Что измеряет динамометр? | ПроИнструмент
Динамометр является портативным (автономным или приводным) прибором, при помощи которого могут измеряться различные механические параметры функционирующей технической системы. В физике динамометры часто используются для определения момента количества движения или импульса силы.
Типы динамометров
Что ещё измеряет динамометр? Прибор можно также использовать для того, чтобы установить первичные условия (например, потребную мощность или энергию), наличие которых заставит исполнительный механизм производить полезное действие.
В зависимости от назначения выделяют несколько конструкций динамометров, которые могут быть сгруппированы по типу своего действия – активному или пассивному. Так, динамометр, предназначенный для привода, называют абсорбционным или пассивным динамометром. Прибор, который может управлять или поглощать энергию, получил название универсального или активного динамометра.
Приборы могут выполнять и ряд других функций. Например, в стандартных циклах испытаний автомобиля на количество отработанных отходов динамометры используются для создания моделируемой нагрузки двигателя (с использованием динамометра двигателя) или полной трансмиссии (с использованием динамометра шасси).
Можно их использовать и в качестве испытательного стенда для различных видов испытаний двигателей, куда входят калибровка контроллеров управления, детальные исследования по трибологии сгорания топлива и пр.
Принцип работы и устройство
Тормозной динамометр — один из самых простых. Он предназначен для измерения выходной мощности (или мощности тормоза). Происходит это методом остановки вращающегося маховика, во время которого измеряется вес прикреплённого к тормозу рычага.
Такой динамометр включает в себя:
- Блок.
- Раму.
- Трос.
- Тормозные колодки.
- Рычаг.
- Маховик.
Вырабатываемая при торможении энергия преобразуется в тепло трения. Тормозной момент можно регулировать путём натяжения подпружиненных болтов, которые затягивают блок. Для исключения перегрева динамометр необходимо периодически охлаждать.
Пружинный динамометр ДПУ-2-2 относится к приборам растяжения. Он используется для того, чтобы измерять статические величины. Усилие фиксируется по натяжению пружины, имеющей определённые характеристики упругости. Пружина растягивает блок, положение которого фиксирует стрелка на шкале.
Процесс получения показаний динамометров активного типа.
Что измеряют такие динамометры? Результатом их действия является получение динамометрической диаграммы. Так, в динамометре двигателя поток воды, пропорциональный приложенной нагрузке, создает сопротивление вращению ротора. Контролируемый поток воды через впускной коллектор направляется в центр ротора каждой секции абсорбции. Эта вода затем выталкивается во внешний корпус динамометра под действием центробежной силы. Поскольку поток направлен наружу, то вода направляется в полости, расположенные в неподвижных пластинах статора. Там она замедляется. Постоянное изменение скорости заставляют динамометр поглощать мощность, создаваемую двигателем. Посредством этой передачи энергии вода нагревается и затем сливается.
Неотъемлемым компонентом современных динамометров является система сбора данных. Эта система обычно состоит из двух блоков: командного и рабочего, соединённых регистрирующим кабелем. Рабочая станция представляет собой настольный компьютер, управляемый программным обеспечением на базе Windows. Он выдает команды на рабочую станцию и сенсорное экранное устройство, расположенное в прочном корпусе. Рабочая станция управляет системами управления нагрузкой и дросселем, собирает данные и отправляет их в командный блок для обработки, хранения и анализа.
Точность срабатывания рабочей станции и, следовательно, точность системы сбора данных, зависит от её способности правильно измерять данные в тестах динамометра. Центральным элементом этих измерений является точность датчиков давления, которые измеряют воздушный поток во впускном коллекторе, давление масла и другие энергетические показатели движущейся жидкости.
Единицы силы. Измерение силы. Динамометр
План-конспект урока по теме «Единица силы. Измерение силы. Динамометр»
Дата:
Тема: «Единица силы. Измерение силы. Динамометр»
Цели:
Образовательная: усвоение определения основной единицы силы(1 ньютон), формирование понятия «динамометр»;
Развивающая: понимание устройства и принципа действия динамометра; развивать познавательный интерес;
Воспитательная: прививать культуру умственного труда, аккуратность, учить видеть практическую пользу знаний, продолжить формирование коммуникативных умений, воспитывать внимательность, наблюдательность.
Тип урока: урок усвоения новых знаний
Оборудование и источники информации:
Исаченкова, Л. А. Физика : учеб. для 7 кл. учреждений общ. сред. образования с рус. яз. обучения / Л. А. Исаченкова, Г. В. Пальчик, А. А. Сокольский ; под ред. А. А. Сокольского. Минск : Народная асвета, 2017.
