Динамометр – це прилад, за допомогою якого можна визначити силу людських м'язів і на основі отриманих результатів зробити висновок про стан здоров'я пацієнта або фізичної підготовкиспортсмена.

Види динамометрів

В основі конструкції будь-якого динамометра лежать силова та відлікова складові. Прикладаючи зусилля для деформації силової частини, людина може бачити на відліковому пристрої результат, що вимірюється у міжнародних одиницях виміру сили – Ньютонах (Н).

Серед динамометрів, що найчастіше використовуються, за силовими складовими розрізняють:

• механічний пружинний (силова складова – пружина);
• механічний важільний (зусилля передається за допомогою важеля);
• гідравлічний (сила вимірюється кількістю видавленої із гідроциліндра рідини);
• електронний (система датчиків, що фіксує перетворену на електричний сигнал силу).

Результати, отримані за допомогою механічних версій вимірювального пристрою, можуть бути неточними і коливаються в залежності від температури. Це одні із перших версій пристроїв, які практично не змінилися після численних модернізацій.

Гідравлічний набагато точніше, але і значно дорожчий за механічні динамометри. Причина цього полягає у складності виробництва, де точність дозування та якість герметичності відіграють ключову роль.

Електричний динамометр – найбільш досконалий, компактний та точний сучасний вимірювальний прилад.

Варіативність залежить від типу датчика, але принцип роботи у всіх моделей той самий: прикладене зусилля деформує датчик, провокуючи тим самим підвищення його опору. Змінюється струм – змінюються показання, що знімаються складовою, що їх зчитує.

За призначенням розрізняють динамометри:

Ручний або кистьовий призначений для вимірювання сили пальців рук. Зустрічаються механічні та електронні варіанти.

Становий - призначений для тестування м'язів корпусу тіла і представлений у вигляді конструкції з підставки під ноги, троса, вимірювального приладу та пристрою, що відраховує. Фото динамометрів наочно демонструють різницю між вищеописаними моделями.

Маркування

Людині, яка знає, які є динамометри, вибрати потрібний легко. Для тих, хто стикається з необхідністю придбання вперше, буде корисним вміння читати двокомпонентне маркування динамометрів.

Перша частина маркування складається з буквеної абревіатури, розшифрувавши яку можна дізнатися про його призначення. Серед лінійок динамометрів російських виробниківнайбільш поширені: ДК (динамометр кистьовий), ДМЕР (динамометр електронний ручний) та ДС (динамометр становий).

Друга частина маркування – цифрове позначення. Це верхня межа діапазону вимірювання сили динамометром. Так, наприклад, ДМЕР-120 дозволяє проводити вимірювання сили до 120 даН (12000 ньютон).

Тонкості обчислень

Оскільки абсолютні показники отримувати досить проблематично, то увагу варто звертати на величину відносної сили. Її розраховують методом множення отриманого результату на 100, з наступним розподілом твору на вагу людини, що тестується.

Для здорових людей, які не захоплюються спортом, нормальними вважаються наступні індекси:

• для жінок: кистьовий індекс 45-50, становий 200;
• для чоловіків: кистьовий 60-70, становий 230.

Відхилення в меншу сторону свідчать про фізичну слабкість, спричинену хворобою або пасивним способом життя. Відхилення у велику сторону свідчать про відмінний стан м'язів опорно-рухового апарату та характерні для тих, хто не нехтує фізичними навантаженнями.

При проведенні вимірювання динамометром слід пам'ятати про деякі нюанси, що впливають на кінцевий результат. За винятком віку та стану здоров'я на підсумкові значення, отримані у процесі виміру сили, впливають так само загальне психологічний станта час доби.

Так, помічено, що найкращі результатидосягаються при проведенні вимірювання сили в середині дня (вранці та ввечері значення нижче), а при психологічній пригніченості (стрес, втома) показники знижуються.

Тому, якщо вимірювання сили за допомогою динамометра проводяться з метою перевірки прогресу, то найкраще їх проводити в один і той же час доби.

Фото динамометра

Нам уже відомо, що для опису взаємодії тіл використовується фізична величина, що називається силою. На цьому уроці ми докладніше познайомимося з властивостями цієї величини, одиницями сили та приладом, який використовується для її вимірювання – з динамометром.

Тема: Взаємодія тел

Урок: Одиниці сили. Динамометр

Насамперед згадаємо, що таке сила. Коли на тіло діє інше тіло, фізики кажуть, що з боку іншого тіла на тіло діє сила.

Сила - це фізична величина, що характеризує дію одного тіла інше.

Сила позначається латинською літерою Fа одиниця сили на честь англійського фізика Ісаака Ньютона називається ньютоном(Пишемо з маленької літери!) і позначається Н (пишемо заголовну літеру, тому що одиниця названа на честь вченого). Отже,

Нарівні з ньютоном, використовуються кратні та подовжні одиниці сили:

кілоньютон 1 кН = 1000 Н;

меганьютон 1 МН = 1000000 Н;

Мілліньютон 1 мН = 0,001 Н;

мікроньютон 1 мкН = 0,000001 Н і т.д.

