نیروسنج چیست و انواع نیروسنج

نیروسنج چیست و انواع نیروسنج ؟

نیروسنج (Force Gauges) ابزاری است که به منظور اندازه گیری نیرو بوسیله آزمایش های کشش و فشار با دقت بالا و پاسخ دهی سریع بکار می رود. نیروسنج ها در صنایع مختلف نیروگاهی، آزمایشگاهی، خودروسازی و بازرسی جهت مصارف آزمایشگاهی ، کنترل کیفیت، طراحی و مهندسی و واحد های پژوهشی بکار می رود. نیرو سنج ها به دو صورت سنسور داخل و سنسور بیرونی طراحی می شوند، در نوع اول سنسور اندازه گیری نیرو در داخل دستگاه تعبیه می شود ولی در نوع دوم که بیشتر برای ظرفیت های بالا استفاده می شود، سنسور در خارج از دستگاه می باشد. همچنین در تقسیم بندی دیگر نیرو سنج ها به دو دسته عقربه ای و دیجیتال تقسیم بندی می شوند که در ادامه به شرح آن خواهیم پرداخت.

مفهوم نیرو و نیروسنجی یکی از مفاهیم اصلی فیزیک و دنیای اطراف ماست که طبق فرمول های مربوطه روابطی با شتاب و و گرانش دارد. براي مثال براي بررسي ميزان پايداري و مقاومت يک پل و نیروی وارد آمده به اجزاء آن که خودروهای سنگینی بر آن عبور میکنند بايستي ميزان نيروهاي وارد بر آن سنجیده و اندازه گیری شود. اندازه‌گيري نيروي ‌هاي وارد بر يک جسم از طریق حسگرهايي نيروسنج انجام می گردد. در عمل برای اندازه گیری نیروی برای مثال کشش یک سیم و یا نیروی وارد شده بر یک جسم از یک نیروسنج استفاده می گردد. نیروسنج ها در مدل های آزمایشگاهی از به صورت مکانیکی و از فنر و یک قلاب درست می شوند ولی در مدل های دیجیتال و پیشرفته از همان سنسورهای استرین گیج و لودسل درست می شوند .

انواع نیروسنج

نیرو سنج ها همانند دستگاه های دیگر به دسته های مختلف تقسیم می شوند این تقسیم بندی از لحاظ کارایی، شکل ظاهری و میزان قدرت وارده می باشد، در یکی از تقسیم بندی ها به دو نوع عقزبه ای و دیجیتال تقسیم بندی می شوند:

نیروسنج عقربه ای ( نیروسنج آنالوگ)

نیروسنج های عقربه ای برای کاربرد دستی طراحی شده اند. معمولا برای تنش ابتدایی وآزمون فشرده سازی زمانی که دقت آزمایش از اهمیت چندانی برخوردار نیست از نیروسنج های عقربه ای استفاده می شود. نیروسنج های عقربه ای معمولا با قابلیت پیک هولد وتبدیل واحد، از یک سر کششی و از سر دیگر فشاری می باشند. این نوع از نیروسنج ها نسبت به نیروسنج های دیجیتالی از قیمت پایین تری برخوردار هستند.

نیروسنج دیجیتالی

نیروسنج های دیجیتالی اساسا دستگاه های دستی هستند که شامل لودسل (حسگر) ، قسمت الکتریکی، صفحه نمایش و نرم افزار می باشند و از دقت بالایی برخوردار می باشند.

انواع نیروسنج دیجیتالی

طراحی نبروسنج های دیجیتال به دو صورت سنسور داخل و سنسور بیرون دستگاه می باشد، در نوع اول سنسوری که جهت اندازه گیری نیرو بکار می رود در داخل دستگاه تعبیه شده است و در نوع دوم سنسور خارج از دستگاه می باشد و بیشتر برای ظرفیت های بالا بکار می رود.

1- نیروسنج دیجیتالی زیر ۱۰۰۰ نیوتن

در این نوع نیروسنج ها لودسل ( نشانگر وزن) در داخل دستگاه تعبیه شده است.