Структура урока:
Организационный момент (5 мин)
Актуализация опорных знаний (5мин)
Изучение нового материала (15 мин)
Физкультминутка (1 мин)
Закрепление знаний (14 мин)
Итоги урока (5 мин)
Содержание урока
Организационный момент (проверка присутствующих в классе, проверка выполнения домашнего задания , озвучивание темы и основных целей урока )
Актуализация опорных знаний
Сила характеризуется числовым значением(модулем), направлением и точкой приложения. Чтобы определить числовое значение силы, нужно измерить силу, т. е. сравнить ее с другой силой, принятой в качестве единицы силы. Что принято за единицу силы?
Изучение нового материала
Главный результат действия силы — изменение скорости движения тела, которая сама по себе никогда не изменяется. Исходя из этого, была выбрана в СИ единица силы — 1 ньютон (1 Н), названная в честь английского ученого Исаака Ньютона. Существуют кратные и дольные единицы силы: 1 кН = 1000 Н, 1 мН = 0,001 Н.
Какой массой должно обладать тело, чтобы действующая на него сила тяжести равнялась 1,0 Н? Исследования показали, что с силой F = 1,0 Н
Земля притягивает тело массой т = 0,102 кг. Определим значение коэффициента g, входящего в формулу силы тяжести F= gm
Земля действует с силой F = 1,0 Н, то:
Значит, если масса тела равна 1,0 кг, то действующая на него сила тяжести F = gm = 9,8 Н. Следовательно, и вес этого тела (если оно находится в состоянии покоя или движется равномерно) Р = 9,8 Н. Ни в коем случае нельзя приравнивать вес и массу, что, к сожалению, часто встречается в быту. Это разные физические величины, и единицы у них разные. Масса измеряется в килограммах, вес — в ньютонах (рис. 144).
Если ваша масса m = 50 кг, то ваш вес Р = 500 Н.
Как измерить силу? Для этого нужно создать измерительный прибор. Будем подвешивать к пружине сначала одну гирю массой т = 102 г = 0,102 кг, затем две, три и т. д. Отметим метками положения указателя (рис. 145), напротив которых ставим значения 1 Н, 2 Н, 3 Н и т. д.
Пружина с указателем и шкалой представляет собой прибор для измерения сил — динамометр (от греч. dynamis
Динамометры бывают различных типов и размеров в зависимости от того, для измерения больших или малых сил они предназначены. Для измерения мускульной силы руки используют динамометр-силомер (рис. 147, а). Определить силу тяги трактора позволяет тяговый динамометр (рис. 147, б).
Для проведения различных исследований удобен динамометр с реечной передачей (рис. 148). Он позволяет измерять не только силу, направленную вниз, например создаваемую лежащим на опоре А телом (рис. 148, а), или вес подвешенного к подвесу Б тела. Таким динамометром можно измерить и силу, направленную вверх (рис. 148, б).
Физкультминутка
Закрепление знаний
Рассмотрим пример решение задачи из учебника на странице 90:
Ответьте устно на вопросы:
В каких единицах в СИ измеряется сила?
Какие свойства силы используются для ее измерения?
Какой массой должно обладать тело, чтобы Земля притягивала его с силой F =1 Н?
С какой силой вас притягивает Земля?
Можно ли измерить вес тела с помощью пружинного динамометра, находясь на орбите в космическом корабле?
Итоги урока
Итак, подведем итоги:
В СИ единицей силы является1 ньютон.
Силу измеряют с помощью динамометра.
С силой F =1 Н Земля притягивает тело массой m =0,102 кг.
В формуле Fт = gm силы тяжести, с которой Земля действует на тело, постоянный коэффициент g≈9,8 Н/кг.
Организация домашнего задания
§25,ответить на контрольные вопросы, упр.9 №2,3.
Рефлексия
Продолжите фразы:
Сегодня на уроке я узнал…
Было интересно…
Знания, которые я получил на уроке, пригодятся…
Динамометр — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Динамометр общего назначения на 400 кНДинамо́ме́тр (от др.-греч. δύναμις — «сила» и μέτρεω — «измеряю») — прибор для измерения силы или момента силы, состоит из силового звена (упругого элемента) и отсчётного устройства. В силовом звене измеряемое усилие вызывает деформацию, которая непосредственно или через передачу сообщается отсчётному устройству. Существующими динамометрами можно измерять усилия от долей ньютонов (н, долей кгс) до 20 Мн (2000 тс). По принципу действия различают динамометры механические (пружинные или рычажные), гидравлические и электронные. Иногда в одном динамометре используют два принципа.
