Μέθοδοι μέτρησης χαρακτηριστικών ισχύος. Μέσα και μέθοδοι μέτρησης δύναμης

Ο ορισμός της δύναμης περιέχεται σιωπηρά στους τρεις νόμους της κίνησης του Νεύτωνα.

1. Κάθε σώμα βρίσκεται σε κατάσταση ηρεμίας ή ομοιόμορφης και ευθύγραμμης κίνησης, έως ότου κάποιες δυνάμεις το βγάλουν από αυτή την κατάσταση.

2. Μια μη ισορροπημένη δύναμη προσδίδει επιτάχυνση στο σώμα προς την κατεύθυνση στην οποία ενεργεί. Αυτή η επιτάχυνση είναι ανάλογη της δύναμης και αντιστρόφως ανάλογη με τη μάζα του σώματος.

3. Αν το σώμα ΑΛΛΑδρα με κάποια δύναμη στο σώμα ΣΤΟ, μετά το σώμα ΣΤΟδρα με την ίδια αλλά αντίθετα κατευθυνόμενη δύναμη στο σώμα ΑΛΛΑ.

Με βάση τον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα, η μονάδα δύναμης ορίζεται ως το γινόμενο της μάζας και της επιτάχυνσης (F = ma). Υπάρχει μια άλλη διατύπωση του δεύτερου νόμου του Νεύτωνα. Η ορμή ενός σώματος είναι ίση με το γινόμενο της μάζας του επί την ταχύτητα της κίνησής του, έτσι ώστε μαμάείναι ο ρυθμός μεταβολής της ορμής. Η δύναμη που ασκείται σε ένα σώμα είναι ίση με το ρυθμό μεταβολής της ορμής του. Υπάρχουν διάφοροι τρόποι μέτρησης της δύναμης. Μερικές φορές αρκεί να εξισορροπήσετε τη δύναμη με ένα φορτίο ή να καθορίσετε πόσο τεντώνει το ελατήριο. Μερικές φορές οι δυνάμεις μπορούν να υπολογιστούν από άλλα παρατηρήσιμα μεγέθη, όπως επιταχύνσεις, όταν εξετάζουμε το άλμα ή τη ρίψη βλημάτων. Σε άλλες περιπτώσεις, είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε μία από τις πολλές ηλεκτρικές συσκευές που είναι γνωστές ως μηχανοηλεκτρικοί μετατροπείς. Αυτές οι συσκευές, υπό τη δράση εφαρμοζόμενων δυνάμεων, παράγουν ηλεκτρικά σήματα,

που μπορεί να ενισχυθεί και να καταχωρηθεί με τη μορφή οποιασδήποτε εγγραφής και να μετατραπεί σε τιμές ισχύος.

Η δύναμη της δράσης ενός ατόμου εξαρτάται από την κατάσταση ενός δεδομένου ατόμου και τις βουλητικές του προσπάθειες, δηλαδή από την επιθυμία να δείξει το ένα ή το άλλο ποσό δύναμης, ιδίως τη μέγιστη δύναμη, καθώς και από τις εξωτερικές συνθήκες, ειδικότερα, οι παράμετροι των κινητικών εργασιών, για παράδειγμα, οι αρθρικές γωνίες στα βιοκυκλώματα του σώματος .

Τα επιτεύγματα σε όλα σχεδόν τα αθλήματα εξαρτώνται από το επίπεδο ανάπτυξης των ιδιοτήτων δύναμης, και επομένως από τις μεθόδους ελέγχου και

δίνεται σημαντική προσοχή στη βελτίωση αυτών των χαρακτηριστικών.

Τρόποι μέτρησης δύναμης

Οι μέθοδοι ελέγχου αντοχής έχουν μακρά ιστορία.

Οι πρώτες μηχανικές συσκευές που σχεδιάστηκαν για τη μέτρηση της ανθρώπινης δύναμης δημιουργήθηκαν τον 18ο αιώνα. Κατά τον έλεγχο των ποιοτήτων αντοχής, συνήθως λαμβάνονται υπόψη τρεις ομάδες δεικτών.

1. Βασικές: α) στιγμιαίες τιμές δύναμης σε οποιαδήποτε στιγμή κίνησης (ιδίως μέγιστη δύναμη). β) μέση αντοχή.

2. Ολοκληρωμένο, όπως η ορμή μιας δύναμης.

3. Διαφορικό, όπως κλίση δύναμης.

Μέγιστη αντοχήείναι πολύ ενδεικτικό, αλλά σε γρήγορες κινήσεις χαρακτηρίζει σχετικά άσχημα το τελικό τους αποτέλεσμα (για παράδειγμα, η συσχέτιση της μέγιστης απωστικής δύναμης και του ύψους του άλματος μπορεί να είναι κοντά στο μηδέν).

Σύμφωνα με τους νόμους της μηχανικής, το τελικό αποτέλεσμα της δράσης μιας δύναμης, σε

Συγκεκριμένα, η προσπάθεια που επιτυγχάνεται ως αποτέλεσμα της αλλαγής της ταχύτητας ενός σώματος καθορίζεται από την ώθηση της δύναμης. Αν η δύναμη είναι σταθερή, τότε σφυγμόςείναι το γινόμενο της δύναμης επί τη διάρκειά της Si = F∆t). Σε άλλες συνθήκες, για παράδειγμα, με αλληλεπιδράσεις κρούσης, οι υπολογισμοί της ώθησης της δύναμης πραγματοποιούνται με ολοκλήρωση, επομένως ο δείκτης ονομάζεται ολοκλήρωμα. Έτσι, η πιο πληροφοριακή ώθηση δύναμης στο

έλεγχος των κινήσεων σοκ (στην πυγμαχία, στην μπάλα κ.λπ.).

Μέση δύναμη- αυτός είναι ένας υπό όρους δείκτης ίσος με το πηλίκο διαίρεσης της ώθησης της δύναμης με το χρόνο της δράσης της. Η εισαγωγή μιας μέσης δύναμης είναι ισοδύναμη με την υπόθεση ότι μια σταθερή δύναμη (ίση με τη μέση) επηρέασε στο σώμα την ίδια χρονική στιγμή.

Υπάρχουν δύο τρόποι για να καταγράψετε ιδιότητες δύναμης:

1) χωρίς εξοπλισμό μέτρησης (σε αυτή την περίπτωση, η αξιολόγηση του επιπέδου προπόνησης δύναμης πραγματοποιείται σύμφωνα με το μέγιστο βάρος που μπορεί να σηκώσει ή να κρατήσει ο αθλητής).

2) με χρήση συσκευών μέτρησης - δυναμόμετρων

ή δυναμόμετρα.

Όλες οι διαδικασίες μέτρησης πραγματοποιούνται με το υποχρεωτικό

συμμόρφωση με τον γενικό έλεγχο φυσικής κατάστασης

μετρολογικές απαιτήσεις. Είναι επίσης απαραίτητο να αυστηρά

συμμορφώνονται με τις ειδικές απαιτήσεις για τη μέτρηση της δύναμης

1) ορίστε και τυποποιήστε σε επαναλαμβανόμενες προσπάθειες

τη θέση του σώματος (άρθρωσης) στην οποία λαμβάνεται η μέτρηση·

2) λάβετε υπόψη το μήκος των τμημάτων του σώματος κατά τη μέτρηση των ροπών

3) λάβετε υπόψη την κατεύθυνση του διανύσματος δύναμης.

Έλεγχος ισχύος χωρίς μέτρηση συσκευές. Στα μαζικά αθλήματα, το επίπεδο ανάπτυξης των ιδιοτήτων δύναμης κρίνεται συχνά από τα αποτελέσματα των αγωνιστικών ή προπονητικών ασκήσεων. Υπάρχουν δύο τρόποι ελέγχου: άμεση και έμμεση. Στην πρώτη περίπτωση, η μέγιστη δύναμη αντιστοιχεί στο μεγαλύτερο βάρος που μπορεί να σηκώσει ένας αθλητής σε μια τεχνικά σχετικά απλή κίνηση (για παράδειγμα, μια πρέσα πάγκου). Στη δεύτερη περίπτωση, δεν μετριέται τόσο η απόλυτη δύναμη όσο οι ιδιότητες ταχύτητας-δύναμης ή αντοχής δύναμης. Για να το κάνετε αυτό, χρησιμοποιήστε ασκήσεις όπως άλματα σε μήκος και ύψος από ένα μέρος, ρίψη γεμιστών μπάλων, έλξεις κ.λπ.

Στείλτε την καλή σας δουλειά στη βάση γνώσεων είναι απλή. Χρησιμοποιήστε την παρακάτω φόρμα

Φοιτητές, μεταπτυχιακοί φοιτητές, νέοι επιστήμονες που χρησιμοποιούν τη βάση γνώσεων στις σπουδές και την εργασία τους θα σας είναι πολύ ευγνώμονες.

Δημοσιεύτηκε στις http://www.Allbest.ru/

Εισαγωγή

1. Γενικές πληροφορίες για τη μετρούμενη τιμή

2. Επισκόπηση των μεθόδων μέτρησης

3. Περιγραφή του επαγωγικού μορφοτροπέα

3.1 Αβεβαιότητες επαγωγικών μετατροπέων

3.2 Κυκλώματα μέτρησης επαγωγικών μορφοτροπέων

4. Υπολογισμός των κύριων παραμέτρων του μετατροπέα

5. Υπολογισμός κυκλώματος γέφυρας

6. Προσδιορισμός του σφάλματος επαγωγικού μορφοτροπέα

συμπέρασμα

Βιβλιογραφία

Εισαγωγή

Οι μορφοτροπείς μέτρησης είναι τεχνικές συσκευές που μετατρέπουν τιμές και σχηματίζουν ένα κανάλι για τη μετάδοση πληροφοριών μέτρησης. Όταν περιγράφεται η αρχή λειτουργίας μιας συσκευής μέτρησης, η οποία περιλαμβάνει μια σειρά μορφοτροπέων μέτρησης, συχνά παρουσιάζεται με τη μορφή λειτουργικού μπλοκ διαγράμματος (κύκλωμα μέτρησης), το οποίο αντικατοπτρίζει τις λειτουργίες των επιμέρους τμημάτων της με τη μορφή διασυνδεδεμένων συμβολικών μπλοκ.

Τα κύρια χαρακτηριστικά του μορφοτροπέα μέτρησης είναι η συνάρτηση μετατροπής, η ευαισθησία, το σφάλμα.

Οι μορφοτροπείς μέτρησης μπορούν να χωριστούν σε τρεις κατηγορίες: αναλογικούς, λειτουργικούς και λειτουργικούς.

Τα αναλογικά έχουν σχεδιαστεί για να αναπαράγουν παρομοίως το σήμα εισόδου στο σήμα εξόδου. Το δεύτερο - για να υπολογίσετε κάποια λειτουργία από το σήμα εισόδου. το τρίτο - να αποκτήσετε ένα σήμα εξόδου, το οποίο είναι η λύση κάποιας διαφορικής εξίσωσης. Οι μετατροπείς λειτουργίας είναι αδρανείς, καθώς η τιμή του σήματος εξόδου τους ανά πάσα στιγμή εξαρτάται όχι μόνο από την τιμή εισόδου ταυτόχρονα. Αλλά και από τις αξίες του στις προηγούμενες χρονικές στιγμές.

Κατά το σχεδιασμό ενός εξειδικευμένου μη τυποποιημένου οργάνου μέτρησης, θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη οι βασικές οργανωτικές και τεχνικές μορφές ελέγχου, η κλίμακα παραγωγής, τα χαρακτηριστικά των μετρούμενων αντικειμένων, η απαιτούμενη ακρίβεια μέτρησης και άλλοι τεχνικοί και οικονομικοί παράγοντες.

Στην περίπτωσή μας, μόνο ο μετατροπέας σχεδιάζεται και επομένως ορισμένοι από αυτούς τους παράγοντες μπορούν να παραβλεφθούν. Μας ενδιαφέρει μόνο η απαιτούμενη ακρίβεια μέτρησης μιας δεδομένης παραμέτρου. Οποιαδήποτε εργασία μέτρησης ξεκινά με την επιλογή ενός πρωτεύοντος μορφοτροπέα - ενός «αισθητήρα» ικανού να μετατρέψει τις αρχικές πληροφορίες (οποιοδήποτε τύπο παραμόρφωσης, παράμετρος κινηματικής κίνησης, αλλαγές θερμοκρασίας κ.λπ.) σε σήμα που υπόκειται σε μετέπειτα έρευνα. Ο πρωτεύων μετατροπέας είναι ο αρχικός σύνδεσμος του συστήματος μέτρησης. Ο μετατροπέας σε αυτό το μάθημα είναι ένας επαγωγικός μετατροπέας.

