Что такое динамометр и для чего он нужен
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.
Пружинный динамометр
Простой пружинный динамометр можно изготовить самостоятельно (рисунок 1). Он состоит из нескольких частей:
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.
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:
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.
Для этого разделим расстояние между отметками 0 и 1 на 10 одинаковых частей, поставив соответствующие штрихи. Аналогично поделим на части и другие отрезки ( между отметками 2 и 3, 3 и 4, и т. д.).
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
Можно выделить несколько видов динамометров на основе принципа их действия:
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.
Принцип действия таких динамометров основан на определении количества жидкости, вытесняемой из цилиндра под действием измеряемой силы.
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.
Применение динамометров
Динамометры имеют очень широкое применение. Например, в медицине используются специальные медицинские динамометры. Они предназначены для измерения силы различных мышечных групп человека.
Одним из таких приборов является ручной динамометр, который называется силомером (рисунок 3). С его помощью измеряется мускульная сила руки при сжатии кисти в кулак.
Рисунок 3. Силомер – электронный кистевой динамометр.
Для того, чтобы измерить тяговые усилия локомотивов, тракторов, морских буксиров и другой техники, используют специальные тяговые динамометры (рисунок 4).
Рисунок 4. Применение тягового динамометра.
Такие динамометры способны измерять силы до нескольких десятков тысяч ньютонов. Современные модели имеют пульт дистанционного управления с дисплеем (рисунок 5).
Рисунок 5. Тяговый динамометр.
При монтаже проводов и кабелей используют динамометры для определения силы натяжения провода (рисунок 6). Существуют специальные монтажные таблицы с необходимыми значениями.
Рисунок 6. Динамометр для монтажных работ.
Динамометры используют не только в специальной технике, но и в обычных для нас местах: в метро, в автобусах и даже в лифте. Здесь эти приборы используют для измерения силы сжатия створок различных автоматических дверей.
Динамометр. Виды и устройство. Работа и применение. Как выбрать
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.
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 динамометр имеет следующее устройство:
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. Главная 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.
Применение
Динамометр пружинного типа часто применяется с целью определения массы всевозможных грузов. Также их используют для определения показателей прочности сварочных швов и других соединений.
Динамометр может применяться для получения точных данных, параметров сил, к примеру:
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
Что такое динамометр и для чего он нужен
При создании и использовании механических конструкций очень часто есть необходимость измерять усилия, которые воздействуют на какие-то отдельные элементы данной конструкции.
Это может понадобиться при испытательном тестировании, монтаже, или во время дальнейшей эксплуатации. Именно для таких измерений и создан динамометр.
Давайте рассмотрим что измеряют динамометром подробнее.
Динамометр – это прибор, который служит для измерения силы, либо ее момента.
Его составляющими являются отсчетное устройство и силовое звено.
Принцип работы данного устройства заключается в следующем: усилие, которое изменяется в силовом звене, вызывает деформацию, а она сообщается отсчетному устройству.
Благодаря таким динамометрам можно измерять усилия от маленьких долей ньютона до 20 мН.
Если говорить о типах динамометров, то по принципу действия их разделяют на три группы:
Также существуют приборы, в которых используются сразу два принципа. Рассмотрим каждую группу отдельно.
Механические динамометры
Как уже упоминалось, есть два типа механических динамометров.
В пружинном динамометре момент силы или сила направлены на пружину, которая в свою очередь либо растягивается, либо сжимается – это зависит от направления силы. Между величиной упругой деформации пружины и силой воздействия на нее существует пропорциональная связь, поэтому она регистрируется.
Принцип работы рычажного динамометра такой же, только деформируется не пружина, а рычаг.
Гидравлические динамометры
Действие такого типа прибора очень просто: под давлением жидкость из цилиндра вымещается по трубке к аппарату, что фиксирует показания, которые потом регистрируются.
Электронные динамометры
Главным элементом динамометра такого типа является датчик, преобразующий деформацию, возникающую после воздействия силы, в сигнал электричества.
Этот сигнал передается дополнительному датчику, который, в свою очередь, усиливает его и записывает.
Концевые захваты таких устройств могут быть выполнены в различных модификациях.
Это зависит от условий, где они будут применяться и никак не влияет на точность прибора. Электронные динамометры делятся на 4 класса точности. Они определяются рабочим диапазоном и ценой деления шкалы в отчетном устройстве.
Покупайте качественный товар, и вы никогда не прогадаете! Удачи!
Для чего нужен динамометр
Все действия в современном мире имеют свои величины. Но как измерять все эти величины? Конечно же, с помощью специализированных приборов. Так, измерение длин осуществляют с помощью линеек, уровень сахара в крови – с помощью глюкометра, давление газа или жидкости – при использовании манометра. А для каких измерений используют динамометр?
При помощи динамометра измеряют силу, а также момент силы.
Как устроен динамометр
Основные части прибора – это силовое звено и устройство отчета. Принцип действия динамометра основывается на деформации. Деформацию испытывает силовое звено под воздействием измеряемого усилия. Зафиксировать величину усилия позволяет устройство отсчета связанное с силовым звеном либо напрямую, либо через передачу. На устройстве отчета механического прибора содержится шкала с делениями, где и отображается деформация. В случае, когда используется электронный динамометр, то показания деформации отображаются цифрами на дисплее прибора.
Использование динамометра в повседневной жизни
Где, зачем и как необходим этот прибор в повседневной жизни?
Практически у всех людей есть дома приборы, работающие по тому же принципу, что и динамометр – напольные или кухонные весы (а может быть безмен). Нередко встречаются и такие названия как «весы динамометрические». Данный вид весов используют, когда нужно взвесить большие и тяжелые грузы при помощи крана.
