Dinamometro

Consigli per l'acquisto di un dinamometro

I produttori amano affidarsi ai dinamometri PCE per effettuare test di forza precisi, ma anche rapidi e semplici. Un dinamometro viene utilizzato per testare la qualità, le prestazioni e, cosa molto importante, la sicurezza di un prodotto e la sua conformità agli standard industriali. Un dinamometro viene utilizzato anche per valutare le caratteristiche meccaniche e fisiche di una materia prima o di un componente durante la ricerca e lo sviluppo, nonché nei processi di progettazione, produzione e assemblaggio di un prodotto. Le possibili applicazioni di un dinamometro includono la misurazione di metalli, imballaggi, carta, tessuti e stoffe, plastica, apparecchiature elettroniche e mediche, fili, elettrodi, saldature, molle e materiali compositi.

Il testo che segue vi aiuterà a capire qual è il dinamometro più adatto alla vostra applicazione individuale.

Domande da considerare per scegliere il dinamometro giusto

- Che tipo di forza si vuole misurare (ad esempio, forza di compressione o di trazione, forza di spellatura, resistenza alla flessione, coppia, etc.)
- Che tipo di sistema di prova della forza vi serve per il vostro compito di misurazione (ad esempio, un dinamometro portatile e tenuto in mano o un modello con un supporto di prova della forza non portatile o una macchina di prova universale)?
- Quale forza minima e massima vi aspettate (ad esempio, un campo di misura di 0 ... 5 kN)?
- Di quale precisione avete bisogno per completare con successo il vostro compito di misura?
- Qual è la capacità di memoria e l'interfaccia dati eventualmente richiesta?
- Di quanto supporto post-vendita pensate di aver bisogno?
- Qual è il vostro budget?

Il testo che segue fornisce un'analisi più dettagliata dei criteri da tenere a mente quando si cerca un dinamometro.

Tipi di forza
La forza può essere generata in vari modi. La forza di trazione può essere descritta anche come forza di trazione e la forza di compressione, in altre parole, è la forza di spinta. Quando si misura la forza di spellatura o la resistenza, la forza viene innescata dall'adesione. Le misurazioni della resistenza alla flessione vengono effettuate principalmente sui rivestimenti per determinarne l'allungamento e/o la deformabilità. La coppia, invece, è la forza innescata dalla rotazione. Per i torsiometri, visitate la nostra categoria di misuratori e tester di coppia.

Portatile o fisso
Se si desidera utilizzare il dinamometro per effettuare sporadicamente misurazioni per il controllo qualità, un dinamometro portatile sarà la scelta giusta. Se è necessaria una misurazione della forza più accurata e ripetibile, si consiglia di utilizzare un banco prova forze fisso con il calibro. Un banco di prova della forza non solo fornisce stabilità, ma può anche essere dotato di un'interfaccia USB o RS-232 per poter essere controllato tramite un computer.

Range di misura
Per motivi di sicurezza, è molto importante scegliere un dinamometro in grado di sopportare la forza massima che si desidera misurare. Se l'accuratezza richiesta lo consente, si deve prendere in considerazione anche un buffer. Inoltre, è necessario eliminare i possibili rischi prima della misurazione della forza. Per esempio, se c'è il rischio che il materiale di prova si attorcigli durante la misurazione della forza di trazione, il dinamometro deve essere fissato con un morsetto per evitare lesioni.

Per le operazioni di misura che richiedono una forza minima, si possono utilizzare bilance a molla. Sono facili da usare e non costano quanto altri dinamometri. Le bilance a molla misurano il peso e/o la forza di un oggetto che pende dal suo gancio. Il peso o la forza sono normalmente misurati in g, kg, lbs e/o N. Una bilancia a molla è un tester meccanico di forza ideale per gli esperimenti di forza nelle lezioni di fisica, nonché per mostrare l'azione e la reazione nelle lezioni di scienze, tecnologia, ingegneria e matematica (STEM) e per molte altre applicazioni educative. Durante la misurazione, la molla viene estesa o tirata. Quando viene rilasciata, la molla ritorna alla sua posizione originale.

Un dinamometro idraulico è un altro tipo di dispositivo di misurazione della forza meccanica e utilizza un liquido idraulico per misurare le forze agenti. I sensori dei calibri idraulici sono progettati per campi di misura molto più ampi rispetto alle bilance a molla. Tuttavia, un dinamometro idraulico ha normalmente una precisione e una risoluzione inferiori e una scarsa tracciabilità delle misure. Per questo motivo i dinamometri digitali sono più popolari di quelli analogici.

