Динамометры

Всем нам из школьных уроков физики знаком такой инструмент, как динамометр. Это контрольно-измерительное устройство, предназначенное для определения силы растяжения, сжатия или момента силы.

Конструкция динамометра

Основные параметры, по которым отличаются различные модели, это:

• область назначения;
• конструкция силового блока.

От этих моментов зависит диапазон измерений – сотые доли или десятки тысяч Ньютонов.

Любая модель, независимо от предназначения и компании-изготовителя, состоит из двух основных блоков: силового и отсчетного. Под воздействием приложенной силы, груза силовое звено, например, пружина, деформируется. Значение полученной деформации путем механической передачи, посредством электрического сигнала или каким-либо другим способом передается на отсчетный узел. Этот блок может быть реализован в виде аналогового или цифрового устройства.

Классификация динамометров по принципу действия

Для классификации приборов основополагающими характеристиками могут быть назначение, тип силового устройства и другие параметры. В одном устройстве может быть реализовано два силовых блока разного принципа действия. Цена динамометра во многом определяется сложностью его конструкции.

• Динамометр механический

Простейший вид – пружинный, механический или  динамометр растяжения, в нем воздействие оказывается на специальную пружину, которая, в зависимости от направления приложенной силы либо растягивается, либо сжимается. При этом возникает упругая деформация пружины. Размер деформации фиксируется. Он пропорционален приложенной к динамометру силе. В рычажных приборах воздействие оказывается на специальный рычаг. Результаты, получаемые при помощи таких приборов, обладают не высокой степенью точности. К тому же на нее оказывает влияние и температура окружающей среды.

Наиболее широко известные и распространенные механические динамометры безмен (пружинный) и динамометрический автомобильный ключ (рычажный). Одним из представителей этого класса является динамометр дпу.

• Динамометр гидравлический

Основной элемент прибора – цилиндр с поршнем и жидкостью. Когда к динамометру прикладывается сила, то жидкость по трубке перетекает в специальную емкость, где фиксируется ее количество и по нему отсчитывается величина силы. Эти приборы более точны, но они конструктивно сложнее, а, следовательно, и более подвержены поломкам. Например, возможна разгерметизация цилиндра, недостаточное количество жидкости в нем и другие.

• Динамометр электронный

Работа прибора основана на преобразовании деформации в электрический сигнал. На датчик (индуктивный, пьезоэлектрический, тензорезисторный, вибрационно-индукционный) воздействует нагрузка, вызывая деформацию, что ведет к увеличению сопротивления и уменьшению силы тока. Сигнал усиливается и передается на записывающее устройство. Динамометр электронный обладает наиболее высокой степенью точности, имея при этом небольшие размеры и малый вес. С учетом наличия датчиков различных типов, это ведет к повышению спроса на данные модели, расширению сферы их использования.

Динамометры различного назначения

В зависимости от сферы использования оборудование данного вида также может быть разделено на несколько классов.

• Образцовые динамометры

Приборы из этой категории используются в различных ремонтных, сертификационных, мастерских, лабораториях. Они предназначены для контроля рабочих стендов, испытательных машин по окончании ремонта или при выполнении поверочных процедур. Для этого используются модели, работающие и на растяжение и на сжатие. Они компактны, удобны в использовании, имеют встроенную систему самодиагностики, защищены от воздействия боковых нагрузок, могут подключаться к персональному компьютеру. Для считывания полученных данных они оснащены цифровым индикатором.

• Медицинские динамометры

Некоторые профессии требуют от человека нахождения в сложных условиях, наличия особенных физических данных.  Для выявления соответствия человека профессиональным требованиям предназначены специальные приборы, которые подразделяются еще на несколько подгрупп: кистевые, становые. С их помощью определяют силу человека, его выносливость, выявляют состояние мышц, контролируют ход восстановительных процессов после сложной операции, травмы. Находят они применение и в различных фитнес-центрах, секциях единоборств. Люди, заботящиеся о своем здоровье, занимающиеся спортом, развитием мускулатуры также покупают динамометр медицинский для контроля результатов занятий.

• Динамометр лабораторный

При выполнении лабораторных работ на уроках физике, проведении различных исследований, испытаний, связанных с определением силы упругости, тяжести, трения применяется динамометр лабораторный. Основным рабочим элементом прибора является пружина. Для контроля сыпучих, жидких веществ, помещенных в специальную тару, предназначена «компенсационная гайка», устанавливающая торец штока на нулевую отметку.