مقدمه ای بر اندازه شناسی نیرو - قسمت دوم

Cmam24 - npl

1-     مفاهیم کلی در ارتباط با نیرو

1-      یکاهای نیرو :

 یکاها نیرو در سیستم های اندازه گیریSI  و به غیر از SI عبارتند از :

گاهی در هر دو سیستم SI   و غیر متریک مقادیر نیرو و بار اشتباها با واجد جرم نشان داده می شوند، برای مثال  100 تن  بار که باید به صورت یک بار 100 تن - نیرو نوشته شود. خلاصه ای از واحد های نیرو در جدول زیر نشان داده شده است.

واحد SI

سایر واحد ها

نماد

نیوتن

 

N

کیلونیوتن

 

kN

مگا نیوتن

 

MN

 

کیلوگرم - نیرو

kgf

 

تن - نیرو

tf

 

پوند نیرو

lbf

 

تن نیرو

tonf

 

2-     کمیت های مرتبط دیگر

1-     جرم ( mass )

واژه جرم به منظور اندازه گیری مقدار ماده تشکیل یک جسم بکار می رود ، جرم یک جسم ثابت است مگر اینکه مقداری ماده به آن اضافه شده یا از آن بر داشته شود.

2-     وزن ( weight )  

وزن اصطلاحی است که باید با دقت مورد استفاده قرار گیرد و معمولا با جرم اشتباه گرفته می شود در اینجا واژه وزن به منظور توصیف جرم کالیبره شده بکار می رود.

3-     بار ( load )

در این راهنما به معنای نیروی اعمال شده بر یک جسم است.

 

2-     تولید نیرو

انواع متداول ماشین هایی است که در تولید نیرو کاربرد دارند  عبارتند از :

1-  Deadweight force standard machines

2-    Hydraulic amplification force standard machines

3-     Transducer-based hydraulic force standard machines

4-     Lever amplification force machine   

 

3-     اندازه گیری نیرو

1-     معرفی مبدل های  نیرو      Introduction to force transducers

مبدل وسیله ای است که انرژی را از نوعی به نوع دیگر تبدیل می کند مبدل هایی که در اندازه گیری نیرو بکار می روند انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند  چنین وسایلی معمولا لودسل نامیده می شود.

البته تکنیک های مختلفی برای اندازه گیری نیرو وجود دارد برخی روش های جایگزین عبارتند از  خازنی ، فیزوالکتریک ، القایی و مقاومتی.

مبدلهای مکانیکی نیرو هنوز در سطح وسیعی مورد استفاده قرار می گیرند و متداول ترین آنها رینگهای نیرو (proving ring )

هستند که متشکل از یک رینگ فلزی و به همراه یک گیج جابجایی که داخل رینگ قرار گرفته است و زمانی که رینگ در اثر اعمال نیرو تغییر شکل می دهد نشاندهی گیج جابجایی هم تغییر می کند.

 

2-     مشخصه های مبدل های نیرو    Characteristics of force transducers

عملکرد مبدل های نیرو توسط برخی فاکتور ها مانند تکرارپذیری (repeatability)،

 غیر خطی بودن (non-linearity) ،

خزش (creep) ،

پسماند (hysteresis) ،

حساسیت دمایی (temperature sensitivity ) ،

حساسیت بار انتهایی (end loading sensitivity) ،

حساسیت به نیروهای گشتاوری و جانبی (sensitivity to moments and side forces)  و

پایداری در طولانی مدت (long-term stability) مشخص می شود.

همچنین تفکیک پذیری و پایداری وسایلی که به همراه مبدل (لودسل) مورد استفاده قرار می گیرند نیز باید مورد توجه قرار گیرد.

 

4-     معرفی عدم قطعیت

به منظور تکمیل ارائه نتیجه اندازه گیری می بایست بیان نتیجه اندازه گیری با عدم قطعیت همراه باشد که این عدم قطعیت اندازه گستره ای از مقادیر  است که مقدار اندازه ده به طور منطقی می تواند در آن گستره قرار گیرد به عبارت دیگر عدم قطعیت بازه ای است که پیش بینی می شود مقدار اندازه ده در یک سطح اطمینان مشخص در آن قرار گیرد. به عنوان مثال اگر مقدار نیروی حاصل از یک اندازه گیری به صورت N  (1 ± 100) با سطح اطمینان 95 درصد بیان شود به معنای این است که 95 درصد احتمال دارد که در اندازه گیری های بعدی مقدار واقعی نیرو بین 99 تا 101 نیوتن قرار گیرد.

باید توجه داشته باشید که واژه های خطا و عدم قطعیت یکسان نیستند، خطا عبارت است از نتیجه اندازه گیری منهای مقدار واقعی اندازه ده  و از آنجایی که تعیین  مقدار واقعی اندازه ده ممکن نمی باشد در صورت امکان از تصحیحات به منظور حذف خطای اندازه گیری استفاده می شود.

 

عدم قطعیت استاندارد نوع A & B   

GUM  عدم قطعیت اندازه گیری را به دو نوع A   و B تقسیم می کند. عدم قطعیت نوع A دارای خاستگاه آماری بوده و بر اساس چندین اندازه گیری از مقدار اندازه ده بدست می آید و عدم قطعیت نوع B  بر اساس اطلاعات موجود و در دست محاسبه می گردد ، این دو نوع عدم قطعیت رفتار متفاوتی دارند و مهم است که بین آنها تمایز قائل شویم.

 

5-     کالیبراسیون

4 نوع کالیبراسیون در حوزه اندازه شناسی نیرو وجود دارد :

-         کالیبراسیون ماشین های استاندارد نیروی اولیه

-         کالیبراسیون ماشین های استاندارد نیروی ثانویه

-         کالیبراسیون مبدل های نیرو

-         کالیبراسیون ماشین های تست مواد

/ 1 نظر / 48 بازدید
پریسا

اگه يه روز بري و بري و بري و بري و بري و بري و بري و بري و بري و بري و به خونتون نرسي ... اونوقت ميفهمي كلاغ قصه ها چي ميكشه! [نیشخند] سلام بازم مثل هر روز مطلب جدید و جالب گذاشتم . سر بزن تا ببینی جالبه