / Topend Sports: the Sport & Science Resource . — Mode of access: https://www.topendsports.com/testing/index.htm. — Date of access: 24.12.2015.
4. ↑ 4,04,1 Fry, A. Measurement and Evaluation / A. Fry // Presentation 5: Essentials of Strength Training and Conditioning Multimedia Symposium / NSCA Certification Comission. — Lincoln, 2006. — 36 p.
5. Zankovets, V.E. Interconnection of speed, power and speed-power abilities of professional hockey players on ice and out of ice / V.E. Zankovets, V.P. Popov // Pedagogics, psychology, medical-biological problems of physical training and sports. — 2015. — № 9. — P. 12-19.
6. Gledhill, N. Detailed assessment protocols for NHL entry draft players / N. Gledhill, V. Jamnik // Toronto: York University, 2007. — 28 p.
7. Central Scouting , — Mode of access: https://www.centralscouting.nhl. com. — Date ofaccess: 14.07.2015.
8. Эванс, Н. Анатомия бодибилдинга / Н. Эванс; пер. с англ. С.Э. Борич. — 2-е изд. — Минск: Попурри, 2012. — 192 с.: ил.
9. Никонов, Ю.В. Физическая подготовка хоккеистов: методическое пособие / Ю.В. Никонов. — Минск: Витпостер, 2014. — 576 с.

Принцип действия динамометра

Итак, мы видим, что для измерения силы, действующей на груз, необходимо уравнять ее с силой растяжения пружины динамометра. Указатель, закрепленный на пружине, покажет величину этой силы согласно шкале. Таким образом, можно сделать вывод, что:

Устройство динамометра основывается на сравнении измеряемой силы с силой упругости пружины.

Например, если подвесить груз какой-то массы, то мы будем сравнивать силу тяжести, действующую на этот груз, и величину силы упругости растянутой пружины.

Если мы возьмем крючок на конце пружины и потянем за него, то мы будем сравнивать силу, приложенную нами, с силой упругости пружины. Так, с помощью динамометра можно измерять различные силы.

Вспомним закон Гука — он гласит, что сила упругости тела при растяжении прямо пропорциональна изменению длины тела. Принцип работы динамометра подтверждает этот закон — пружина удлиняется во столько же раз, во сколько увеличивается сила ее упругости.

Виды динамометров

М

ожно выделить несколько видов динамометров на основе принципа их действия:

1. Механические динамометры (рычажные или пружинные)

В основе работы механических динамометров лежит деформация. Принцип действия пружинного динамометра подробно описан выше. В рычажном динамометре под действием измеряемой силы происходит деформация рычага, которая и показывает величину силы.

1. Гидравлические динамометры

Принцип действия таких динамометров основан на определении количества жидкости, вытесняемой из цилиндра под действием измеряемой силы.

1. Электрические динамометры

У таких динамометров имеется датчик, который преобразует деформацию в электрический сигнал. Это вид динамометров стал широко применяться в последнее время.

Современные модели динамометров могу соединять и использовать в себе несколько принципов действия.

HydroMuseum – Динамометр

Динамометр —  механический или электрический прибор для измерения силы тяги или крутящего момента машины, станка или двигателя. В зависимости от принципа действия динамометры делятся на два типа: тормозные и трансмиссионные; при измерениях первые поглощают мощность обследуемого агрегата, а вторые пропускают ее, не мешая рабочему циклу.

Тормозные динамометры бывают самых различных конструкций; к ним относятся, например, тормоз Прони, гидравлический и электромагнитный тормоза. Обычно двигатель или механизм, мощность которого определяется, воздействует на некоторый вал, вращательное усилие на котором или его крутящий момент измеряется непосредственно динамометром. При этом, как правило, тахометром измеряется скорость вращения вала. Сопоставляя результаты таких измерений, находят входную или выходную мощность машины. Показанный на рис. 1 тормоз Прони имеет следующие элементы: барабан, установленный на том валу, которому передается подлежащая измерению мощность, фрикционный тормоз, тормозной рычаг и весы. При повороте барабана фрикционный тормоз и связанный с ним тормозной рычаг тоже стремятся повернуться, но этому препятствует груз, величина которого, измеряемая по весовой шкале, и определяет вращательное усилие на валу. По результатам такого измерения и показаниям тахометра находят искомую мощность. Тормоз Прони используют при измерениях характеристик низкооборотных двигателей постоянной мощности.

Рис. 1. Тормоз Прони.

Гидравлическим тормозом можно измерять мощность высокооборотных агрегатов, например, крупногабаритных турбин. Особый вид динамометра представляет собой т.н. беговой барабан, предназначенный для определения тяговых или тормозных усилий грузовых и легковых автомобилей; его принципиальная схема приведена на рис. 2.