1 . Γενικόςνοημοσύνησχετικά μεμετρητόςΜέγεθος

Η δύναμη είναι ένα διανυσματικό φυσικό μέγεθος, το οποίο είναι ένα μέτρο της έντασης της πρόσκρουσης σε ένα δεδομένο σώμα άλλων σωμάτων, καθώς και πεδίων. Η δύναμη που εφαρμόζεται σε ένα τεράστιο σώμα είναι η αιτία της αλλαγής της ταχύτητάς του ή της εμφάνισης παραμορφώσεων και τάσεων σε αυτό.

Η δύναμη ως διανυσματικό μέγεθος χαρακτηρίζεται από το μέτρο, την κατεύθυνση και το σημείο εφαρμογής της δύναμης. Χρησιμοποιείται επίσης η έννοια της γραμμής δράσης μιας δύναμης, που δηλώνει μια ευθεία γραμμή που διέρχεται από το σημείο εφαρμογής της δύναμης, κατά μήκος της οποίας κατευθύνεται η δύναμη.

Η μονάδα δύναμης SI είναι το Newton (N). Ο Νεύτωνας είναι μια δύναμη που δίνει μάζα 1 kg προς την κατεύθυνση αυτής της δύναμης επιτάχυνση 1 m / s 2.

Οι μονάδες δύναμης επιτρέπονται στις τεχνικές μετρήσεις:

1 kgf (κιλό-δύναμη) = 9,81 N;

1 tc (ton-force) = 9,81 x 103 N.

Η δύναμη μετράται με δυναμόμετρα, μηχανές μέτρησης δύναμης και πρέσες, καθώς και με φόρτωση με βάρη και βάρη.

Δυναμόμετρα - συσκευές που μετρούν τη δύναμη της ελαστικότητας.

Τα δυναμόμετρα είναι τριών τύπων:

DP - άνοιξη,

ΓΔ - υδραυλικό,

· DE - ηλεκτρικό.

Σύμφωνα με τη μέθοδο καταγραφής των μετρούμενων δυνάμεων, τα δυναμόμετρα χωρίζονται σε:

κατάδειξης - χρησιμοποιούνται κυρίως για τη μέτρηση στατικών δυνάμεων που προκύπτουν σε κατασκευές εγκατεστημένες σε βάσεις, όταν εφαρμόζονται εξωτερικές δυνάμεις σε αυτές και για τη μέτρηση της δύναμης έλξης κατά την ομαλή κίνηση του προϊόντος.

Η καταμέτρηση και η εγγραφή δυναμόμετρων που καταγράφουν μεταβλητές δυνάμεις χρησιμοποιούνται συχνότερα για τον προσδιορισμό της ελκτικής δύναμης των ατμομηχανών και των τρακτέρ, καθώς δημιουργούνται μεταβλητές δυνάμεις λόγω ισχυρών κραδασμών και αναπόφευκτων τραντάγματα κατά την επιτάχυνση της κίνησής τους, καθώς και ανομοιόμορφης φόρτισης του προϊόντος.

Τα πιο διαδεδομένα είναι τα δυναμόμετρα γενικής χρήσης με ένδειξη ελατηρίου.

Οι κύριες παράμετροι και οι διαστάσεις των δυναμομέτρων ελατηρίου γενικής χρήσης με συσκευή ανάγνωσης κλίμακας, σχεδιασμένη για τη μέτρηση στατικών δυνάμεων εφελκυσμού, καθορίζονται από το GOST 13837.

Τα όρια μέτρησης και το σφάλμα του δυναμομέτρου πρέπει να προσδιορίζονται με έναν από τους δύο τρόπους:

· υπολογισμένο,

σύμφωνα με τους πίνακες OST 1 00380.

Τα όργανα μέτρησης εργασίας που χρησιμοποιούνται σε συστήματα μέτρησης δύναμης δίνονται στο OST 1 00380.

Υπάρχουν διάφοροι τύποι δυνάμεων: βαρυτική, ηλεκτρομαγνητική, αντιδραστική, πυρηνική, ασθενής αλληλεπίδραση, δύναμη αδράνειας, δύναμη τριβής και άλλες. Οι δυνάμεις πρέπει να μετρώνται σε μεγάλο εύρος - από 10 -12 N (δυνάμεις van der Waals) έως 10 N (κρούση, ώθηση). Οι μικρές δυνάμεις αντιμετωπίζονται στην επιστημονική έρευνα, κατά τη δοκιμή ακριβών αισθητήρων δύναμης σε συστήματα ελέγχου, κ.λπ. Οι δυνάμεις από 1N έως 1MN είναι τυπικές για τον εξοπλισμό δοκιμών και κατά τον προσδιορισμό των δυνάμεων σε οχήματα, μηχανές κύλισης και άλλα. Σε ορισμένους τομείς της μηχανολογίας, της έλασης χάλυβα και της αεροδιαστημικής μηχανικής, είναι απαραίτητο να μετρηθούν δυνάμεις μέχρι 50-100 MN. Τα σφάλματα μέτρησης της δύναμης και των ροπών στις τεχνικές μετρήσεις είναι 1--2%. Η μέτρηση της δύναμης ανάγεται στη μέτρηση φυσικών μεγεθών όπως η πίεση, η επιτάχυνση, η μάζα, το σφάλμα μέτρησης των οποίων σε πολλές περιπτώσεις δεν πρέπει να υπερβαίνει το 0,001%.

2 . Ανασκόπησημεθόδουςμετρητόςποσότητες

Στη σύγχρονη τεχνολογία, οι μετρήσεις μη ηλεκτρικών μεγεθών (θερμοκρασία, πίεση, δυνάμεις κ.λπ.) χρησιμοποιούνται ευρέως με ηλεκτρικές μεθόδους. Στις περισσότερες περιπτώσεις, τέτοιες μετρήσεις καταλήγουν στο γεγονός ότι μια μη ηλεκτρική ποσότητα μετατρέπεται σε ηλεκτρική ποσότητα που εξαρτάται από αυτήν (για παράδειγμα, αντίσταση, ρεύμα, τάση, επαγωγή, χωρητικότητα κ.λπ.), μετρώντας την οποία γίνεται είναι δυνατό να προσδιοριστεί η επιθυμητή μη ηλεκτρική ποσότητα.

Μια συσκευή που μετατρέπει ένα μη ηλεκτρικό μέγεθος σε ηλεκτρική ονομάζεται αισθητήρας. Οι αισθητήρες χωρίζονται σε δύο κύριες ομάδες: παραμετρικούς και γεννήτριες. Στους παραμετρικούς αισθητήρες, ένα μη ηλεκτρικό μέγεθος προκαλεί αλλαγή σε κάποια ηλεκτρική ή μαγνητική παράμετρο: αντίσταση, επαγωγή, χωρητικότητα, μαγνητική διαπερατότητα κ.λπ. Ανάλογα με την αρχή λειτουργίας, αυτοί οι αισθητήρες χωρίζονται σε αισθητήρες αντίστασης, επαγωγικούς, χωρητικούς κ.λπ. .

Οι συσκευές για τη μέτρηση διαφόρων μη ηλεκτρικών μεγεθών με ηλεκτρικές μεθόδους χρησιμοποιούνται ευρέως στο eps. και ατμομηχανές. Τέτοιες συσκευές αποτελούνται από αισθητήρες, κάποια ηλεκτρική συσκευή μέτρησης (γαλβανόμετρο, χιλιοβολτόμετρο, χιλιοστόμετρο, λογόμετρο κ.λπ.) και έναν ενδιάμεσο σύνδεσμο, ο οποίος μπορεί να περιλαμβάνει ηλεκτρική γέφυρα, ενισχυτή, ανορθωτή, σταθεροποιητή κ.λπ.

Αναγκαστική αλλαγή με τη μέθοδο εξισορρόπησης

Η μέθοδος βασίζεται στην εξισορρόπηση της μετρούμενης δύναμης με τη δύναμη που δημιουργεί ο αντίστροφος ηλεκτρομηχανικός μετατροπέας, συνήθως μαγνητοηλεκτρικός, καθώς και η δύναμη αντίδρασης που εμφανίζεται στο δυναμικό σύστημα. Τέτοιες δυνάμεις περιλαμβάνουν τη κεντρομόλο δύναμη, τη δύναμη αδράνειας κατά την ταλαντωτική κίνηση, τη γυροσκοπική ροπή.

Ένας πολλά υποσχόμενος τρόπος για τη δημιουργία οργάνων υψηλής ακρίβειας για τη μέτρηση μεγάλων δυνάμεων (από 105N και άνω) είναι η χρήση ηλεκτροδυναμικών μετατροπέων αντίστροφης δύναμης με υπεραγώγιμες περιελίξεις, οι οποίοι σας επιτρέπουν να αναπαράγετε δυνάμεις έως 107-108N με σφάλμα 0,02-0,05% .

Η γυροσκοπική μέθοδος για τη μέτρηση των δυνάμεων βασίζεται στη μέτρηση της γωνιακής ταχύτητας της μετάπτωσης του πλαισίου του γυροσκοπίου, η οποία συμβαίνει υπό την επίδραση μιας γυροσκοπικής ροπής που εξισορροπεί τη μετρούμενη ροπή ή τη ροπή που δημιουργείται από τη μετρούμενη δύναμη. Αυτή η μέθοδος έχει βρει εφαρμογή στην τεχνολογία ζύγισης.

Η δύναμη αντίδρασης καθορίζεται μοναδικά από τη γεωμετρία του συστήματος, τις μάζες των σφηνών και τη συχνότητα περιστροφής τους. Έτσι, με αμετάβλητες τις παραμέτρους της συσκευής μέτρησης, η μετρούμενη δύναμη Fx προσδιορίζεται από τις στροφές του κινητήρα.

Μέθοδος δύναμης

Βασίζεται στην εξάρτηση της δύναμης ή της ροπής των δυνάμεων που αναπτύσσονται από ένα ανελαστικό ή ελαστικό ευαίσθητο στοιχείο από την ασκούμενη πίεση. Σύμφωνα με αυτή τη μέθοδο, κατασκευάζονται δύο τύποι οργάνων και αισθητήρων πίεσης:

Αισθητήρες ισχύος άμεσης μετατροπής, στους οποίους η δύναμη που αναπτύσσεται από το ευαίσθητο στοιχείο μετατρέπεται μέσω ενός ηλεκτρικού μετατροπέα σε ηλεκτρική ποσότητα

Όργανα και αισθητήρες με αντιστάθμιση δύναμης, στα οποία η δύναμη που αναπτύσσεται από το αισθητήριο στοιχείο εξισορροπείται από τη δύναμη που δημιουργείται από το αντισταθμιστικό στοιχείο. Ανάλογα με τον τύπο της συσκευής αντιστάθμισης, το σήμα εξόδου μπορεί να είναι ρεύμα, γραμμική ή γωνιακή μετατόπιση.

Μέτρηση δύναμης, μηχανικές καταπονήσεις

Οι αισθητήρες δύναμης μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες: ποσοτικούς και ποιοτικούς.

Οι ποσοτικοί αισθητήρες μετρούν τη δύναμη και αντιπροσωπεύουν την τιμή της σε ηλεκτρικές μονάδες. Παραδείγματα τέτοιων αισθητήρων είναι τα στοιχεία ροπής και οι μετρητές τάσης.

Οι ποιοτικοί αισθητήρες είναι συσκευές κατωφλίου των οποίων η λειτουργία δεν είναι να ποσοτικοποιούν την τιμή της δύναμης, αλλά να ανιχνεύουν μια περίσσεια ενός δεδομένου επιπέδου ασκούμενης δύναμης. Δηλαδή στην πρώτη περίπτωση μιλάμε για τη μέτρηση και στη δεύτερη για τον έλεγχο της δύναμης ή της μηχανικής καταπόνησης. Παραδείγματα τέτοιων συσκευών είναι, για παράδειγμα, οι μετρητές καταπόνησης και ένα πληκτρολόγιο υπολογιστή. Συχνά χρησιμοποιούνται αισθητήρες υψηλής ποιότητας για την ανίχνευση της κίνησης και της θέσης των αντικειμένων.

Οι μέθοδοι μέτρησης της δύναμης μπορούν να χωριστούν στις ακόλουθες ομάδες:

* εξισορρόπηση μιας άγνωστης δύναμης από τη βαρύτητα ενός σώματος γνωστής μάζας.

