طرق قياس خصائص القوة. وسائل وطرق قياس القوة

يرد تعريف القوة ضمنيًا في قوانين نيوتن الثلاثة للحركة.

1. يكون كل جسم في حالة راحة أو حركة موحدة ومستقيمة ، حتى تخرجه بعض القوى من هذه الحالة.

2. تضفي القوة غير المتوازنة تسارعًا على الجسم في الاتجاه الذي يعمل فيه. هذا التسارع يتناسب مع القوة ويتناسب عكسيا مع كتلة الجسم.

3. إذا كانت الهيئة لكنيعمل مع بعض القوة على الجسم فيثم الجسد فييعمل بنفس القوة الموجهة ضد الجسم على الجسم لكن.

بناءً على قانون نيوتن الثاني ، تُعرَّف وحدة القوة على أنها ناتج الكتلة والتسارع (F = ma). هناك صياغة أخرى لقانون نيوتن الثاني. زخم جسم يساوي حاصل ضرب كتلته في سرعة حركته ، إذن أماههو معدل التغير في الزخم. القوة المؤثرة على الجسم تساوي معدل تغير زخمه. هناك طرق مختلفة لقياس القوة. في بعض الأحيان ، يكفي موازنة القوة مع الحمل أو تحديد مقدار امتداد الزنبرك. في بعض الأحيان يمكن حساب القوى من الكميات الأخرى التي يمكن ملاحظتها ، مثل التسارع ، عند التفكير في القفز أو رمي المقذوفات. في حالات أخرى ، من الأفضل استخدام أحد الأجهزة الكهربائية العديدة المعروفة باسم المحولات الكهربية الميكانيكية. هذه الأجهزة ، تحت تأثير القوى المطبقة ، تولد إشارات كهربائية ،

والتي يمكن تضخيمها وتسجيلها في شكل أي سجل وتحويلها إلى قيم سارية.

تعتمد قوة عمل الشخص على حالة شخص معين وجهوده الطوعية ، أي الرغبة في إظهار مقدار أو آخر من القوة ، على وجه الخصوص ، القوة القصوى ، وكذلك على الظروف الخارجية ، على وجه الخصوص ، معلمات المهام الحركية ، على سبيل المثال ، الزوايا المفصلية في الدوائر الحيوية للجسم.

تعتمد الإنجازات في جميع الألعاب الرياضية تقريبًا على مستوى تطوير صفات القوة ، وبالتالي أساليب التحكم و

يتم إيلاء اهتمام كبير لتحسين هذه الخصائص.

طرق قياس القوة

أساليب التحكم في القوة لها تاريخ طويل.

تم إنشاء الأجهزة الميكانيكية الأولى المصممة لقياس القوة البشرية في القرن الثامن عشر. عند التحكم في صفات القوة ، عادة ما يتم أخذ ثلاث مجموعات من المؤشرات في الاعتبار.

1. الأساسية: أ) قيم القوة اللحظية في أي لحظة من الحركة (على وجه الخصوص ، القوة القصوى) ؛ ب) متوسط ​​القوة.

2. لا يتجزأ ، مثل زخم القوة.

3. التفاضلية ، مثل قوة التدرج.

قوة قصوىتوضيحية للغاية ، لكنها في الحركات السريعة تميز النتيجة النهائية بشكل سيئ نسبيًا (على سبيل المثال ، يمكن أن يكون الارتباط بين أقصى قوة طاردة وارتفاع القفزة قريبًا من الصفر).

وفقًا لقوانين الميكانيكا ، فإن التأثير النهائي لعمل القوة ، في

على وجه الخصوص ، يتم تحديد الجهد المبذول نتيجة لتغيير في سرعة الجسم من خلال اندفاع القوة. إذا كانت القوة ثابتة ، إذن نبضهو حاصل ضرب القوة في مدتها سي = F.∆ر). في حالات أخرى ، على سبيل المثال ، مع تفاعلات الصدمة ، يتم إجراء حسابات اندفاع القوة عن طريق التكامل ، وبالتالي يُطلق على المؤشر اسم متكامل. وبالتالي ، فإن الدافع الأكثر إفادة للقوة في

السيطرة على حركات الصدمة (في الملاكمة ، على الكرة ، وما إلى ذلك).

متوسط ​​القوة- هذا مؤشر شرطي يساوي حاصل قسمة دفعة القوة على وقت عملها. إن إدخال متوسط ​​القوة يعادل الافتراض بأن قوة ثابتة (تساوي المتوسط) أثرت على الجسم خلال نفس الوقت.

هناك طريقتان لتسجيل صفات القوة:

1) بدون معدات قياس (في هذه الحالة ، يتم تقييم مستوى تمارين القوة وفقًا لأقصى وزن يمكن للرياضي رفعه أو إمساكه) ؛

2) استخدام أجهزة القياس - دينامومترات

أو دينامومترات.

يتم تنفيذ جميع إجراءات القياس مع الإلزامي

الامتثال لمراقبة اللياقة البدنية العامة

المتطلبات المترولوجية. من الضروري أيضا بدقة

يتوافق مع المتطلبات المحددة لقياس القوة

1) تحديد وتوحيد المحاولات المتكررة

موضع الجسم (المفصل) الذي يُؤخذ فيه القياس ؛

2) مراعاة طول أجزاء الجسم عند قياس اللحظات

3) مراعاة اتجاه ناقل القوة.

التحكم بالقوة بدون قياس الأجهزة. في الرياضات الجماعية ، غالبًا ما يتم الحكم على مستوى تطوير صفات القوة من خلال نتائج التدريبات التنافسية أو التدريبات. هناك طريقتان للتحكم: مباشر و غير مباشر. في الحالة الأولى ، يتوافق الحد الأقصى للقوة مع الوزن الأقصى الذي يمكن للرياضي رفعه في حركة بسيطة نسبيًا من الناحية الفنية (على سبيل المثال ، تمرين ضغط البنش). في الحالة الثانية ، لا يتم قياس القوة المطلقة بقدر صفات قوة السرعة أو قوة التحمل. للقيام بذلك ، استخدم تمارين مثل القفزات الطويلة والعالية من مكان ما ، ورمي الكرات المحشوة ، والسحب ، وما إلى ذلك.

إرسال عملك الجيد في قاعدة المعرفة أمر بسيط. استخدم النموذج أدناه

سيكون الطلاب وطلاب الدراسات العليا والعلماء الشباب الذين يستخدمون قاعدة المعرفة في دراساتهم وعملهم ممتنين جدًا لك.

نشر على http://www.Allbest.ru/

مقدمة

1. معلومات عامة حول القيمة المقاسة

2. نظرة عامة على طرق القياس

3. وصف محول الطاقة الاستقرائي

3.1 عدم اليقين من محولات الطاقة الحثية

3.2 دارات القياس للمحولات الحثية

4. حساب المعلمات الرئيسية للمحول

5. حساب دائرة الجسر

6. تحديد خطأ محول الطاقة الاستقرائي

خاتمة

فهرس

مقدمة

محولات الطاقة هي أجهزة تقنية تقوم بتحويل القيم وتشكل قناة لنقل معلومات القياس. عند وصف مبدأ تشغيل جهاز القياس ، والذي يتضمن سلسلة من محولات الطاقة ، غالبًا ما يتم تقديمه في شكل مخطط كتلة وظيفي (دائرة قياس) ، والذي يعكس وظائف أجزائه الفردية في شكل رمزي مترابط كتل.

الخصائص الرئيسية لمحول طاقة القياس هي وظيفة التحويل ، الحساسية ، الخطأ.

يمكن تقسيم محولات الطاقة إلى ثلاث فئات: متناسبة ووظيفية وتشغيلية.

تم تصميم التناسب لإعادة إنتاج إشارة الإدخال في إشارة الخرج بالمثل. الثاني - لحساب بعض الوظائف من إشارة الدخل ؛ الثالث - للحصول على إشارة خرج ، وهو حل بعض المعادلات التفاضلية. المحولات التشغيلية هي بالقصور الذاتي ، لأن قيمة إشارة الخرج الخاصة بها في أي وقت لا تعتمد فقط على قيمة الإدخال في نفس الوقت. ولكن أيضًا من قيمها في اللحظات السابقة من الزمن.

عند تصميم أداة قياس متخصصة غير قياسية ، يجب على المرء أن يأخذ في الاعتبار الأشكال التنظيمية والتقنية الأساسية للتحكم ، وحجم الإنتاج ، وخصائص الأشياء المقاسة ، ودقة القياس المطلوبة ، والعوامل التقنية والاقتصادية الأخرى.

في حالتنا ، يتم تصميم المحول فقط ، وبالتالي يمكن إهمال بعض هذه العوامل. نحن نهتم فقط بدقة القياس المطلوبة لمعلمة معينة. تبدأ أي مهمة قياس باختيار محول طاقة أولي - "مستشعر" قادر على تحويل المعلومات الأولية (أي نوع من التشوه ، معلمة الحركة الحركية ، تغيرات درجة الحرارة ، إلخ) إلى إشارة تخضع للبحث اللاحق. المحول الأساسي هو الرابط الأولي لنظام القياس. المحول في هذا العمل هو محول استقرائي.

1 . عامالذكاءحولقابل للقياسبحجم

القوة هي كمية مادية متجهة ، وهي مقياس لشدة التأثير على جسم معين من الأجسام الأخرى ، وكذلك المجالات. القوة المؤثرة على جسم ضخم هي سبب تغير سرعته أو حدوث تشوهات وضغوط فيه.