Рис.

2. Принципиальная схема бегового барабана.

Зачастую в схему тормозного динамометра входит электрический генератор. Работает он от испытываемого двигателя, а его выходной сигнал поступает в набор резисторов, которые поглощают измеряемую мощность в электрической форме. Измеренным значением необходимой для этого поглощения резистивной нагрузки и определяется искомая мощность. В электромагнитном динамометрическом тормозе на приводном валу, связанном с испытуемым агрегатом, крепится металлический диск, расположенный между полюсами магнита с поворотным ярмом. При вращении диска между магнитными полюсами в нем возникают вихревые индукционные токи, в результате взаимодействия которых с магнитным полем, скоба стремится повернуться; по усилию, необходимому для удержания скобы от поворота, и определяется искомая величина. Электромагнитный динамометр может быть выполнен в виде миниатюрного прибора, пригодного для измерений характеристик малогабаритных двигателей.

Трансмиссионные динамометры. В крутильном динамометре с помощью тензодатчика, связанного с упругим приводным валом, измеряются деформации кручения этого вала. Деформации изменяют электрическое сопротивление тензодатчика, и на заблаговременно прокалиброванном индикаторе можно получать показания в желаемых единицах мощности. Такие динамометры применяют при определении характеристик судовых двигателей. Большинство электрических динамометров представляет собой двигатель-генератор постоянного тока на вращающейся опоре. При измерениях мощности, потребляемой испытуемым агрегатом, такой динамометр работает как электродвигатель; основание его статора установлено на подшипниках и может поворачиваться, а ротор жестко соединяется с ротором проверяемого механизма. При воздействии динамометра на испытуемый агрегат статор стремится повернуться вслед за своим ротором, но удерживается рычагом, связанным с весами; скорость вращения определяется тахометром. Если измеряется выходная мощность какого-то двигателя, то электрический динамометр функционирует как электрический генератор.

Электрические динамометры применяются для измерения характеристик маломощных машин; они легко перестраиваются, точно изменяя скорость вращения или значение выходной нагрузки испытуемого устройства.

Динамометр арматурный

Динамометр арматурный устанавливается в основании строительных сооружений, сваях, фундаментах, тоннелях, мостах, откосах, портовых сооружениях, доках, задвижках и других бетонных сооружениях и котлованах для контроля безопасности, измеряет напряжение арматуры внутри бетона.

Динамометр грунтовый.

В основании опытной секции грунтовые динамометры располагаются не менее чем в трех створах, перпендикулярных оси плотины, один из которых находится в середине секции, а два — у ее краев.

Если ширина секции больше 30 м, измерительные створы должны располагаться не реже, чем через 10—12 м. Крайние створы находятся на расстоянии 2—3 м от шва, разделяющего одну секцию от другой.

Динамометр Карлсона.

Наибольшее распространение получил в зарубежной практике динамометр Карлсона, представляющий собой плоский диск, заполненный ртутью. При изменении внешних напряжений изменяется давление ртути на приемную мембрану, оснащенную тензометрическим измерительным устройством, изменение сопротивления которого регистрируются мостиком Уитстона. Известны аналогичные датчики, основанные на различных принципах измерения прогиба мембраны: индуктивном, акустическом, емкостным и др.

Динамометры: что это такое и кому они нужны

15 января 2021 г.

Как и весы, динамометры представляют собой измерительные устройства, которые обычно используются для подвесного взвешивания. Но то, что они измеряют, совсем другое. Эти устройства, обычно называемые «dynos» или «dynas» для краткости, необходимы для самых разных отраслей. Сегодня мы дадим вам краткий обзор динамометров. Мы расскажем, что они из себя представляют, и приведем несколько примеров их применения.

Динамометры полезны в коммунальном хозяйстве, строительстве и сфере отдыха — и это лишь некоторые из них. Вот что они делают.

Что такое динамометры?

Как и в случае со многими другими техническими терминами, базовое знание латыни или греческого языка может помочь вам определить, что такое динамометры. Термин динамометр происходит от двух греческих слов. Первое из них, «дунамис», означает «мощность». Второе означает «измерение».

Это точно отражает то, что делают динамометры: они измеряют мощность. Первоначально они сделали это, объединив крутящий момент и угловую скорость. В то время как это общая идея динамометров, они развились, чтобы иметь широкий спектр приложений, таких как измерение веса и натяжения. Как и все весовое оборудование, они требуют регулярной калибровки и технического обслуживания.

Теперь давайте перейдем к некоторым отраслям, в которых сегодня используются динамометры.

В каких отраслях промышленности используются динамометры?

Динамометры необходимы в большем количестве отраслей, чем вы думаете. Та или иная форма динамометрического стенда используется практически в каждой отрасли, которую вы только можете себе представить. Сегодня мы сосредоточимся конкретно на секторах, в которых используются динамометры натяжения.