* μέτρηση της επιτάχυνσης ενός σώματος γνωστής μάζας, στο οποίο εφαρμόζεται η δύναμη.

* εξισορρόπηση άγνωστης δύναμης με ηλεκτρομαγνητική δύναμη.

* μετατροπή της δύναμης σε πίεση ρευστού και μέτρηση αυτής της πίεσης.

* μέτρηση της παραμόρφωσης του ελαστικού στοιχείου του συστήματος που προκαλείται από άγνωστη δύναμη.

Οι περισσότεροι αισθητήρες δεν μετατρέπουν άμεσα τη δύναμη σε ηλεκτρικό σήμα. Αυτό συνήθως απαιτεί πολλά ενδιάμεσα βήματα. Επομένως, κατά κανόνα, οι αισθητήρες δύναμης είναι σύνθετες συσκευές. Για παράδειγμα, ένας αισθητήρας δύναμης είναι συχνά ένας συνδυασμός ενός μετατροπέα δύναμης σε μετατόπιση και ενός ανιχνευτή θέσης (μετατόπισης). Οι αρχές κατασκευής ζυγαριών ανάγονται στη μέτρηση της δύναμης. Η εφαρμοζόμενη δύναμη δρα στον πρωτεύοντα μορφοτροπέα (αισθητήρα) που αποτελείται από ένα ελαστικό στοιχείο και έναν μορφοτροπέα παραμόρφωσης συνδεδεμένο μηχανικά με το ελαστικό στοιχείο και μετατρέποντας αυτή την παραμόρφωση σε ηλεκτρικό σήμα.

Επί του παρόντος, οι ακόλουθοι τύποι μετατροπέων έχουν βρει εφαρμογή στην τεχνολογία ζύγισης:

1. Ρεοστατικοί μετατροπείς. Το έργο τους βασίζεται σε μια αλλαγή στην αντίσταση του ρεοστάτη, ο κινητήρας του οποίου κινείται υπό την επίδραση της δύναμης.

2. Μετατροπείς καλωδίων (αντίσταση καταπόνησης). Η εργασία τους βασίζεται σε αλλαγή της αντίστασης του σύρματος κατά την παραμόρφωσή του.

4. Επαγωγικοί μετατροπείς. Αλλαγή στην αυτεπαγωγή του μετατροπέα από μια αλλαγή στη θέση ενός από τα μέρη του υπό την επίδραση της μετρούμενης τιμής. χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της δύναμης, της πίεσης, της γραμμικής μετατόπισης ενός εξαρτήματος.

5. Χωρητικοί μετατροπείς. Αλλαγή της χωρητικότητας του μορφοτροπέα υπό την επίδραση του μετρούμενου μη ηλεκτρικού μεγέθους: δύναμη, πίεση γραμμικής ή γωνιακής μετατόπισης, περιεκτικότητα σε υγρασία κ.λπ.

Σύμφωνα με την αρχή της λειτουργίας, οι μετατροπείς γεννήτριας χωρίζονται σε ομάδες:

1. Επαγωγικοί μετατροπείς. Η εργασία τους βασίζεται στη μετατροπή ενός μετρούμενου μη ηλεκτρικού μεγέθους, όπως η ταχύτητα, η γραμμική ή η γωνιακή μετατόπιση, σε επαγόμενο emf.

3. Πιεζοηλεκτρικοί μετατροπείς. Πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο, δηλ. Εμφάνιση emf. σε ορισμένους κρυστάλλους υπό την επίδραση μηχανικών δυνάμεων, χρησιμοποιείται για τη μέτρηση αυτών των δυνάμεων, της πίεσης και άλλων μεγεθών.

3 . Περιγραφήεπαγωγικόςμετατροπέας

Σε τεχνικές και επιστημονικές μετρήσεις μη ηλεκτρικών μεγεθών, χρησιμοποιούνται ευρέως επαγωγικοί μετατροπείς που ανήκουν στην ομάδα των παραμετρικών αισθητήρων. Διαφέρουν ως προς την εποικοδομητική απλότητα, την αξιοπιστία και το χαμηλό κόστος. Επιπλέον, δεν απαιτούν πολύπλοκο δευτερεύοντα εξοπλισμό για την εργασία τους.

Ένας επαγωγικός μετατροπέας είναι ένα τσοκ του οποίου η επαγωγή αλλάζει υπό την επίδραση μιας τιμής εισόδου (μετρούμενης). Στην τεχνολογία μέτρησης, χρησιμοποιούνται σχέδια μορφοτροπέων με μεταβλητό διάκενο αέρα και ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες (ή έμβολο) μορφοτροπείς, οι οποίοι μελετώνται σε αυτή την εργασία.

Ένας επαγωγικός μετατροπέας με μεταβλητό διάκενο αέρα φαίνεται σχηματικά στο σχ. 1. Αποτελείται από ένα μαγνητικό κύκλωμα σχήματος U 1, πάνω στο οποίο τοποθετείται ένα πηνίο 2, και έναν κινητό οπλισμό 3. Όταν ο οπλισμός κινείται, το μήκος του διακένου αέρα αλλάζει και, κατά συνέπεια, η μαγνητική αντίσταση. Αυτό προκαλεί μια αλλαγή στη μαγνητική αντίσταση και την επαγωγή του μετατροπέα L. Κάτω από ορισμένες παραδοχές, η αυτεπαγωγή του μετατροπέα μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον τύπο (1):

Ρύζι. 1. Ο σχεδιασμός ενός επαγωγικού μορφοτροπέα με μεταβλητό διάκενο αέρα (1- μαγνητικό κύκλωμα σχήματος U, 2-πηνίο, 3-οπλισμός): α) μονός μορφοτροπέας. β) διαφορικός μετατροπέας

όπου w είναι ο αριθμός των στροφών του πηνίου, μ o = 4 10 7 H/m είναι η μαγνητική σταθερά, μ είναι η μαγνητική σταθερά του χάλυβα, είναι η περιοχή διατομής της μαγνητικής ροής στο διάκενο αέρα, είναι το μέσο μήκος της γραμμής του μαγνητικού πεδίου στον χάλυβα.

Οι απλοί επαγωγικοί μετατροπείς έχουν πολλά μειονεκτήματα, συγκεκριμένα, η λειτουργία μετατροπής τους είναι μη γραμμική, μπορεί να έχουν μεγάλο σφάλμα πρόσθετου που προκαλείται από μια αλλαγή θερμοκρασίας στην ενεργή αντίσταση της περιέλιξης και πολλά άλλα.

Αυτές οι ελλείψεις στερούνται διαφορικών μετατροπέων, οι οποίοι είναι δύο απλοί μετατροπείς με κοινό οπλισμό. Στο σχ. Το 1b δείχνει έναν διαφορικό επαγωγικό μορφοτροπέα που αποτελείται από δύο μορφοτροπείς που φαίνονται στο Σχ. 1α.

Όταν μετακινείτε τον οπλισμό, για παράδειγμα, προς τα αριστερά, η αυτεπαγωγή L αυξάνεται και η άλλη αυτεπαγωγή L2 μειώνεται.

Ρύζι. 2. Ο σχεδιασμός του επαγωγικού μορφοτροπέα εμβόλου (1 - πηνίο, 2 - έμβολο): α) μονός μορφοτροπέας. β) διαφορικός μετατροπέας

Ένας άλλος τύπος επαγωγικών μορφοτροπέων είναι οι μορφοτροπείς εμβόλου. Στο σχ. Το σχήμα 2a δείχνει έναν μετατροπέα μεμονωμένου εμβόλου, ο οποίος είναι ένα πηνίο 1 από το οποίο μπορεί να επεκταθεί ένας σιδηρομαγνητικός πυρήνας 2 (έμβολο). Στη μεσαία θέση του εμβόλου, η αυτεπαγωγή είναι μέγιστη.

Ο διαφορικός μετατροπέας, που αποτελείται από δύο μετατροπείς απλού εμβόλου, φαίνεται σχηματικά στο Σχ. 2β. 3Επίσης, όταν μετακινείται το έμβολο, η μία αυτεπαγωγή μειώνεται και η άλλη αυξάνεται.

Όταν χρησιμοποιούνται επαγωγικοί μετατροπείς, η ποσότητα εξόδου δεν είναι συνήθως η αυτεπαγωγή αυτή καθαυτή, αλλά η αντίδραση του μετατροπέα Z, η οποία, αν παραμελήσουμε το ενεργό στοιχείο, είναι ίση με Z = jwL.

3.1 Σφάλματαεπαγωγικόςμετατροπείς

Τα σφάλματα των επαγωγικών μορφοτροπέων οφείλονται κυρίως σε αλλαγή του ενεργού συστατικού των αντιστάσεων τους. Αυτό το σφάλμα είναι προσθετικό και μειώνεται στην περίπτωση κυκλωμάτων γέφυρας. Επιπλέον, όταν αλλάζει η θερμοκρασία, αλλάζει η μαγνητική διαπερατότητα του χάλυβα, γεγονός που οδηγεί σε πρόσθετη αλλαγή στα αθροιστικά και πολλαπλασιαστικά σφάλματα. Οι αλλαγές στην τάση τροφοδοσίας και στη συχνότητά της προκαλούν επίσης αλλαγές στην ευαισθησία και την εμφάνιση πολλαπλασιαστικών σφαλμάτων.

Μεταξύ των σφαλμάτων των επαγωγικών αισθητήρων, διακρίνονται τα ακόλουθα:

1.1) Σφάλμα λόγω συνθηκών θερμοκρασίας. Αυτό το σφάλμα είναι τυχαίο και πρέπει να αξιολογηθεί πριν αρχίσει να λειτουργεί ο αισθητήρας. Το σφάλμα προκύπτει λόγω του γεγονότος ότι ορισμένες παράμετροι των εξαρτημάτων του αισθητήρα εξαρτώνται από τη θερμοκρασία και με μια αρκετά ισχυρή απόκλιση από τον κανόνα προς τη μία ή την άλλη κατεύθυνση, το σφάλμα μπορεί να είναι πολύ εντυπωσιακό.

1.2) Σφάλμα λόγω της δράσης της δύναμης έλξης του οπλισμού

1.3) Σφάλμα γραμμικότητας της συνάρτησης μετασχηματισμού

Κατά τη λειτουργία των επαγωγικών μετατροπέων σε κυκλώματα γέφυρας, εμφανίζεται σφάλμα λόγω της αστάθειας της τάσης και της συχνότητας της τροφοδοσίας της γέφυρας, καθώς και της αλλαγής του σχήματος της καμπύλης τάσης τροφοδοσίας. Για τη βελτίωση των ιδιοτήτων των επαγωγικών MT, χρησιμοποιούνται διαφορικοί μετατροπείς (ο σχεδιασμός τους φαίνεται στο Σχ. 1β) Οι διαφορικοί μετατροπείς μπορούν να μειώσουν σημαντικά τα σφάλματα, να αυξήσουν την ευαισθησία και να αυξήσουν τη γραμμική τομή του χαρακτηριστικού.

3.2 Μέτρημααλυσίδεςεπαγωγικόςμετατροπείς

Γέφυρες για τη μέτρηση της επαγωγής και του συντελεστή ποιότητας των επαγωγέων. Ο επαγωγέας, οι παράμετροι του οποίου μετρώνται, περιλαμβάνεται σε έναν από τους βραχίονες της γέφυρας τεσσάρων βραχιόνων, για παράδειγμα, στον πρώτο βραχίονα:

Προκειμένου η γέφυρα να είναι ισορροπημένη, τουλάχιστον ένα από τα υπόλοιπα σκέλη πρέπει να περιέχει αντίδραση με τη μορφή επαγωγής ή χωρητικότητας.

Προτίμηση δίνεται στα δοχεία, γιατί. οι επαγωγείς είναι κατώτεροι από τους πυκνωτές όσον αφορά την ακρίβεια κατασκευής, αλλά είναι πολύ πιο ακριβοί. Ένα διάγραμμα μιας τέτοιας γέφυρας φαίνεται στο Σχ. 3

Ρύζι. 3. Γέφυρα για τη μέτρηση των παραμέτρων των επαγωγέων

Όταν η γέφυρα βρίσκεται σε ισορροπία, σύμφωνα με την εξίσωση γενικής ισορροπίας, είναι αλήθεια. Εξισώνοντας χωριστά το πραγματικό και το φανταστικό μέρος, λαμβάνουμε δύο συνθήκες ισορροπίας:

Μια τέτοια γέφυρα εξισορροπείται με προσαρμογή και. Η τιμή είναι ανάλογη με την αυτεπαγωγή και - τον παράγοντα ποιότητας του μετρούμενου πηνίου. Το μειονέκτημα του εξεταζόμενου σχήματος είναι η κακή σύγκλιση της γέφυρας κατά τη μέτρηση των παραμέτρων των πηνίων με χαμηλό παράγοντα ποιότητας. Εάν Q = 1, η διαδικασία εξισορρόπησης είναι ήδη δύσκολη και όταν Q< 0,5 уравновешивание моста практически невозможно.

