Как измеряют силу удара и скорость полёта мяча в футболе

Способы крепления вибрационных датчиков

Возможны следующие способы крепления вибрационных датчиков ():

• при помощи шпильки;
• клеевые соединения, включая крепление при помощи пчелиного воска;
• использование промежуточных элементов;
• при помощи магнитов;
• при помощи щупа.

Рисунок 82 – Способы крепления вибрационных датчиков

Крепление при помощи шпильки на гладкой плоской поверхности является предпочтительным. Место проведения измерения предварительно подготавливается (). Сверлится отверстие, нарезается резьба, шлифуется поверхность. При этом соблюдаются следующие требования:

• глубина резьбового отверстия должна быть достаточной, чтобы шпилька не упиралась в дно отверстия в основании датчика;
• шероховатость поверхности не более 1,6…0,25 Rz;
• неперпендикулярность оси резьбового соединения к плоскости крепления преобразователя не более 0,02%;
• неплоскостность поверхности крепления 0,01%;
• крутящий момент при креплении датчика на шпильку М4…М8 1,7…2 Нм.

Рисунок 83 – Требования к месту установки датчика при помощи шпильки

Поверхность объекта должна быть ровной и чистой. На рабочую поверхность датчика наносится слой пластичной смазки, что увеличивает жёсткость механического соединения датчика и объекта измерений и создает хороший контакт поверхностей.

На показана амплитудно-частотная характеристика пьезодатчика, закрепленного стальной шпилькой на гладкой поверхности объекта. В этом случае резонансная частота пьезодатчика практически совпадает с резонансной частотой, полученной при калибровке производителем (примерно 33 кГц).

Недостатки: большие затраты времени на установку датчика и необходимость проведения слесарных работ.

Альтернативным методом крепления пьезодатчиков является крепление на тонком слое пчелиного воска, при помощи клея, цемента и другие. Резонансная частота уменьшается незначительно (). Этот способ крепления применим при комнатной температуре поверхности объекта и малой амплитуде колебаний.

Недостатками этого метода крепления являются размягчение воска или клея с ростом температуры (допустимая температура +35…40 °С) и ненадежность крепления массивных датчиков, особенно в направлении измерения, отличном от вертикального. Крепление датчика пчелиным воском на гладкой чистой поверхности при измерении вибрации в вертикальном направлении можно считать допустимым для датчиков массой не более 20 г при амплитудах виброускорения до 100 м/с2.

Использование промежуточных элементов – пластин, дисков приводит к искажению воспринимаемого сигнала на высоких из-за механической фильтрации и снижению резонансной частоты из-за повышенной податливости системы.

В тех случаях, когда необходимо обеспечить прочное крепление акселерометра без нарушения поверхности объекта резьбовыми отверстиями, используются специальные шпильки, закреплённые на плоском диске (промежуточные элементы) прикрепляемые твёрдым клеем или цементом. В качестве склеивающих материалов рекомендуются эпоксидные смолы и цианакриловые клеи. Изолированная шпилька и слюдяная шайба используются там, где необходима электрическая изоляция акселерометра относительно объекта.

Наиболее широкое распространение получил способ крепления датчиков на гладкой поверхности объекта с помощью постоянного магнита. При этом статическая сила сцепления магнита с измерительной поверхностью во многом влияет на диапазон измерений. Это определяет необходимость использования неодимовых магнитов с усилием 30…50 Н. Требования к обработке поверхности те же, что и для соединения при помощи шпильки. Крепление при помощи магнита () сокращает измеряемый частотный диапазон до 5000 Гц. Резонансная частота в этом случае уменьшается примерно до 7… 15 кГц и зависит от типа магнита.

Рисунок 86 – Амплитудно-частотная характеристика вибрационного датчика при креплении с помощью магнита

Измерение вибрации с помощью щупа, снижает верхний частотный диапазон () до 1000 Гц. Угол между измерительной осью вибродатчика и направлением измерения на должен превышать 25°.

Мобильные приложения

Пионером в этой области выступила компания Adidas, представив свое приложение для измерения силы удара в 2013 году. Оно называлось Snapshot, было доступно только на iOS, но вызвало огромный интерес среди футболистов, а потом было заброшено и более недоступно. Вероятно, разработка была свернута в связи с выходом “умного мяча”, напичканного датчиками, которые позволяли измерять скорость более точно. О мяче читайте далее.