تتميز القوة باعتبارها كمية متجهة بمعاملها واتجاهها ونقطة تطبيق القوة. يتم استخدام مفهوم خط عمل القوة أيضًا ، للإشارة إلى خط مستقيم يمر عبر نقطة تطبيق القوة ، والتي يتم توجيه القوة على طولها.

وحدة القوة في النظام الدولي للوحدات هي نيوتن (N). نيوتن قوة تعطي كتلة مقدارها 1 كجم في اتجاه هذه القوة تسارعًا قدره 1 م / ث 2.

وحدات القوة المسموح بها في القياسات الفنية:

1 كجم ق (كيلوغرام قوة) = 9.81 نيوتن ؛

1 tc (طن-القوة) = 9.81 x 103 N.

يتم قياس القوة بواسطة أجهزة قياس القوة وآلات قياس القوة والمكابس ، وكذلك عن طريق التحميل بالأوزان والأوزان.

دينامومترات - الأجهزة التي تقيس قوة المرونة.

دينامومترات هي من ثلاثة أنواع:

موانئ دبي - الربيع ،

DG - هيدروليكي ،

· DE - كهربائي.

وفقًا لطريقة تسجيل القوى المقاسة ، تنقسم المقاييس الديناميكية إلى:

التأشير - تُستخدم بشكل أساسي لقياس القوى الساكنة الناشئة في الهياكل المثبتة على الحوامل ، عند تطبيق قوى خارجية عليها ولقياس قوة الجر أثناء الحركة السلسة للمنتج ؛

غالبًا ما يتم استخدام أجهزة العد والكتابة التي تسجل القوى المتغيرة لتحديد قوة الجر للقاطرات البخارية والجرارات ، نظرًا للاهتزاز القوي والهزات الحتمية عند تسريع حركتها ، فضلاً عن التحميل غير المتكافئ للمنتج ، يتم إنشاء قوى متغيرة.

الأكثر انتشارًا هي زنبرك الأغراض العامة الذي يشير إلى مقاييس الدينامومتر.

المعلمات الرئيسية وأبعاد مقاييس دينامومتر الزنبرك للأغراض العامة مع جهاز قراءة مقياس ، مصممة لقياس قوى الشد الساكنة ، تم إنشاؤها بواسطة GOST 13837.

يجب تحديد حدود القياس وخطأ المقوى بإحدى طريقتين:

محسوب ،

وفقًا للجداول OST 1 00380.

أدوات قياس العمل المستخدمة في أنظمة قياس القوة واردة في OST 1 00380.

هناك أنواع مختلفة من القوى: الجاذبية ، الكهرومغناطيسية ، التفاعلية ، النووية ، التفاعل الضعيف ، قوة القصور الذاتي ، قوة الاحتكاك وغيرها. يجب قياس القوى في نطاق واسع - من 10-12 نيوتن (قوى فان دير فال) إلى 10 نيوتن (التأثير ، الدفع). يتم التعامل مع القوى الصغيرة في البحث العلمي ، عند اختبار مستشعرات القوة الدقيقة في أنظمة التحكم ، إلخ. تعتبر القوى من 1N إلى 1MN نموذجية لاختبار المعدات وعند تحديد القوى في المركبات وآلات الدرفلة وغير ذلك. في بعض مجالات الهندسة الميكانيكية ودرفلة الصلب وهندسة الطيران ، من الضروري قياس القوى حتى 50-100 MN. تبلغ أخطاء قياس القوة واللحظات في القياسات الفنية 1-2٪. يتم تقليل قياس القوة إلى قياس الكميات الفيزيائية مثل الضغط والتسارع والكتلة ، والتي يجب ألا يتجاوز خطأ القياس في كثير من الحالات 0.001٪.

2 . استعراضأساليبقابل للقياسكميات

في التكنولوجيا الحديثة ، تُستخدم قياسات الكميات غير الكهربائية (درجة الحرارة ، والضغط ، والقوى ، وما إلى ذلك) على نطاق واسع في الطرق الكهربائية. في معظم الحالات ، ترجع هذه القياسات إلى حقيقة أن كمية غير كهربائية يتم تحويلها إلى كمية كهربائية تعتمد عليها (على سبيل المثال ، المقاومة ، التيار ، الجهد ، المحاثة ، السعة ، إلخ) ، عن طريق قياس أي منها يصبح من الممكن تحديد الكمية غير الكهربائية المرغوبة.

يُطلق على الجهاز الذي يحول كمية غير كهربائية إلى جهاز كهربائي اسم المستشعر. تنقسم المستشعرات إلى مجموعتين رئيسيتين: حدودي ومولد. في المستشعرات البارامترية ، تتسبب الكمية غير الكهربائية في حدوث تغيير في بعض المعلمات الكهربائية أو المغناطيسية: المقاومة ، الحث ، السعة ، النفاذية المغناطيسية ، إلخ. اعتمادًا على مبدأ التشغيل ، تنقسم هذه المستشعرات إلى مستشعرات مقاومة ، حثي ، سعوي ، إلخ. .

تستخدم أجهزة قياس الكميات غير الكهربائية المختلفة بالطرق الكهربائية على نطاق واسع في eps. والقاطرات. تتكون هذه الأجهزة من أجهزة استشعار ، وبعض أجهزة القياس الكهربائية (الجلفانومتر ، الميليفولتميتر ، المليمتر ، مقياس اللوغاريتمات ، إلخ) ورابط وسيط ، والذي قد يشمل جسرًا كهربائيًا ، ومضخمًا ، ومقومًا ، ومثبتًا ، إلخ.

تغيير القوة عن طريق موازنة الأسلوب

تعتمد الطريقة على موازنة القوة المقاسة مع القوة الناتجة عن المحول الكهروميكانيكي المعكوس ، وغالبًا ما يكون كهربائيًا مغناطيسيًا ، بالإضافة إلى قوة التفاعل التي تحدث في النظام الديناميكي. وتشمل هذه القوى قوة الجاذبية ، وقوة القصور الذاتي أثناء الحركة التذبذبية ، والعزم الجيروسكوبي.

طريقة واعدة لإنشاء أدوات عالية الدقة لقياس القوى الكبيرة (من 105 نيوتن وأكثر) هي استخدام محولات الطاقة العكسية الكهروديناميكية ذات اللفات فائقة التوصيل ، والتي تسمح لك بإعادة إنتاج قوى تصل إلى 107-108 نيوتن مع خطأ 0.02- 0.05٪.

تعتمد الطريقة الجيروسكوبية لقياس القوى على قياس السرعة الزاوية لمبادرة إطار الجيروسكوب ، والتي تحدث تحت تأثير العزم الجيروسكوبي الذي يوازن بين اللحظة المقاسة أو اللحظة التي تم إنشاؤها بواسطة القوة المقاسة. وجدت هذه الطريقة تطبيقًا في تقنية الوزن.

يتم تحديد قوة رد الفعل بشكل فريد من خلال هندسة النظام وكتل الأوتاد وتكرار دورانها. وبالتالي ، مع عدم تغيير معلمات جهاز القياس ، يتم تحديد القوة المقاسة Fx من سرعة المحرك.

طريقة القوة

يعتمد على اعتماد القوة أو لحظة القوى التي طورها عنصر حساس غير مرن أو مرن على الضغط المطبق. وفقًا لهذه الطريقة ، يتم بناء نوعين من الأدوات وأجهزة استشعار الضغط:

مستشعرات الطاقة للتحويل المباشر ، حيث يتم تحويل القوة التي يولدها العنصر الحساس بواسطة محول كهربائي إلى كمية كهربائية

أدوات وأجهزة استشعار مع تعويض القوة ، حيث يتم موازنة القوة الناتجة عن عنصر الاستشعار بالقوة الناتجة عن العنصر التعويضي. اعتمادًا على نوع جهاز التعويض ، يمكن أن تكون إشارة الخرج إزاحة حالية أو خطية أو زاويّة.

قياس القوة والضغوط الميكانيكية

يمكن تقسيم مستشعرات القوة إلى فئتين: الكمية والنوعية.

تقيس المستشعرات الكمية القوة وتمثل قيمتها في الوحدات الكهربائية. ومن أمثلة أجهزة الاستشعار خلايا عزم الدوران ومقاييس الإجهاد.

أجهزة الاستشعار النوعية هي أجهزة عتبة لا تتمثل وظيفتها في تحديد قيمة القوة ، ولكن لاكتشاف زيادة مستوى معين من القوة المطبقة. وهذا يعني ، في الحالة الأولى ، أننا نتحدث عن القياس ، وفي الحالة الثانية ، عن التحكم في القوة أو الضغط الميكانيكي. ومن أمثلة هذه الأجهزة ، على سبيل المثال ، أجهزة قياس الضغط ولوحة مفاتيح الكمبيوتر. غالبًا ما تُستخدم المستشعرات عالية الجودة لاكتشاف حركة الأشياء وموضعها.

يمكن تقسيم طرق قياس القوة إلى المجموعات التالية:

* موازنة قوة غير معروفة بجاذبية جسم معروف الكتلة ؛

* قياس تسارع جسم ذي كتلة معروفة ، وتؤثر عليه القوة ؛

* موازنة القوة غير المعروفة بالقوة الكهرومغناطيسية ؛

* تحويل القوة إلى ضغط مائع وقياس هذا الضغط ؛

* قياس تشوه العنصر المرن للنظام الناجم عن قوة غير معروفة.

