Come accertarsi che una determinata forza sia sempre la stessa ovunque
I sensori di forza sono parte dell’equipaggiamento della maggior parte dei laboratori che comprendono sistemi meccanici. I trasduttori di forza sono anche installati su macchine per la prova dei materiali e altre macchine di prova per registrare il segnale d’ingresso per il controllo e il segnale di forza che sarà poi usato per valutare i risultati.
I due principi dei trasduttori di forza
I sensori con estensimetro sono composti da un elemento elastico su cui sono installati gli estensimetri (SG). Applicando una forza, avviene una deformazione, che gli estensimetri convertono in un cambiamento di resistenza. È piuttosto comune l’uso degli estensimetri cablati per creare un circuito ponte, che poi converte il cambiamento di resistenza in una tensione elettrica misurabile. Occorre sempre applicare una tensione operativa (tensione di eccitazione) ai sensori con estensimetro.
La struttura dei sensori piezoelettrici si basa sui cristalli che rilasciano una carica quando sono influenzati da una forza. Esiste un rapporto lineare tra la carica e la forza. La carica è convertita in un segnale di tensione dall'elettronica responsabile.
I trasduttori di forza sono quasi sempre accompagnati da un documento che contiene le informazioni sulla sensibilità del sensore. Il sensore è stato esposto ad una forza nota dalla fabbrica e il segnale di uscita è stato misurato a questa forza effettiva. Il risultato di questo processo di ‘taratura’ viene registrato nel documento di riferimento. Il valore di uscita alla forza massima, o più valori misurati a forze diverse, sono specificati qui, in conformità con la qualità e il prezzo del sensore. La taratura è una delle fasi più importanti nella produzione di un sensore ed è determinante nello stabilire la capacità del trasduttore di forza. Ovviamente le misurazioni successive non possono mai essere più precise della taratura usata per stabilire i valori caratteristici del sensore.
I fabbricanti dei trasduttori di forza usano dispositivi di carico rilevanti per generare con precisione questa forza, creando così le premesse per queste misurazioni finalizzate alla taratura. HBM produce macchine di carico per forze tra 10 N e 5 MN
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