Запускаешь приложение, пальцами калибруешь размер мяча на экране. Затем начинаешь запись, просишь игрока ударить по мячу. По завершении записи пальцами на экране отмечаешь, где мяч находился до удара, где оказался после. Приложение измерит расстояние, которое мяч преодолел за отрезок времени и вычислит скорость.

Ну ок, а что с точностью замеров?

Приложение обладало следующими фишками:

• перевод на 18 языков;
• замедленное воспроизведение видеозаписи;
• визуальные эффекты удара;
• загрузка на Facebook, YouTube, Twitter.

Но имело и один большой недостаток. Как только статистические данные удара Гарэта Бэйла стали доступны публике (кстати, вроде бы официальное видео все еще доступно здесь), нашлось множество смельчаков, которые тут же побили его рекорд, предоставив доказательства в виде собственных видеороликов.

О чем это говорит? Да о том, что вряд ли анализ видеозаписи может претендовать на роль точного инструмента для оценки заявленных характеристик удара. Ну правда, а чего вы хотели от приложения для айфона?

Насколько нам известно, adidas snapshot больше не поддерживается разработчиками, поэтому рекомендуем скачивать другие приложения. Сейчас таких приложений десятки как под iOS, так и под Android, поэтому никого особенно выделять не будем. Вы можете легко их найти по ключевым словам типа “kick power”, “kick speed” и так далее.

Описание прибора

Второе название этого агрегата – силомер. Он представляет собой контрольно-измерительный прибор, который предназначен для измерения силы в Ньютонах (Н). Конструкция стандартного оборудования проста и состоит из двух основных элементов: силового звена и отсчетного элемента. Принцип работы такого механизма основывается на том, что усилие, осуществляемое силовым устройством, производит определенную деформацию, которая дальше передается на отсчетный датчик и выводится в качестве результата измерения. Данное приспособление знакомо даже человеку далекому от производственного процесса. Его можно было видеть в школе на уроках физики, в больнице при измерении силы и уровня работоспособности человека. Довольно часто их применяют в быту для определения усилия дверей, которые работают автоматически.

Разновидностей силомеров существует много. В первую очередь они отличаются функциональной принадлежностью, конструкцией, принципом действия и диапазоном измерения силы.

Первыми приборами для измерения силы стали весы, первое изображение которых было напечатано в 1726 году. Около 1830 года Сальтер предложил более удобное устройство: для измерения силы в нём использовалась пружина, которая растягивалась грузом. Ещё раньше Ренье изобрёл динамометр с циферблатом, в которoм использовалась кольцеобразно замкнутая пружина. Более поздними изобретениями являются нажим Прони и динамометры Томсона, Геффнер-Альтенека, Броуна и Межи.

Принцип действия

Динамометр работает на одном из основных принципов сохранения в физике. Подробно он уже рассматривался в одной из прошлых статей, это третий закон Ньютона. Внутри динамометра находится пружина или другой элемент, который деформируется под нагрузкой. При этом возникает противодействующая сила. Сам «измерительный предмет» при этом изменяет свои геометрические характеристики, что может быть быстро и довольно точно замерено.

Самая первая картина, которая приходит в голову, когда спрашивают «что измеряют динамометром» — подвешенный на пружине груз. Это самый простой способ измерить силу тяжести или вес объекта. Безмен, который все видели и держали в руках, градуирован в килограммах. Однако, это неверно. Динамометр измеряет не массу, а силу, с которой груз притягивается к поверхности Земли.

Разнообразие – это здорово

Чтобы не упустить клиента, необходимо предоставить ему возможность выбора. Несколько разнообразных силомеров отлично подойдут, а также создадут эффект мини-парка развлечений. Практика показывает, что такой подход увеличивает прибыль и ускоряет окупаемость.

У многих начинающих предпринимателей возникают следующие вопросы, где силомер купить по выгодной цене, что будет если агрегат сломается и как быстро окупятся вложения. Чтобы избежать многих проблем, рекомендуем обращаться к производителям, которые гарантируют качество продукции и предоставляют сервисное обслуживание.

Источник

Применение динамометров

На практике динамометры применяются не только для того, чтобы с их помощью измерять силу тяжести, но и для того, чтобы определять значения других сил (трения, упругости и т.п.). К примеру, сейчас эти приборы применяют для того, чтобы измерять силу различных мышечных групп человека. Одной из разновидностей такого рода устройств являются, к примеру, силометры. С их помощью измеряется мускульная сила руки при сжатии ее в кулак.

