A fékpad egy erő vagy nyomaték mérésére szolgáló eszköz . A rugalmassági modulus által meghatározott merevségű rugót (egyszerű modell esete) vagy egy feszültségmérővel ellátott cellát használ . A mérőcella eredeti neve.
Az erő mértékegysége a newton (N szimbólum), amelyet az univerzális gravitáció elméletének megalapítójáról , Isaac Newtonról neveztek el . A leggyakrabban használt sokszorosok a decanewton (daN, hasonló egység a kilogramm-erő értékében ) és a kilonewton (kN). A dyne (dyn szimbólum) ősi erőegység.
Ma a legtöbb dinamométer digitális, és általában a mechanikus modelleket helyettesíti , akár a kutatás és fejlesztés, akár a minőségellenőrzés terén .
A mechanikus fékpadok közvetlenül a Hooke-törvény elvét alkalmazzák . Valójában, mivel egy ideális rugó a típusú erő = merevség × megnyúlás összefüggését követi , a kalibrált rugó megnyúlásának mérésével (vagyis merevségéről tudunk) levezethetjük az erő értékét. A legismertebb mechanikus fékpadok közül meg kell említeni a terhelésmérőket és a Poncelet fékpadot (amelyet a XIX . Században a rendőrség vezetésére használtak ). Ennek az eszköznek a működését, amelyet Edme Régnier burgundi hangszergyártó elképzelt, Raucourt ezredes tökéletesítette , majd Saint-Venant és Poncelet mérnökök elemezték : a rugalmasság elméletének szempontjából különleges esetnek tekinthetjük. egy dinamometrikus gyűrű, amelynek ellipszis alakja növeli érzékenységét a fő tengelye mentén.
A rugós fékpad sematikus ábrája
Régnier fékpad (Nemzeti Művészeti és Kézműves Konzervatórium, Párizs).
A digitális fékpad egy olyan eszköz (hordozható vagy rögzített), amely erőérzékelőből , digitális elektronikus eszközből és kijelzőből áll.
Az erőátalakító a rendszer szíve. Összehasonlítható egy rugóval, amely az alkalmazott erő függvényében deformálódik. Amikor ez az érzékelő deformálódik, a feszültségmérők megmérik az alkalmazott feszültségeket, és az erővel arányos elektromos feszültséget bocsátanak ki . A fékpad elektronikája ezt követően értelmezi ezt a feszültséget, hogy erőegységekben jelenítse meg.
A nyúlásmérők ellenállások, amelyek növelik az elektromos ellenállást az adott irányú megnyúlás függvényében. Közvetlenül a rugóhoz rögzítik, és ellenállásukat egy Wheatstone híd segítségével mérik . Mérések most lehetőség van akár egy frekvencia a 8 MHz-es , de a hőmérséklet-kompenzáció van szükség, és a hosszú távú viselkedését levelek sok kívánnivalót eredményeként kúszás . Általában megkülönböztetünk:
A fém feszültségállapota meghatározott módon módosítja mágneses permeabilitását µ ( fordított magnetostrikció ). A gyakorlatban ezt a variációt a transzformátor primer és szekunder tekercsei között létrejövő mágneses mező érzékeli .
Ez az érzékelő nagy terhelést támogat. Ezt az 1954-ben szabadalmaztatott technikát az ABB Pressductor néven forgalmazott érzékelőkben használják .
A piezokerámia betétben az F erő alkalmazása az erővel arányos Q elektromos töltést generál .
Nagyon kemény piezoelektromos érzékelőket tudunk gyártani, és ezek felhasználásával nagyon nagy ( 100 kHz-nél nagyobb ) frekvenciákon mérhetjük a variációkat . Statikus vagy kvázi statikus vizsgálatok során ügyelni kell az erők alkalmazási pontjának stabilitására. A síkfeszültségeket háromrétegű kerámiával rögzíthetjük, az egyes rétegek pontos tájolásával.
Az alapelv itt a hangszóróé : egy mozgó tekercset egy mágneses mezőbe merítenek. Az elmozdulás érzékelővel ellátott szervo a tekercset a helyén tartja, és a tekercsben kiváltott áram arányos a rá kifejtett erővel. A Lorentz-erő általános kifejezésével :
a következőkkel: B mágneses térerősség, i indukált elektromos áram, l tényleges vezetőhossz.Ezek az érzékelők azonban csak kis erők mérését teszik lehetővé (maximum 20-30 N ), ezért többnyire precíziós mérlegekben használják őket.
