Dynamometr/siłomierz służy do pomiaru siły rozciągającej lub siły ściskającej. Właściwy dobór siłomierza gwarantuje wykonanie dokładnych i powtarzalnych pomiarów siły. Ważne jest dokładne poznanie wszystkich potrzeb użytkownika, aby przy wyborze siłomierza zapewnić sobie wszystkie niezbędne funkcje potrzebne do wykonania prawidłowego pomiaru siły. Jak wybrać dobry siłomierz pomogą odpowiedzi na poniższe pytania.
Kto będzie obsługiwał siłomierz?
Zupełnie inny dynamometr zostanie zaproponowany dla przyszłego użytkownika, który będzie wykonywał podstawowe pomiary siły w terenie lub na hali produkcyjnej a inny dla kontrolera jakości w laboratorium. Inne funkcje siłomierza są ważne do pracy w szkole z uczniami lub ze studentami a inne dla pracownika naukowego. W tym momencie istotne są posiadane funkcje i intuicyjna obsługa. Ważna jest też ilość osób obsługujących dynamometr oraz czy jest ich częsta rotacja, co może się wiązać z częstymi szkoleniami oraz sprawdzeniu znajomości obsługi sprzętu. Przy dużej ilości obsługujących sprzęt użytkowników bardzo duże znaczenie ma prosta i intuicyjna obsługa dynamometru.
Jaka będzie częstotliwość wykonywanych pomiarów siły dynamometrem?
Dynamometr, który będzie często używany (kilka czy kilkadziesiąt razy w ciągu dnia) dobrze, aby miał możliwość zasilania sieciowo-akumulatorowego. Jest to bardzo wygodne, ponieważ taki siłomierz byłby cały czas gotowy do pracy, a w przerwach akumulator byłby doładowywany. Inaczej wygląda, gdy dynamometr jest używany raz lub kilka razy w roku, wtedy zasilanie akumulatorowe przestaje być zaletą, ponieważ po kilku miesiącach nieużywania siłomierza akumulatory będą rozładowane, a nawet będą wymagały wymiany. Dla takich sytuacji idealne jest zasilanie bateryjne siłomierza. Baterie po skończonej pracy można wyjąć i dopiero za pół roku włożyć ponownie. Dodatkowo koszt wymiany baterii jest dużo niższy niż koszt wymiany często specjalistycznego akumulatora, który może wykonać tylko serwis.
Czy dynamometr będzie pracował w terenie?
W przypadku gdy będziemy często korzystać z siłomierza w terenie warto zastanowić się nad zakupem siłomierza wraz ze specjalną walizeczką. Opakowanie transportowe siłomierza, czyli często mała walizeczka wykonana jest najczęściej z tworzywa, umożliwia bezpieczne przewożenie siłomierza. Dodatkowo w opakowaniu transportowym znajdują się specjalne otwory na akcesoria do siłomierza, czyli końcówki pomiarowe lub zasilacz sieciowy z niezbędnymi adapterami. Siłomierz zakupiony w styropianowym lub kartonowym opakowaniu już po kilku cyklach pakowania dynamometru ulegnie uszkodzeniu. W tym przypadku wskazane jest zakupienie specjalnej walizki transportowej. W przypadku pracy stacjonarnej siłomierza walizka czy kartonik nie jest już tak ważny.
Kierunek działania siły i jej pomiar dynamometrem
Najczęściej czujnik siły stosowany w siłomierzach jest typu S. Czujnik siły typu S pozwala na dokładne pomiary siły działające w dwóch kierunkach na rozciąganie i ściskanie. Niestety zdarzają się przypadki, gdy jego wymiary lub sposób przyłożenia siły wymagają zastosowania tylko mniejszych czujników naciskowych, które niestety mierzą siłę tylko w jednym kierunku. Poznanie sposobu działania siły umożliwia dobranie najlepszego kształtu i typu czujnika. Być może najlepszy wtedy będzie tylko zewnętrzny czujnik siły.
Sposób zadawania siły i jej pomiaru.