2-نیروسنج دیجیتالی بالای ۱۰۰۰ نیوتن

در این نوع نیروسنج ها لودسل ( نشانگر وزن) در خارج دستگاه تعبیه شده است.
لودسل، دستگاه الکتریکی است که نیرو را بوسیله استرن گیج به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. نرم افزار و قسمت الکتریکی نیروسنج، ولتاژ لودسل را به مقدار نیروی معادل تبدیل می کند.

موارد مهم در انتخاب یک نیروسنج

در انتخاب یک نیروسنج می بایست با توجه به نوع کاربری به موارد زیر توجه کرد:
• رنج کاری نیروسنج
• نوع نیروسنج (آنالوگ، دیجیتال)
• سرعت نمونه برداری و قابلیت تنظیم زمان پاسخ
• قابلیت اندازه گیری در دو وضعیت فشار و کشش
• نحوه اتصال و به کارگیری نیروسنج
• دقت اندازه گیری نیروسنج
• خروجی و نوع خروجی نیروسنج
• امکان استفاده دستی یا نصب بر روی پایه
• قابلیت نصب کارت حافظه
• قابلیت تبدیل داده ها بر حسب واحدهای مختلف ( g/oz/Newton)

موارد استفاده ازنیروسنج ها

موارد زیادی برای استفاده از نیروسنج ها در انواع صنعت وجود دارد – مثال های زیر چند دیدگاه در مورد نحوه استفاده از این دستگاه ها را ارائه می دهند.
ورزش – ورزشکاران حرفه ای مانند بوکسورها از نیروسنج برای اندازه گیری قدرت عضله و قدرت مشت زدن آنها استفاده می کنند.
اندازه گیری مقاومت مواد – از نیروسنج ها برای تعیین اینکه آیا مواد مقاومت کافی برای تحمل تنش هایی را که در حین حمل و نقل و یا در معرض آن قرار دارند استفاده می شود. به عنوان مثال ، ممکن است یک بطری آب تحت آزمایش فشرده سازی قرار گیرد تا مشخص شود آیا نیروهای فشرده سازی انتظار می رود در هنگام حمل و نقل باعث از کار افتادن بطری آب و نشت محتوای آن شود. در مثالی دیگر ، ممکن است فلزات با قرار دادن فلز در برابر نیروهای فشاری و کششی و مشاهده عملکرد مواد ، مقاومت در برابر کشش و مقاومت آنها را تأیید کنند.
ارگونومی – هنگامی که کاربران با یک محصول درگیر می شوند ، می توان از نیروسنج ها استفاده کرد تا ارزیابی کنند آیا طراحی محصول از منظر تعامل انسانی کارایی دارد یا خیر – به این معنی که آیا نیروی مورد نیاز برای تعامل با محصول ، نیرویی قابل قبول و قابل دریافتی برای توانایی های بیشتر مردم است. این روش می تواند در شرایط مختلفی مانند باز کردن دستگیره درب اتومبیل ، فشار دادن کلیدهای صفحه کلید کامپیوتر یا باز و بسته شدن درپوش بطری داروهای تجویز شده اعمال شود.
اندازه گیری ثابت فنر – سازندگان فنرهای مکانیکی از نیروسنج استفاده می کنند تا ثابت کنند فنرهای تولید شده دارای ثابت فنر مناسب (k) هستند ، که نیرویی را که فنر می تواند ایجاد کند به جابجایی آن از موقعیت تعادل مربوط می کند.
تولید چسب – تولید کنندگان چسب ممکن است از یک نیروسنج استفاده کنند تا مقاومت باند چسب ها را با گرفتن نمونه و ثبت حداکثر نیرویی که نمونه آزمایش قبل از جدا شدن مواد پیوسته می تواند آزمایش کند.
ایمنی – طراحان و مهندسان ممکن است از نیروسنج برای آزمایش ظرفیت بار اتصال دهنده های مختلف محافظت کننده اشیا، ، مانند نرده ها و نرده ها اطمینان حاصل کنند که اتصال دهنده ها چسبندگی کافی به محصول را ایجاد می کنند تا استفاده و عملکرد ایمنی را تضمین کند.

برای خرید نیروسنج و مشاده قیمت نیروسنج به لینک های زیر مراجعه بفرمائید: