Kraftmesstechnik

Die Kraftmesstechnik ermittelt die Kraft, die zwischen zwei Körpern wirkt.

Das bekannteste Instrument der Kraftmessung ist die Waage, die die Gewichtskraft eines Körpers gegen die Erdbeschleunigung misst.

In den meisten Fällen nutzen Kraftmesser die Eigenschaft von bestimmten Werkstoffen, sich bei einer einwirkenden Kraft linear zu verformen. Diesen Zusammenhang beschreibt das Hookesche Gesetz $F = D \cdot \Delta l$. Dabei ist D die Federkonstante und $\Delta l$ die Längenänderung nach Krafteinwirkung.

Außerdem kann die elastische Verformung mit Hilfe von Dehnungsmessstreifen erfasst werden.. Hier ändert sich der Widerstand des Sensors, so dass sich bei angelegter Spannung eine Stromänderung ergibt. Mit einem geeigneten System wie einem Biegebalken, der sich bei Krafteinwirkung linear-elastisch proportional zur Kraft verformt, kann mit dem Proportionalitätsfaktor des Biegebalkens und einem DMS die angreifende Kraft ermitteln werden.

Andere Möglichkeiten der Kraftmessung sind der magnetoelastische Effekt, bei dem sich die Permeabilität eines Stoffes mit einer Krafteinwirkung ändert, und der Einsatz von piezoelektrischen Elementen, elektromagnetische Kompensation sowie das Schwingsaitenprinzip, bei dem sich die Kraft an einer gespannten Saite nach der Funktion $F=4\cdot {{m}_{b}}\cdot l{}^\text{2}\cdot f{}^\text{2}$ berechnen lässt.

Mit der Kraftmesstechnik lässt sich bei bekanntem Hebelarm das angreifende Drehmoment bestimmen.

Force metrology

Force metrology determines the force acting between two bodies.

Scales are the best-known measuring instrument for this purpose. They measure a body's weight against gravitational acceleration.

In most cases, dynamometers use the property of certain materials to deform linearly when a force acts on them. Hooke's law $F = D \cdot \Delta l$ describes this relationship. D is the spring constant and $\Delta l$ the change in length after the force has acted.

It is also possible to record elastic deformation using strain (Resistance) gauges. The Sensor's resistance changes, which results in a change in current when a voltage is applied. In the case of an appropriate system such as a cantilever beam that exhibits linear elastic deformation proportional to the force acting on it, this force can be determined using the beam's proportionality factor and a Strain gauge.

Other ways of measuring force include the magnetoelastic effect, whereby a material's Permeability changes when a force acts on it, and the use of piezoelectric elements, electromagnetic compensation and the vibrating element principle, in which the force on a tensioned wire can be calculated using the function $F=4\cdot {{m}_{b}}\cdot l{}^\text{2}\cdot f{}^\text{2}$.

If the data for a lever arm is known, the moment acting on it can be determined using force metrology.

力计量

力计量决定了两个物体之间的作用力。

天平是最长用于此目的测量仪器。天平测量物体在重力加速度下的重量。

在大多数情况下，测力计利用某些材料在作用力下发生线性变形的特性。胡克定律 $F = D \cdot \Delta l$ 描述了这种关系。D是弹簧常数， $\Delta l$ 是作用力下的长度变量。

另外，也可以使用应变（电阻式）计记录弹性形变。传感器的电阻变化，当施加电压时会导致电流的变化。使用适当的系统时，如线弹性形变正比于作用力的悬臂梁，可以使用光束比例因子和应变计来确定该力。

测量力的其他方法包括磁致弹性效应，材料在其作用力下导磁率变化，并利用压电元件、电磁补偿和振动元件原则，其中张紧线的力可以通过函数 $F=4\cdot {{m}_{b}}\cdot l{}^\text{2}\cdot f{}^\text{2} $ 来计算。

如果一个杠杆臂的数据是已知的，可以通过力计量来确定作用于其上的力矩。

近义词

磁效应

振动元件原则

扭矩计量

Metrología de fuerza

La metrología de fuerza determina la fuerza que actúa entre dos cuerpos.

Las básculas son un instrumento de medición conocido para este propósito. Miden el peso de un cuerpo en relación con la aceleración gravitacional.

En la mayoría de los casos, los dinamómetros usan la propiedad de ciertos materiales para deformarse linealmente cuando una fuerza actúa sobre ellos. La ley de Hooke $F = D \cdot \Delta l$ describe esta relación. D es la constante de resorte y $\Delta l$ el cambio de longitud después de que la fuerza ha actuado.

También es posible registrar la deformación eléctrica con medidores de deformación (resistencia). La resistencia del sensor cambia, lo que resulta en un cambio en la corriente cuando se aplica un voltaje. En el caso de un sistema apropiado. como una viga en cantiléver que presenta una deformación elástica lineal proporcional a la fuerza que actúa sobre ella, esta fuerza se puede determinar mediante el factor de proporcionalidad de la viga y un medidor de deformación.

Otras formas para medir la fuerza incluyen el efecto magnetoelástico, donde la permeabilidad de un material cambia cuando una fuerza actúa sobre él, y el uso de elementos piezo eléctricos, la compensación electromagnética y el principio de elemento vibrante, en el cual al fuerza en un alambre tenso puede ser calculada usando la función $F=4\cdot {{m}_{b}}\cdot l{}^\text{2}\cdot f{}^\text{2}$.

Si los datos de un brazo de palanca son conocidos, el momento que actúa sobre él puede ser determinado usando la metrología de fuerza.