لا تقوم معظم المستشعرات بتحويل القوة مباشرة إلى إشارة كهربائية. يتطلب هذا عادة عدة خطوات وسيطة. لذلك ، كقاعدة عامة ، أجهزة استشعار القوة هي أجهزة مركبة. على سبيل المثال ، غالبًا ما يكون مستشعر القوة مزيجًا من محول القوة إلى الإزاحة وكاشف الموضع (الإزاحة). يتم تقليل مبادئ بناء المقاييس إلى قياس القوة. تعمل القوة المطبقة على محول الطاقة الأساسي (المستشعر) الذي يتكون من عنصر مرن ومحول طاقة تشوه متصل ميكانيكيًا بالعنصر المرن وتحويل هذا التشوه إلى إشارة كهربائية.

حاليًا ، وجدت الأنواع التالية من المحولات تطبيقات في تقنية الوزن:

1. المحولات المتغيرة. يعتمد عملهم على تغيير مقاومة الريوستات ، الذي يتحرك محركه تحت تأثير القوة.

2. محولات الأسلاك (مقاومة الإجهاد). يعتمد عملهم على تغيير مقاومة السلك أثناء تشوهه.

4. محولات الطاقة الاستقرائية. تغيير في محاثة المحول من تغيير موضع أحد أجزائه تحت تأثير القيمة المقاسة. تستخدم لقياس القوة والضغط والإزاحة الخطية للجزء.

5. محولات الطاقة السعوية. التغيير في سعة محول الطاقة تحت تأثير كمية غير كهربائية مُقاسة: القوة ، ضغط الإزاحة الخطية أو الزاوية ، محتوى الرطوبة ، إلخ.

وفقًا لمبدأ التشغيل ، يتم تقسيم محولات المولدات إلى مجموعات:

1. محولات الحث. يعتمد عملهم على تحويل كمية غير كهربائية مُقاسة ، مثل السرعة أو الإزاحة الخطية أو الزاوية ، إلى قوة emf مستحثة.

3. محولات الطاقة الكهربائية الانضغاطية. تأثير كهرضغطية ، أي حدوث emf. في بعض البلورات تحت تأثير القوى الميكانيكية ، يستخدم لقياس هذه القوى والضغط وكميات أخرى.

3 . وصفاستقرائيةمحول

في القياسات التقنية والعلمية للكميات غير الكهربائية ، تُستخدم المحولات الاستقرائية التي تنتمي إلى مجموعة أجهزة الاستشعار البارامترية على نطاق واسع. وهي تختلف في البساطة البناءة والموثوقية والتكلفة المنخفضة. بالإضافة إلى ذلك ، لا يحتاجون إلى معدات ثانوية معقدة لعملهم.

محول الطاقة الاستقرائي هو خنق يتغير تحريضه تحت تأثير قيمة المدخلات (المقاسة). في تقنية القياس ، يتم استخدام تصميمات المحولات ذات الفجوة الهوائية المتغيرة ومحولات الطاقة ذات الملف اللولبي (أو الغطاس) ، والتي تمت دراستها في هذا البحث.

يظهر محول حثي مع فجوة هوائية متغيرة بشكل تخطيطي في الشكل. 1. تتكون من دائرة مغناطيسية على شكل حرف U 1 ، يتم وضع الملف 2 عليها ، وحافظة متحركة 3. عندما يتحرك المحرك ، يتغير طول فجوة الهواء ، وبالتالي المقاومة المغناطيسية. يؤدي هذا إلى حدوث تغيير في المقاومة المغناطيسية ومحاثة المحول L. في ظل افتراضات معينة ، يمكن حساب محاثة المحول باستخدام الصيغة (1):

أرز. 1. تصميم محول حثي مع فجوة هوائية متغيرة (1 - دائرة مغناطيسية على شكل حرف U ، 2 - ملف ، 3 - المحرك): أ) محول طاقة واحد ؛ ب) المحول التفاضلي

حيث w هو عدد لفات الملف ، µ o = 4 10 7 H / m هو الثابت المغناطيسي ، µ هو الثابت المغناطيسي للصلب ، هو مساحة المقطع العرضي للتدفق المغناطيسي في فجوة الهواء ، هو متوسط ​​طول خط المجال المغناطيسي في الفولاذ.

تحتوي المحولات الحثية الفردية على عدد من العيوب ، على وجه الخصوص ، وظيفة التحويل الخاصة بها غير خطية ، ويمكن أن يكون لها خطأ مضاف كبير ناتج عن تغير درجة الحرارة في المقاومة النشطة لللف ، وعدد آخر.

هذه العيوب خالية من المحولات التفاضلية ، وهما محوّلان فرديان لهما المحرك المشترك. على التين. يُظهر الشكل 1 ب محولًا استقرائيًا تفاضليًا يتكون من محولات طاقة موضحة في الشكل. 1 أ.

عند تحريك عضو الإنتاج ، على سبيل المثال ، إلى اليسار ، يزداد المحاثة L وينخفض ​​المحاثة الأخرى L2.

أرز. 2. تصميم محول طاقة الغطاس الاستقرائي (1 - ملف ، 2 - مكبس): أ) محول طاقة واحد ؛ ب) المحول التفاضلي

نوع آخر من محولات الطاقة الاستقرائية هي محولات الغطاس. على التين. يُظهر الشكل 2 أ محول مكبس واحد ، وهو ملف 1 يمكن من خلاله تمديد النواة المغناطيسية الحديدية 2 (المكبس). في الموضع الأوسط للمكبس ، يكون الحث هو الحد الأقصى.

يظهر المحول التفاضلي ، الذي يتكون من محولين من نوع المكبس ، بشكل تخطيطي في الشكل. 2 ب. 3 هنا أيضًا ، عندما يتم تحريك المكبس ، يقل أحد المحاثة ويزيد الآخر.

عند استخدام المحولات الحثية ، عادة لا تكون كمية المخرجات هي الحث على هذا النحو ، ولكن مفاعلة المحول Z ، والذي ، إذا أهملنا المكون النشط ، يساوي Z = jwL.

3.1 أخطاءاستقرائيةالمحولات

ترجع أخطاء المحولات الاستقرائية بشكل أساسي إلى تغيير في المكون النشط لمقاوماتها. هذا الخطأ مضاف ويقل في حالة دوائر الجسر. بالإضافة إلى ذلك ، عندما تتغير درجة الحرارة ، تتغير النفاذية المغناطيسية للفولاذ ، مما يؤدي إلى تغيير إضافي في الأخطاء الإضافية والمضاعفة. تؤدي التغييرات في جهد الإمداد وتردده أيضًا إلى تغيرات في الحساسية وظهور أخطاء مضاعفة.

من بين أخطاء أجهزة الاستشعار الاستقرائي ما يلي:

1.1) خطأ بسبب ظروف درجة الحرارة. هذا الخطأ عشوائي ويجب تقييمه قبل أن يبدأ المستشعر في العمل. يحدث الخطأ بسبب حقيقة أن معلمات معينة للأجزاء المكونة للمستشعر تعتمد على درجة الحرارة ، ومع وجود انحراف قوي إلى حد ما عن القاعدة في اتجاه أو آخر ، يمكن أن يكون الخطأ مثيرًا للإعجاب.

1.2) خطأ بسبب تأثير قوة جذب المحرك

1.3) خطأ خطي لوظيفة التحويل

أثناء تشغيل المحولات الاستقرائية في دوائر الجسر ، يحدث خطأ بسبب عدم استقرار الجهد وتواتر مصدر الطاقة للجسر ، فضلاً عن التغيير في شكل منحنى جهد الإمداد. لتحسين خصائص MT الاستقرائي ، يتم استخدام محولات الطاقة التفاضلية (يظهر تصميمها في الشكل 1 ب) يمكن للمحولات التفاضلية تقليل الأخطاء بشكل كبير وزيادة الحساسية وزيادة المقطع الخطي للخاصية.

3.2 قياسالسلاسلاستقرائيةالمحولات

جسور لقياس الحث وعامل الجودة للمحثات. يتم تضمين المحث ، الذي يتم قياس معلماته ، في أحد أذرع الجسر رباعي الأذرع ، على سبيل المثال ، في الذراع الأول:

من أجل أن يكون الجسر متوازنًا ، يجب أن تحتوي إحدى الأرجل المتبقية على الأقل على مفاعلة في شكل محاثة أو سعة.

تعطى الأفضلية للحاويات ، لأن. المحرِّضات أدنى من المكثفات من حيث دقة التصنيع ، لكنها أغلى بكثير. يظهر رسم تخطيطي لمثل هذا الجسر في الشكل. 3

أرز. 3. جسر لقياس معلمات المحاثات

عندما يكون الجسر في حالة توازن ، وفقًا لمعادلة التوازن العام ، يكون هذا صحيحًا. بمساواة الجزأين الحقيقي والخيالي بشكل منفصل ، نحصل على شرطين للتوازن:

يتم موازنة هذا الجسر بالتكيف و. القيمة تتناسب مع الحث ، و- عامل الجودة للملف المقاس. عيب المخطط المدروس هو ضعف تقارب الجسر عند قياس معلمات الملفات بعامل جودة منخفض. إذا كانت Q = 1 ، فإن عملية الموازنة صعبة بالفعل ، وعندما Q< 0,5 уравновешивание моста практически невозможно.

قياس القوة الحثي محول

4 . عملية حسابيةرائدالمعلماتمحول

مطلوب تطوير جهاز استشعار يتم تقديم الخصائص التالية لأداة القياس له:

القيمة المقاسة: القوة ؛

قيمة المعلمة المقاسة: 70-120 كيلو نيوتن ؛

خطأ القياس: 0.25٪

نوع إشارة الخرج: إشارة كهربائية

محول: حثي

بالنسبة لعملنا في الدورة التدريبية ، نختار محول طاقة حثيًا واحدًا به فجوة هوائية متغيرة ، نظرًا لأنه يتميز بقياسات تتراوح من 0.01 إلى 10 مم ، مما يسمح لك بقياس معلمة معينة.