επαγωγικός μετατροπέας δύναμης μέτρησης

4 . ΥπολογισμόςμείζωνΠαράμετροιμετατροπέας

Απαιτείται η ανάπτυξη ενός αισθητήρα για τον οποίο δίνονται τα ακόλουθα χαρακτηριστικά του οργάνου μέτρησης:

Μετρημένη τιμή: δύναμη;

Τιμή της μετρούμενης παραμέτρου: 70-120 kN;

Σφάλμα μέτρησης: 0,25%

Τύπος σήματος εξόδου: ηλεκτρικό σήμα

Μετατροπέας: επαγωγικός

Για την πορεία μας, επιλέγουμε έναν μόνο επαγωγικό μορφοτροπέα με μεταβλητό διάκενο αέρα, καθώς χαρακτηρίζεται από μετρήσεις που κυμαίνονται από 0,01 έως 10 mm, που σας επιτρέπει να μετρήσετε μια δεδομένη παράμετρο.

Απεικονίζουμε το μπλοκ διάγραμμα αυτής της συσκευής στο Σχήμα 4. Το σήμα εξόδου λαμβάνεται με τη μορφή εναλλασσόμενης τάσης που λαμβάνεται από την αντίσταση φορτίου R H που περιλαμβάνεται στο κύκλωμα της περιέλιξης 2 που τοποθετείται στον πυρήνα 1. Η ισχύς παρέχεται από μια εναλλασσόμενη τάση U. Υπό τη δράση του σήματος εισόδου, ο οπλισμός 3 κινείται και αλλάζει το διάκενο:

Ρύζι. 4 - Μονός επαγωγικός μετατροπέας με μεταβλητό διάκενο αέρα

Ας υπολογίσουμε τις κύριες παραμέτρους του πλαισίου του ανεπτυγμένου αισθητήρα:

Υλικό - κράμα ακριβείας 55 VTYu;

Αναλογία Poisson - 0,295;

Μέτρο ελαστικότητας - 11 * N / \u003d 1,1209 * kgf /;

Αφήστε την ακτίνα της μεμβράνης?

24,77 MPa = 2,43 kgf;

42,46 MPa = 4,17 kgf.

Υπολογίστε το πάχος της μεμβράνης χρησιμοποιώντας τον τύπο (2)

h = 0,0408 cm;

Χρησιμοποιώντας τον τύπο (3), προσδιορίζουμε την ελάχιστη και τη μέγιστη απόκλιση της μεμβράνης

P = 0,044 cm;

Ρ = 0,076 cm;

Χρησιμοποιώντας τον τύπο (4), υπολογίζουμε την αυτεπαγωγή στη μέγιστη απόκλιση της μεμβράνης.

Τομική περιοχή του διακένου αέρα.

Αέρα μαγνητική διαπερατότητα;

Μεταβλητή περιοχή κενού αέρα.

Τα ληφθέντα δεδομένα θα παρουσιαστούν στον Πίνακα 1 και θα εμφανίζονται στην εξάρτηση γραφήματος (Р) (Εικόνα 5) και την εξάρτηση L(Р) (Εικόνα 6):

Τραπέζι 1

Υπολογισμός επαγωγικού μορφοτροπέα

Ρύζι. 5 - Εξάρτηση (P)

Ρύζι. 6 - Εξάρτηση L(P)

5 . Υπολογισμόςπεζοδρόμιοσχέδιο

Γέφυρα Maxwell - Η ενοχή φαίνεται στο σχήμα (3)

Ας πάρουμε = 800 ohms.

Υπολογίστε την ελάχιστη και τη μέγιστη τιμή της αυτεπαγωγής.

6 . ΟρισμόςΣφάλματαεπαγωγικόςμετατροπέας

Η πληροφοριακή ικανότητα ενός επαγωγικού αισθητήρα καθορίζεται σε μεγάλο βαθμό από το σφάλμα του στη μετατροπή της μετρούμενης παραμέτρου. Το συνολικό σφάλμα ενός επαγωγικού αισθητήρα αποτελείται από μεγάλο αριθμό σφαλμάτων συνιστωσών, όπως το σφάλμα από τη μη γραμμικότητα του χαρακτηριστικού, το σφάλμα θερμοκρασίας, το σφάλμα από την επίδραση εξωτερικών ηλεκτρομαγνητικών πεδίων, το σφάλμα από το μαγνητοελαστικό φαινόμενο, το σφάλμα από το καλώδιο σύνδεσης και άλλα.

Σύμφωνα με στοιχεία αναφοράς, το σφάλμα του αμπερόμετρου είναι 0,1%, το σφάλμα της γέφυρας είναι 0,02%.

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

Το σφάλμα του επαγωγικού αισθητήρα προσδιορίζεται από τον τύπο (1):

Ας βρούμε τις απαραίτητες μεταβλητές.

0,065*24,77=1,61 MPa;

169,982 mH.

Αντικαθιστούμε τα ληφθέντα δεδομένα στην έκφραση (6) και βρίσκουμε το σφάλμα του επαγωγικού αισθητήρα:

Ας συγκρίνουμε το σφάλμα που προκύπτει με το δεδομένο

0,23% < 0,25%

Έτσι, το σφάλμα που προκύπτει δεν είναι μεγαλύτερο από το καθορισμένο, επομένως, συμπεραίνουμε ότι το αναπτυγμένο σύστημα πληροί τις απαιτήσεις.

συμπέρασμα

Η εργασία του μαθήματος αφιερώθηκε στην ανάπτυξη μιας μεθόδου για τη μέτρηση της δύναμης χρησιμοποιώντας έναν επαγωγικό μορφοτροπέα που πληροί τις απαιτήσεις των όρων αναφοράς. Κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού, μελετήθηκαν διάφορες μέθοδοι μέτρησης της δύναμης, βάσει των οποίων αναπτύχθηκε η προκύπτουσα μέθοδος μέτρησης αυτής της παραμέτρου.

Πραγματοποιήθηκε ανασκόπηση των μεθόδων μέτρησης της δύναμης, επιλέχθηκε η κατάλληλη μέθοδος στο μετρούμενο εύρος, υπολογίστηκαν οι κύριες παράμετροι του μορφοτροπέα και υπολογίστηκε το σφάλμα της μεθόδου μέτρησης της δύναμης που ελήφθη.

Έτσι, κατά τη διαδικασία ολοκλήρωσης της εργασίας του μαθήματος, ολοκληρώθηκαν όλα τα σημεία της τεχνικής εργασίας και αναπτύχθηκε μέθοδος μέτρησης της αντίστοιχης παραμέτρου που πληροί τις απαιτήσεις που της παρουσιάζονται.

Λίσταβιβλιογραφία

1. Meizda F. Ηλεκτρονικά όργανα μέτρησης και μέθοδοι μέτρησης: Per. από αγγλ. Μ.: Μιρ, 1990. - 535 σελ.

2. Brindley K.D. Μορφοτροπείς μέτρησης. Μ.: Electr, 1991. - 353 p.

3. Spector S.A. Ηλεκτρικές μετρήσεις φυσικών μεγεθών: Μέθοδοι μέτρησης: Εγχειρίδιο για τα πανεπιστήμια. L.: Energoatomizdat, 1987. - 320 p.

4. Levshina E.S. Ηλεκτρικές μετρήσεις φυσικών μεγεθών. Μ.: Μιρ, 1983 - 105 σελ.

Φιλοξενείται στο Allbest.ru

...

Παρόμοια Έγγραφα

Ανάπτυξη καναλιού μέτρησης για την παρακολούθηση της φυσικής παραμέτρου μιας τεχνολογικής εγκατάστασης: επιλογή τεχνικών μέσων μέτρησης, υπολογισμός του σφάλματος του καναλιού μέτρησης, συσκευή πεταλούδας, στόμια ροής και αυτόματο ποτενσιόμετρο.

θητεία, προστέθηκε 03/07/2010


Γέφυρα και έμμεσες μέθοδοι μέτρησης της αντίστασης DC. Συντονισμός, γέφυρα και έμμεσες μέθοδοι μέτρησης των παραμέτρων ενός επαγωγέα. Επίλυση του προβλήματος της μέτρησης των παραμέτρων ενός πυκνωτή με χρήση ομοιογενούς γέφυρας.

δοκιμή, προστέθηκε 10/04/2013


Χαρακτηριστικά μέτρησης της ισχύος ρεύματος σε ένα κύκλωμα με χρήση αμπερόμετρου. Μια μέθοδος για τον υπολογισμό της ισχύος ρεύματος σε ένα μη διακλαδισμένο τμήμα ενός ηλεκτρικού κυκλώματος σύμφωνα με τον πρώτο νόμο Kirchhoff, ελέγχοντας την ορθότητά του. Ανάλυση των απόλυτων και σχετικών σφαλμάτων των παραμέτρων του κυκλώματος.

εργαστηριακές εργασίες, προστέθηκε 01/12/2010


Οι κύριοι τύποι, συσκευή, αρχή λειτουργίας των αισθητήρων που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της πίεσης. Τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους. Ανάπτυξη πιεζοηλεκτρικού μορφοτροπέα. Στοιχεία του δομικού του σχήματος. Υπολογισμός συναρτήσεων μετατροπής, ευαισθησία της συσκευής.

θητεία, προστέθηκε 16/12/2012


Επιλογή συσκευής μέτρησης για έλεγχο ανοχής παραμέτρων. Προσδιορισμός των ορίων εμπιστοσύνης του μη εξαιρούμενου σφάλματος εμπιστοσύνης του αποτελέσματος της μέτρησης. Σκοπός και αρχή λειτουργίας των ψηφιακών καθολικών βολτόμετρων και των εξαρτημάτων τους.

θητεία, προστέθηκε 14/04/2019


Συσκευές για τη μέτρηση του επιπέδου φωτισμού. Ανάπτυξη τεχνικής μέτρησης. Προσδιορισμός φωτισμού με φωτοκύτταρο σεληνίου. Μέτρηση φωτισμού με λουξόμετρο Yu117. Προσδιορισμός σφάλματος μέτρησης. Πεδίο εφαρμογής και λειτουργία της συσκευής.

θητεία, προστέθηκε 05/05/2013


Ταξινόμηση οργάνων μέτρησης και προσδιορισμός των σφαλμάτων τους. Ανασκόπηση των νόμων του Νεύτωνα. Χαρακτηριστικά θεμελιωδών αλληλεπιδράσεων, βαρυτικών δυνάμεων και δυνάμεων ισορροπίας. Περιγραφή των διορισμών βαρυμέτρων, δυναμομέτρων, οργάνου μέτρησης της δύναμης συμπίεσης.

θητεία, προστέθηκε 28/03/2010


Άμεσες και έμμεσες μετρήσεις τάσης και ρεύματος. Εφαρμογή του νόμου του Ohm. Εξάρτηση των αποτελεσμάτων των άμεσων και έμμεσων μετρήσεων από την τιμή της γωνίας περιστροφής του ρυθμιστή. Προσδιορισμός του απόλυτου σφάλματος έμμεσης μέτρησης συνεχούς ρεύματος.

εργαστηριακές εργασίες, προστέθηκε 25/01/2015


Μαγνητοηλεκτρικοί μηχανισμοί μέτρησης. Μέθοδος έμμεσης μέτρησης ενεργού αντίστασης έως 1 Ohm και εκτίμηση συστηματικού, τυχαίου, συνιστωσών και συνολικού σφάλματος μέτρησης. Μέσα για τη μέτρηση ενός μη ηλεκτρικού φυσικού μεγέθους (πίεση).

θητεία, προστέθηκε 29/01/2013


Παράμετροι και χαρακτηριστικά μετρητών καταπόνησης, μετασχηματισμός παραμόρφωσης. Υπολογισμός της συνάρτησης και του συντελεστή μετάδοσης, λαμβάνοντας υπόψη την επίδραση των τμημάτων άκρου και επαφής. Προσδιορισμός των παραμέτρων της μονάδας μέτρησης. Μεταφορά, εγκατάσταση και αποθήκευση της συσκευής.

Δύναμη ονομάζεταιένα ποσοτικό χαρακτηριστικό της διαδικασίας αλληλεπίδρασης αντικειμένων (για παράδειγμα, δύναμη τριβής).