Siłę możemy zadawać ręcznie, trzymając obudowę siłomierza w ręku, ale powyżej 200 N jest to już niebezpieczne. Aby zapewnić wygodę obsługi i wyeliminować możliwość wyślizgnięcia się siłomierza z ręki, producent siłomierza proponuje zastosowanie uchwytu dwuręcznego, który umożliwia bezpieczne zadanie siły powyżej 500 N. W pozostałych przypadkach należy rozpatrzyć zastosowanie statywu ręcznego lub elektrycznego do siłomierza, którego wybór będzie zależał od wymagań dokładności pomiaru.
Jak wybrać zakres pomiarowy siłomierza?
Zakres pomiarowy siłomierza jest najczęściej wielokrotnością cyfry 1,2 lub 5. Czyli przykładowo jak wybierzemy zakres 1000 N, to producent gwarantuje bezpieczne jego przeciążenie o 120% (t.j. 1200 N), a przekroczenie siły o 150% wiąże się najczęściej z odpłatną wymianą uszkodzonego czujnika. Wiele współczesnych dynamometrów posiada wewnętrzna pamięć ilości i wartości przeciążeń dostępnych najczęściej w menu serwisowym. Zalecane jest wybranie zakresu pracy ciągłej dynamometru w okolicach 60-70% zakresu pomiarowego. Uwaga: w przypadku pomiarów dynamicznych wartości występujących sił mogą być dużo większe.
Dokładność odczytu dynamometru, a dokładność dynamometru?
Typowy dynamometr z odczytem cyfrowym ma najczęściej 5 000 działek odczytowych. Czyli przykładowo jak wybierzemy zakres 500 N, to działka odczytowa dynamometru będzie wynosiła 1 N. Natomiast dla siłomierza 1000 N działka odczytowa siłomierza to 2 N. Należy pamiętać, że działka odczytowa siłomierza, czyli dokładność odczytu nie ma nic wspólnego dokładnością wskazań siłomierza.
Jaka jest dokładność siłomierza ?
Producent siłomierza dokładność dynamometru określa ją jako wartość błędu w procentach w stosunku do maksymalnej wartości mierzonej siły FS. Przykład dopuszczalny błąd typowego siłomierza dla wartości 500 N o działce odczytowej/ dokładności pomiaru 0,1 N wynosi w całym zakresie:
- dokładność siłomierza 0,1% to 0,5 N, czyli jest to +/- 5 działek odczytowych
- dokładność siłomierza 0,2% to 1,0 N, czyli jest to +/- 10 działek odczytowych
- dokładność siłomierza 0,3% to 1,5 N, czyli jest to +/- 15 działek odczytowych
- dokładność siłomierza 0,5% to 2,5 N, czyli jest to +/- 25 działek odczytowych
- dokładność siłomierza 1,0% to 5 N, czyli jest to +/- 50 działek odczytowych
- dokładność siłomierza 2,0% to 10 N, czyli jest to +/- 100 działek odczytowych
Należy pamiętać, że błąd pomiaru nie jest równy dokładności pomiaru siły dynamometrem.
Jaka jest dokładność pomiaru siły i od czego ona zależy?
Wybór odpowiednio dokładnego siłomierza nie gwarantuje niestety dokładnych pomiarów, często przestrzegając podstawowych zasad poprawnego pomiaru siły na gorszym sprzęcie, możemy uzyskać lepsze powtarzalne wyniki, niż stosując nieumiejętne dynamometr wysokiej klasy.
Czynniki, od których zależy dokładność pomiaru dynamometrem:
- sposób zadawania siły
- współosiowość działania siły
- szybkość i równomierność zadawania siły
- częstotliwość pomiaru siłomierza
- sposób przygotowania i zamocowania badanej próbki.