دعنا نصور مخطط الكتلة لهذا الجهاز في الشكل 4. يتم الحصول على إشارة الخرج على شكل جهد متناوب مأخوذ من مقاومة الحمل R H المضمنة في دائرة الملف 2 الموضوعة على القلب 1. يتم توفير الطاقة بواسطة الجهد المتناوب U. تحت تأثير إشارة الإدخال ، يتحرك المحرك 3 ويغير الفجوة:

أرز. 4 - محول حثي مفرد مع فجوة هوائية متغيرة

دعونا نحسب المعلمات الرئيسية لإطار المستشعر المطور:

المواد - سبيكة الدقة 55 VTYu ؛

نسبة بواسون - 0.295 ؛

معامل المرونة - 11 * N / \ u003d 1.1209 * kgf / ؛

دع نصف قطر الغشاء.

24.77 ميجا باسكال = 2.43 كجم ؛

42.46 ميجا باسكال = 4.17 كجم.

احسب سمك الغشاء باستخدام الصيغة (2)

ح = 0.0408 سم ؛

باستخدام الصيغة (3) ، نحدد الحد الأدنى والأقصى لانحراف الغشاء

P = 0.044 سم ؛

P = 0.076 سم ؛

باستخدام الصيغة (4) ، نحسب المحاثة عند أقصى انحراف للغشاء.

المنطقة المقطعية من فجوة الهواء ؛

نفاذية الهواء المغناطيسي

منطقة فجوة هوائية متغيرة.

سيتم تقديم البيانات التي تم الحصول عليها في الجدول 1 وعرضها على تبعية الرسم البياني (Р) (الشكل 5) والاعتماد L (Р) (الشكل 6):

الجدول 1

حساب محول الطاقة الاستقرائي

أرز. 5 - التبعية (P)

أرز. 6 - الاعتماد L (P)

5 . عملية حسابيةالرصيفمخطط

جسر ماكسويل - يظهر الشعور بالذنب في الشكل (3)

لنأخذ = 800 أوم ؛

احسب عند الحد الأدنى والحد الأقصى لقيمة المحاثة.

6 . تعريفأخطاءاستقرائيةمحول

يتم تحديد القدرة الإعلامية لجهاز الاستشعار الاستقرائي إلى حد كبير من خلال خطأه في تحويل المعلمة المقاسة. يتكون الخطأ الكلي لجهاز الاستشعار الاستقرائي من عدد كبير من أخطاء المكونات ، مثل الخطأ من عدم الخطية للخاصية ، وخطأ درجة الحرارة ، والخطأ من تأثير المجالات الكهرومغناطيسية الخارجية ، والخطأ من التأثير المغناطيسي المرن ، خطأ من كابل التوصيل ، وغيرها.

وفقًا للبيانات المرجعية ، خطأ مقياس التيار هو 0.1٪ ، وخطأ الجسر 0.02٪.

0,25 - (0,02 + 0,1) = 0,13%;

يتم تحديد خطأ المستشعر الحثي بالصيغة (1):

لنجد المتغيرات الضرورية.

0.065 * 24.77 = 1.61 ميجا باسكال ؛

169.982 مللي أمبير.

نستبدل البيانات التي تم الحصول عليها في التعبير (6) ونجد خطأ المستشعر الاستقرائي:

دعونا نقارن الخطأ الذي تم الحصول عليه مع الخطأ المعطى

0,23% < 0,25%

وبالتالي ، فإن الخطأ الناتج ليس أكبر من الخطأ المحدد ، لذلك نستنتج أن النظام المطور يفي بالمتطلبات.

خاتمة

تم تخصيص عمل الدورة لتطوير طريقة لقياس القوة باستخدام محول استقرائي يلبي متطلبات الاختصاصات. أثناء التصميم ، تمت دراسة طرق مختلفة لقياس القوة ، والتي على أساسها تم تطوير الطريقة الناتجة لقياس هذه المعلمة.

تم إجراء مراجعة لطرق قياس القوة ، وتم اختيار طريقة مناسبة في النطاق المقاس ، وتم حساب المعلمات الرئيسية لمحول الطاقة ، وتم حساب خطأ الطريقة التي تم الحصول عليها لقياس القوة.

وهكذا ، في عملية إكمال عمل الدورة ، تم الانتهاء من جميع نقاط المهمة الفنية وتم تطوير طريقة لقياس المعلمة المقابلة التي تلبي المتطلبات المقدمة إليها.

قائمةالمؤلفات

1. Meizda F. أدوات القياس الإلكترونية وطرق القياس: Per. من المهندس. م: مير ، 1990. - 535 ص.

2. Brindley K.D. محولات القياس. م: إلكتر ، 1991. - 353 ص.

3. Spector S.A. القياسات الكهربائية للكميات الفيزيائية: طرق القياس: كتاب مدرسي للجامعات. L: Energoatomizdat، 1987. - 320 ص.

4. Levshina E.S. القياسات الكهربائية للكميات الفيزيائية. م: مير ، 1983-105 ص.

استضافت على Allbest.ru

...

وثائق مماثلة

تطوير قناة قياس لمراقبة المعلمة المادية للتركيب التكنولوجي: اختيار الوسائل التقنية للقياس ، وحساب خطأ قناة القياس ، وجهاز الخانق ، وفتحات التدفق ، ومقياس الجهد الأوتوماتيكي.

ورقة مصطلح ، تمت الإضافة في 03/07/2010


طرق الجسر والطرق غير المباشرة لقياس مقاومة التيار المستمر. طرق الرنين والجسر والطرق غير المباشرة لقياس معلمات المحرِّض. حل مشكلة قياس معاملات المكثف باستخدام جسر متجانس.

اختبار ، تمت إضافة 10/04/2013


ميزات قياس القوة الحالية في دائرة باستخدام مقياس التيار الكهربائي. طريقة لحساب قوة التيار في جزء غير ممنوح من دائرة كهربائية وفقًا لقانون كيرشوف الأول ، للتحقق من صحتها. تحليل الأخطاء المطلقة والنسبية لمعلمات الدائرة.

العمل المخبري ، تمت إضافة 01/12/2010


الأنواع الرئيسية ، الجهاز ، مبدأ تشغيل المستشعرات المستخدمة لقياس الضغط. مزاياها وعيوبها. تطوير محول كهرضغطية. عناصر مخططها الهيكلي. حساب وظائف التحويل ، حساسية الجهاز.

ورقة مصطلح ، تمت إضافة 12/16/2012


اختيار جهاز قياس للتحكم في تحمل المعلمات. تحديد حدود الثقة لخطأ الثقة غير المستبعد لنتيجة القياس. الغرض ومبدأ تشغيل الفولتميتر الرقمي العالمي ومكوناته.

ورقة مصطلح ، تمت الإضافة 14/04/2019


أجهزة لقياس مستوى الإضاءة. تطوير تقنية القياس. تحديد الإضاءة باستخدام الخلية الكهروضوئية السيلينيوم. قياس الإضاءة بمقياس Yu117 luxmeter. تحديد خطأ القياس. نطاق الجهاز وتشغيله.

ورقة مصطلح ، تمت الإضافة في 05/05/2013


تصنيف أجهزة القياس وتحديد أخطائها. مراجعة قوانين نيوتن. خصائص التفاعلات الأساسية وقوى الجاذبية والتوازن. وصف لتعيينات الجاذبية ، والمقاييس الديناميكية ، وأداة قياس قوة الانضغاط.

ورقة مصطلح ، تمت الإضافة في 03/28/2010


قياسات الجهد والتيار المباشر وغير المباشر. تطبيق قانون أوم. اعتماد نتائج القياسات المباشرة وغير المباشرة على قيمة زاوية دوران المنظم. تحديد الخطأ المطلق للقياس غير المباشر للتيار المباشر.

العمل المخبري ، تمت إضافة 2015/01/25


آليات القياس الكهرومغناطيسية. طريقة القياس غير المباشر للمقاومة النشطة حتى 1 أوم وتقييم خطأ القياس المنهجي والعشوائي والمكوِّن والكلّي. وسائل قياس كمية فيزيائية غير كهربائية (ضغط).

ورقة مصطلح ، تمت الإضافة في 01/29/2013


معلمات وخصائص مقاييس الانفعال وتحول التشوه. حساب الوظيفة ومعامل الإرسال ، مع مراعاة تأثير نهاية وأقسام الاتصال. تحديد معاملات وحدة القياس. نقل وتركيب وتخزين الجهاز.

القوة تسمىخاصية كمية لعملية تفاعل الأشياء (على سبيل المثال ، قوة الاحتكاك).

مفهوم "الكتلة" يميز التعطيل الأشياء وقدرتها على الجاذبية.

في القياسات ، عادةً لا تميز بين الكتلة (كمية المادة) والوزن - قوة جذب الجسم بالأرض (قوة الجاذبية) ، لذلك ، تُستخدم طرق القياس نفسها لقياس القوة والوزن.