Коммунальные услуги. Самый известный производитель динамометров Dillon изначально разработал свое устройство для измерения натяжения телефонных проводов. Они по-прежнему регулярно используются в коммунальной отрасли сегодня.

Строительство мостов. Некоторые из самых известных мостов в мире являются висячими. К ним относятся Золотые Ворота и Манхэттенские мосты. Если вы что-нибудь знаете о том, как устроены мосты такого типа, вы знаете, что они зависят от натяжения. Вся нагрузка заканчивается натяжением тросов. Их часто проектируют с помощью динамометров натяжения.

Лифты. В то время как передовые технологии лифтов используют давление для перемещения кабины, они традиционно работали с использованием тросов. Динамометры использовались для балансировки натяжения между множеством различных тросов лифта одновременно.

Отдых. Если вы когда-нибудь катались на подъемнике, то должны знать, что эта технология часто регулируется с помощью динамометров натяжения. Мало того, инженеры использовали динамометрические датчики для обеспечения безопасности сетей, защищающих лыжников от лавин и камнепадов.

КАЛИБРОВКА, ОБСЛУЖИВАНИЕ и АРЕНДА

The Scale People предлагает калибровку ISO для всех марок динамометров и крановых весов. Мы предлагаем ускоренные услуги и полный арендный парк, чтобы поддерживать ваш бизнес в рабочем состоянии.

СВЯЖИТЕСЬ С ПРОИЗВОДИТЕЛЯМИ ВЕСОВ ДЛЯ ВАШЕГО ДИНАМОМЕТРА СЕГОДНЯ!

С 1956 года компания The Scale People заслужила репутацию лучшего поставщика услуг по калибровке и ремонту измерительного оборудования в Среднеатлантическом регионе. Наш отдел продаж может помочь вам найти лучшее весовое оборудование для вашего приложения. Основанная в Вашингтоне, округ Колумбия, с тех пор мы расширились, чтобы предлагать свои услуги в штатах Мэриленд, Вирджиния, Делавэр, Северная Каролина, Пенсильвания и по всей стране. За годы работы мы создали длинный список довольных клиентов из самых разных отраслей, включая фармацевтику, производство продуктов питания и напитков, а также государственное производство.

Мы являемся полностью аккредитованной сервисной компанией ISO/IEC 17025:2017. Все наши услуги имеют 100% гарантию удовлетворения. Мы на расстоянии одного телефонного звонка по телефону +1 (800) 451-9.593. Чтобы узнать больше о том, что мы делаем, подпишитесь на нас в Facebook, Twitter и LinkedIn.

 

 

Категории: Динамометры | Теги: динамометры, оборудование для измерения силы и взвешивания

Эта запись была опубликована в пятницу, 15 января 2021 г., в 11:02. И комментарии и запросы в настоящий момент закрыты.

Динамометры для измерения веса или силы | Системы взвешивания данных

Динамометры

Ваша цитата  {{Корзина.длина}}



Динамометр Dillon EDXtreme RED

Последняя версия цифрового динамометра Dillon ED с высокой точностью и дополнительным беспроводным удаленным дисплеем. … еще >

Доступно моделей: 11

информация о продукте

Динамометр Dillon AP (циферблат 5 дюймов)

Механический динамометр Dillon AP демонстрирует безграничную универсальность в качестве прибора для измерения натяжения, тяги и веса. … еще >

Доступно моделей: 10

информация о продукте

Динамометр Dillon ED Junior красный

Динамометр ED Junior — это простота и ценность. Приложить нагрузку; взять чтение. … еще >

Доступные модели: 4

информация о продукте

Прямая точка RadioLink Plus TS

TS добавлен беспроводной динамометр RLP с множеством опций для отображения, сбора данных и работы в суровых условиях. … еще >

Доступно моделей: 14

информация о продукте

Динамометр MSI 7300 Dyna-Link 2

Динамометр с увеличенным дисплеем. … еще >

Доступно моделей: 18

информация о продукте

Динамометр Dillon AP (циферблат 10 дюймов)

Обеспечивает большую точность и производительность по сравнению со стандартными 5-дюймовыми моделями… подробнее >

Доступные модели: 14

информация о продукте

Эйлон Инжиниринг Рон 2501-S

Легкий и компактный динамометр… подробнее >

Доступно моделей: 16

информация о продукте

Loadlink Plus с прямой точкой

Натяжное звено со встроенным легко читаемым ЖК-дисплеем и кнопочным управлением. … еще >

Доступно моделей: 27

информация о продукте

Прямая точка Radiolink Plus ATEX TS

Искробезопасная версия Radiolink Plus для нефтяных, газовых и химических сред.