Sposób przykładania siły
W przypadku pomiaru rozciągania lub zerwania siłomierze są wyposażone w haki, lub łożyska kulowe, które umożliwiają częściowo samoczynne ustawienie się w osi pomiaru czujnika siły. Należy zadbać jedynie, aby kierunek zadawanej siły działał prostopadle. W przypadku pomiarów na ściskanie/ zgniatanie sytuacja się jeszcze bardziej komplikuje, gdyż dokładność w dużej mierze zależy też od zastosowanych adapterów pomiarowych, sposobu ich montażu oraz dokładności prostopadłego przyłożenia siły.
Szybkość i równomierność zadawania siły
Sposób narastania i zadawania siły ma duży wpływ na dokładne określenie siły maksymalnej. Dynamometr pracujący w trybie PEAK za każdym razem zmierzy inaczej siłę zadawaną ręką nawet przez tę samą osobę, ponieważ bardzo trudno to zrobić w sposób jednostajny i powtarzalny i jeszcze pod tym samym kątem. Pomocne w tym przypadku są statywy ręczne, które zawsze gwarantują prostopadłe przesunięcie dynamometru lub czujnika siły. Szybkość narastania siły zależy od szybkości naciśnięcia dźwigni lub wykonania obrotów korby. Pomiar siły przy wykorzystaniu statywu ręcznego z korbą jest najczęściej bardziej powtarzalny, nawet gdy wykonują go różne osoby. Zastosowanie statywu elektrycznego z możliwością ustawienia szybkości przesuwu siłomierza całkowicie eliminuje te błędy i umożliwia porównywalne wyniki pomiarów siły u różnych użytkowników.
Częstotliwość pomiaru dynamometru
Częstotliwość pomiaru dynamometru często zwana jest też szybkością pomiaru dynamometru. Wyrażana jest ona w ilościach pomiarów na sekundę lub podaną częstotliwością w Hz. Wartość ta ma znaczenie tylko przy pomiarach dynamicznych i szybkim narastaniu siły oraz gdy działa funkcja PEAK. Siłomierze wolne do 50 Hz nie potrafią prawidłowo zarejestrować wartości siły zrywania, pęknięcia czy uderzenia, ponieważ czas trwania tej siły wynosi kilka milisekund. Efektem pomiaru siły wolnym siłomierzem będą niepowtarzalne i zaniżone wartości zarejestrowanej siły. W tym przypadku zastosowanie siłomierza powyżej 500 Hz zapewnia dopiero powtarzalne pomiary. Typowe wartości częstotliwości próbkowania siłomierzy to od kilku do 50 Hz są to siłomierze wolne oraz powyżej 500 Hz siłomierze szybkie.
Sposób przygotowania i zamocowania badanej próbki
Od sposobu przygotowania i zamocowania próbki zależą wyniki oraz powtarzalność pomiaru siły. W przypadku badania próbek na ściskanie ważne jest, aby przykładać siłę zawsze w tym samym miejscu badanego przedmiotu. Warto wykonać specjalne oprzyrządowanie, uchwyty, aby element pomiarowy zawsze trafiał w to samo miejsce. Niewielkie odchylenie o dziesiątki milimetra może być przyczyną błędu. Podobnie wygląda też w przypadku przygotowania materiału do rozciągania lub rozrywania. Źle wycięta o różnej szerokości próbka lub źle zamocowana np. po skosie nie gwarantuje prawidłowych i powtarzalnych pomiarów.
Środowisko pracy siłomierza
Innym istotnym kryterium wyboru siłomierza mogą być warunki środowiskowe panujące w miejscu wykonywania pomiarów. Inne będą wskazania do siłomierza pracującego w laboratorium a inne w terenie np. na budowie. Czasami jest możliwość wybrania lepszego czujnika bardziej odpornego na wilgotność, zmiany temperatury, zapylenie lub przeciążenia. Przy zakupie warto też o tym poinformować, aby znaleźć możliwie najlepsze rozwiązanie.