يتم استدعاء أجهزة لقياس الكتلة من خلال قدرة الجاذبية لجسم ما مقاييس. يتم قياس القوة عن طريق دينامومترات. يرجع تقسيم أدوات قياس القوة إلى مقاييس ومقاييس ديناميكية إلى حقيقة أن اتجاه ناقل قوة الجاذبية محدد بدقة في الفضاء. يؤخذ هذا الظرف في الاعتبار عند تصميم أدوات لقياس قوة الجاذبية ، وكذلك عند إعداد الميزان للعمل. على وجه الخصوص ، يوفر تصميم الموازين مستويات وخطوط عمودية تسمح لك بتعيينها في وضع أفقي بالدقة المطلوبة. يمكن أن يكون موضع عمل مقاييس القوة - الشيء الرئيسي هو أن خط القياس يتزامن مع اتجاه متجه القوة. في ظل هذه الحالة ، يمكن استخدام الأرصدة لقياس القوة غير الجاذبية ، ويمكن استخدام مقاييس القوة لتحديد الوزن. وبالتالي ، يتم تحديد تقسيم أدوات قياس القوة إلى موازين ومقاييس ديناميكية من خلال الغرض منها.

قياس القوة.في الحالة العامة ، تتكون مقاييس الدينامومتر من محول طاقة - عنصر قابل للتشوه بشكل مرن ، ومحول طاقة ، إذا لزم الأمر ، وجهاز بيان.

دينامومتر (دينامومتر من الديناميات اليونانية - القوة والمتر) مصنوعة من ثلاثة أنواع: موانئ دبي - زنبرك ، DG - هيدروليكي ، DE - كهربائي.

يمكن تصنيف مجموعة متنوعة من تصميمات العناصر المرنة اعتمادًا على نوع التشوه المحقق: استخدام التشوهات الانضغاطية أو الشد ، وتشوه الانحناء ، وتشوه القص والتشوه المختلط (الشكل 61)

عادة ما يتم صنع نوابض الضغط أو التوتر الديناميكي على شكل أسطوانة صلبة أو مجوفة ، وأحيانًا على شكل قضيب مستطيل (من 10 كيلو نيوتن إلى 1 مليون نيوتن).

الشكل 61. محولات القوة إلى تشوه: أ) الضغط ، ب) الانحناء ، ج) القص ، د) مختلطة

يحدث تشوه الانحناء أيضًا في العناصر المرنة المصنوعة في شكل نظام من الحزم ، الحلقات ، الأغشية ، الإطارات الموضوعة شعاعيًا ، إلخ. (من 10 N إلى 10 kN - أدوات العمل). لعناصر الحلقة حتى 2 MN.

تم تصميم مقاييس الدينامومتر مع عنصر مرن معقد (الشكل ثلاثي الأبعاد) لجعل خاصية التحويل أقرب إلى خاصية خطية وتستخدم على نطاق واسع كأدوات قياس عاملة ومرجعية.

تستخدم مقاييس الدينامومتر الميكانيكية فقط لقياس القوى الساكنة. يتم قياس تشوه عنصر الاستشعار (0.1 - 2 مم) بمؤشر قرص أو رأس مؤشر. تتوفر مقاييس الدينامومتر الميكانيكية تجارياً للأحمال حتى 10 MN. تصل درجة الدقة إلى 0.1 - 2٪.

بالنسبة للعناصر المرنة ذات الصلابة العالية (قضبان) ، يتم استخدام محولات مقاومة الإجهاد ومحولات السلسلة للتشوه إلى إشارة كهربائية. مع صلابة منخفضة (حلقة ، عناصر شعاع مرنة) ، قابلة للتطبيق بالسعة ، الاستقرائي وغيرها من المحولات.

من بين مقاييس الدينامومتر الكهربائية ، تعتبر مقاييس الإجهاد ذات أهمية قصوى. نطاق تطبيقاتهم من 5 N إلى 10 MN وأكثر. يتكون العنصر الحساس لمقاييس الدينامومتر هذا على شكل قضيب أو أنبوب أو حلقة محملة شعاعيًا أو شعاع مزدوج أو حزمة التواء ناتئة وما إلى ذلك. مقياس إجهاد ملتصق بالعنصر الحساس يسجل سلالات الشد - الضغط والانحناء ، التواء ، القص. مقاييس دينامومتر قياس الإجهاد مناسبة لكل من القياسات الثابتة والديناميكية.

في مقاييس دينامومتر السلسلة ، يتم استخدام مقياس إجهاد السلسلة. العنصر الحساس عبارة عن سلسلة مغناطيسية حديدية تقع على طول محور الأسطوانة المجوفة المرنة ومتصلة بها بواسطة مستويين. عندما يتم تطبيق حمل على الأسطوانة بسبب تشوهها ، يتغير توتر الخيط وتواتر اهتزازاته التي يثيرها المغناطيس الكهربائي في نفس الوقت. يؤثر تردد التذبذب الطبيعي على قيمة الجهد عند أطراف ملف القياس وهو مقياس للحمل. تتراوح القوة من 200 N إلى 5 MN. فئة الدقة 1٪.

عند قياس الأحمال الكبيرة (حتى 50 MN) ، يتم استخدام محولات طاقة مغناطيسية مرنة.

تعتمد مقاييس الديناميات المغناطيسية المطاطية على المواد المغناطيسية (على سبيل المثال ، سبائك الحديد والنيكل) ، والتي تغير نفاذية المغناطيسية في اتجاه التعرض لقوة الشد أو الانضغاط. يمكن صنع مقياس القوة المغناطيسية المطاطية على شكل ملف ذي قلب مغلق مصنوع من مادة مغناطيسية ناعمة. التغير في الحث الذي يحدث عندما يمكن قياس التحميل بالطرق الكهربائية (الشكل 62). تتراوح درجة دقة مقاييس الدينامومتر المغنطيسي من 0.1 إلى 2٪.

أرز. 62. مخطط إدراج مقياس قوة مغناطيسي مرن

تستخدم مقاييس الدينامومترية الكهرضغطية لقياس القوى الديناميكية وشبه الساكنة (غير مناسبة للقوى الساكنة). فئة الدقة 1٪.

يمكن تحويل عمل القوة إلى تغيير في الضغط (مقاييس الدينامومتر الهيدروليكي). يشتمل نظام قياس القوة الهيدروليكية على جهاز استشعار بغرفة مغلقة تمامًا وجهاز بيان. القوة المؤثرة على المكبس تخلق ضغطًا. من حيث المبدأ ، يمكن استخدام جميع مقاييس الضغط (مقاييس الضغط) كوسيلة للإشارة. في أغلب الأحيان تستخدم الأجهزة الميكانيكية. القوات المقدرة من 200 N إلى 20 MN. فئة الدقة 1-2٪.

ترجع أخطاء دينامومتر إلى الأسباب التالية: اللاخطية لخاصية التحويل ، وإمكانية تكرار نتائجها ، والتباطؤ ، والاعتماد على درجة الحرارة للحساسية وموضع الصفر ، والزحف (التأثير اللاحق المرن).

المعلمات والأبعاد الرئيسية المقاييس الديناميكية للأغراض العامة، زنبرك بميزان وجهاز قراءة رقمي ، مصمم لقياس قوى الشد الساكنة ، يؤسس GOST 13837 “مقاييس ديناميكية للأغراض العامة. تحديد".

حدود قياس الدينامومترات التي يوفرها المعيار: الأكبر من 0.10 إلى 500 كيلو نيوتن ، والأصغر - 0.1 من أكبر حد.

يوفر GOST 13837-79 لتصنيع مقاييس ديناميكية لفئات الدقة 0.5 و 1 و 2. يتم تحديد فئة الدقة من خلال الحد الأقصى للخطأ الأساسي المسموح به لمقياس الدينامومتر ، والذي يتم تقديمه كخطأ مخفض. قيمة التسوية في هذه الحالة تساوي أكبر حد للقياس.

حدود الخطأ الإضافي للمقاييس الديناميكية الناتجة عن التغيرات في درجة الحرارة المحيطة في نطاق درجة حرارة التشغيل المختلف عن درجة حرارة الظروف العادية هي: لا يزيد عن 0.5 من الخطأ الرئيسي لكل 10 درجات مئوية - لمقاييس الدينامومتر من الدرجة الأولى ؛ ما لا يزيد عن 0.25 من الخطأ الأساسي لكل 10 درجات مئوية - لأجهزة قياس القوة من الدرجة الثانية.

لمعايرة محولات الطاقة والتحقق منها ومعايرتها ، يتم استخدام آلات / تركيبات قياس القوة ، بالإضافة إلى أدوات القياس ، والتي تشمل مقاييس ديناميكية مرجعية وأجهزة ضبط القوة (مكابس). وفقًا للغرض الوظيفي ، يُشار إلى الأجهزة المدرجة باسم مقاييس القوة.

تسمح لك آلات / منشآت قياس القوة بإعادة إنتاج أي قيم للقوة في النطاق المحدد أو عدد من القيم المنفصلة.

اعتمادًا على التنفيذ البناء ، هناك آلات تحميل مباشرة ، وتركيبات مضاعفة القوة (رافعة ، هيدروليكية وشكل إسفين) وتركيبات تقسيم القوة.

يتحقق التحميل المباشر بمساعدة الأوزان وقوة الجاذبية الأرضية.

يرجع إنشاء تركيبات مضاعفة القوة إلى حقيقة أنه عند وجود قيم عالية للقوة ، يؤدي التحميل المباشر إلى زيادة الأخطاء واستهلاك المعادن ، وارتفاع التكاليف الاقتصادية. ومع ذلك ، حتى في منشآت مضاعفة القوة ، يتم تحديد قيمة القوة في البداية بمساعدة الأوزان ، والتي تزداد بعد ذلك بمساعدة الروافع غير المتكافئة ( يصل إلى 1MN) ، أزواج المكابس من مناطق فعالة مختلفة ( ما يصل إلى 10 MN) أو تأثير الوتد (حتى 5 مليون نيوتن؟).