A kifeszített kötél rezgési periódusa a T feszültségétől függ D'Alembert képlete szerint :
a következővel: m b a kötél lineáris sűrűsége kg / m-ben, l szabad rezgéshossz, f természetes frekvencia .Az öv feszültsége úgy mérhető , hogy annak rezgési frekvenciáját optikai frekvenciamérővel meghatározzuk .
Atomerő-mikroszkóp és hullámvezető Ezt a módszert használják az erők mérésére a biológiában. Rezonáns hullámvezető van behelyezve egy rugalmas többrétegűbe. Ha egy cella tapadási ereje révén az érzékelő felső szála lokálisan deformálódik, akkor a megfelelő erő megbecsülhető a rezonancia csúcs elmozdulásának mérésével. A felbontás 20 nN .
A dinamométereket manapság számos területen használják.
Ezeket a húzó- vagy kompressziós tesztgépeket (prések) feszültségmérő dinamometrikus cellával látták el . Nagyon elterjedtek, úgy tervezték őket, hogy az ipari vagy tudományos laboratórium számára lehetővé tegyék az anyagok „szinte pillanatnyi” mechanikai tulajdonságainak elemzését a több vizsgálati paraméter ( alakváltozás , alakváltozási sebesség , hőmérséklet, hőtörténet stb. ) Függvényében .
Az erőérzékelők elektromos csatlakozóval vannak ellátva, amelyet egy csatlakozó zár le, és gyorsan felcserélhetők (kivéve a nagy modelleket). Kalibrálásuk gyakorisága gyakran éves.
Az első gépeket térképrögzítőhöz csatlakoztatták. A legfrissebbek egy interfészdobozon keresztül csatlakoznak egy szoftverrel felszerelt számítógéphez. Ez a rendszer lehetővé teszi a kontroll, a beszerzés, a megjelenítés, numerikus és grafikus elemzés, exportja ASCII fájlokat egy táblázat , mentés és nyomtatás vizsgálati adatok.
A felső kereszttartó rögzített. A mozgó keresztfej hajtja két oldalsó csavart működtetve egy motor - szűkítő a DC . A csavarok és a reduktor közötti kapcsolatot csigák és szinkron szíj erősített elasztomerben hozzák létre.
A deformáció (vagy a feszültség) sebessége v alacsony ( v 0,1 és 500 mm / perc között változhat ; a gyakorlatban v gyakran 1 és 50 mm / perc között van ).
A megerősített modellek (különösen mechanikus vázzal, motorral, erőátviteli és terhelőcellákkal) nagy erőkkel járó mechanikai vizsgálatokat hajthatnak végre. Az erő átalakító mérhetik több száz kN (a feszültség , tömörítés , hajlítás , stb ).
Megjegyzés: Vészleállító gombnak kell lennie.
A leggyakoribb alkalmazás a törési erő (a törés elérése előtt kapott maximális erő , F m) mérése feszültségben annak megállapítása érdekében, hogy egy termék és / vagy szerelvény megfelelő-e vagy sem. A szakítószilárdságnak ( R m vagy σ m ) vagy a nyírószilárdságnak (τ m ) megvan a feszültség mérete , és a megszakító erőből vezetik le; ezt a két ellenállást gyakran M Pa-ban fejezik ki .
Például meghatározható a csatlakozó kábeltől való elválasztásához szükséges erő, az ajtó záróereje, a rugalmas reteszelőerő, vagy értékelhető a lengéscsillapító rugó minősége.
Megjegyzés: egy húzógép csatlakoztatható egy extenzométerhez (például optikai típusú), amely lehetővé teszi a feszültség alatt álló minták feszültséggörbéinek σ = f (deformáció ε) rögzítését . Így a felhasznált anyag rugalmasságát jellemezhetjük az A % -os szakadási nyúlás értékével .
A tapadó kötés TC törési szilárdságának értékelése .
Önmeghúzódó kötőelemek.
A CT-teszt használata példaként.