Un dinamometro digitale è costituito da un sensore e dall'unità di valutazione. La maggior parte dei modelli di dinamometri digitali con campi di misura inferiori sono dotati di un sensore interno. I modelli con campi di misura più ampi sono spesso dotati di un sensore collegato esternamente al calibro. La maggior parte dei dinamometri digitali misura sia le forze di trazione che quelle di compressione e spesso anche altri parametri come la velocità di rotazione o le vibrazioni del triax. Poiché non tutti i parametri possono essere misurati con un unico sensore, la maggior parte dei calibri digitali multiuso è dotata di adattatori e alcuni possono effettuare conversioni matematiche delle misure.

La massima frequenza di campionamento possibile è un fattore molto importante quando si acquista un dinamometro digitale. La frequenza di campionamento è la frequenza con cui il trasmettitore controlla il sensore di forza. Di solito è indicata in Hz. Ad esempio, 500 Hz significa che il sensore di forza viene interrogato dal trasmettitore 500 volte al secondo e che il trasmettitore può modificare i dati di misura 500 volte al secondo. I modelli di dinamometri più economici hanno una frequenza di campionamento di soli 2 Hz. Questa frequenza di campionamento va bene per una prova di forza lenta, ma non è adatta per una prova di strappo. A causa del lungo tempo di reazione, molti dati di misura andrebbero persi durante la prova di strappo.

Si deve anche considerare se il trasmettitore è in grado di fornire questi molti valori in una forma accettabile, in modo che i dati di misura possano essere valutati individualmente. Alcuni trasmettitori a basso costo possono interrogare il sensore, ad esempio 1000 volte al secondo, ma non sono in grado di mettere i dati a disposizione dell'utente in modo appropriato, poiché l'elettronica non è in grado di elaborarli a quella velocità. In questo caso, vengono calcolati i valori medi.

L'ultimo tipo di estensimetri è piuttosto costoso ma ancora molto diffuso. Si tratta di un estensimetro a resistenza altamente flessibile, comunemente abbreviato in DMS, acronimo della parola tedesca "Dehnungsmessstreifen". Il DMS è una pellicola sottile a cui è attaccato un modello di filo o una griglia di misura. Questo filo è alimentato da una tensione esterna e modifica la conduttività o la resistenza in base alle espansioni e alle compressioni. Questa variazione è ripetibile e proporzionale al punto che un indicatore di valutazione esterno può calcolare la forza. Queste pellicole DMS vengono quindi attaccate (incollate) alle posizioni di misurazione, dove la deformazione può essere registrata mediante la griglia di misurazione. Tuttavia, è necessario tenere conto di altri fattori di influenza, come i campi magnetici, la temperatura, l'umidità e così via, in quanto possono influenzare la conduttività e quindi manipolare le letture. Analogamente ai sensori di forza, le pellicole DMS vengono posizionate nel punto in cui la forza provoca la deformazione più considerevole. Tuttavia, le strisce DMS devono avere un collegamento fisso al terreno e non possono essere riutilizzate dopo essere state incollate una volta.

Precisione
Maggiore è il carico massimo del sensore, minore sarà la sua precisione. È necessario trovare il giusto compromesso per la propria applicazione. Le specifiche di precisione di un dinamometro dipendono sempre dal campo di misura. Logicamente, nella maggior parte dei casi, una maggiore precisione di misura comporta un prezzo più elevato.

Il prezzo
Quando si parla di budget, non si deve tenere conto solo del costo del dinamometro in sé. È necessario considerare anche i costi di calibrazione periodica, ad esempio. Ad esempio, se si devono soddisfare i requisiti di uno standard di qualità ISO, è necessario rispettare un intervallo di calibrazione regolare. I costi di taratura ISO si verificano al momento dell'acquisto del calibro e si ripetono annualmente o anche più frequentemente, a seconda delle esigenze di precisione e di utilizzo del calibro. La ricalibrazione può essere necessaria anche in seguito, a causa della deriva del sensore che può verificarsi nel tempo. Non vanno trascurati nemmeno i costi dei materiali di consumo, come le batterie (ricaricabili) e le parti di ricambio.

Capacità della memoria
L'analisi dei dati è un fattore essenziale sia per le misure a breve che a lungo termine. I dati possono essere elaborati grazie alle funzioni speciali del trasmettitore/sistema di valutazione e resi disponibili all'utente. Ad esempio, se l'utente vuole misurare solo la forza massima, il trasmettitore può mostrare il valore più alto dei dati raccolti (la quantità di dati dipende dalla frequenza di campionamento) sotto forma di valore PEAK o MAX e filtrare le altre letture. Se l'utente desidera avere altre letture, come il valore medio, sarà necessaria un'altra funzione o un altro filtro. Idealmente, tutti i valori raccolti dopo la misurazione della forza possono essere salvati. Questi dati grezzi consentono all'utente di determinare i risultati desiderati dalle misurazioni già effettuate in un secondo momento. Il sistema di valutazione o il trasmettitore salva i dati di misura nella memoria interna e può renderli disponibili all'utente dopo la misurazione. Esiste anche un altro modo per salvare i dati misurati: è possibile trasferirli a un dispositivo di memorizzazione come un data logger o un computer utilizzando un'interfaccia USB, RS-232, 4 ... 20 mA o 0 ... 10 V.

