Što mjeri dinamometar? Dinamometar

Dinamometrima se mjeri tonus karpalnih mišića kod djece i odraslih kako bi se odredila ukupna izvedba i snaga osobe, kao i za praćenje dinamike procesa oporavka nakon ozljeda, u procesu treninga sportaša, za provođenje dinamometrije tijekom kliničkog pregleda stanovništva. Moderni instrumenti prikazuju silu u dekanjutonima (daN). Ova jedinica je analogna kilogram-sili (kgf).

Princip rada dinamometra

Rad dinamometra temelji se na zakonu fizike, prema kojem je deformacija koja se javlja u opruzi ili drugom elastičnom tijelu izravno proporcionalna sili (naprezanju) koja djeluje na tijelo. Ovaj zakon je dobio ime po Hookeu, engleskom znanstveniku koji je živio u 17. stoljeću.

Hookeov zakon kaže da se kao odgovor na deformaciju tijela pojavljuje sila koja nastoji vratiti prvobitni oblik i prvobitnu veličinu ovog tijela. Naziva se elastična sila.

Najjednostavniji dinamometar je kombinacija dvaju uređaja – pogonskog i referentnog!

Sila primijenjena na uređaj je deformacija njegove veze napajanja. Pomoću električnog signala (ili mehaničkog) deformacija se prenosi na referentnu vezu, koja može biti digitalna ili analogna.

Mjerna jedinica uređaja je newton (N), međunarodna jedinica sile.

Ako vaga pokazuje težinu tijela osobe, tada se očitanja dinamometra mogu koristiti za procjenu sile koju osoba primjenjuje da deformira oprugu instrumenta.

Suvremeni uređaj za dinamometriju je kontrolni i mjerni uređaj koji se široko koristi u medicini za mjerenje vlačne ili tlačne sile kod ljudi, mjerene u newtonima, kao i momenta sile u kilogram-sili.

Dizajn uređaja omogućuje osobi potpuno samostalno mjerenje snage mišića!

Glavne vrste dinamometara u medicini

Prvi dinamometarski uređaji, koji su bili opružni mehanizmi, nastali su sredinom 18. stoljeća. Opruga u njima, pod utjecajem opterećenja, rastegnuta je do određene duljine. Podjeli na ljestvici koji označavaju istezanje opruge odgovarali su masi tereta. Nešto kasnije izumljen je brojčanik s okruglom oprugom zatvorenog kruga. Nakon uređaja s mehanizmima za rastezanje, izumljene su strukture koje rade pod pritiskom.

Danas postoje sljedeće vrste dinamometra:

• Mehanički.
• Hidraulički.
• Elektronička.

Uređaji sa mehanički princip akcije su:

• Poluga.
• Proljeće.

Postoje modeli dinamometarskih uređaja koji koriste dvije vrste uređaja za napajanje odjednom!

Najčešće se koristi u medicinskoj praksi sljedeće vrste uređaja:

1. Mehanička opruga . Sila u njemu prenosi se na tlačnu ili isteznu oprugu. Vrijednost elastične sile je strogo proporcionalna veličini deformirajućeg učinka. Opružni princip rada koristi se u najjednostavnijoj čeličani.
2. Mehanička poluga. Sila deformiranja prenosi se u ovom uređaju pomoću poluge. Očitanja dinamometra bilježe količinu deformacije. Rad moment ključa za automobil temelji se na ovom algoritmu djelovanja. Točnost oba mehanička uređaja ovisi o temperaturi okoliš.
3. Hidraulički. Pod utjecajem sile koju uređaj mjeri, tekućina se istiskuje iz hidrauličkog cilindra. Zatim prolazi kroz cijev i ulazi u senzor za snimanje, koji bilježi njegovu točnu količinu. Ovaj je uređaj precizniji od svojih mehaničkih analoga, ali ga je mnogo teže proizvesti. Pouzdanost očitanja ovdje izravno ovisi o točnosti doziranja tekućine i kvaliteti brtvljenja.
4. Elektronička. U njemu se sila deformiranja koja dolazi na senzor pretvara u električni signal. Osim toga, uređaj ima još jedan senzor. Pojačava signal koji stiže do prvog senzora i bilježi ga u memoriju uređaja.