Η έννοια της «μάζας» χαρακτηρίζει αδράνεια αντικείμενα και τη βαρυτική τους ικανότητα.

Στις μετρήσεις, συνήθως δεν κάνουν διάκριση μεταξύ της μάζας (η ποσότητα της ύλης) και του βάρους - της δύναμης έλξης του σώματος από τη Γη (βαρυτική δύναμη), επομένως, οι ίδιες μέθοδοι μέτρησης χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της δύναμης και του βάρους μάζας.

Οι συσκευές για τη μέτρηση της μάζας με τη βαρυτική ικανότητα ενός αντικειμένου ονομάζονται Ζυγός. Η μέτρηση της δύναμης πραγματοποιείται με τη βοήθεια δυναμόμετρα. Η διαίρεση των οργάνων μέτρησης της δύναμης σε κλίμακες και δυναμόμετρα οφείλεται στο γεγονός ότι η κατεύθυνση του διανύσματος της βαρυτικής δύναμης είναι αυστηρά καθορισμένη στο διάστημα. Αυτή η περίσταση λαμβάνεται υπόψη κατά το σχεδιασμό οργάνων για τη μέτρηση της βαρυτικής δύναμης, καθώς και κατά την προετοιμασία της ισορροπίας για εργασία. Συγκεκριμένα, ο σχεδιασμός της ζυγαριάς προβλέπει επίπεδα και βαρέλια που σας επιτρέπουν να τα τοποθετήσετε σε οριζόντια θέση με την απαιτούμενη ακρίβεια. Η θέση εργασίας των δυναμομέτρων μπορεί να είναι οποιαδήποτε - το κύριο πράγμα είναι ότι η γραμμή μέτρησης συμπίπτει με την κατεύθυνση του διανύσματος δύναμης. Υπό αυτή την προϋπόθεση, οι ζυγοί μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μέτρηση της μη βαρυτικής δύναμης και οι δυναμόμετρες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον προσδιορισμό του βάρους. Έτσι, η διαίρεση των οργάνων μέτρησης δύναμης σε κλίμακες και δυναμόμετρα καθορίζεται από τον σκοπό τους.

Μέτρηση δύναμης.Στη γενική περίπτωση, τα δυναμόμετρα αποτελούνται από έναν μορφοτροπέα δύναμης - ένα ελαστικά παραμορφώσιμο στοιχείο, έναν μορφοτροπέα καταπόνησης, εάν είναι απαραίτητο, και μια συσκευή ένδειξης.

Τα δυναμόμετρα (δυναμόμετρο από το ελληνικό δυναμόμετρο - δύναμη και μετρητής) κατασκευάζονται τριών τύπων: DP - ελατήριο, DG - υδραυλικό, DE - ηλεκτρικό.

Η ποικιλία των σχεδίων των ελαστικών στοιχείων μπορεί να ταξινομηθεί ανάλογα με το είδος της πραγματοποιούμενης παραμόρφωσης: χρησιμοποιώντας παραμορφώσεις θλίψης ή εφελκυσμού, παραμόρφωση κάμψης, παραμόρφωση διάτμησης και μικτή παραμόρφωση (Εικ. 61)

Τα ελατήρια δυναμομετρικής τάσης ή συμπίεσης κατασκευάζονται συνήθως με τη μορφή συμπαγούς ή κοίλου κυλίνδρου, μερικές φορές με τη μορφή ορθογώνιας ράβδου (από 10 kN έως 1 MN).

Εικ.61. Μετατροπείς δύναμης σε παραμόρφωση: α) συμπίεση, β) κάμψη, γ) διάτμηση, δ) μικτή

Η παραμόρφωση κάμψης πραγματοποιείται επίσης σε ελαστικά στοιχεία κατασκευασμένα με τη μορφή συστήματος ακτινικά τοποθετημένων δοκών, δακτυλίων, μεμβρανών, πλαισίων κ.λπ. (από 10 N έως 10 kN - εργαλεία εργασίας). Για στοιχεία δακτυλίου έως 2 MN.

Τα δυναμόμετρα με ένα σύνθετο ελαστικό στοιχείο (Εικ. 3δ) έχουν σχεδιαστεί για να φέρνουν το χαρακτηριστικό μετατροπής πιο κοντά σε ένα γραμμικό και χρησιμοποιούνται ευρέως ως όργανα μέτρησης εργασίας και αναφοράς.

Τα μηχανικά δυναμόμετρα χρησιμοποιούνται μόνο για τη μέτρηση στατικών δυνάμεων. Η παραμόρφωση του αισθητηρίου στοιχείου (0,1 - 2 mm) μετριέται με δείκτη επιλογέα ή κεφαλή ένδειξης. Στο εμπόριο διατίθενται μηχανικά δυναμόμετρα για φορτία έως 10 MN. Η τάξη ακρίβειας φτάνει το 0,1 - 2%.

Για ελαστικά στοιχεία υψηλής ακαμψίας (ράβδοι), χρησιμοποιούνται μετατροπείς παραμόρφωσης σε ηλεκτρικό σήμα με αντίσταση στην τάση και χορδές. Με χαμηλή ακαμψία (δακτύλιος, ελαστικά στοιχεία δοκού), ισχύουν χωρητικοί, επαγωγικοί και άλλοι μετατροπείς.

Μεταξύ των ηλεκτρικών δυναμομέτρων, τα μετρητές καταπόνησης έχουν τη μεγαλύτερη σημασία. Το εύρος εφαρμογής τους είναι από 5 N έως 10 MN και άνω. Το ευαίσθητο στοιχείο τέτοιων δυναμομέτρων είναι κατασκευασμένο με τη μορφή ράβδου, σωλήνα, δακτυλίου ακτινικά φορτισμένου, διπλής δοκού, δοκού στρέψης με πρόβολο κ.λπ. Ένα μανόμετρο κολλημένο στο ευαίσθητο στοιχείο καταγράφει τάσεις εφελκυσμού - συμπίεση, κάμψη, στρέψη, διάτμηση. Τα δυναμόμετρα καταπόνησης είναι κατάλληλα τόσο για στατικές όσο και για δυναμικές μετρήσεις.

Στα δυναμόμετρα χορδών χρησιμοποιείται μετρητής τάσης χορδής. Το ευαίσθητο στοιχείο είναι μια σιδηρομαγνητική χορδή που βρίσκεται κατά μήκος του άξονα του ελαστικού κοίλου κυλίνδρου και συνδέεται μαζί του με δύο επίπεδα. Όταν εφαρμόζεται φορτίο στον κύλινδρο λόγω της παραμόρφωσής του, η τάση της χορδής και η συχνότητα των δονήσεων της που διεγείρονται από τον ηλεκτρομαγνήτη αλλάζουν ταυτόχρονα. Η φυσική συχνότητα ταλάντωσης επηρεάζει την τιμή της τάσης στους ακροδέκτες του πηνίου μέτρησης και αποτελεί μέτρο του φορτίου. Εύρος δυνάμεων από 200 N έως 5 MN. Κατηγορία ακρίβειας 1%.

Κατά τη μέτρηση μεγάλων φορτίων (έως 50 MN), χρησιμοποιούνται μαγνητοελαστικοί μετατροπείς.

Οι μαγνητοελαστικές δυναμόμετρες βασίζονται σε σιδηρομαγνητικά υλικά (για παράδειγμα, κράματα σιδήρου-νικελίου), τα οποία αλλάζουν τη μαγνητική τους διαπερατότητα προς την κατεύθυνση της έκθεσης σε εφελκυστική ή θλιπτική δύναμη. Το μαγνητοελαστικό δυναμόμετρο μπορεί να κατασκευαστεί σε μορφή πηνίου με κλειστό πυρήνα από μαλακό μαγνητικό υλικό. Η μεταβολή της επαγωγής που συμβαίνει κατά τη φόρτιση μπορεί να μετρηθεί με ηλεκτρικές μεθόδους (Εικ. 62). Η τάξη ακρίβειας των μαγνητοελαστικών δυναμομέτρων είναι από 0,1 έως 2%.

Ρύζι. 62. Σχέδιο ένταξης μαγνητοελαστικής εξέδρας

Τα πιεζοηλεκτρικά δυναμόμετρα χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση δυναμικών και οιονεί στατικών δυνάμεων (ακατάλληλα για στατικές δυνάμεις). Κατηγορία ακρίβειας 1%.

Η δράση μιας δύναμης μπορεί να μετατραπεί σε μεταβολή της πίεσης (υδραυλικά δυναμόμετρα). Το σύστημα μέτρησης της υδραυλικής δύναμης περιλαμβάνει μια συσκευή ανίχνευσης με έναν εντελώς κλειστό θάλαμο και μια συσκευή ένδειξης. Η δύναμη που ασκείται στο έμβολο δημιουργεί πίεση. Καταρχήν, όλα τα μετρητές πίεσης (μετρητές πίεσης) μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως συσκευή ένδειξης. Τις περισσότερες φορές, χρησιμοποιούνται μηχανικές συσκευές. Ονομαστικές δυνάμεις από 200 Β έως 20 ΜΝ. Κατηγορία ακρίβειας 1 - 2%.

Τα σφάλματα δυναμομέτρου οφείλονται στους ακόλουθους λόγους: μη γραμμικότητα του χαρακτηριστικού μετατροπής, αναπαραγωγιμότητά του, υστέρηση, εξάρτηση από τη θερμοκρασία ευαισθησίας και μηδενική θέση, ερπυσμός (ελαστική μεταγενέστερη επίδραση).

Βασικές παράμετροι και διαστάσεις δυναμόμετρα γενικής χρήσης, ελατήριο με ζυγαριά και ψηφιακή συσκευή ανάγνωσης, σχεδιασμένη για τη μέτρηση στατικών δυνάμεων εφελκυσμού, καθιερώνει το GOST 13837 «Δυναμόμετρα γενικής χρήσης. Προδιαγραφές".

Όρια μέτρησης δυναμομέτρων που προβλέπονται από το πρότυπο: το μεγαλύτερο από 0,10 έως 500 kN, το μικρότερο - 0,1 από το μεγαλύτερο όριο.

Το GOST 13837-79 προβλέπει την κατασκευή δυναμομέτρων κλάσεων ακρίβειας 0,5, 1 και 2. Η κατηγορία ακρίβειας καθορίζεται από το μέγιστο επιτρεπόμενο βασικό σφάλμα του δυναμομέτρου, που παρουσιάζεται ως μειωμένο σφάλμα. Η τιμή κανονικοποίησης σε αυτή την περίπτωση είναι ίση με το μεγαλύτερο όριο μέτρησης.

Τα όρια του πρόσθετου σφάλματος των δυναμομέτρων που προκαλούνται από αλλαγές στη θερμοκρασία περιβάλλοντος στο εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας διαφορετικών από τη θερμοκρασία των κανονικών συνθηκών είναι: όχι περισσότερο από 0,5 του κύριου σφάλματος για κάθε 10 ° C - για δυναμόμετρα της 1ης κατηγορίας. όχι περισσότερο από 0,25 του βασικού σφάλματος για κάθε 10 ° C - για δυναμόμετρα της 2ης κατηγορίας.

Για τη βαθμονόμηση, επαλήθευση και βαθμονόμηση μορφοτροπέων δυνάμεων χρησιμοποιούνται μηχανές/εγκαταστάσεις μέτρησης δύναμης, καθώς και όργανα μέτρησης, τα οποία περιλαμβάνουν δυναμόμετρα αναφοράς και συσκευές ρύθμισης δύναμης (πρέσες). Σύμφωνα με τον λειτουργικό τους σκοπό, οι αναφερόμενες συσκευές αναφέρονται ως μέτρα δύναμης.

Οι μηχανές/εγκαταστάσεις μέτρησης δύναμης σάς επιτρέπουν να αναπαράγετε οποιεσδήποτε τιμές δύναμης στο καθορισμένο εύρος ή έναν αριθμό διακριτών τιμών.

Ανάλογα με την κατασκευαστική υλοποίηση, υπάρχουν μηχανές άμεσης φόρτωσης, εγκαταστάσεις πολλαπλασιαστή δύναμης (μοχλός, υδραυλική και σφηνοειδής) και εγκαταστάσεις διαίρεσης δυνάμεων.

Η άμεση φόρτιση πραγματοποιείται με τη βοήθεια των βαρών και της βαρυτικής δύναμης της Γης.