Assistenza post-vendita
Può essere una buona idea scoprire da quanto tempo il fornitore è attivo. Più a lungo l'azienda è in attività, più è probabile che i pezzi di ricambio per il dinamometro siano ancora disponibili per l'ordinazione qualche anno dopo. PCE Instruments è stata fondata nel 1999 e dovrebbe essere in grado di fornire ricambi per tutti i dinamometri che fanno ancora parte della gamma di prodotti dell'azienda. Inoltre, è bene informarsi sul tipo di assistenza post-vendita disponibile. Prima dell'acquisto, potete chiamare PCE Instruments per parlare con il team di consulenza tecnica e scoprire se il livello di assistenza fornito è sufficiente per voi.

Ulteriori informazioni sui dinamometri

Un dinamometro viene utilizzato per misurare la compressione (push) o l'allungamento (pull) applicati o per definire la coppia. A seconda del tipo, un dinamometro consente all'utente di rilevare la forza in intervalli che vanno da centesimi di kN a MN.

Esistono dinamometri meccanici e digitali.

Una molla o una leva è un elemento resiliente in un dinamometro meccanico. La forza agisce sulla molla e la comprime o la allunga. Un calibro a leva è meno preciso di un calibro a molla. Come risultato della forza esercitata, la leva si deforma. Gli svantaggi dei dinamometri meccanici sono la dipendenza dalla temperatura e la lettura imprecisa da parte dell'occhio umano.

Il dinamometro elettronico è comunemente utilizzato nella produzione di sistemi tecnologici automatizzati, per la verifica di meccanismi e nell'industria automobilistica e dei trasporti. L'elemento principale di ogni dinamometro elettrico è il trasduttore estensimetrico. Negli estensimetri elettrici si possono utilizzare diversi tipi di sensori, il che amplia le possibilità di applicazione. Questi dinamometri forniscono risultati molto più accurati rispetto ai modelli analogici, poiché i dati possono essere trasferiti a un computer tramite un cavo ed elaborati digitalmente. I modelli elettronici convertono la deformazione dell'elemento resiliente in un segnale elettrico. Un esempio comune di utilizzo è la misurazione della forza di compressione delle porte automatiche, spesso presenti nei trasporti, nei cancelli e in altri settori.

Per misurare la forza muscolare delle mani in ambito medico, è necessario un dinamometro portatile. Questo tipo di dinamometro è spesso utilizzato nei sanatori e in altre istituzioni mediche e sportive, etc. I misuratori per la misurazione della forza muscolare dei bambini hanno spesso dimensioni e forme diverse. Questi dinamometri consentono di trarre conclusioni sulle condizioni fisiche generali di un paziente e sono assolutamente necessari, ad esempio, durante la riabilitazione per osservare lo sviluppo del corpo dopo un trauma.

I dispositivi di misurazione della forza utilizzati specificamente nella produzione di petrolio e gas possono fornire le giuste informazioni sui carichi di emergenza, testare gli strumenti e generare e stampare rapporti. La durata di una misurazione viene visualizzata con una precisione di un secondo.

Per gli esperimenti di laboratorio e per il collaudo di nuove apparecchiature, vengono normalmente utilizzati modelli di dinamometri elettronici con controllo a microprocessore. Questi dinamometri possono essere fissati a banchi di prova.

Un dinamometro può essere utilizzato anche per applicazioni molto particolari come, ad esempio, quando si vuole scoprire il livello di forza necessario per rompere il guscio di un uovo. Questo vi aiuterà a trovare il modo migliore per trasportare le uova.

Un dinamometro può essere utilizzato anche nell'industria chimica e tessile, ad esempio per verificare la resistenza di un tessuto o la fragilità di un materiale. Esistono decine di esempi di possibili applicazioni del dinamometro.

Dinamometro a pedale
Un pedale è una leva mossa con il piede (per pedes = a piedi). I pedali sono spesso utilizzati per azionare con i piedi alcune funzioni di veicoli, macchine, dispositivi, strumenti musicali o di altro tipo. La forza applicata al pedale dal piede può essere trasmessa direttamente o dopo amplificazione o attenuazione. I pedali possono attivare effetti molto diversi tra loro. Nei veicoli a motore, ad esempio, si utilizzano pedali separati per accelerare, frenare e frizionare. Nelle macchine, i pedali possono essere utilizzati come interruttori di sicurezza o di attivazione. La forza esercitata dal piede dell'operatore sul pedale per modificarne la posizione è detta forza del pedale. La forza necessaria per ottenere l'effetto desiderato può essere misurata con l'aiuto di un calibro per la forza del pedale. Se non si raggiungono i valori specificati, il pedale deve essere sostituito o regolato.

Per ulteriori domande sulla scelta di un dinamometro, non esitate a contattarci.