U elektronički dizajni koriste se vrste induktivnih, piezoelektričnih i drugih senzora. Kako se senzor deformira, otpor se povećava i, kao rezultat, struje se mijenjaju. Kao rezultat toga, sila pritiska na senzor izravno je proporcionalna snazi ​​električnog signala koji prenosi uređaj.

Električni dinamometar je vrlo precizan, malen i lagan uređaj!

Koja je razlika između ručnog ili ručnog dinamometra i dinamometra za mrtvo dizanje?

U medicini se dinamometri koriste za određivanje snage, procjenu izvedbe i izdržljivosti. ljudsko tijelo. Uz pomoć ovih jednostavnih uređaja možete donijeti prilično točan zaključak o stanju mišića osobe.

U medicinske svrhe koriste se uglavnom ručni dinamometri i modeli strojeva!

Opcija ručni dinamometar određuje snagu mišića prstiju osobe koja ga stiska rukom. Otuda drugi naziv - karpalni. Ovaj uređaj naširoko koriste fizioterapeuti za procjenu dinamike oporavka mišićne snage pacijenta nakon ozljede. Dinamometri za zgloboveširoko se koristi u špediciji i transportna poduzeća prilikom testiranja novozaposlenih djelatnika. Također ih koriste agencije za provođenje zakona, Ministarstvo za izvanredna stanja i oružane snage, u profesionalnim sportskim organizacijama i fitness klubovima.

Dostupno danas ručni instrumenti mehaničke i elektroničke izmjene. Točnost mjerenja uz njihovu pomoć ovisi o usklađenosti osobe s određenim pravilima prilikom mjerenja.

Ova su pravila vrlo jednostavna i glase kako slijedi:

• Drugi, slobodna ruka morate se opustiti i spustiti.
• Zatim ga je potrebno pomaknuti u stranu i postaviti okomito na tijelo.
• Ruka s uređajem treba biti ispružena prema naprijed.
• Na naredbu treba što jače stisnuti dinamometar rukom.

Po ovaj algoritam Snaga svake ruke mjeri se pojedinačno, nekoliko puta zaredom.

Od dobivenih rezultata za svaku ruku bira se ona koja je bolja!

Kako se mišićna masa povećava tijekom treninga, pokazatelji dobiveni pomoću dinamometra se poboljšavaju.

Točno apsolutni pokazatelji Prilično je teško dobiti, budući da su pod utjecajem mnogih subjektivnih čimbenika. Stoga se u pravilu uzima u obzir vrijednost relativne snage ruku. Da bi se izračunala, sila izmjerena dinamometrom u kilogramima pomnoži se sa sto, a zatim podijeli s tjelesnom težinom osobe. Za osobe koje se ne bave profesionalnim sportom, relativni pokazatelj je 45-50 jedinica za žene i 60-70 jedinica za muškarce.

Uz pomoć okosnih dinamometra, možete testirati sve mišiće koji savijaju i istežu ljudsko tijelo na statičku snagu i izdržljivost!

Uređaj za umrtvljivanje je izgledom sličan ekspanderu stopala. Njegove komponente su ručka, oslonac za noge, kabel, mjerni uređaj opremljen senzorom i uređaj za brojanje.

Za mjerenje mišićne snage, osoba treba:

• Stanite s obje noge na oslonac za noge uređaja.
• Nagnite tijelo naprijed, savijajući se u struku.
• Uhvatite ručku dinamometra objema rukama.
• Nemojte savijati koljena.
• Zatim se ručka uređaja mora svom snagom povući prema gore.

Princip izračuna relativni pokazatelji za alatne strojeve je isti kao i za ručne. Ali vrijednosti indeksa su mnogo veće. S indeksom do 170 jedinica, snaga mrtvog dizanja ocjenjuje se kao niska. Pokazatelji od 170 do 200 jedinica ukazuju na snagu ispod prosjeka.

Snaga mišića za ispravljanje tijela smatra se prosječnom kada je vrijednost indeksa od dvjesto do dvjesto trideset. Indeks od 230 do 260 jedinica označava natprosječne vrijednosti. A više od dvjesto šezdeset pokazatelji su velike snage istezanja debla.

Zašto trebate znati pokazatelje snage?