Η δημιουργία εγκαταστάσεων πολλαπλασιαστή δύναμης οφείλεται στο γεγονός ότι σε υψηλές τιμές δύναμης, η άμεση φόρτιση οδηγεί σε αύξηση των σφαλμάτων και της κατανάλωσης μετάλλων και σε υψηλό οικονομικό κόστος. Ωστόσο, ακόμη και σε εγκαταστάσεις πολλαπλασιαστή δυνάμεων, η τιμή της δύναμης ρυθμίζεται αρχικά με τη βοήθεια βαρών, η οποία στη συνέχεια αυξάνεται με τη βοήθεια άνισων μοχλών ( έως 1MN), ζεύγη εμβόλων διαφορετικών ενεργών περιοχών ( έως 10 MN) ή εφέ σφήνας (έως 5 MN;).

Για τη μείωση της δύναμης, μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι ίδιες σχεδιαστικές λύσεις όπως για την αύξησή της, αλλά με σχέση μετάδοσης μικρότερη από 1. Ωστόσο, μια τέτοια λύση δεν είναι οικονομικά βιώσιμη και έχει περιορισμένη λειτουργικότητα. Η πιο αποδεκτή λύση για τη διαίρεση της δύναμης είναι μια συσκευή με αλλαγή της γωνίας κλίσης του άξονα μιας κυλινδρικής μάζας που αιωρείται σε μια αεροστατική ανάρτηση (Εικ. 63).

Ως συσκευές ρύθμισης της δύναμης χρησιμοποιούνται βίδες, μοχλός, υδραυλικές, ηλεκτρομηχανικές κ.λπ. πιεστήρια. Μία από τις κύριες απαιτήσεις για τα μέσα ρύθμισης της δύναμης είναι η σταθερότητα της καθορισμένης τιμής της δύναμης στο χρόνο.

Μέτρηση μάζας.Κατά τη ζύγιση, η βαρυτική δύναμη συγκρίνεται με μια γνωστή δύναμη που δημιουργείται με τους ακόλουθους τρόπους:

Με φορτίο γνωστής μάζας (κλασική μέθοδος).

Τάση/συμπίεση ελατηρίου (ζυγό ελατηρίου)

Παραμόρφωση άκαμπτων ελαστικών στοιχείων (οι παραμορφώσεις μετρώνται με ηλεκτρικές μεθόδους (ηλεκτρομηχανικές κλίμακες).

Πνευματική ή υδραυλική συσκευή (μέτρηση πίεσης αέρα ή υγρού).

Ηλεκτροδυναμικά με τη βοήθεια περιέλιξης σωληνοειδούς σε σταθερό μαγνητικό πεδίο (η μετρούμενη τιμή είναι το ρεύμα).

Βύθιση του σώματος σε υγρό (το βάθος βύθισης εξαρτάται από τη μάζα του σώματος).

Σε αυτή την σύνδεση διακρίνουν τις κλίμακεςμηχανικός (μοχλός, ελατήριο, έμβολο), ηλεκτρομηχανικός (με μετατροπείς χωρητικότητας, αντίστασης καταπόνησης, επαγωγικής και πιεζοηλεκτρικής μετατόπισης ή παραμόρφωσης), οπτικο-μηχανικός (με κάτοπτρο ή συσκευή κατάδειξης παρεμβολής), ραδιοϊσότοπος (απορρόφηση και διάσπαρτη ακτινοβολία). Οι κύριες εφαρμογές είναι οι μηχανικές και ηλεκτρομηχανικές ζυγαριές.

Οι απαιτήσεις για ζυγαριά για στατική ζύγιση καθορίζονται από το GOST 29329 - 92.

Οι κλίμακες στατικής ζύγισης ταξινομούνται σύμφωνα με τα ακόλουθα κριτήρια.

Ανά περιοχή εφαρμογής(επιχειρησιακός σκοπός) οι κλίμακες χωρίζονται σε: βαγόνι; τρόλεϋ; αυτοκινητοβιομηχανια? μονόγραμμος; γερανός; εμπόρευμα; για ζύγιση ζώων· για το ζύγισμα των ανθρώπων? ανελκυστήρας; για ζύγιση γάλακτος? αποσκευές; εμπορία; ιατρικός; ταχυδρομικά τέλη.

Με ακρίβεια ζύγισηςΟι κλίμακες ακρίβειας χωρίζονται σε 4 κατηγορίες: Κλάση 1 - κλίμακες ειδικής ακρίβειας. 2 τάξη - υψηλή ακρίβεια. Βαθμός 3 - μέτρια ακρίβεια. Βαθμός 4 - κανονική ακρίβεια. Το πρότυπο GOST 29329 - 92 ισχύει για μη αυτόματες κλίμακες μεσαίων και συμβατικών κλάσεων ακρίβειας.

Με τη μέθοδο εγκατάστασηςστον τόπο λειτουργίας, οι ζυγαριές χωρίζονται σε: ενσωματωμένες, ζυγαριές πτύχωσης (οι ζυγαριές είναι οι κινητές ζυγαριές, η πλατφόρμα της οποίας βρίσκεται στο ίδιο επίπεδο με το δάπεδο του δωματίου), δάπεδο, επιτραπέζιο, κινητό, κρεμαστό, ακίνητος.

Τύπος συσκευής εξισορρόπησηςΟι ζυγαριές διακρίνονται: μηχανικές, ηλεκτρομηχανικές (ηλεκτρονικές - ο όρος "Ηλεκτρονικές ζυγαριές" ισχύει για επιτραπέζιες ζυγαριές).

Μηχανικές ζυγαριές - ζυγαριές στις οποίες η εξισορρόπηση της βαρύτητας πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας διάφορους μηχανισμούς. Υπάρχουν ζυγαριές, ελατηριωτές, υδραυλικές, πνευματικές. Οι ζυγαριές στις οποίες η διάταξη μετάδοσης είναι ένας μοχλός ή ένα σύστημα μοχλών ονομάζονται ζυγαριές μοχλού.

Ηλεκτρομηχανική ζυγαριά - ζυγαριά με συσκευή εξισορρόπησης σε μορφή μορφοτροπέα, στον οποίο η βαρύτητα μετατρέπεται σε ηλεκτρικό σήμα.

Ανά τύπο συσκευής λήψης φορτίουΥπάρχουν ζυγαριές: αποθήκη, μονόδρομος, κουβάς, μεταφορέας, γάντζος, πλατφόρμα.

Σύμφωνα με τη μέθοδο επίτευξης της θέσης ισορροπίαςτα ζυγαριά διακρίνονται: με αυτόματη ζυγοστάθμιση, με ημιαυτόματη ζυγοστάθμιση, με μη αυτόματη ζυγοστάθμιση.

Ανάλογα με τον τύπο της συσκευής ανάγνωσηςΥπάρχουν ζυγαριές: με αναλογική συσκευή ανάγνωσης (καντράν και ζυγαριά), με διακριτή συσκευή ανάγνωσης (ψηφιακή).

Το πρότυπο GOST 29329-92 προβλέπει τα ακόλουθα κύρια χαρακτηριστικά της ζυγαριάς.

Διάστημα κλίμακας επαλήθευσης e- τιμή υπό όρους, που εκφράζεται σε μονάδες μάζας και χαρακτηρίζει την ακρίβεια των ζυγών.

Τιμή διαίρεσης επαλήθευσηςγια κατηγορία ακρίβειας "μέτρια" 0,1 g ≤ μι≤ 2 g στον αριθμό των τμημάτων επαλήθευσης n= 100…10000 και μι≥5 g σε n= 500…10000; για κλάση ακρίβειας "κανονικό" μι≥5 g σε n= 100…1000. (n- τον αριθμό των τμημάτων επαλήθευσης, που ορίζεται ως ο λόγος το μεγαλύτερο όριο της ζυγαριάςστην τιμή της διαίρεσης επαλήθευσης).

Τιμές της τιμής διαίρεσης επαλήθευσης ( μι), διαστήματα κλίμακας ( ρε) και διακριτικότητα δειγματοληψίας ( δ δ) σε μονάδες μάζας επιλέγεται από το εύρος: 1×10 a; 2×10 a και 5×10 a, όπου a είναι θετικός ακέραιος, αρνητικός ακέραιος ή μηδέν. Η τιμή της διαίρεσης βαθμονόμησης των ζυγαριών χωρίς βοηθητική συσκευή ανάγνωσης πρέπει να αντιστοιχεί στην τιμή διαίρεσης κλίμακας για ζυγαριές με αναλογική συσκευή ανάγνωσης και στην ανάλυση ανάγνωσης για ζυγαριές με ψηφιακή ένδειξη.

Η τιμή της τιμής διαίρεσης ή η ανάλυση της ένδειξης μάζας, καθώς και η τιμή της τιμής διαίρεσης βαθμονόμησης αναγράφονται στις κλίμακες ή στην επιχειρησιακή τεκμηρίωση για αυτές.

μεγαλύτερο(ΤΣΙΜΠΩ) και το μικρότερο(NmPV) όρια ζύγισης- οι μεγαλύτερες και οι μικρότερες τιμές της μάζας, στις οποίες διασφαλίζεται η συμμόρφωση των ζυγών με τις απαιτήσεις των κανονιστικών εγγράφων.

Το μέγιστο όριο ζύγισης (LEL) που παρέχεται από το GOST 29329-92 είναι από 200 g έως 500 τόνους (το εύρος των τιμών LEL δεν αντιστοιχεί στη σειρά των προτιμώμενων αριθμών).

Το μικρότερο όριο ζύγισης - για την κατηγορία ακρίβειας, ο μέσος όρος λαμβάνεται ίσος με 20 e. για τάξη ακρίβειας συνηθισμένη - 10 μι. Που μι- η τιμή του τμήματος επαλήθευσης.

Όρια λάθουςΤα βάρη κανονικοποιούνται ανάλογα με το NmPV και την κατηγορία ακρίβειας και κυμαίνονται από 0,5∙e έως 1,5∙e κατά την αρχική επαλήθευση στις επιχειρήσεις: κατασκευαστής και επισκευή. Κατά τη λειτουργία και μετά την επισκευή στην επιχείρηση λειτουργίας - από 1,0∙е έως 2,5∙е. Όρια λάθους συσκευές μηδενικής ρύθμισης-±0,25 μι.

Υπάρχουν οι παρακάτω τύποι ζυγαριές ισορροπίας για μέτρηση μάζας: εργαστήριο (αναλυτικό, τεταρτημόριο, ηλεκτρονικό, ίσου βραχίονα), επιτραπέζιο καντράν, μέτρηση στροφών, πλατφόρμα κινητής τηλεφωνίας (κλίμακα, καντράν, αλληλογραφία).

Η αρχή λειτουργίας ενός ζυγού μοχλού είναι να εξισορροπεί τη στιγμή που δημιουργείται από τη βαρυτική δύναμη από τη μετρούμενη μάζα, τη στιγμή βαρύτητας του βάρους ή του φορτίου.

Οι ακόλουθες επιλογές μορφοτροπέα εφαρμόζονται στις κλίμακες ισορροπίας:

Με μεταβλητή μάζα εξισορρόπησης: μοχλός με ζυγαριά και βάρη. μοχλός με γενικά βάρη.

Με μεταβλητό μήκος μοχλού: μοχλός με κινητά βάρη. μοχλός με βάρος κυλίνδρου.

Μεταβλητή γωνία: Τεταρτοταγές; αντίβαρο.

Οι απαιτήσεις για τις παραμέτρους των ζυγών μοχλού γενικής χρήσης καθορίζονται από το GOST 14004.

Ανάλογα με το μέγιστο όριο ζύγισης, οι ζυγαριές γενικής χρήσης χωρίζονται σε τρεις ομάδες: - επιτραπέζιους (έως 50 κιλά). - κινητά και πτύχωση (50 - 6000 kg). - ακίνητο (βαγόνι, αυτοκίνητο, ασανσέρ) (από 5000 έως 200000 kg).

Το μικρότερο όριο ζύγισης είναι 20 d (τιμή διαίρεσης κλίμακας d) για επιτραπέζιες ζυγαριές και 5% του P max για τις υπόλοιπες.

Οι ζυγαριές μοχλού χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με βάρη, τα οποία ανάλογα με τον σκοπό χωρίζονται σε βάρη γενικής χρήσης, αναφοράς και ειδικού σκοπού. Η τελευταία ομάδα περιλαμβάνει βάρη αναφοράς (χρησιμοποιούνται για τη βελτίωση της ακρίβειας ανάγνωσης των ζυγών εργαστηρίου), βάρη υπό όρους (σχεδιασμένα για την ολοκλήρωση των ζυγών και άλλες συσκευές με αναλογία των βραχιόνων ενός συστήματος μοχλού 1:100), βάρη ενσωματωμένα σε ζυγούς και βάρη που χρησιμοποιούνται σε τεχνολογικές ζυγαριές και διανομείς.