Приборная доска самолёта Ан-140, самая верхняя пара приборов — ИКМ двигателей, 4 % — крутящий момент на минимальном режиме («Тихое руление»)История создания прибора
Первыми приборами для измерения силы стали весы, первое изображение которых было напечатано в 1726 году. Около 1830 года Сальтер предложил более удобное устройство: для измерения силы в нём использовалась пружина, которая растягивалась грузом. Ещё раньше Ренье изобрёл динамометр с циферблатом, в котором использовалась кольцеобразно-замкнутая пружина. Более поздними изобретениями являются нажим Прони и динамометры Томсона, Геффнер-Альтенека, Броуна и Межи
Принцип действия
Существует несколько типов динамометров: механические динамометры (рычажные и пружинные), а также гидравлические и электрические.
Механический динамометр
Существует два вида механических динамометров: пружинный и рычажный. В пружинном динамометре сила или момент силы передаётся пружине, которая в зависимости от направления силы сжимается или растягивается. Величина упругой деформации пружины пропорциональна силе воздействия и регистрируется. В рычажном динамометре действие силы деформирует рычаг, величина деформации которого после регистрируется.
Гидравлический динамометр
Действие гидравлического динамометра основано на вымещении измеряемой силой жидкости из цилиндра. Под давлением жидкость поступает по трубке к записывающему аппарату или датчику и регистрируется. Гидравлический динамометр используется как измеритель крутящего момента (ИКМ) двигателя турбовинтового самолёта, его данные используются для оценки работы двигателя, а также для автоматического флюгирования винта при отказе двигателя. ИКМ может быть выполнен в виде нескольких цилиндров, удерживающих корпус планетарного редуктора винта от проворота — давление, требуемое для удержания, является функцией крутящего момента, такой ИКМ входит в состав редуктора двигателя АИ-20 и многих других. В редукторе же двигателя НК-12 бомбардировщика Ту-95 и транспортного самолёта Ан-22, приводящем соосные винты, разместить такой ИКМ негде, поэтому там ИКМ выполнен как щель в одном из валов, за счёт скручивания вала изменяется расход масла через щель, что и является исходной величиной для ИКМ.
Электрический динамометр
Электрический динамометр состоит из датчика, который преобразует деформацию от воздействия силы в электрический сигнал, и дополнительного датчика, который усиливает и записывает электрический сигнал первого датчика. Для преобразования силы или момента силы в деформацию используются индуктивные, пьезоэлектрические, тензорезисторные и вибрационно-частотные датчики сопротивления. Под действием силы датчик деформируется и токи моста сопротивления изменяются. Сила электрического сигнала прямо пропорциональна деформации элемента и в итоге силе воздействия. Второй датчик усиливает сигнал и записывает его для последующей обработки.
Примеры повседневного использования
В повседневной жизни прибор используется для измерения силы сжатия створок автоматически закрывающихся систем, таких как двери автобусов, трамваев, вагонов поездов, метро, а также двери пассажирских и грузовых лифтов, гаражные ворота, автомобильные окна, сдвигающиеся люки на крыше и так далее. Так как все эти системы могут в случае неправильной юстировки стать причиной травм, разработаны и внедрены технические нормы, определяющие предельные значения сил сжатия в закрывающихся системах. Данные нормы[2] обязательны во всех странах Европейского союза, а также используются в США, Японии, Китае, Саудовской Аравии, Австралии и других странах мира.
См. также
Примечания
Ссылки
Тест по физике Динамометр 7 класс
Тест по физике Динамометр. Сложение двух сил, направленных по одной прямой для учащихся 7 класса с ответами. Тест состоит из 10 заданий и предназначен для проверки знаний к теме Взаимодействие тел.
1. Как называется прибор, измеряющий силы?
1) Динамометр
2) Вольтметр
3) Электронные весы
4) Силомер
2. Каковы главные части простейшего динамометра?
1) Дощечка и пружина
2) Пружина и крючок на её конце
3) Шкала, проградуированная в ньютонах, и дощечка
4) Пружина и её шкала, проградуированная в ньютонах
3. Какова цена деления шкалы изображённого здесь динамометра? Каков вес груза?
1) 10 Н; 120 Н
2) 10 Н; 110 Н
3) 5 Н; 120 Н
4) 20 Н; 120 Н
4. Определите цену деления шкалы динамометра. Какова сила тяжести, действующая на груз?