Na mišićnu snagu čovjeka utječu njegov spol i dob, tjelesna težina i stupanj umora. Pokazatelj snage uvelike ovisi o dobu dana i vrsti mišićnog treninga.

Zabilježeno je da se sredinom dana, u pravilu, bilježi maksimalna vrijednost ovog pokazatelja. I ujutro i navečer - minimalno.

Istodobno, normalna snaga mišića određene osobe može biti oslabljena zbog činjenice da:

• Boluje od neke bolesti ili doživljava privremenu nelagodu.
• Osoba je u stanju depresije ili stresa.
• Zbog niza razloga, njegova uobičajena prehrana i dnevna rutina bili su poremećeni.

Često su ti pokazatelji niži kod starijih ljudi i kod ljudi koji ne održavaju ispravnu tjelesnu formu.

Liječnici propisuju pacijentima mjerenje snage mišića na dinamometru za kontrolu tjelesni razvoj i djeca i adolescenti i odrasli.

Prilikom mjerenja potrebno je paziti da u početnom položaju strelica uređaja bude na nultoj oznaci!

Nakon mjerenja, očitanja se moraju zabilježiti. To će liječnicima pomoći u daljnjoj procjeni promjena u zdravstvenom stanju osobe tijekom određenog vremenskog razdoblja.

Za one koji imaju nisku razinu mišićne snage, liječnici preporučuju bavljenje prihvatljivim sportom. Nakon svega psihička vježba napravljeni su ne samo za izgradnju bicepsa. Prije svega, oni jačaju imunitet i povećavaju njegovu učinkovitost.

Jako se razlikuju po funkcionalnosti, vrsti izvedbe elektroenergetskih veza i namjeni, što određuje raspon mjerenja sile od nekoliko stotinki newtona do nekoliko desetaka tisuća kilonewtona. Za primjer možemo navesti kompresijski dinamometar DATs-S, vlačni dinamometar DATs-R i univerzalni dinamometar DATs-U.

Kako su nastali dinamometri? Važno je napomenuti da je prvi instrument korišten za mjerenje snage bila vaga. Prva slika takvih vaga pojavila se 1726. godine. Godine 1830. Richard Salter (Salter) izumio je i proizveo uređaj za vaganje koji je koristio oprugu za mjerenje sile, koja se rasteže pod djelovanjem tereta na određenu udaljenost koja odgovara masi tereta. Nešto ranije, prema Rainierovim izračunima, izumljen je dinamometar s brojčanikom, koristeći zatvorenu oprugu u obliku prstena. Kasnije se pojavio pritisak Gasparda de Pronyja, kao i dinamometri koje su dizajnirali Brown, Thomson, Mezhi i Gefner-Altenek. Ti su uređaji činili osnovu modernih dinamometra.

Dinamometar se u svom klasičnom obliku sastoji od uređaja za napajanje i uređaja za očitavanje. Izmjerena sila, tijekom procesa mjerenja, stvara deformaciju u energetskoj vezi, koja se priopćava analognom ili digitalnom uređaju za očitavanje putem mehaničkog prijenosa ili električnog signala.

Ovisno o vrsti pogonskog uređaja, kao i principu rada, razlikuju se mehanički dinamometri, koji se dijele na polužne i opružne, hidrauličke i elektroničke. Štoviše, u jednom dinamometru mogu se koristiti dvije vrste (načelo) pogonskih uređaja. Tako:

- Mehanički dinamometar- kao što je gore navedeno, mehanički dinamometri se dijele na opružne i polužne. Opružni dinamometar radi tako da silu prenosi na oprugu, koja se ovisno o smjeru djelovanja i namjeni uređaja sabija ili rasteže. U ovom slučaju, veličina elastične deformacije opruge je strogo proporcionalna sili udara. Dinamometar s polugom radi tako da deformira polugu pod djelovanjem sile, a količina deformacije se bilježi. Uređaji ove vrste nisu baš precizni, a njihova očitanja jako ovise o temperaturi okoline. Najjednostavniji vlačni dinamometar s oprugom je dizajn tipa "steelyard", a tip poluge je momentni ključ poznat vozačima. Naravno, pravi mehanički dinamometri mnogo su složeniji i najčešće imaju točniju skalu s brojčanikom.

