Οδηγός Αγοράς για Δυναμόμετρα Νewtonmeters

Το δυναμόμετρο είναι μια συσκευή που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της εφαρμοζόμενης δύναμης συμπίεσης ή εφελκυσμού (push / pull) ή για τον καθορισμό της ροπής δύναμης (ροπή).

Η διεθνώς χρησιμοποιούμενη μονάδα για τη δύναμη είναι το Newton. Στην καθημερινότητα, στην ιατρική και επίσης για τις προδιαγραφές φορτίου, ωστόσο, ο όρος βάρος χρησιμοποιείται συνήθως με τις προδιαγραφές σε μονάδες κιλών. Για το λόγο αυτό, υπάρχουν πολλά μοντέλα μετρητών δύναμης που εμφανίζουν τις μετρούμενες τιμές σε γραμμάρια ή κιλά. Στα αγγλικά η αναφορά δύναμης υποδεικνύεται με ένα προσαρτημένο f για δύναμη, όπου δεν είναι kg αλλά kgf. Δύναμη ενός κιλού (kg ή kgf) αντιστοιχεί σε περίπου 10 (9,81) newton και ένα newton σε περίπου 100 (102) γραμμάρια.

Όταν επιλέγετε ένα δυναμόμετρο, πρέπει να λάβετε υπόψη πώς εφαρμόζεται η δύναμη. O εφελκυσμός είναι η δύναμη pull, ενώ η συμπίεση είναι η δύναμη push. Μια άλλη κοινή μέτρηση δύναμης είναι η ροπή. Η ροπή είναι η δύναμη που ξεκινά από την περιστροφή. Για όργανα μέτρησης ροπής, επισκεφτείτε τους μετρητές ροπής.

Φορητό ή Σταθερό

Η απάντηση σε αυτό το ερώτημα εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την εφαρμογή. Εάν θέλετε να χρησιμοποιήσετε το δυναμόμετρο για να συλλέγετε σποραδικά μετρήσεις για διασφάλιση ποιότητας, μια φορητή συσκευή είναι αρκετή. Εάν θέλετε μια πιο ακριβή και επαναλαμβανόμενη δοκιμή δύναμης, θα είναι καλύτερα να χρησιμοποιήσετε μια σταθερή βάση δοκιμής δύναμης με το δυναμόμετρο σας. Εκτός από την παροχή σταθερότητας, μια σταθερή βάση δοκιμής δύναμης, που ονομάζεται επίσης universal testing machine (UTM), μπορεί να εξοπλιστεί με διασύνδεση RS-232 ή θύρα USB, επιτρέποντας την σύνδεση με υπολογιστή.

Εύρος Μέτρησης

Για λόγους ασφαλείας, πρέπει να επιλέξετε ένα δυναμόμετρο που να μπορεί να καλύψει μέχρι και την μέγιστη προβλεπόμενη μέτρηση. Στη συνέχεια, θα πρέπει ενδεχομένως να ληφθεί υπόψη ένα buffer, εάν η απαιτούμενη ακρίβεια μέτρησης το επιτρέπει. Επιπλέον, οι κίνδυνοι που μπορεί να προκύψουν κατά τη μέτρηση της δύναμης θα πρέπει να προσδιορίζονται και να εξαλειφθούν αναλόγως εκ των προτέρων. Για παράδειγμα, εάν κατά τη διάρκεια μιας μέτρησης της δύναμης εφελκυσμού, υπάρχει κίνδυνος συστροφής του υλικού δοκιμής, η συσκευή μέτρησης δύναμης πρέπει να ασφαλιστεί μέσω ενός σφιγκτήρα για την αποφυγή τραυματισμού.

Για εφαρμογές που απαιτούν μικρές δυνάμεις, μια απλή και οικονομικά αποδοτική συσκευή μέτρησης δύναμης είναι μια κλίμακα ελατηρίου. Μια ζυγαριά ελατηρίου μετρά το βάρος ή τη δύναμη, συνήθως σε γραμμάρια (g), κιλά (kg), λίβρες (lbs) ή/και Newton (N), όταν ένα αντικείμενο είναι κρεμασμένο από το άγκιστρο της ζυγαριάς.

Μια άλλη συσκευή μέτρησης δύναμης με αρχή μηχανικής μέτρησης είναι ένα υδραυλικό δυναμόμετρο. Ένας υδραυλικό δυναμόμετρο χρησιμοποιεί ένα υδραυλικό υγρό για τη μέτρηση των δυνάμεων. Οι αισθητήρες υδραυλικής δύναμης έχουν σχεδιαστεί για πολύ μεγαλύτερα εύρη μέτρησης δύναμης σε σύγκριση με τις κλίμακες ελατηρίου. Ωστόσο, τα μειονεκτήματα των συσκευών μετρητών υδραυλικής δύναμης είναι η χαμηλότερη ακρίβεια μέτρησης, η χαμηλότερη ανάλυση μέτρησης και η έλλειψη ιχνηλασιμότητας μέτρησης. Για αυτούς τους λόγους, χρησιμοποιούνται κυρίως συσκευές ψηφιακής μέτρησης δύναμης.