Динамометры находят широкое применение и тогда, когда необходимо измерять такие показатели, как тяговые усилия локомотивов, тягачей, тракторов, речных, морских буксиров и прочей техники подобного назначения. Для этого применяются специализированные тяговые динамометры. Их главной отличительной особенностью является то, что с их помощью можно измерять такие тяговые усилия, которые составляют до нескольких десятков тысяч ньютонов.

Если говорить о применении динамометров в повседневной жизни, то эти приборы используются для того, чтобы измерять силу сжатия створок различных закрывающихся в автоматическом режиме устройств (например, дверей вагонов метро, грузовых и пассажирских лифтов, гаражных ворот и т.п.). Необходимо особо отметить, что применение таких систем с использованием динамометров предполагает точную их юстировку и своевременное, тщательное техническое обслуживание.

Вес тела. Динамометр презентация к уроку по физике (7 класс) по теме

Слайд 1

. Вес тела. Динамометр. Учитель физики Климутина Н.Ю. МКОУ «Первомайская СОШ» Ясногорского района Тульской области 7 класс

Слайд 2

Цель урока: дать понятие «вес тела»; установить отличие веса тела от силы тяжести.

Слайд 3

1 Какие силы действуют на книгу, лежащую на столе? Как эти силы направлены? 2. Какую силу называют силой упругости? 3. От каких величин зависит сил упругости и как? 4. Какие деформации тел называются упругими? 5. Какая единица принята в СИ основной единицей измерения сил? Вопросы:

Слайд 4

Укажите, какие силы действуют на тигра и елочную игрушку. Р Весом тела в физике называют силу , с которой тело давит на свою опору или растягивает подвес. ВЕС ТЕЛА

Слайд 5

Вес можно измерить прибором, который называется ДИНАМОМЕТР. От греческого слова « динамис » – сила, «метр» – измеряю. Действие пружинного динамометра основано на уравновешивании силой УПРУГОСТИ измеряемой силы Р.

Слайд 6

F упр. стола – приложена к столу F упр. тела – приложена к телу Так как тело в покое, то F упр. тела F упр. стола = Вниз направлена сила тяжести F упр. тела = F тяж. Тело действует на опору или подвес силой тяжести Р = F тяж. = mg

Слайд 7

Встречались ли вы с этим понятием в жизни ? Занимательные задачи от Григория Остера . Если с интеллигентного, скромного и тактичного физика требуют деньги за два килограмма колбасы, а он видит, что весы с колбасой показывают всего один килограмм , то закричит ли физик на весь магазин: «Нет уж, простите, вес вашей колбасы не два — только один килограмм!»? Ответ: не закричит. Вежливый физик не станет так кричать, потому что помнит: в килограммах выражается лишь одна физическая величина – масса. Вес выражается совсем в других величинах — в Ньютонах.

Слайд 8

m Р Единицы измерения кг (килограмм) Н (ньютон) Прибор для измерения весы динамометр Изображение на чертежах — вектор При изменении условий не меняется ? В обыденной жизни под словом «вес» мы зачастую подразумеваем «массу» тела, не делая различия между этими терминами. Однако это неверно. Всегда ли ВЕС одинаков?

Слайд 9

Невесомость. Есть опора и подвес, Это значит, есть и вес, Нет опоры и подвеса, Однозначно, нет и веса!

Слайд 10

F тяж. Р Единицы измерения Н (ньютон) Н (ньютон) К чему приложена сила к телу к опоре или подвесу В результат взаимодействия тела и Земли тела и опоры или подвеса При изменении условий не меняется становится меньше, больше или равна 0

Слайд 11

P m g Р = mg m = P g g = P m

Слайд 12

Тело всадника без головы имеет массу 70 кг. Масса его лошади 200 кг. До утраты головы общий вес лошади и всадника был 2750 ньютонов. Какова была масса всадника с головой, но без лошади? 2. Дахо ехал верхом на осле, а на плечах у него лежал огромный тюк клевера. Дахо , милый, слезай, навьючь на осла груз, а сам садись сверху, — посоветовал какой-то прохожий. Ты что думаешь, я глупее тебя?! Я хочу, чтобы осел отдохнул, — он с самого утра тюки таскает. Как вы думаете, стало бы ослу легче, если бы Дахо последовал совету прохожего? Почему? 1. Занимательная задача от Григория Остера.