Moment ključ

Steelyard

- Hidraulički dinamometar- radi na principu istiskivanja tekućine iz cilindra pritiskom izmjerene sile. Istisnuta tekućina pod pritiskom kroz cijev ulazi u uređaj za snimanje, gdje se bilježi njezina količina. Hidraulički dinamometri, iako točniji uređaji od mehaničkih, ipak su teži za izradu, jer i najmanji pad tlaka ili nepravilno doziranje tekućine u uređaju tijekom njegove proizvodnje utječe na točnost.

Hidraulički dinamometar

- Električni dinamometar- uključuje senzor koji pretvara deformaciju od sile u električni signal, kao i dodatni senzor, zbog čega se signal s prvog senzora pojačava i snima u RAM uređaja. Senzori koji se koriste za pretvaranje sile i zakretnog momenta mogu biti piezoelektrični, induktivni, otporni senzori frekvencije vibracija i, naravno, otporni na deformaciju. Senzor se pod utjecajem primijenjene sile deformira, a otpor na mjestu deformacije raste, uslijed čega se struje mijenjaju. U tom je slučaju jakost odaslanog električnog signala ovisna i izravno proporcionalna deformaciji mjernog elementa, a posljedično i sili utjecaja. Električni dinamometar je možda najviše moderno rješenje u području dinamometrije. Takvi dinamometri imaju visoku točnost, lakoću i male dimenzije.

Elektronski vlačni dinamometar

U Svakidašnjica, obična osoba stalno nailazi na dinamometre. Elementi dinamometra mogu se koristiti za mjerenje sile pritiska ventila raznih automatskih sustava koji rade na zatvaranje. Na primjer, vrata dizala, autobusa, vagona podzemne željeznice, vrata garažna vrata, električni podizači prozora automobila, itd. Ako su nepravilno konfigurirani, svi ti sustavi mogu uzrokovati štetu zdravlju ili imovini, zbog čega i postoje tehnički standardi, u kojem su maksimalne vrijednosti sila kompresije u automatski sustavi zatvaranje. Ovi standardi su obvezni za korištenje u svim civiliziranim zemljama svijeta.

Osim gore navedenih, razlikuju se po vrsti mjerni uređaj vrste dinamometara, prema namjeni uređaja izdvaja se posebna skupina u kojoj se izdvajaju ogledni dinamometri i medicinski dinamometri.

- Uzorni dinamometri- referentni instrumenti, čija je svrha mjerenje statičkih tlačnih i vlačnih sila tijekom popravka i pregleda radnih stolova i ispitnih strojeva. Strukturno se sastoje od senzora sile mjerača naprezanja spojenog na digitalni mjerač. Ogledni mehanički dinamometri predstavljeni su modelima DOSM i DORM za kompresiju i napetost. Postoji, naravno, više elektroničkih modela. Kao primjer, navedimo DOSE i DORE, također za kompresiju i napetost.

U pravilu, uzorni dinamometri malo ovise o temperaturi okoline, imaju automatsku kompenzaciju za izobličenje od bočnih opterećenja, a također imaju alate za samodijagnostiku. Izdržljivi su, precizni, male veličine i težine. Radi lakšeg rada, moderni standardni dinamometri imaju digitalne indikatore, prikladno korisničko sučelje i mogućnost povezivanja s računalom.

- Medicinski dinamometri- To su specijalizirani dinamometarski uređaji. Zahvaljujući njima, moguće je odrediti snagu, izdržljivost i razinu izvedbe; takvi uređaji omogućuju procjenu općeg stanja mišića, a također pomažu u praćenju oporavka pacijenta nakon ozljede.

Medicinski dinamometri se dijele na ručne (ručne) i leđne.

Dinamometar za zglob- precizni dijagnostički uređaj koji je dizajniran za određivanje sile pritiska ruku osobe. Ručni dinamometar služi za mjerenje trenutne i ulazne procjene stanja ruku nakon ozljede ili oštećenja njihove funkcije. Ručni dinamometar nije uobičajen samo među medicinskim stručnjacima uključenim u fizikalnu terapiju. Ispitivanja pomoću dinamometra provode se u agencijama za provođenje zakona, oružanim snagama i Ministarstvu za izvanredne situacije. Ručni dinamometri koriste se pri zapošljavanju u transportnim i špediterskim tvrtkama, u fitness klubovima, sekcijama borilačkih vještina iu profesionalnom sportu. Ručni dinamometri su elektronički ili mehanički. U mehaničke spada DK dinamometar, a u elektroničke DMER. Tu su i dječji dinamometri, na primjer DMER-30-0,5.