لتقليل القوة ، يمكن استخدام حلول التصميم نفسها لزيادتها ، ولكن مع نسبة تروس أقل من 1. ومع ذلك ، فإن مثل هذا الحل غير قابل للتطبيق اقتصاديًا وله وظائف محدودة. الحل الأكثر قبولًا لتقسيم القوة هو جهاز به تغيير في زاوية ميل محور كتلة أسطوانية معلقة في تعليق هوائي (الشكل 63).

يتم استخدام المسمار ، الرافعة ، الهيدروليكية ، الكهروميكانيكية ، وما إلى ذلك كأجهزة ضبط القوة. المطابع. أحد المتطلبات الرئيسية لوسائل تحديد القوة هو ثبات القيمة المحددة للقوة بمرور الوقت.

قياس الكتلة.عند قياس الوزن ، تتم مقارنة قوة الجاذبية بقوة معروفة تم إنشاؤها بالطرق التالية:

بحمل الكتلة المعروفة (الطريقة الكلاسيكية) ؛

ضغط الربيع / الضغط (توازن الزنبرك)

تشوه العناصر المرنة الصلبة (تُقاس التشوهات بالطرق الكهربائية (المقاييس الكهروميكانيكية) ؛

جهاز هوائي أو هيدروليكي (قياس ضغط الهواء أو السائل) ؛

ديناميكيًا كهربائيًا بمساعدة ملف لولبي في مجال مغناطيسي ثابت (القيمة المقاسة هي التيار) ؛

غمر الجسم في سائل (يعتمد عمق الغمر على كتلة الجسم).

في هذا الإتصال تميز المقاييسميكانيكي (رافعة ، زنبرك ، مكبس) ، كهروميكانيكي (مع محولات طاقة سعوية ، مقاومة للإجهاد ، حثي وكهربائي انضغاطي أو تشوه) ، بصري ميكانيكي (مع مرآة أو جهاز توجيه تداخل) ، نظائر مشعة (امتصاص وإشعاع متناثر). التطبيقات الرئيسية هي المقاييس الميكانيكية والكهروميكانيكية.

تم تحديد متطلبات موازين الوزن الثابت بواسطة GOST 29329 - 92.

يتم تصنيف موازين الوزن الساكن وفقًا للمعايير التالية.

حسب مجال التطبيق(الغرض التشغيلي) الموازين مقسمة إلى: عربة ؛ عربة؛ السيارات. خط أحادي. رافعه؛ سلعة. لوزن الماشية لوزن الناس مصعد؛ لوزن الحليب أمتعة؛ تجارة؛ طبي؛ رسوم البريد.

من خلال وزن الدقةتنقسم مقاييس الدقة إلى 4 فئات: الفئة 1 - موازين الدقة الخاصة ؛ 2 فئة - دقة عالية ؛ الدرجة 3 - دقة متوسطة ؛ الدرجة 4 - الدقة العادية. ينطبق المعيار GOST 29329-92 على المقاييس غير الآلية لفئات الدقة المتوسطة والتقليدية.

عن طريق طريقة التثبيتفي مكان العملية ، تنقسم الموازين إلى: مدمجة ، موازين نقر (موازين نقر هي موازين متحركة ، منصة منها على نفس المستوى مع أرضية الغرفة) ، أرضية ، سطح مكتب ، متحرك ، معلق ، ثابت.

نوع جهاز التوازنتتميز الموازين: الميكانيكية ، الكهروميكانيكية (الإلكترونية - مصطلح "موازين إلكترونية" ينطبق على موازين سطح المكتب).

المقاييس الميكانيكية - المقاييس التي يتم فيها موازنة الجاذبية باستخدام آليات مختلفة. هناك موازين وزن ، زنبرك ، هيدروليكي ، هوائي. المقاييس التي يكون فيها جهاز النقل عبارة عن رافعة أو نظام من الروافع تسمى موازين الرافعة.

المقاييس الكهروميكانيكية - موازين بجهاز موازنة على شكل محول طاقة ، حيث يتم تحويل الجاذبية إلى إشارة كهربائية.

حسب نوع جهاز استقبال الحمولةهناك موازين: قبو ، خط أحادي ، دلو ، ناقل ، خطاف ، منصة.

حسب طريقة الوصول إلى وضعية التوازنتتميز الأرصدة: بموازنة تلقائية ، مع موازنة شبه آلية ، مع موازنة غير آلية.

حسب نوع جهاز القراءةتوجد موازين: بجهاز قراءة تناظري (قرص ومقياس) ، مع جهاز قراءة منفصل (رقمي).

يوفر معيار GOST 29329-92 ما يلي الخصائص الرئيسية للمقاييس.

فاصل مقياس التحقق هـ- القيمة الشرطية معبراً عنها بوحدات الكتلة وتميز دقة المقاييس.

سعر قسم التحققلفئة الدقة "متوسطة" 0.1 جم ≤ ه≤ 2 جم بعدد أقسام التحقق ن= 100… 10000 و ه≥5 جم في ن= 500… 10000 ؛ لفئة الدقة "عادي" ه≥5 جم في ن= 100…1000. (ن- عدد أقسام التحقق ، المعرفة على أنها النسبة أكبر حد من موازين الوزنلسعر قسم التحقق).

قيم قيمة قسم التحقق ( ه) ، فترات القياس ( د) وتقدير أخذ العينات ( د د) بوحدات الكتلة من النطاق: 1 × 10 أ ؛ 2 × 10 a و 5 × 10 a ، حيث a عدد صحيح موجب أو عدد صحيح سالب أو صفر. يجب أن تتوافق قيمة قسم المعايرة للموازين بدون جهاز قراءة إضافي مع قيمة تقسيم الميزان للمقاييس التي تحتوي على جهاز قراءة تمثيلي ودقة القراءة للموازين ذات المؤشر الرقمي.

يشار إلى قيمة قيمة القسمة أو دقة القراءة الجماعية ، وكذلك قيمة قيمة قسم المعايرة على المقاييس أو في الوثائق التشغيلية الخاصة بهم.

أكبر(ارتشف) وأصغر(NmPV) حدود الوزن- أكبر وأصغر قيم للكتلة ، حيث يتم ضمان امتثال الموازين لمتطلبات الوثائق التنظيمية.

الحد الأقصى للوزن (LEL) المقدم من GOST 29329-92 هو من 200 جم إلى 500 طن (لا يتوافق نطاق قيم LEL مع سلسلة الأرقام المفضلة).

أصغر حد للوزن - بالنسبة لفئة الدقة ، يتم أخذ المتوسط ​​يساوي 20 هـ ؛ لفئة الدقة العادية - 10 ه. أين ه- سعر قسم التحقق.

حدود الخطأيتم تطبيع الأوزان اعتمادًا على NmPV وفئة الدقة وتتراوح من 0.5 ∙ e إلى 1.5 e أثناء التحقق الأولي في المؤسسات: الشركة المصنعة والإصلاح. أثناء التشغيل وبعد الإصلاح في مؤسسة التشغيل - من 1.0 إلى 2.5 بوصة. حدود الخطأ أجهزة ضبط الصفر- ± 0.25 ه.

هناك الأنواع التالية موازين التوازن لقياس الكتلة: المختبر (تحليلي ، رباعي ، إلكتروني ، ذراع متساوي) ، قرص سطح المكتب ، عد الروك ، منصة متحركة (مقياس ، قرص ، بريد).

مبدأ تشغيل مقياس التوازن هو موازنة اللحظة الناتجة عن قوة الجاذبية من الكتلة المقاسة ، لحظة الجاذبية للوزن أو الحمل.

يتم تنفيذ خيارات محول الطاقة التالية في موازين الميزان:

مع كتلة موازنة متغيرة: رافعة بميزان وأوزان ؛ رافعة مع الأوزان العلوية.

بطول ذراع متغير: ذراع بأوزان متحركة ؛ رافعة بوزن الأسطوانة

زاوية متغيرة: رباعي ؛ ثقل الموازنة.

تم تحديد متطلبات معلمات موازين الرافعة للأغراض العامة بواسطة GOST 14004.

اعتمادًا على الحد الأقصى للوزن ، يتم تقسيم موازين الأغراض العامة إلى ثلاث مجموعات: - سطح المكتب (حتى 50 كجم) ؛ - متحرك ونقر (50-6000 كجم) ؛ - ثابتة (عربة ، سيارة ، مصعد) (من 5000 إلى 200000 كجم).

أصغر حد للوزن هو 20 d (سعر تقسيم المقياس d) لموازين سطح المكتب و 5٪ من P max للباقي.

تستخدم موازين الرافعة جنبًا إلى جنب مع الأوزان ، والتي ، حسب الغرض ، مقسمة إلى أوزان للأغراض العامة ومرجعية وأوزان ذات أغراض خاصة. تتضمن المجموعة الأخيرة أوزانًا مرجعية (تُستخدم لتحسين دقة قراءة الموازين المختبرية) ، وأوزانًا مشروطة (مصممة لإكمال المقاييس والأجهزة الأخرى بنسبة أذرع نظام الرافعة 1: 100) ، وأوزان مدمجة في الموازين ، و الأوزان المستخدمة في الموازين والموزعات التكنولوجية.