Слайд 13

РЕФЛЕКСИЯ Какое значение для тебя лично имеют знания, полученные сегодня? Что представляло наибольшую трудность в понимании предмета? Как ты оцениваешь полученные сегодня знания (глубокие, осознанные; предстоит осознать; неосознанные)? С каким настроением ты изучал этот материал по сравнению с другими уроками?

Слайд 14

Домашнее задание § 26 – 28, упр. 9(1, 2, 4); подготовиться к лабораторной работе № 6 Спасибо за урок!

Динамометры электрические

В указанной конструкции имеется два датчика. Один (основной) преобразует возникающую деформацию в электросигнал. Второй, дополнительный, усиливает сигнал, полученный из первого, и записывает его в ОЗУ. В качестве основных датчиков используются индуктивные, тензорезисторные, пьезоэлектрические или вибрационно-частотные.

Весовая нагрузка деформирует датчик, в месте возникновения деформации возрастает сопротивление, что приводит к изменению силы тока. Последняя пропорциональна величине деформации и, соответственно, действующей на датчик силе. Модели электрических динамометров являются самыми высокоточными и обладают минимальными габаритами и весом.

Кроме классификации, приведённой выше, представленные на рынке динамометры подразделяют по их назначению на несколько больших групп, основными из которых являются:

• медицинские динамометры;
• образцовые динамометры.

Предлагаем ознакомиться Срок годности рассыпного и готового риса

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.

Главные преимущества силомеров

• Невысокая цена позволяет приобрести сразу несколько моделей и открыть собственный бизнес уже сейчас;
• Универсальность. Практически все силомеры подходят детям и взрослым, устанавливаются в любом помещении, уместны как для парков развлечений, так и в качестве развлекательных элементов в торговых центрах, на ярмарках и народных гуляньях;
• Удобная транспортировка. Такие аттракционы просто перевозить даже на легковом автомобиле;
• Установка и сборка любой модели осуществляется в течение 5-10 минут;
• Компактные размеры позволяют разместить силомер, где угодно. При этом останется достаточно места для других аттракционов;
• Устойчивость к любым погодным условиям. Независимо от времени года силомеры будут бесперебойно работать и приносить прибыль. Температурный диапазон – от -20 до +50° С.

Предварительный просмотр:

на работу «Как можно измерить массу тела?»

ученицы 10 А класса,

социально-гуманитарного профиля МБОУ «СОШ № 14»

В основе своей физика — экспериментальная наука: все её законы и теории основываются и опираются на опытные данные. Экспериментальная физика исследует явления природы в заранее подготовленных условиях. Но не всегда на уроках нам хватает времени на постановку и демонстрацию интересных экспериментальных задач, опытов, лабораторных работ, выходящих за рамки учебной программы.

В своей работе Светлана изучила достаточное количество литературы, связанной с темой, нашла классификацию весов, сделала копилку способ определения массы тела, которую можно применять на практике в качестве дидактического материала. Изготовленная модель рычажных весов может быть использована в качестве наглядного пособия на уроках физики и в начальной школе на уроках окружающего мира и технологии.

Работая над темой, Светлана показала свое умение работать с литературными источниками, анализировать полученную информацию, делать выводы, самостоятельно проводить эксперименты. Работа достигла поставленных целей, способствовала развитию поисковых, исследовательских, творческих способностей и познавательного интереса ученицы к экспериментальной физике.

Материал данной работы можно использовать на уроках и во внеурочное время, а также в начальной школе.

Руководитель: учитель физики Ветрова О.М.

Какими бывают силомеры

Поскольку одна из главных задач этого аттракциона – привлекать внимание, производители стараются сделать модельный ряд силомеров как можно интереснее и оригинальнее. Разработчики пошли еще дальше

Они создали уникальные тематические силомеры с воспитательной функцией. В аппаратах для измерения силы «Пьянству бой», «Нет наркотикам» и «Нет курению» удары наносятся рукой или ногой по бутылке, шприцу и пачке сигарет, что позволяет сформировать негативное отношение к вредным привычкам на подсознательном уровне. Особенно здорово это работает, когда все три полезных агрегата размещаются вместе.