Ručni hidraulički dinamometar

Dinamometar za mrtvo dizanje- specijalizirani uređaj koji je namijenjen mjerenju snage mišićnih skupina koje ispravljaju trup. Mjerenja obavljena ovim uređajem pokrivaju cijeli kompleks mišića opružača trupa. Ovaj jednostavan test omogućuje određivanje snage, statičke izdržljivosti, kao i općeg stanja i performansi osobe. Kao primjer možemo navesti dinamometre za mrtvo dizanje serije DS: DS-200 i DS-500.

Elektronski dinamometar je uređaj dizajniran za mjerenje sile u aparatu, stroju, stroju; takvi uređaji se također nazivaju "mjerači sile". Uz njihovu pomoć mjere se sila rezanja i utjecaj različitih čimbenika na nju, vučna sila i moment u mehanizmima.

Elektronički dinamometar - podjela i namjena

Još u našim bezbrižnim školskim godinama, na satovima fizike, morali smo organizirati pokuse s najjednostavnijim dinamometrom, kada smo trebali izmjeriti silu kojom možemo pomaknuti uteg ili loptu. Međutim, u građevinarstvu, a posebno u teškoj industriji, alat sličan djelovanju ima složeniju strukturu i princip snimanja i obrade rezultata. Pokušajmo razumjeti kako funkcioniraju različiti složeni modeli "mjerača sile".

Dinamometar više složeni uređaj Prikladno za mjerenje jednog do tri indikatora istovremeno. Samo ovisno o broju mjerenih komponenti razlikuju se jednokomponentni, dvokomponentni i trokomponentni uređaji. S obzirom na radnju na koju djeluju, razlikuju se električni, hidraulički i mehanički uređaji. Kod bušenja najčešće se koriste električni i hidraulički dinamometri, jer omogućuju mjerenje vrijednosti aksijalna sila i okretni moment.

Svi dinamometri imaju sličnu konstrukciju. Rezač, koji je fiksiran posebnim mehanizmom, radi sinkronizirano s uređajem koji raspodjeljuje silu rezanja na komponente (jednu, dvije ili tri). Dizajn uređaja također uključuje senzore za pretvaranje sile izmjerene dinamometrom u indikatore. Uređaj za snimanje ih precizno očitava. Indikatori su sile električna struja, električni kapacitet, tlak tekućine, zakretni moment itd.

Električni dinamometri se dijele na indukcijske, piezoelektrične, kondenzatorske (kapacitivne) i sa žičanim senzorima otpora. Pomoću takvih uređaja možete mjeriti opterećenja tijekom proizvodnje i građevinski procesi. Rezultirajuća mjerenja izgledaju kao zapis na oscilogramu. Na primjer, kod bušenja bušotina, važnost električnog dinamometra je vrlo velika - koristi se za praćenje sile opterećenja tijekom spuštanja i podizanja konopca.

Procesi na kojima radi tlačno-naponski dinamometar temelje se na principu korištenja elastičnih deformacija alata, odnosno zaustavljanja deformacija nakon što oslabi utjecaj na materijal izvana. Nastaje Električna energija, koji se transformira senzorima iz malih kretanja čestica (elastične deformacije). Senzori su kapacitivnih, piezoelektričnih, induktivnih, elektromagnetskih svojstava, kao i senzor otpora (otpornik naprezanja).

Što može učiniti elektronički kompresijsko-napetosni dinamometar?

Najčešći tip električnih dinamometra je mjerač naprezanja. Prednost ove vrste uređaja je što ima visoku prirodnu frekvenciju (nekoliko kiloherca). Također omogućuje različite vrste mjerenja: dinamička i statička. Dinamički tip mjerenja uključuje proučavanje normi i zakona prema kojima se fizički procesi odvijaju u predmetu proučavanja. Statičko mjerenje pretpostavlja da fizikalna veličina ostaje nepromijenjena tijekom procesa mjerenja.