من الناحية الهيكلية ، تصنع أوزان الأغراض العامة على شكل سلك ، أو لوحة متعددة الأضلاع (مثلثة ، أو مربعة ، أو خماسية) ، أو أسطوانة برأس ، أو متوازي السطوح. القيمة الاسمية لكتلة الوزن مأخوذة من نطاق من القيم 1 · 10 ن ، 2 · 10 ن ، 5 · 10 ن (ن هو أي عدد صحيح موجب أو سالب). المعيار GOST 7328-2001 "الأوزان. المواصفات العامة "تنص على تحرير أوزان تزن من 1 مجم إلى 5000 كجم. اعتمادًا على تفاوت التصنيع ، يتم تخصيص فئات دقة للأوزان: E 1 ، E 2 ، F 1 ، F 2 ، M 1 ، M 2 ، M 3 (بترتيب تنازلي للدقة). يمكن توفير الأوزان في شكل مجموعات ، يتم تكوين تكوينها وفقًا لتوصيات GOST 7328-2001.

مثال لرمز في وثائق فئة الدقة بوزن 500 جرام F 1: الوزن 500 جرام F 1 GOST 7328-2001.مجموعة الأوزان: مجموعة (1 مجم - 1 كجم) E 2 GOST 7328-2001.

في موازين الزنبرك ، العنصر الحساس هو زنبرك (ضغط ، توتر ، لولبي ، إلخ) ، يتناسب تشوهه مع قوة الجاذبية. يتم قياس قيمة الانفعال مباشرة أو تخضع لتحول إضافي.

في المقاييس الإلكترونية ، يتم استخدام نوعين رئيسيين من أجهزة الاستشعار كمحول أولي: بيزو كوارتز ومقاوم للإجهاد.

المقاييس تشكل مجموعة منفصلة لوزن المركبات المتحركة . المتطلبات الفنية العامة لها واردة في GOST 30414-96.

تنطبق المواصفة القياسية على الموازين المصممة للوزن أثناء الحركة أو للوزن الثابت والوزن أثناء حركة المركبات التالية: عربات السكك الحديدية (بما في ذلك الخزانات) والعربات وقطاراتها وسياراتها ومقطوراتها وشبه المقطورات (بما في ذلك الخزانات) وقطارات الطرق.

الجدول 7. الموازين الميكانيكية

اعتمادًا على تصميم جهاز استقبال الحمولة ، يمكنه تحديد الحمولة على الفور من السيارة بأكملها (عربة ، سيارة ، مقطورة ، نصف مقطورة) أو بشكل مستقل - في وقت واحد أو بدوره - من كل عربة أو زوج من العجلات (محور) أو من كل عجلة.

اعتمادًا على القيم المعيارية للخصائص المترولوجية ، يتم تقسيم المقاييس إلى أربع فئات دقة: 0.2 ؛ 0.5 ؛ واحد؛ 2. تعيين فئة الدقة يتوافق مع الخطأ المسموح به أثناء التشغيل. في الوقت نفسه ، في النطاق من LmLL إلى 35٪ LEL شاملاً ، هذا هو الخطأ المخفض ، وقيمة التطبيع التي تبلغ 35٪ LEL. في النطاق الذي يزيد عن 35٪ LEL إلى LEL ، تحدد فئة الدقة خطأ القياس النسبي.

أثناء التحقق الأولي أو المعايرة ، يتم تقليل الأخطاء المسموح بها بمقدار مرتين.

قياس التدفق

معدل التدفق هو كمية المادة التي تتدفق عبر قسم معين من خط الأنابيب لكل وحدة زمنية. يميز بين الحجم والتكاليف الجماعية. تسمى أدوات قياس التدفق عدادات التدفق. يتم تحديد تنوع مقاييس التدفق ليس فقط من خلال الحلول البناءة ، ولكن أيضًا من خلال مبادئ التشغيل التي يتم تنفيذها فيها. ضع في اعتبارك الخيارات الأكثر استخدامًا.

عدادات الحجم.يعتمد مبدأ تشغيل العدادات الحجمية على القياس المباشر لأحجام الوسيط المقاس باستخدام غرف قياس ذات حجم معروف وحساب عدد الأجزاء التي مرت عبر العداد. العداد الحجمي الأكثر شيوعًا للمواد السائلة هو عداد ذو تروس بيضاوية (الشكل 64) التروس البيضاوية 1 و 2 ، الموضوعة في السكن 3 ، تدور بسبب اختلاف الضغط P 1 و P 2. لدورة واحدة من التروس ، يتم ملء تجاويف القياس ، التي يُعرف حجمها بدقة V 1 و V 2 ، مرتين وتفريغها مرتين. يقوم محور أحد التروس بتدوير آلية العد الموجودة خارج السكن 3. العداد تتميزدقة قياس عالية (خطأ 0.5 ... 1٪) ، فقدان ضغط منخفض ، استقلالية المؤشرات عن اللزوجة ، عزم دوران كبير. عيب هذه العدادات هو الحاجة إلى ترشيح جيد للوسط المقاس ، فضلاً عن مستوى عالٍ من الضوضاء الصوتية.

أرز. 64. رسم تخطيطي للعداد مع التروس البيضاوية

لقياس تدفقات الغاز ، يتم استخدام عدادات الغاز الدوارة ، والتي يشبه مبدأ تشغيلها مبدأ العدادات ذات التروس البيضاوية. يتم استخدامها لقياس التدفقات من 40 إلى 40000 متر / ساعة ولها فئات دقة 2 و 3.

تشمل مقاييس الحجم لقياس تدفق السائل عدادات مجداف، تتميز بحد أقصى للقياس يبلغ 100 ... 300 متر / ساعة ودرجة دقة تبلغ 0.25 و 0.5.

عدادات السرعةتسمح لك بضبط معدل التدفق وفقًا لاعتماد سرعة دوران المكره المحوري أو العرضي على معدل التدفق الحجمي. إذا تم توصيل مولد سرعة الدوران ومقياس الفولتميتر في سلسلة بالدفاعة (الشكل 65) ، فيمكن عندئذٍ الحكم على معدل التدفق من خلال قراءة الفولتميتر. ويمكنك توصيل عداد الدورات وقياس الاستهلاك لفترة زمنية معينة. فئات دقة الجهاز 1 ؛ 1.5 ؛ 2 بمعدلات تدفق 3 ... 1300 م / ساعة.

يوضح الشكل 65 أيضًا عدادًا عالي السرعة مزودًا بتوربينات عرضية 1. (يشير الرقم 2 إلى مرشح.) تُستخدم هذه العدادات بمعدل تدفق يصل إلى 3 ... 20 متر مكعب / ساعة ولها فئة دقة تبلغ 2 و 3.

مقاييس تدفق الخانق.أحد أكثر المبادئ شيوعًا لقياس تدفق السوائل والغاز والبخار هو مبدأ انخفاض الضغط المتغير عبر الفتحة.

مزايا هذه الطريقة هي: البساطة والموثوقية ، عدم وجود أجزاء متحركة ، التكلفة المنخفضة ، القدرة على قياس أي معدل تدفق تقريبًا ، القدرة على الحصول على خصائص معايرة أجهزة قياس التدفق عن طريق الحساب.

أرز. 65. مخطط عداد عالي السرعة مع دفاعات محورية وعرضية.

1 - جهاز فرد نفاث ، 2 - آلية نقل ، 3 - جهاز عد ، 4 - غرفة ، 5 - زوج دودة ، 6 - دفاعة.

وفقًا للمبدأ أعلاه ، يتم تثبيت جهاز تضييق في خط الأنابيب. تكون سرعة التدفق عبر فتحة الفتحة أعلى مما كانت عليه من قبل ، ونتيجة لذلك يحدث انخفاض في الضغط على الفوهة ، ويقاس بمقياس ضغط تفاضلي. تعتمد قراءة مقياس الضغط التفاضلي على سرعة التدفق في التقييد أو على معدل التدفق. يوضح الشكل 66 مخططات أجهزة التضييق القياسية ونقاط الاتصال لفروع مقياس الضغط التفاضلي.

أرز. 66 مخططات أجهزة التضييق: أ) الحجاب الحاجز ، ب) الفوهة القياسية ، ج) فوهة الفنتوري ، د) أنبوب الفنتوري

عدادات التدفق حول (rotameters).في مقاييس التدفق هذه ، يلاحظ الجسم الانسيابي (عوامة ، مكبس ، صمام ، لوح دوار ، كرة ، إلخ ، أمثلة في الشكلين 67 و 68) تأثير القوة من التدفق القادم ، والذي يزيد مع زيادة سرعة التدفق ويحرك الجسم الانسيابي. يعمل وزن الجسم الانسيابي أو قوة الزنبرك كقوة معاكسة. تم تصميم أجهزة قياس التدفق بحيث تكون حركة الجسم الانسيابي مصحوبة بتغيير في منطقة التدفق لمرور السائل أو الغاز. في هذه الحالة ، تؤدي الزيادة في معدل التدفق إلى زيادة مساحة التدفق. نتيجة لذلك ، ينخفض ​​معدل التدفق. تؤدي ردود الفعل السلبية هذه إلى استقرار وضع الجسم الانسيابي. إشارة خرج محولات التدفق المدروسة هي إزاحة الجسم الانسيابي.

أرز. 67. مخططات تحويل عناصر عدادات التدفق أ) عوامة ، ب) صمام ، ج) مكبس

أرز. 68. مخططات عدادات التدفق حول: أ) ، ب) - نوع عائم. ج) ، د) - نوع الصمام ؛ ه) - نوع المكبس.

التعيينات في الأشكال.

الشكل أ: 1 - أنبوب زجاجي مخروطي ، 2 - عائم ، 3 - توقف تعويم ، 4 - مقياس.