Практика показывает, что наличие нескольких разных силомеров привлекает больше людей. Оптимальный набор может выглядеть так:

• Силомер-боксер – его смело можно назвать королем силомеров. По сути, это боксерская груша с цифровым дисплеем, который показывает силу, скорость удара и время реакции. Остроумные звуковые комментарии при этом поднимают настроение и увеличивают азарт. Подходит взрослым и подросткам.
• Молотобоец – сила измеряется после удара молотом в специальную точку. Существуют взрослый и детский вариант, которые отличаются весом кувалды.
• Меч в камне – позволяет узнать силу рывка двумя руками. В наличии – возможность переключения на детский режим;
• Репка-ретро – измеряет силу рывка и определяет игрока в соответствующую категорию персонажей известной сказки;
• Шлепа – удар наносится рукой или ногой, после чего его характеристики высвечиваются на табло под веселую музыку. Максимальная мощность зажигает фонари на измерительном столбе.

В парке развлечений без силомера не обойтись

Что такое сила?

Если тело ускоряется то на него что-то действует. А как найти это «что-то»? Например, что за силы действуют на тело вблизи поверхности земли? Это — сила тяжести, направленная вертикально вниз, пропорциональная массе тела и для высот, много меньших, чем радиус земли ${\large R}$, почти независящая от высоты; она равна

${\large F = \dfrac {G \cdot m \cdot M}{R^2} = m \cdot g }$

где

${\large g = \dfrac {G \cdot M}{R^2} }$

так называемое ускорение силы тяжести. В горизонтальном направлении тело будет двигаться с постоянной скоростью, однако движение в вертикальном направлении по второму закону Ньютона:

${\large m \cdot g = m \cdot \left ( \dfrac {d^2 \cdot x}{d \cdot t^2} \right ) }$

после сокращения ${\large m}$ получаем, что ускорение в направлении ${\large x}$ постоянно и равно ${\large g}$. Это хорошо известное движение свободно падающего тела, которое описывается уравнениями

${\large v_x = v_0 + g \cdot t}$

${\large x = x_0 + x_0 \cdot t + \dfrac {1}{2} \cdot g \cdot t^2}$

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.

• В нём будет находиться две ручки, которые расположены в верхней части. Они двигаются в стороны.
• Этот товар позволяет фиксировать верхние конечности.
• Теперь поговорим о кистевом динамометре. Данная модель имеет продолговатую ручку.
• Её нужно полностью обхватывать пальцами, причем она должна полностью поместиться в ладони, когда начинаете сжимать её.
• Вверху этого аппарата находится циферблат, на котором можно увидеть результат.

Процедуру нужно выполнять сначала на правой руке, а затем на левой. Это нужно соблюдать согласно инструкции тестирования иначе получиться не верный результат.

Момент силы

Моментом силы называют векторное произведение радиус-вектора, проведённого от оси вращения к точке приложения силы, на вектор этой силы. Т.е. согласно классическому определению момент силы — величина векторная. В рамках нашей задачи, это определение можно упростить до следующего: моментом силы ${\large \overrightarrow{F}}$, приложенной к точке с координатой ${\large x_F}$, относительно оси, расположенной в точке ${\large x_0}$ называется скалярная величина, равная произведению модуля силы ${\large \overrightarrow{F}}$, на плечо силы — ${\large \left | x_F — x_0 \right |}$. А знак этой скалярной величины зависит от направления силы: если она вращает объект по часовой стрелке, то знак плюс, если против — то минус.

Важно понимать, что ось мы можем выбирать произвольным образом — если тело не вращается, то сумма моментов сил относительно любой оси равна нулю. Второе важное замечание — если сила приложена к точке, через которую проходит ось, то момент этой силы относительно этой оси равен нулю (поскольку плечо силы будет равно нулю)

Проиллюстрируем вышесказанное примером, на рис.2. Предположим, что система, изображенная на рис. 2, находится в равновесии. Рассмотрим опору, на которой стоят грузы. На неё действуют 3 силы: ${\large \overrightarrow{N_1},\ \overrightarrow{N_2},\ \overrightarrow{N},}$ точки приложения этих сил А, В и С соответственно. На рисунке также присутствуют силы ${\large \overrightarrow{N_{1}^{gr}},\ \overrightarrow{N_2^{gr}}}$. Эти силы приложены к грузам, и согласно 3-му закону Ньютона

${\large \overrightarrow{N_{1}} = — \overrightarrow{N_{1}^{gr}}}$

${\large \overrightarrow{N_{2}} = — \overrightarrow{N_{2}^{gr}}}$

Теперь рассмотрим условие равенства моментов сил, действующих на опору, относительно оси, проходящей через точку А (и, как мы договаривались ранее, перпендикулярную плоскости рисунка):