Ένας ψηφιακός μετρητής δύναμης αποτελείται από δύο σημαντικά στοιχεία: τον αισθητήρα και τον μετρητή. Σε συσκευές ψηφιακών μετρητών δύναμης με χαμηλότερο εύρος μέτρησης, ο αισθητήρας εγκαθίσταται συχνά εσωτερικά. Για μεγαλύτερα εύρη μέτρησης, ο αισθητήρας συνδέεται εξωτερικά στο μετρητή. Πολλά προϊόντα ψηφιακού μετρητή δύναμης είναι πολλαπλών χρήσεων και θα μετρούν τόσο τις δυνάμεις τάσης όσο και συμπίεσης, μεταξύ άλλων παραμέτρων, όπως η ταχύτητα περιστροφής και η δόνηση του τριών άξονα. Δεν υπάρχει ένας αισθητήρας που να είναι κατάλληλος για όλες τις εργασίες μέτρησης. Έτσι, αυτές οι συσκευές ψηφιακού μετρητή δύναμης πολλαπλών χρήσεων θα συνοδεύονται συχνά από προσαρμογείς ή/και θα προγραμματίζονται να εκτελούν μαθηματικές μετατροπές μέτρησης.

Μια σημαντική παράμετρος για ένα ψηφιακό μετρητή δύναμης είναι ο μέγιστος δυνατός ρυθμός δειγματοληψίας. Ο ρυθμός δειγματοληψίας είναι η συχνότητα με την οποία ο πομπός ελέγχει τον αισθητήρα δύναμης. Συχνά υποδεικνύεται ως αριθμός Hz. 1000 Hz σημαίνει ότι ο αισθητήρας δύναμης ερωτάται 1000 φορές ανά δευτερόλεπτο από τον πομπό και ο πομπός μπορεί να αλλάξει τα δεδομένα μέτρησης 1000 φορές ανά δευτερόλεπτο. Οι μετρητές δύναμης χαμηλού κόστους έχουν μόνο έναν ρυθμό δειγματοληψίας 2 Hz, ο οποίος είναι επαρκής για μια αργή μέτρηση δύναμης, αλλά είναι σίγουρα ακατάλληλος για tear test.

Όσο μεγαλύτερο είναι το μέγιστο φορτίο του αισθητήρα, τόσο μικρότερη είναι η ακρίβεια μέτρησης του αισθητήρα. Επομένως, εδώ πρέπει να επιτευχθεί συμβιβασμός. Κάθε μετρητής δύναμης θα έχει τις δικές του προδιαγραφές ακρίβειας που εξαρτώνται από το εύρος που μετράται. Συνήθως, ένα όργανο μέτρησης μεγαλύτερης ακρίβειας θα συνοδεύεται από υψηλότερη τιμή, επομένως είναι σημαντικό να λαμβάνεται υπόψη η πρακτικότητα καθώς και η ακρίβεια.

Παραδείγματα ειδικών εφαρμογών

Είτε σε γραμμές υψηλής τάσης είτε σε εναέριες σιδηροδρομικές γραμμές, σε κτίρια, γέφυρες, τελεφερίκ, ανελκυστήρες, γερανούς ή άλλα μηχανήματα, οι δοκιμές πριν και μετά την εγκατάσταση έχουν σκοπό να διασφαλίσουν ότι τα καλώδια και τα σχοινιά μπορούν να εκπληρώσουν τις λειτουργίες τους με ασφάλεια. Τα νέα σχοινιά δοκιμάζονται πριν την εγκατάσταση με μηχάνημα δοκιμής εφελκυσμού ή με κατάλληλο μανόμετρο σε ειδικά εξαρτήματα. Το ISO 2307:2019 και το EN ISO 2307:2019 και με βάση αυτό το DIN EN ISO 2307: 2019-12 προσδιορίζουν, μεταξύ άλλων, τις μεθόδους μέτρησης της δύναμης θραύσης και της επιμήκυνσης του σχοινιού υπό τάση εφελκυσμού.

Για μετρήσεις δύναμης εφελκυσμού στα τεντωμένα σύρματα ή σχοινιά, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένας κινητός μετρητής δύναμης ειδικά σχεδιασμένος για τη μέτρηση της δύναμης του σχοινιού, ο οποίος έχει ρυθμιστεί έτσι ώστε το σχοινί να καθοδηγείται σε τρεις κυλίνδρους του μετρητή. Αυτοί οι ειδικοί μετρητές τάσης σχοινιού είναι διαθέσιμοι για διαφορετικά εύρη δυνάμεων, διαμέτρους σχοινιού και με διαφορετικά μήκη της απόστασης μέτρησης. Ωστόσο, απαιτείται πάντα ελεύθερη πρόσβαση και επαρκής χώρος για την τοποθέτηση της συσκευής μέτρησης.