Nadzór nad sprzętem pomiarowym -dynamometr
Dynamometr jak każdy przyrząd pomiarowy w organizacji wymaga okresowego sprawdzania. Nowy dynamometr najczęściej poza deklaracją CE gwarantującą bezpieczną pracę nie posiada żadnych dodatkowych dokumentów potwierdzających właściwości metrologiczne sprzętu. Wszystkie inne dokumenty są dodatkowo płatne. W przypadku zakupu dynamometru warto już o to zadbać i określić jaki dokument jest nam potrzebny. Podstawowy dokument to certyfikat sprawdzenia ISO dynamometru lub świadectwo wzorcowania siłomierza. W przypadku korzystania z siłomierza w tylko jednym kierunku warto o tym też poinformować, gdyż zakupiony certyfikat będzie średnio o 40% tańszy od wystawione certyfikatu w dwóch kierunkach.
Uwaga: dynamometr/siłomierz nie podlega legalizacji i do tego sprzętu nie są wystawiane żadne dokumenty typu świadectwo legalizacji oraz oznaczenia (nalepki legalizacyjne).
Funkcje dodatkowe- oprogramowanie siłomierza
Współczesne siłomierze mają różne dodatkowe funkcje oraz sposoby komunikacji z urządzeniami zewnętrznymi. Wyświetlacz dynamometru może być bardzo prosty, jak również graficzny z możliwością prezentowania wykresu siły w funkcji czasu. Klawiatura siłomierza może być membranowa/foliowa, jak i również dotykowa z kolorowym wyświetlaczem. Dynamometr może posiadać rozbudowane funkcje statystyczne lub tylko podstawowe jednostki i funkcję PEAK. Dodatkowe funkcje mogą być wadą i utrudniać wykonywanie podstawowych pomiarów i stanowić problem dla obsługi. Dlatego nie zawsze warto kupować najdroższy siłomierz z funkcjami, z których nigdy nie będziemy korzystać.
Siłomierz jednozakresowy a wielozakresowy
Co to jest siłomierz jednozakresowy? Siłomierz jednozakresowy to każdy popularny siłomierz, do którego podłączony jest tylko jeden czujnik siły. W przypadku siłomierzy z czujnikiem zewnętrznym niektórzy producenci dynamometrów przewidzieli podłączenie innych czujników siły o różnych zakresach. Taki siłomierz nazywa się siłomierz wielozakresowy. W zależności od producenta i modelu mogą to być dwa lub wiecej ( najczęściej do 16 modeli) czujników siły. Wybór czujnika siły może odbywać się automatycznie po podłączeniu lub wybierając z menu. Przy wyborze automatycznym czujnika siły jego parametry są zapisane we wtyczce lub specjalnym module pamięci TEDS. Zakup siłomierza wielozakresowego jest opłacalny finansowo przy korzystaniu z dwóch i więcej czujników siły.
Cena zakupu dynamometru, wsparcie serwisu, marka dynamometru i producent
Obecnie na polskim rynku jest kilka firm oferujących różnego typu dynamometry. Różnią się one doświadczeniem, renomą oraz wsparciem serwisu i elastycznością dostosowania się do potrzeb Klienta. Popularne są też układy pomiaru siły zbudowane na miernikach różnych firm i specjalistycznych czujnikach siły. Przykładem mogą być rozwiązania do pomiaru siły zbudowane na miernikach firm Axis, Ohaus, HBM, AST i innych.
Jaki siłomierz kupić, jak wybrać?
Aktualnie w Polsce dostępne są siłomierze kilkunastu producentów. Różnią się one funkcjami, dokładnością i ceną. Jak wybrać najlepszy siłomierz do swoich potrzeb? Wskazane jest przeanalizowanie powyższych punktów oraz ustalenie najważniejszych dla nas cech dynamometru. Ważne jest też określenie początkowe budżetu przeznaczonego na zakup tego sprzętu. Na tej podstawie można wybrać wstępnie interesujące nas modele i w zależności od potrzeb wybierać lub rezygnować z dodatkowych funkcji. Wstępne wypełnienie ankiety wyboru siłomierza pozwoli naszym konsultantom wybrać najlepsze rozwiązanie pomiaru siły dla Państwa potrzeb. Zapraszamy też do kontaktu z naszymi opiekunami produktu.