Δομικά, τα βάρη γενικής χρήσης κατασκευάζονται με τη μορφή σύρματος, πολυγωνικής πλάκας (τριγωνικής, τετράγωνης ή πενταγωνικής), κυλίνδρου με κεφαλή, παραλληλεπίπεδου. Η ονομαστική τιμή της μάζας του βάρους λαμβάνεται από ένα εύρος τιμών 1·10 n , 2·10 n , 5·10 n (n είναι οποιοσδήποτε θετικός ή αρνητικός ακέραιος αριθμός). Πρότυπο GOST 7328 - 2001 «Βάρη. Γενικές Προδιαγραφές» προβλέπει την απελευθέρωση βαρών που ζυγίζουν από 1 mg έως 5000 kg. Ανάλογα με την κατασκευαστική ανοχή, τα βάρη αποδίδονται σε κατηγορίες ακρίβειας: E 1, E 2, F 1, F 2, M 1, M 2, M 3 (με φθίνουσα σειρά ακρίβειας). Τα βάρη μπορούν να παρέχονται με τη μορφή σετ, η σύνθεση των οποίων σχηματίζεται σύμφωνα με τις συστάσεις του GOST 7328 - 2001.

Ένα παράδειγμα συμβόλου στην τεκμηρίωση ενός βάρους 500 g κατηγορίας ακρίβειας F 1: Βάρος 500 g F 1 GOST 7328-2001.Σετ βάρη: Σετ (1 mg - 1 kg) E 2 GOST 7328 - 2001.

Σε ζυγούς ελατηρίου, το ευαίσθητο στοιχείο είναι ένα ελατήριο (συμπίεση, τάση, σπείρα κ.λπ.), η παραμόρφωση του οποίου είναι ανάλογη της δύναμης της βαρύτητας. Η τιμή της παραμόρφωσης μετράται απευθείας ή υπόκειται σε πρόσθετο μετασχηματισμό.

Στις ηλεκτρονικές ζυγαριές, δύο κύριοι τύποι αισθητήρων χρησιμοποιούνται ως πρωτεύων μετατροπέας: ο πιεζοχαλαζίας και οι αντιστάσεις στην καταπόνηση.

Οι κλίμακες αποτελούν μια ξεχωριστή ομάδα για ζύγιση οχημάτων σε κίνηση . Οι γενικές τεχνικές απαιτήσεις για αυτά δίνονται στο GOST 30414-96.

Το πρότυπο ισχύει για ζυγαριές σχεδιασμένες για ζύγιση εν κινήσει ή για στατική ζύγιση και ζύγιση εν κινήσει των ακόλουθων οχημάτων: σιδηροδρομικά βαγόνια (συμπεριλαμβανομένων των δεξαμενών), τρόλεϊ, τα τρένα τους, αυτοκίνητα, ρυμουλκούμενα, ημιρυμουλκούμενα (συμπεριλαμβανομένων των δεξαμενών), οδικά τρένα.

Πίνακας 7. Μηχανικοί ζυγοί

Ανάλογα με το σχεδιασμό της συσκευής παραλαβής φορτίου, μπορεί να προσδιορίσει το φορτίο αμέσως από ολόκληρο το αυτοκίνητο (τρόλεϊ, αυτοκίνητο, ρυμουλκούμενο, ημιρυμουλκούμενο) ή αυτόνομα - ταυτόχρονα ή με τη σειρά του - από κάθε φορείο, ζεύγος τροχών (άξονας) ή από κάθε τροχό.

Ανάλογα με τις κανονικοποιημένες τιμές των μετρολογικών χαρακτηριστικών, οι κλίμακες χωρίζονται σε τέσσερις κατηγορίες ακρίβειας: 0,2; 0,5; ένας; 2. Ο προσδιορισμός της κατηγορίας ακρίβειας αντιστοιχεί στο σφάλμα που επιτρέπεται κατά τη λειτουργία. Ταυτόχρονα, στην περιοχή από LmLL έως 35% LEL συμπεριλαμβανομένου, αυτό είναι το μειωμένο σφάλμα, η τιμή κανονικοποίησης για το οποίο είναι 35% LEL. Στο εύρος άνω του 35% LEL έως LEL, η κατηγορία ακρίβειας καθορίζει το σχετικό σφάλμα μέτρησης.

Κατά την αρχική επαλήθευση ή βαθμονόμηση, τα επιτρεπόμενα σφάλματα μειώνονται κατά 2 φορές.

Μέτρηση ροής

Ο ρυθμός ροής είναι η ποσότητα της ουσίας που ρέει μέσω ενός δεδομένου τμήματος του αγωγού ανά μονάδα χρόνου. Διάκριση μεταξύ κόστους όγκου και μάζας. Τα όργανα μέτρησης ροής ονομάζονται μετρητές ροής. Η ποικιλία των ροόμετρων καθορίζεται όχι μόνο από εποικοδομητικές λύσεις, αλλά και από τις αρχές λειτουργίας που εφαρμόζονται σε αυτά. Εξετάστε τις πιο χρησιμοποιούμενες επιλογές.

Μετρητές όγκου.Η αρχή λειτουργίας των ογκομετρικών μετρητών βασίζεται στην άμεση μέτρηση των όγκων του μετρούμενου μέσου χρησιμοποιώντας θαλάμους μέτρησης γνωστού όγκου και μετρώντας τον αριθμό των τμημάτων που έχουν περάσει από τον μετρητή. Ο πιο συνηθισμένος ογκομετρικός μετρητής υγρών ουσιών είναι ένας μετρητής με οβάλ γρανάζια (Εικ. 64) Τα οβάλ γρανάζια 1 και 2, τοποθετημένα στο περίβλημα 3, περιστρέφονται λόγω της διαφοράς πίεσης P 1 και P 2. Για μία περιστροφή των γραναζιών, οι κοιλότητες μέτρησης, ο όγκος των οποίων είναι επακριβώς γνωστός V 1 και V 2 , γεμίζονται δύο φορές και αδειάζονται δύο φορές. Ο άξονας ενός από τα γρανάζια περιστρέφει τον μηχανισμό μέτρησης που βρίσκεται έξω από το περίβλημα 3. Μετρητής χαρακτηρίζεταιυψηλή ακρίβεια μέτρησης (σφάλμα 0,5 ... 1%), χαμηλή απώλεια πίεσης, ανεξαρτησία ενδείξεων από το ιξώδες, σημαντική ροπή. Το μειονέκτημα αυτών των μετρητών είναι η ανάγκη για καλό φιλτράρισμα του μετρούμενου μέσου, καθώς και υψηλό επίπεδο ακουστικού θορύβου.

Ρύζι. 64. Διάγραμμα πάγκου με οβάλ γρανάζια

Για τη μέτρηση των ροών αερίου χρησιμοποιούνται περιστροφικοί μετρητές αερίου, η αρχή λειτουργίας των οποίων είναι παρόμοια με αυτή των μετρητών με οβάλ γρανάζια. Χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση ροών από 40 έως 40.000 m/h και έχουν κλάσεις ακρίβειας 2 και 3.

Οι μετρητές όγκου για τη μέτρηση της ροής του υγρού περιλαμβάνουν κουπιά μετρητές, που χαρακτηρίζεται από ανώτατο όριο μέτρησης 100 ... 300 m/h και κατηγορίες ακρίβειας 0,25 και 0,5.

Μετρητές ταχύτηταςσας επιτρέπουν να ρυθμίσετε τον ρυθμό ροής ανάλογα με την εξάρτηση της ταχύτητας περιστροφής της αξονικής ή εφαπτομενικής πτερωτής από τον ογκομετρικό ρυθμό ροής. Εάν μια ταχογεννήτρια και ένα βολτόμετρο συνδέονται σε σειρά με την πτερωτή (Εικ. 65), τότε ο ρυθμός ροής μπορεί να κριθεί από την ένδειξη του βολτόμετρου. Και μπορείτε να συνδέσετε ένα στροφόμετρο και να μετρήσετε την κατανάλωση για ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. Κατηγορίες ακρίβειας οργάνου 1; 1,5; 2 σε ρυθμούς ροής 3…1300 m/h.

Το Σχήμα 65 δείχνει επίσης έναν μετρητή υψηλής ταχύτητας με έναν εφαπτομενικό στρόβιλο 1. (Ο αριθμός 2 δείχνει ένα φίλτρο.) Τέτοιοι μετρητές χρησιμοποιούνται με ρυθμό ροής έως 3 ... 20 m / h και έχουν τάξη ακρίβειας 2 και 3.

Ροόμετρα γκαζιού.Μία από τις πιο κοινές αρχές για τη μέτρηση της ροής υγρών, αερίου και ατμού είναι η αρχή της μεταβλητής πτώσης πίεσης κατά μήκος του στομίου.

Τα πλεονεκτήματα αυτής της μεθόδου είναι: απλότητα και αξιοπιστία, χωρίς κινούμενα μέρη, χαμηλό κόστος, δυνατότητα μέτρησης σχεδόν οποιουδήποτε ρυθμού ροής, δυνατότητα λήψης των χαρακτηριστικών βαθμονόμησης των ροόμετρων με υπολογισμό.

Ρύζι. 65. Σχέδιο μετρητή υψηλών ταχυτήτων με αξονικές και εφαπτομενικές φτερωτές.

1 - ισιωτικό πίδακα, 2 - μηχανισμός μετάδοσης, 3 - συσκευή μέτρησης, 4 - θάλαμος, 5 - ζεύγος σκουληκιών, 6 - πτερωτή.

Σύμφωνα με την παραπάνω αρχή, εγκαθίσταται μια συσκευή στένωση στον αγωγό. Ο ρυθμός ροής μέσα από το στόμιο του στομίου είναι υψηλότερος από πριν από αυτό, με αποτέλεσμα να δημιουργείται πτώση πίεσης στο στόμιο, μετρούμενη με μετρητή διαφορικής πίεσης. Η ένδειξη του μετρητή διαφορικής πίεσης εξαρτάται από την ταχύτητα ροής στον περιορισμό ή από τον ρυθμό ροής. Σχέδια τυπικών συσκευών στένωσης και τα σημεία σύνδεσης των κλάδων του μετρητή διαφορικής πίεσης φαίνονται στο Σχήμα 66.

Ρύζι. 66 Σχέδια συσκευών στένωσης: α) διάφραγμα, β) τυπικό ακροφύσιο, γ) ακροφύσιο Venturi, δ) σωλήνας Venturi

Μετρητές ροής γύρω-γύρω (στροφόμετρα).Σε αυτά τα ροόμετρα, το εξορθολογισμένο σώμα (πλωτήρας, έμβολο, βαλβίδα, περιστρεφόμενη πλάκα, σφαίρα κ.λπ., παραδείγματα στα Σχήματα 67 και 68) αντιλαμβάνεται μια επίδραση δύναμης από την επερχόμενη ροή, η οποία αυξάνεται με την αύξηση της ταχύτητας ροής και κινεί το εξορθολογισμένο σώμα. Το βάρος του εξορθολογισμένου σώματος ή η δύναμη του ελατηρίου χρησιμεύει ως αντίθετη δύναμη. Τα ροόμετρα είναι σχεδιασμένα με τέτοιο τρόπο ώστε η κίνηση του βελτιωμένου σώματος να συνοδεύεται από αλλαγή στην περιοχή ροής για τη διέλευση υγρού ή αερίου. Σε αυτή την περίπτωση, μια αύξηση του ρυθμού ροής οδηγεί σε αύξηση της περιοχής ροής. Ως αποτέλεσμα, ο ρυθμός ροής μειώνεται. Μια τέτοια αρνητική ανάδραση οδηγεί σε σταθεροποίηση της θέσης του βελτιωμένου σώματος. Το σήμα εξόδου των θεωρούμενων μετατροπέων ροής είναι η μετατόπιση του βελτιωμένου σώματος.

Ρύζι. 67. Σχέδια μετατροπής στοιχείων ροόμετρων α) πλωτήρα, β) βαλβίδας, γ) εμβόλου

Ρύζι. 68. Σχέδια μετρητών ροής γύρω από: α), β) - τύπος πλωτήρα. γ), δ) - τύπος βαλβίδας. ε) - τύπος εμβόλου.

Ονομασίες στα σχήματα.

Σχήμα α: 1 - γυάλινος κωνικός σωλήνας, 2 - πλωτήρας, 3 - αναστολέας επίπλευσης, 4 - κλίμακα.