Gore su opisane vrste senzora koji se koriste za rad. Ovisno o tome koji se senzori koriste u pojedinom uređaju govore o namjeni cijelog uređaja. Široko korišteni dinamometar za mjerenje naprezanja ima u svom dizajnu elastični element i rešetke za mjerenje naprezanja. Opterećenje koje djeluje na uređaj ih deformira. Kao rezultat toga, struje otpornog mosta postaju neuravnotežene i proizvode signal koji se bilježi sekundarnim uređajem, koji za tu svrhu ima posebnu ljestvicu. Ljestvica je graduirana u jedinicama sile. Ovaj tip uređaja se koristi u industriji kada je potrebno izmjeriti silu kompresije. Uređaj se također koristi za ispitivanje strojeva za mjerenje sile i određivanje naprezanja u uzorcima.

Indukcija i piezoelektrični efekt u dinamometrima

Indukcijski dinamometar koristi se za ispitivanje motora do 966 konjskih snaga. Ova vrsta uređaja je također električna i niske inercije. Ohladiti vodom. Princip rada je stvaranje momenta kočenja uslijed djelovanja vrtložnih struja. Metalni disk je uronjen u magnetsko polje i rotira određenom brzinom. Na njemu se pojavljuju vrtložne struje koje bilježi mjerač naprezanja. Dizajn također uključuje magnetski senzor (senzor s promjenjivim magnetskim otporom), koji bilježi koliko okretaja disk napravi u minuti.

Piezoelektrični dinamometri mjere statičke sile. Reakcijski elementi su posebne ploče izrađene od piezokvarc. Piezoquartz se koristi jer ovaj mineral ima odgovarajuća svojstva, stvarajući izravni i obrnuti piezoelektrični učinak. U dinamometru se na površini ovih ploča stvara električni naboj kada su podvrgnute opterećenju. Reakcija ploča ovisi o položaju reznih ravnina u odnosu na osi kristala, ovisno o tome da li na njih djeluje sila pritiska ili smicanja.

Ploče su raspoređene u krug i stisnute između dva čelična prstena. Na ploče je spojeno pojačalo koje ima veliki ulazni otpor. Pretvara naboj u električni napon. Za uklanjanje naboja postoje elektrode između ploča. Pri udaru se stvara električni naboj, zbog čega se piezokvarcni dinamometri koriste za mjerenje udarnih opterećenja, posebno pri povišenim temperaturama.

To je moguće zahvaljujući svojstvima kvarca, koji praktički ne ovisi o temperaturi i ima visoku električnu otpornost.

Električni dinamometar sa žičanim senzorima - tajna rada

U industriji se također koristi dinamometar sa senzorima od otporne žice. Posebno široka primjena dobio je dinamometar B.I. Mukhina. Osnova uređaja je takozvani "čamac". Ovo je kvadratna ploča koja je montirana unutar tijela uređaja na karikama. Karike (nosači) su elastične, sastoje se od kaljenog čelika i imaju oblik šupljih cijevi. Oni imaju sljedeća značajka: imaju malu krutost u odnosu na vektor okomit na os i visoku krutost u odnosu na vektor paralelan s osi.

Dinamometrom se obično naziva kontrolni i mjerni uređaj (uređaj) koji služi za mjerenje sile pritiska ili zatezanja (u dekanjutonima), kao i zakretnog momenta, mjerenog u kilogramima sile.

Ovi se uređaji značajno razlikuju jedni od drugih u takvim parametrima kao što su:

• funkcionalna pripadnost;
• Svrha;
• dizajn pogonske jedinice proizvoda.

To je zbog činjenice da vrijednost izmjerene sile, ovisno o modelu, može biti u rasponu: stotinka N – deseci tisuća KN. Vrlo čest uređaj je .

Uređaj klasičnog dinamometra sastoji se od samo dva elementa: uređaja za očitavanje i uređaja za napajanje. Tijekom procesa mjerenja, izmjerena sila deformira strujnu vezu. Vrijednost deformacije se putem električnog signala (po izboru mehaničkim prijenosom) šalje digitalnom (u prvom slučaju) ili analognom (u drugom) uređaju za očitavanje.

Ovisno o vrsti pogonskog uređaja koji se koristi i implementiranom principu njegovog rada, dinamometri se dijele na:

1. Hidraulički.
2. Mehanički:
   • Proljeće;
   • poluga