Если стоит задача конструирования и эксплуатации различных механических конструкций, то необходимо произвести измерения усилий, оказывающих воздействия на элементы данных конструкций. Именно для этих целей купить динамометр можно на сайте tochpribor-nw.ru.
Динамометры широко применяются в спортивной медицине и физиологии. К примеру, кистевой динамометр позволяет измерить силу мышц-сгибателей пальцев кисти руки. Эти измерения необходимы для диагностики функционирования рук здорового человека, либо человека, который восстанавливается после травмы. Применение станового динамометра позволяет проводить оценку общей физподготовки человека. Данные исследования необходимы в области неврологии, когда проводят диагностику различных заболеваний, которые сопровождаются мышечной слабостью.
Каждый автомобилист не раз сталкивался с таким инструментом, как динамометрический ключ. Ключи с динамометрической системой позволяет с высочайшей точностью закрутить гайку без повреждения резьбы.
Динамометры можно классифицировать по назначения:
— образцовые
— рабочие.
Образцовые динамометры в свою очередь бывают трех степеней точности (I, II, III степени). Их используют при оценке точности и градуировки рабочих динамометров. Также с помощью образцовых динамометров контролируют усилия машин, предназначенных для проверки механических свойств различных изделий и материалов.
Динамометр: как и что измеряет? 105 фото оптимальных приборов. Виды, типы и характеристики, настройка и применение
Этот прибор представляет собой устройство, которое позволяет измерять и получать показатели момента действующей силы. В основе его находится специальная пружина, с помощью которой будет измеряться различный вес путем сжатия или растягивания.
Весы это первый прибор, который использовался для измерения нашей массы. Он измеряется в килограммах. Бывают случаи когда нужно получить результат после взвешивания в ньютонах, поэтому нужно воспользоваться динамометром. Выделяют некоторые типы этого прибора.
Содержание
Виды динамометров
К ним относят следующие:
В механическом динамометре выделяют два вида, которыми пользуются клиенты. К ним относят: рычажный и пружинный динамометр. В каждом из них есть специальные особенности.
Вот, например именно в рычажном динамометре силы деформируют рычаг, после чего величина регистрируется, а у пружинного сила или момент её передаётся пружине. После чего сила сжимается или растягивается.
Гидравлический динамометр основан на вымещении силы жидкости из цилиндра. Если нужно чтоб жидкость поступала по трубке обязательно должно быть давление, после чего будет регистрироваться.
Как выбрать динамометр
Этот товар пользуется большим спросом, поэтому каждый должен знать, на что нужно обращать внимание при выборе этого оборудования. Очень важно чтобы покупатель знал, для каких целей нужен ему динамометр.
В каждом из них есть определенные функции, возможно, которыми Вы не будите пользоваться в дальнейшем, а цена будет выше, чем у других моделей.
Поэтому очень важно заранее продумать этот нюанс, чтобы не переплачивать.
Если Вы часто, куда-то уезжаете, то отличным вариантом будет приобрести электронный динамометр. Эта модель очень удобна, так как работает от батареек. Ещё одним плюсом этой модели будет самостоятельное отключение, если не планируете им пользоваться в данный момент.
Из чего состоит динамометр
Этот прибор состоит из упругого элемента и отсчетного устройства.
Самым обычный динамометр выглядит следующим образом:
Так же хотим рассказать, как им нужно пользоваться. Для этого пользуются нужным грузом. Он подвешивается на крючок динамометра, после чего сможете узнать весь, который будет указан по шкале.
Динамометр для спортсменов
Не многие знают, для чего нужен это товар. Поэтому хотим подробнее об этом рассказать в этом материале. Этим прибором могут пользоваться люди, которые постоянно занимаются спортом.
Каждый спортсмен желает знать свою мышечную силу, в этом ему сможет помочь динамометр. Единица измерения этого товара будет в ньютонах.
Когда вы становитесь на весы, то они показывают ваш вес, ну а если вы решили воспользоваться динамометром, то он покажет мышечную силу.
Отличия станового от кистевого динамометра
Каждый спортсмен должен знать отличительные черты кистевого динамометра от станового. Самое главное отличие заключается в его целевом использовании. Давайте далее подробнее разберемся об этом.
Изначально поговорим о становом динамометре. Этот материал представляет собой напольное оборудование, расположенное на опорной лапе размер которого будет составлять 300 на 200 мм.
Процедуру нужно выполнять сначала на правой руке, а затем на левой. Это нужно соблюдать согласно инструкции тестирования иначе получиться не верный результат.
Какую измеряют силу динамометром
С помощью этого прибора можно измерять различные силы. К основным из них можно отнести следующие:
Это самые востребованные варианты, которыми пользуются клиенты.
Выделяют разновидности динамометров такие как:
Каждый из них имеет свои специальные особенности в использовании. Давайте поговорим об этом подробнее.
Ручной динамометр, некоторые его знают, как силометр используется для измерения мускульной силы руки. Этот прибор нужно положить в ладонь и сжать кисть в кулак.
Медицинским прибором пользуются для измерения силы мышечных групп.
Электронную разновидность динамометра можно применять путем растяжения и сжатия. Он состоит из тензометрического датчика, который соединяется кабелем со специальным пультом. Этот датчик будет меняться за счёт различных нагрузок.
Тяговый динамометр больше всего используют для измерения больших грузов: тракторов, морских буксиров, локомотивов, а также других разновидностей с большим весом. Именно этой моделью можно измерять силы до нескольких десятков тысяч ньютонов.