الشكل (ب): 1 - عوامة أسطوانية بفتحة في المنتصف ، 2 - قضيب ثابت من مقطع مخروطي ، 3 - أنبوب زجاجي أسطواني.

الشكل ج: 1 - صمام ، 2 - غشاء حلقي ، 3 - علبة معدنية ، 4 - ساق ، 5 - قلب عنصر محول الطاقة التفاضلي 7 ، 6 - أنبوب فولاذي غير مغناطيسي.

الشكل د: 1 - خنق الهواء ، 2 - فوهة هوائية ، 3 - مغناطيس ، 4 - أنبوب مصنوع من مادة غير مغناطيسية ، 5 - قلب ، 6 - صمام ، 7 - منفاخ.

الشكل هـ: 1 - الأوزان ، 2 - المكبس ، 3 - النواة ، 4 - ملف الحث ، 5 - قناة لتزويد ضغط الإخراج لمساحة المكبس الزائد ، 6 - مخرج مستطيل من مساحة المكبس السفلي.

مقاييس الدوران بإشارة خرج هوائية 0.02 .. 0.1 ميجا باسكال تنتج فئات دقة 1.5 و 2.5.

بالإضافة إلى الأنواع المدرجة ، يتم استخدام عدادات التدفق ذات المستوى المتغير ، وعدادات التدفق الكهرومغناطيسية والحرارية (المسعرية) وقياسات التدفق الأخرى.

المؤلفات

1.Rannev G.G. ، Tarasenko A.P. طرق ووسائل القياس - 2004.

2. Brindley K. قياس المحولات. دليل مرجعي - 1991.

3. Kozlov M.G. المقاييس والتقييس. دليل الدراسة - 2004.

4. بولتون. دليل الجيب لمهندس المقاييس - 2002.

5. Hart Z. مدخل إلى تكنولوجيا القياس - 1998.

6. ديموف يو في. المقاييس والتقييس والشهادات. كتاب مدرسي - 2010.

1- طرق ووسائل قياس الكميات الكهربائية ………………………… ..

1.1 قياسات الكميات الكهربائية ………………………………………………… ..1

1.2 أدوات القياس الكهربائية ……………………………………………… .4

1.3 راسمات الذبذبات. الآلات الرقمية ………………………………………… .. 10

1.4.Analog قياس محولات الطاقة …………………………… .. 14

1.5 قياس الكميات الكهربائية ………………………………………………… 17

2- قياسات الكميات المغناطيسية ..... 25

3-قياس الكميات غير الكهربائية ........................................................................................... 28

3.1.قياس محولات الطاقة ..................................................................... 28

3.2. قياسات الأطوال والزوايا ……………………………………………………… .. 35

3.3 قياس درجة الحرارة ……………………………………………………… .. 39

3.4 قياس الضغط ……………………………………………………… ..… 46

3.5. قياس القوة والكتلة ……………………………………………………… .. 50

3.6. قياس التدفق ………………………………………………………………… .55

عن طريق مقياس التسارع ؛ قياس سعة وتواتر الاهتزازات

2. مقارنة قوة غير معروفة مع الجاذبية P \ u003d ملغ:تحميل مباشر بأوزان نموذجية ؛

عن طريق النقل الهيدروليكي والأوزان النموذجية ؛

عن طريق الروافع والأوزان النموذجية ؛

عن طريق الرافعات والبندول

3. قياس التشوه المرن

يتفاعل الجسم مع المجهول

القوة المعروفة F= مع | ؛ بواسطة مقاييس الانفعال عن طريق مستشعرات الإزاحة 4. مقارنة القوة غير المعروفة بقوة تفاعل التيار مع المجال المغناطيسي F= / في أناالخطيئة عن طريق المثير الكهروديناميكي. يمكن إجراء قياس القوة التوافقية المتغيرة عن طريق تحديد سعة وتواتر اهتزازات جسم بكتلة معروفة بدقة عالية. يمكن قياس الكتلة بخطأ لا يتجاوز بضعة آلاف من المائة. يمكن أيضًا قياس تردد التذبذبات بنفس الدقة. يمكن قياس سعة التذبذب لجسم ذي كتلة معروفة بخطأ لا يتجاوز بضعة أعشار من المائة ، والذي سيحدد ، في جوهره ، الخطأ في قياس القوة بهذه الطريقة.

تم استخدام طريقة قياس القوة من خلال مقارنة قوة غير معروفة مع الجاذبية

تستخدم للقياسات الدقيقة واستنساخ القوى الساكنة وشبه الساكنة.

تُستخدم طريقة التحميل المباشر لإنشاء معايير الولاية الأولية لوحدة القوة ، وإعادة إنتاجها بأعلى دقة.

يتم استخدام طريقة مقارنة قوة غير معروفة مع الجاذبية عن طريق الروافع والأوزان المرجعية لإنشاء وسائل نموذجية للفئة الثانية لقياس القوة ، مع ضمان قياسها بخطأ لا يتجاوز 0.2٪ من القيمة المقاسة ، وكذلك في القوة متر من آلات الاختبار التي توفر قياس القوة مع وجود خطأ لا يتجاوز 1٪ من القوة المقاسة في نطاق 0.04 - 1 من الحد الأعلى لمقياس القوة.

يتم أيضًا استخدام طريقة مقارنة قوة غير معروفة مع الجاذبية عن طريق النقل الهيدروليكي والأوزان النموذجية في الوسائل النموذجية للفئة الثانية لقياس القوة وعدادات القوة لآلات الاختبار. لهو-

تستخدم مفاتيح الاحتكاك في ناقل الحركة الهيدروليكي زوجًا من أسطوانات المكبس ، حيث يدور أحد العناصر بالنسبة للآخر.

يتم استخدام طريقة مقارنة قوة غير معروفة مع الجاذبية عن طريق الرافعات والبندول في عدادات القوة لآلات الاختبار.

عادة ما تكون جميع وسائل قياس القوة القائمة على طرق مقارنة قوة غير معروفة بالجاذبية عبارة عن تركيبات ثابتة. عملية مقارنة القوى في هذه المنشآت آلية.

يعد قياس القوة عن طريق قياس التشوه المرن للجسم الذي يتفاعل مع قوة غير معروفة الطريقة الأكثر شيوعًا المستخدمة في كل من الوسائل الثابتة والمحمولة لقياس القوى الثابتة والمتغيرة بمرور الوقت. تُستخدم هذه الطريقة في مقاييس الدينامومترية النموذجية للفئة الأولى ، والتي تضمن نقل وحدة القوة من معيار الدولة إلى الوسائل النموذجية للفئة الثانية مع خطأ لا يتجاوز 0.1٪ من القوة المقاسة. بالإضافة إلى ذلك ، تُستخدم هذه الطريقة في أدوات العمل لقياس القوى الثابتة والمتغيرة بمرور الوقت.

تتيح هذه الطريقة إمكانية إنشاء وسائل ثابتة ومحمولة لقياس قوى الشد والضغط - مقاييس ديناميكية ، والتي تحتوي على عنصر مرن مزود بمقابض أو دعامات لإدراجه في دائرة الطاقة. في العنصر المرن ، تنشأ قوة رد فعل تعارض القوة المقاسة. يمكن أن يكون العنصر المرن غير نشط كهربائيًا أو نشطًا كهربائيًا ، أي أنه عنصر حساس أيضًا.

يؤدي العنصر المرن غير النشط كهربائيًا وظائف ميكانيكية بحتة. يتم إدراك التشوه الناتج للعنصر المرن بواسطة عنصر حساس ، يمكن أن يكون إما مستشعر إجهاد أو

مستشعر الإزاحة الذي يحولها إلى قيمة خرج.

يتفاعل العنصر المرن النشط كهربائيًا مع مجال الضغوط الميكانيكية أو التشوهات الناتجة عن القوة المقاسة عن طريق تغيير خصائصه الكهربائية أو المغناطيسية. تشمل العناصر المرنة النشطة كهربيًا ، على سبيل المثال ، كهرضغطية ومغنطيسية الخواص.

لتحقيق الأداء المترولوجي الأمثل للمقياس الديناميكي ، يجب مراعاة عدة مبادئ.

مبدأ السلامة الهيكلية.يجب أن تنتقل القوة المقاسة في مقياس ديناميكي من خلال وسيط مستمر من مادة واحدة. يعد انتهاك استمرارية تصميم العنصر المرن سبب الاحتكاك بين عناصر التزاوج. يرتبط بهذا الاحتكاك أخطاء قياس القوة التي يمكن أن تكون كبيرة.

مبدأ التكامل.مقياس الدينامومتر أكثر دقة ، كلما تم توزيع العنصر الحساس بشكل أفضل على المقطع العرضي للعنصر المرن. لهذا الغرض ، يتم استخدام المتوسط ​​- تكامل الإجهاد أو تشوه عنصر مرن ، والذي يمكن وصفه بأنه تخيلي أو حقيقي.

مع التكامل التخيلي ، يتم الحكم على مجال الإجهاد أو الإجهاد بأكمله ، وبالتالي القوة المقاسة ، من خلال الحالة في نقطة واحدة من هذا المجال. في هذه الحالة ، يُفترض أنه يوجد داخل المنطقة المحدودة للعنصر المرن مجال ميكانيكي معين ، والذي لا يعتمد على نقطة تطبيق القوة. هذا يجعل من الممكن استخدام عنصر استشعار واحد. الحلول الهيكلية التي توفر تكاملًا وهميًا هي إزالة الأجزاء المستقبلة للقوة من العنصر المرن من موقع العنصر الحساس ، مما يحد من مساحة النقاط المحتملة لتطبيق القوة.