Σχήμα β: 1 - ένας κυλινδρικός πλωτήρας με μια τρύπα στη μέση, 2 - μια σταθερή ράβδος κωνικού τμήματος, 3 - ένας γυάλινος κυλινδρικός σωλήνας.

Σχήμα γ: 1 - βαλβίδα, 2 - δακτυλιοειδές διάφραγμα, 3 - μεταλλικό περίβλημα, 4 - στέλεχος, 5 - πυρήνας του στοιχείου διαφορικού μετατροπέα 7, 6 - μη μαγνητικός χαλύβδινος σωλήνας.

Σχήμα δ: 1 - γκάζι αέρα, 2 - πνευματικό ακροφύσιο, 3 - μαγνήτης, 4 - σωλήνας από μη μαγνητικό υλικό, 5 - πυρήνας, 6 - βαλβίδα, 7 - φυσούνα.

Σχήμα ε: 1 - βάρη, 2 - έμβολο, 3 - πυρήνα, 4 - επαγωγικό πηνίο, 5 - κανάλι για παροχή πίεσης εξόδου στον χώρο πάνω από το έμβολο, 6 - ορθογώνια έξοδος από τον χώρο κάτω από το έμβολο.

Τα περιστροφόμετρα με πνευματικό σήμα εξόδου 0,02 ..0,1 MPa παράγουν κατηγορίες ακρίβειας 1,5 και 2,5.

Εκτός από τους αναφερόμενους τύπους, για μετρήσεις ροής χρησιμοποιούνται μετρητές ροής μεταβλητού επιπέδου, ηλεκτρομαγνητικά, θερμικά (θερμιδομετρικά) και άλλα.

Βιβλιογραφία

1.Rannev G.G., Tarasenko A.P. Μέθοδοι και μέσα μέτρησης - 2004.

2. Brindley K. Μετατροπείς μέτρησης. Εγχειρίδιο αναφοράς - 1991.

3. Kozlov M.G. Μετρολογία και τυποποίηση. Οδηγός σπουδών - 2004.

4. Μπόλτον. Οδηγός τσέπης μηχανικού μετρολογίας - 2002.

5. Hart Z. Εισαγωγή στην τεχνολογία μέτρησης. - 1998.

6. Dimov Yu.V. Μετρολογία, τυποποίηση και πιστοποίηση. Σχολικό βιβλίο - 2010.

1.Μέθοδοι και μέσα μέτρησης ηλεκτρικών μεγεθών………………………………..1

1.1.Μέτρα ηλεκτρικών μεγεθών………………………………………………………..1

1.2.Ηλεκτρικά όργανα μέτρησης……………………………………………….4

1.3 Παλμογράφοι. Ψηφιακά Όργανα………………………………………..10

1.4.Αναλογικοί μορφοτροπείς μέτρησης…………………………………..14

1.5.Μέτρηση ηλεκτρικών μεγεθών……………………………………………………17

2.Μετρήσεις μαγνητικών μεγεθών…………………………………………………………………………………………………………………………

3.Μέτρηση μη ηλεκτρικών μεγεθών……………………………………………………………………….

3.1.Μορφοτροπείς μέτρησης…………………………………………………………

3.2 Μετρήσεις μηκών και γωνιών…………………………………………………………..35

3.3.Μέτρηση θερμοκρασίας………………………………………………………..39

3.4.Μέτρηση πίεσης……………………………………………………….…46

3.5 Μέτρηση δύναμης και μάζας…………………………………………………………..50

3.6 Μέτρηση ροής…………………………………………………………… .55

μέσω ενός επιταχυνσιόμετρου. μέτρηση του πλάτους και της συχνότητας των κραδασμών

2. Σύγκριση άγνωστης δύναμης με βαρύτητα P \u003d mg:άμεση φόρτωση με υποδειγματικά βάρη.

μέσω υδραυλικής μετάδοσης και παραδειγματικών βαρών.

με μοχλούς και υποδειγματικά βάρη.

με μοχλούς και εκκρεμές

3. Μέτρηση ελαστικής παραμόρφωσης

σώμα που αλληλεπιδρά με το άγνωστο

γνωστή δύναμη φά= με |; με μετρητές καταπόνησης? μέσω αισθητήρων μετατόπισης 4. Σύγκριση της άγνωστης δύναμης με τη δύναμη της αλληλεπίδρασης του ρεύματος με το μαγνητικό πεδίο φά= / Στο Ι sin a μέσω ενός ηλεκτροδυναμικού διεγέρτη. Η μέτρηση μιας μεταβλητής αρμονικής δύναμης με τον προσδιορισμό του πλάτους και της συχνότητας των κραδασμών ενός σώματος με γνωστή μάζα μπορεί να πραγματοποιηθεί με υψηλή ακρίβεια. Η μάζα μπορεί να μετρηθεί με σφάλμα που δεν υπερβαίνει τα μερικά χιλιοστά του τοις εκατό. Η συχνότητα των ταλαντώσεων μπορεί επίσης να μετρηθεί με την ίδια ακρίβεια. Το πλάτος ταλάντωσης ενός σώματος με γνωστή μάζα μπορεί να μετρηθεί με σφάλμα που δεν υπερβαίνει τα λίγα δέκατα του τοις εκατό, το οποίο, στην ουσία, θα καθορίσει το σφάλμα στη μέτρηση της δύναμης με αυτή τη μέθοδο.

Χρησιμοποιείται η μέθοδος μέτρησης της δύναμης με σύγκριση μιας άγνωστης δύναμης με τη βαρύτητα

χρησιμοποιούνται για ακριβείς μετρήσεις και αναπαραγωγή στατικών και οιονεί στατικών δυνάμεων.

Η μέθοδος της άμεσης φόρτισης χρησιμοποιείται για τη δημιουργία κρατικών πρωτογενών προτύπων της μονάδας δύναμης, αναπαράγοντάς την με την υψηλότερη ακρίβεια.

Η μέθοδος σύγκρισης μιας άγνωστης δύναμης με τη βαρύτητα μέσω μοχλών και βαρών αναφοράς χρησιμοποιείται για τη δημιουργία υποδειγματικών μέσων της δεύτερης κατηγορίας για τη μέτρηση της δύναμης, διασφαλίζοντας τη μέτρησή της με σφάλμα που δεν υπερβαίνει το 0,2% της μετρούμενης τιμής, καθώς και σε ισχύ μέτρα μηχανών δοκιμής που παρέχουν μέτρηση δύναμης με σφάλμα , που δεν υπερβαίνει το 1% της μετρούμενης δύναμης στην περιοχή 0,04 - 1 από το ανώτερο όριο του μετρητή δύναμης.

Η μέθοδος σύγκρισης μιας άγνωστης δύναμης με τη βαρύτητα μέσω υδραυλικής μετάδοσης και παραδειγματικών βαρών χρησιμοποιείται επίσης σε υποδειγματικά μέσα της δεύτερης κατηγορίας για μέτρηση δύναμης και σε μετρητές δύναμης μηχανών δοκιμής. για είναι-

Οι διακόπτες τριβής στην υδραυλική μετάδοση χρησιμοποιούν ένα ζεύγος εμβόλου-κυλίνδρου, στο οποίο ένα από τα στοιχεία περιστρέφεται σε σχέση με το άλλο.

Η μέθοδος σύγκρισης μιας άγνωστης δύναμης με τη βαρύτητα μέσω μοχλών και εκκρεμούς χρησιμοποιείται σε μετρητές δύναμης μηχανών δοκιμών.

Όλα τα μέσα μέτρησης της δύναμης που βασίζονται σε μεθόδους σύγκρισης μιας άγνωστης δύναμης με τη δύναμη της βαρύτητας είναι συνήθως σταθερές εγκαταστάσεις. Η διαδικασία σύγκρισης δυνάμεων σε αυτές τις εγκαταστάσεις είναι μηχανοποιημένη.

Η μέτρηση της δύναμης με τη μέτρηση της ελαστικής παραμόρφωσης ενός σώματος που αλληλεπιδρά με μια άγνωστη δύναμη είναι η πιο κοινή μέθοδος που χρησιμοποιείται τόσο σε σταθερά όσο και σε φορητά μέσα για τη μέτρηση στατικών και χρονικά μεταβαλλόμενων δυνάμεων. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται σε υποδειγματικά δυναμόμετρα της πρώτης κατηγορίας, τα οποία διασφαλίζουν τη μεταφορά μιας μονάδας δύναμης από το κρατικό πρότυπο σε υποδειγματικά μέσα της δεύτερης κατηγορίας με σφάλμα που δεν υπερβαίνει το 0,1% της μετρούμενης δύναμης. Επιπλέον, αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται σε εργαλεία εργασίας για τη μέτρηση στατικών και χρονικά μεταβαλλόμενων δυνάμεων.

Η μέθοδος καθιστά δυνατή τη δημιουργία σταθερών και φορητών μέσων για τη μέτρηση των δυνάμεων εφελκυσμού και συμπίεσης - δυναμόμετρων, τα οποία περιέχουν ένα ελαστικό στοιχείο εξοπλισμένο με λαβές ή στηρίγματα για τη συμπερίληψή του στο κύκλωμα ισχύος. Στο ελαστικό στοιχείο, προκύπτει μια δύναμη αντίδρασης που αντιτίθεται στη μετρούμενη δύναμη. Το ελαστικό στοιχείο μπορεί να είναι ηλεκτρικά ανενεργό ή ηλεκτρικά ενεργό, δηλαδή είναι επίσης ένα ευαίσθητο στοιχείο.

Το ελαστικό ηλεκτρικά ανενεργό στοιχείο εκτελεί καθαρά μηχανικές λειτουργίες. Η προκύπτουσα παραμόρφωση του ελαστικού στοιχείου γίνεται αντιληπτή από ένα ευαίσθητο στοιχείο, το οποίο μπορεί να είναι είτε ένας αισθητήρας καταπόνησης είτε

ένας αισθητήρας μετατόπισης που τον μετατρέπει σε τιμή εξόδου.

Ένα ελαστικό, ηλεκτρικά ενεργό στοιχείο αντιδρά στο πεδίο των μηχανικών τάσεων ή παραμορφώσεων που δημιουργούνται από τη μετρούμενη δύναμη αλλάζοντας τα ηλεκτρικά ή μαγνητικά του χαρακτηριστικά. Τα ελαστικά, ηλεκτρικά ενεργά στοιχεία περιλαμβάνουν, για παράδειγμα, πιεζοηλεκτρικά και μαγνητοανισότροπα.

Για να επιτευχθεί η βέλτιστη μετρολογική απόδοση ενός δυναμομέτρου, πρέπει να τηρούνται διάφορες αρχές.

Η αρχή της δομικής ακεραιότητας.Η μετρούμενη δύναμη πρέπει να μεταδίδεται σε ένα δυναμόμετρο μέσω ενός συνεχούς μέσου ενός υλικού. Η παραβίαση της συνέχειας του σχεδιασμού του ελαστικού στοιχείου είναι η αιτία της τριβής μεταξύ των στοιχείων ζευγαρώματος. Με αυτήν την τριβή συνδέονται σφάλματα μέτρησης δύναμης που μπορεί να είναι σημαντικά.

Η αρχή της ολοκλήρωσης.Το δυναμόμετρο είναι πιο ακριβές, τόσο καλύτερα κατανέμεται το ευαίσθητο στοιχείο στη διατομή του ελαστικού στοιχείου. Για το σκοπό αυτό, χρησιμοποιείται ο μέσος όρος - η ενσωμάτωση τάσης ή παραμόρφωσης ενός ελαστικού στοιχείου, το οποίο μπορεί να χαρακτηριστεί είτε ως φανταστικό είτε ως πραγματικό.

Με τη φανταστική ολοκλήρωση, ολόκληρο το πεδίο τάσης ή παραμόρφωσης, και επομένως η μετρούμενη δύναμη, κρίνεται από την κατάσταση σε ένα σημείο αυτού του πεδίου. Σε αυτή την περίπτωση, θεωρείται ότι μέσα στην περιορισμένη περιοχή του ελαστικού στοιχείου υπάρχει ένα συγκεκριμένο μηχανικό πεδίο, το οποίο δεν εξαρτάται από το σημείο εφαρμογής της δύναμης. Αυτό καθιστά δυνατή τη χρήση ενός στοιχείου αίσθησης. Οι σχεδιαστικές λύσεις που παρέχουν φανταστική ολοκλήρωση είναι η αφαίρεση των τμημάτων που δέχονται δύναμη του ελαστικού στοιχείου από τη θέση του ευαίσθητου στοιχείου, περιορίζοντας την περιοχή των πιθανών σημείων εφαρμογής δύναμης.