${\large N \cdot l_1 — N_2 \cdot \left ( l_1 +l_2 \right ) = 0}$

Обратите внимание, что в уравнение не вошёл момент силы ${\large \overrightarrow{N_1}}$, поскольку плечо этой силы относительно рассматриваемой оси равно ${\large 0}$. Если же мы по каким-либо причинам хотим выбрать ось, проходящую через точку С, то условие равенства моментов сил будет выглядеть так:. ${\large N_1 \cdot l_1 — N_2 \cdot l_2 = 0}$

${\large N_1 \cdot l_1 — N_2 \cdot l_2 = 0}$

Можно показать, что с математической точки зрения два последних уравнения эквивалентны.

Тяжелее — Легче

Вес тела ${\large P}$ выражается произведением его массы ${\large m}$ на ускорение силы тяжести ${\large g}$.

${\large P = m \cdot g}$

Когда на земле тело становится легче (слабее давит на весы), это происходит от уменьшения массы. На луне все не так, уменьшение веса вызвано изменением другого множителя — ${\large g}$, так как ускорение силы тяжести на поверхности луны в шесть раз меньше чем на земле.

масса земли = ${\large 5,9736 \cdot {10^{24}}\ kg }$

масса луны = ${\large 7,3477 \cdot {10^{22}}\ kg }$

ускорение свободного падения на Земле = ${\large 9,81\ m / c^2 }$

ускорение свободного падения на Луне = ${\large 1,62 \ m / c^2 }$

В результате произведение ${\large m \cdot g }$, а следовательно и вес уменьшаются в 6 раз.

Но нельзя обозначить оба эти явления одним и тем же выражением «сделать легче». На луне тела становятся не легче, а лишь менее стремительно падают они «менее падучи»))).

Принцип действия

Существует несколько типов динамометров: механические динамометры (рычажные и пружинные), а также гидравлические и электрические.

Механический динамометр

Существует два вида механических динамометров: пружинный и рычажный. В пружинном динамометре сила или момент силы передаётся пружине, которая в зависимости от направления силы сжимается или растягивается. Величина упругой деформации пружины пропорциональна силе воздействия и регистрируется. В рычажном динамометре действие силы деформирует рычаг, величина деформации которого после регистрируется.

Гидравлический динамометр

Действие гидравлического динамометра основано на вымещении измеряемой силой жидкости из цилиндра. Под давлением жидкость поступает по трубке к записывающему аппарату или датчику и регистрируется. Гидравлический динамометр используется как измеритель крутящего момента (ИКМ) двигателя турбовинтового самолёта, его данные используются для оценки работы двигателя, а также для автоматического флюгирования винта при отказе двигателя. ИКМ может быть выполнен в виде нескольких цилиндров, удерживающих корпус планетарного редуктора винта от проворота — давление, требуемое для удержания, является функцией крутящего момента, такой ИКМ входит в состав редуктора двигателя АИ-20 и многих других. В редукторе же двигателя НК-12 бомбардировщика Ту-95 и транспортного самолёта Ан-22, приводящем соосные винты, разместить такой ИКМ негде, поэтому там ИКМ выполнен как щель в одном из валов, за счёт скручивания вала изменяется расход масла через щель, что и является исходной величиной для ИКМ.

Электрический динамометр

Электрический динамометр состоит из датчика, который преобразует деформацию от воздействия силы в электрический сигнал, и дополнительного датчика, который усиливает и записывает электрический сигнал первого датчика. Для преобразования силы или момента силы в деформацию используются индуктивные, пьезоэлектрические, тензорезисторные и вибрационно-частотные датчики сопротивления. Под действием силы датчик деформируется и токи моста сопротивления изменяются. Сила электрического сигнала прямо пропорциональна деформации элемента и в итоге силе воздействия. Второй датчик усиливает сигнал и записывает его для последующей обработки.

Общая информация

Итак, как уже было сказано ранее, с помощью динамометра измеряется определенная сила. В общем же принцип работы этого прибора основан на одном из известных законов физики, согласно которому возникающая при сжатии пружины деформация находится в прямой зависимости от приложенной к ней внешней нагрузке. Этот закон назван в честь английского ученого Гука, жившего в XVII столетии. Обозначим простейший динамометр. Что такое этот прибор по своей сути? Это совокупность силового и считывающего устройств, которые надежно работают в паре и предоставляют информацию своему пользователю.