1) 1 Н; 9 Н
2) 10 Н; 9 Н
3) 0,5 Н; 9 Н
4) 0,5 Н; 10 Н
5. Две силы, 15 Н и 45 Н, направлены по одной прямой в одну сторону. Чему равна и как направлена равнодействующая этих сил?
1) 30 Н; в ту же сторону, что и составляющие силы
2) 60 Н; в сторону, противоположную составляющим силам
3) 90 Н; в ту сторону, куда направлены составляющие силы
4) 60 Н; в одну сторону с составляющими силами
6. Силы 75 Н и 50 Н направлены по одной прямой в противоположные стороны. Как направлена и каков модуль результирующей силы?
1) 25 Н; в сторону меньшей силы
2) 25 Н; в сторону большей силы
3) 125 Н; в сторону большей силы
4) 125 Н; в сторону меньшей силы
7. Каким будет показание динамометра, если на его диск положить ещё один такой же груз? Модуль какой силы измерит этот прибор?
1) 20 Н; равнодействующей веса двух грузов
2) 25 Н; равнодействующей сил тяжести, действующих на грузы
3) 30 Н; равнодействующей веса грузов
4) 30 Н; равнодействующей сил тяжести, действующих на грузы
8. Как должны расположиться стрелки на шкалах динамометров, измеряющих равнодействующие сил, приложенных к ним в случаях а и б?
1) а) 70 Н, 6) 30 Н
2) а) 70 Н, 6) 70 Н
3) а) 30 Н, б) 30 Н
4) а) 30 Н, 6) 70 Н
9. Правильны ли показания динамометров №1 и №2?
1) Правильны
2) Неправильны
3) У №1 правильны, у №2 — неправильны
4) У №1 неправильны, у №2 — правильны
10. Чему равна равнодействующая сил F1 и F2? Как будет двигаться шар под действием этих сил (без учёта трения)?
1) R = F1 + F2, скорость шара будет увеличиваться
2) R = F1 − F2, скорость шара будет увеличиваться
3) R = F1 − F2 = 0, шар будет двигаться по инерции
4) R = F1 − F2 = 0, шар остановится
Ответы на тест по физике Динамометр. Сложение двух сил, направленных по одной прямой
1-1
2-4
3-1
4-3
5-4
6-2
7-3
8-1
9-4
10-3
динамометр — с русского на английский
динамометр — динамометр … Орфографический словарь-справочник
Динамометр — общего назначения на 400кН Динамометр (от др. греч. δύναμις … Википедия
ДИНАМОМЕТР — (греч., от dynamis сила, и metron мера). Силомер, прибор для измерения сил или веса. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ДИНАМОМЕТР 1) в физике силометр, пружинные весы; 2) в механике прибор для… … Словарь иностранных слов русского языка
ДИНАМОМЕТР — (от греческого dynamis сила и…метр) (силомер), прибор для измерений силы и крутящего момента (например, тягового усилия локомотива, трактора). Результаты измерений показывает отсчетное устройство. Динамометр используют также для определения… … Современная энциклопедия
динамометр — сущ. • силомер Словарь русских синонимов. Контекст 5.0 Информатик. 2012. динамометр сущ., кол во синонимов: 7 • гидродинамометр … Словарь синонимов
динамометр — ДИНАМОМЕТР, силомер … Словарь-тезаурус синонимов русской речи
динамометр — и устарелое динамометр … Словарь трудностей произношения и ударения в современном русском языке
Динамометр — (от греческого dynamis сила и …метр) (силомер), прибор для измерений силы и крутящего момента (например, тягового усилия локомотива, трактора). Результаты измерений показывает отсчетное устройство. Динамометр используют также для определения… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
ДИНАМОМЕТР — (от греч. dynamis сила и …метр) силомер, прибор для измерения силы или крутящего момента, состоящий из силового звена (упругого элемента) и отсчетного устройства. Динамометры разделяют по принципу действия на механические (пружинные или… … Большой Энциклопедический словарь
ДИНАМОМЕТР — ДИНАМОМЕТР, электроизмерительный прибор, в котором стрелка отклоняется под воздействием силы, образующейся между фиксированной катушкой и движущейся, к которой прикреплена стрелка. Эта конструкция применяется в АМПЕРМЕТРАХ, ваттметрах и… … Научно-технический энциклопедический словарь
ДИНАМОМЕТР — ДИНАМОМЕТР, динамометра, муж. (от греч. dynamis сила и metron мера) (тех.). Прибор для измерения механической силы. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова