Siłomierze obciążnikowe, dźwigniowo-obciążnikowe i dźwigniowo-uchylne
Siłomierze obciążnikowe należą do najprostszych i najbardziej dokładnych urządzeń do mierzenia obciążeń (uprawnienia architektoniczne – egzamin). Ich działanie opiera się na bezpośrednim obciążeniu badanej próbki obciążnikiem o znanym ciężarze. Siłomierz obciążnikowy z przesuwnym ciężarem ma następujący schemat działania. W konkretnym przypadku siła P, która działa na próbkę, równoważy się na skutek przesunięcia ciężaru G na ramieniu odpowiedniej dźwigni.
Siłomierze dźwigniowo-obciążnikowe i dźwigniowo-uchylne stosuje się przy mechanicznych oraz hydraulicznych układach obciążających. Siłomierze dźwigniowo-obciążnikowe mogą działać zgodnie z dwoma schematami. Obciążenie P próbki wyznacza się wtedy, kiedy zna się:
– punkt przyłożenia obciążników G,
– ciężar obciążników,
– wielkość ramion dźwigni.
Na skutek zmiany obciążników G i ich umiejscowienia na długości ramienia oraz na skutek wykorzystania odpowiednich wymiennych skali, udaje się uzyskać różne zakresy pomiarowe sił.
Siłomierze
Siłomierze sprężyste i manometryczne
Warto wymienić również siłomierze sprężyste oraz siłomierze manometryczne. Pierwsze z nich pozwalają wyznaczać wielkość siły obciążającej próbkę lub element poprzez pomiar odkształcenia elementu sprężystego. Dodatkowo siłomierze sprężyste, które pracują np. w układzie drążka skrętnego, coraz częściej się wykorzystuje.
Z kolei w przypadku siłomierzy manometrycznych można zastosować dwa typowe rozwiązania (egzamin na uprawnienia budowlane). W przypadku pierwszym czuły manometr łączy się rurką bezpośrednio z cylindrem roboczym maszyny. Obciążenie, które działa na badaną próbkę lub element, udaje się określić na podstawie ciśnienia panującego w cylindrze roboczym. Ciśnienie to mierzy się manometr. Drugim typem siłomierzy manometrycznych są siłomierze przeponowe. Jednak nie stosuje się ich za często w nowoczesnych maszynach wytrzymałościowych.
W sytuacji, kiedy korzysta się z maszyn, które posiadają siłomierze manometryczne należy mieć na uwadze to, że wskazania siłomierzy może być obarczone błędami. Błędy te najczęściej wynikają z:
– tarcia tłoka w cylindrze,
– faktu, że czynna powierzchnia tłoka na skutek adhezji cieczy nie odpowiada powierzchni, którą obliczono z pomiaru średnicy tłoka.
W związku z powyższym konieczne się okazuje okresowe ustalenie zależności wskazań manometrów od wartości siły, którą uzyskuje się w maszynie (programy do uprawnień architektonicznych). Niezależnie od tej zależności duże znaczenie ma fakt, że wskazania manometrów mogą być obarczone znacznym błędem przy pracy poniżej 1/3 ich zakresu pomiarowego. W związku z tym niektóre siłomierze posiadają kilka manometrów. Ich zakres jest dobrany w ten sposób, żeby możliwe było uzyskanie dokładnych wyników w całym zakresie stosowania maszyny.
Dobre maszyny wytrzymałościowe
Dobre maszyny wytrzymałościowe, które wykorzystuje się do badań, powinny charakteryzować się możliwością wykonania pomiaru siły z dokładnością ±l°/o, w sytuacji, kiedy jej wielkość znajduje się w granicach 0,1 Pmax < P < Pmax. Zweryfikowanie poprawności wskazań maszyn wytrzymałościowych leży w gestii Centralnego Urzędu Jakości i Miar.
Siłomierze maszyn wytrzymałościowych powinny posiadać dwie wskazówki. Jedna z nich jest czynna. Z kolei druga z nich, która znajduje się na tej samej osi i jest luźno umieszczona, pełni funkcję bierną. Wskazówka czynna na skutek obrotu zabiera ze sobą wskazówkę bierną. Dzięki temu możliwe jest dokonanie odczytu w momencie, który odpowiada zniszczeniu próbki. W momencie, kiedy próbka ulegnie zniszczeniu, wskazówka czynna wraca do położenia wyjściowego. Z kolei wskazówka bierna pozostaje w położeniu, które odpowiada maksymalnemu obciążeniu.