Під дією сили швидкість тіла змінюється. Інакше кажучи, тіло починає рухатися не поступово, а прискорено. Точніше, рівноприскорено: за рівні проміжки часу швидкість тіла змінюється однаково. Саме зміна швидкостітіла під дією сили фізики використовують визначення одиниці сили в 1 Н.

Одиниці виміру нових фізичних величин виражають через звані основні одиниці - одиниці маси, довжини, часу. У системі СІ – це кілограм, метр та секунда.

Нехай під дією деякої сили швидкість тіла масою 1 кгзмінює свою швидкість на 1 м/с за кожну секунду. Саме така сила і приймається за 1 ньютон.

Один Ньютон (1 Н) - це сила, під дією якої тіло масою 1 кг змінює свою швидкість на 1 м/с кожну секунду.

Експериментально встановлено, що сила тяжіння, що діє поблизу поверхні Землі на тіло масою 102 г, дорівнює 1 Н. Маса 102 г становить приблизно 1/10 кг, або, якщо бути точнішим,

Але це означає, що на тіло масою 1 кг, тобто на тіло в 9,8 разів більшої маси, у поверхні Землі діятиме сила тяжіння 9,8 Н. Таким чином, щоб знайти силу тяжіння, що діє на тіло будь-якої маси, потрібно значення маси (у кг) помножити на коефіцієнт, який прийнято позначати буквою g:

Ми бачимо, що цей коефіцієнт чисельно дорівнює силі тяжіння, що діє на тіло масою 1 кг. Він має назву прискорення вільного падіння . Походження назви тісно пов'язане з визначенням сили в 1 ньютон. Адже якщо на тіло масою 1 кг діє сила не 1 Н, а 9,8 Н, то під дією цієї сили тіло змінюватиме свою швидкість (прискорюватись) не на 1 м/с, а на 9,8 м/с кожну секунду. У старшій школіце питання буде розглянуто докладніше.

Тепер можна записати формулу, яка дозволяє розрахувати силу тяжіння, що діє на тіло довільної маси m(Мал. 1).

Мал. 1. Формула для розрахунку сили тяжіння

Слід знати, що прискорення вільного падіння дорівнює 9,8 Н/кг лише на Землі і з висотою зменшується. Наприклад, на висоті 6400 км над Землею воно менше в 4 рази. Однак при вирішенні завдань цією залежністю ми нехтуватимемо. Крім того, на Місяці та інших небесних тілах діє сила тяжіння, і на кожному небесному тіліприскорення вільного падіння має значення.

Насправді часто доводиться вимірювати силу. Для цього використовується пристрій, який називається динамометр. Основою динамометра є пружина, до якої прикладають вимірювану силу. Кожен динамометр, крім пружини, має шкалу, яку нанесені значення сили. Один з кінців пружини має стрілку, яка вказує на шкалі, яка сила прикладена до динамометра (Рис. 2).

Мал. 2. Пристрій динамометра

Залежно від пружних властивостей пружини, використаної в динамометрі (від її жорсткості), під дією однієї і тієї ж сили пружина може подовжуватися більше або менше. Це дозволяє виготовляти динамометри з різними межами виміру (Рис. 3).

Мал. 3. Динамометри з межами вимірювання 2 Н та 1 Н

Існують динамометри з межею виміру в кілька кілоньютонів і більше. Вони використовують пружина з дуже великою жорсткістю (Рис. 4).

Мал. 4. Динамометр з межею виміру 2 кН

Якщо підвісити до динамометра вантаж, за показаннями динамометра можна визначити масу вантажу. Наприклад, якщо динамометр з підвішеним до нього вантажем показує силу 1 Н, отже маса вантажу дорівнює 102 г.

Звернімо увагу, що сила має як чисельне значення, а й напрям. Такі величини називають векторними. Наприклад, швидкість - це Векторна величина. Сила - також векторна величина (ще говорять, що сила - вектор).

Розглянемо наступний приклад:

Тіло масою 2 кг підвішене на пружині. Необхідно зобразити силу тяжіння, з якою Земля притягує це тіло, та вагу тіла.

Згадаймо, що сила тяжіння діє тіло, а вага - це сила, з якою тіло діє підвіс. Якщо підвіс нерухомий, то чисельне значення і напрямок ваги такі самі, як у сили тяжіння. Вага, як і сила тяжкості, розраховуються за формулою, зображеною на рис. 1. Масу 2 кг необхідно помножити на прискорення вільного падіння 9,8 Н/кг. При дуже точних розрахунках часто прискорення вільного падіння приймають рівним 10 Н/кг. Тоді сила тяжіння та вага приблизно дорівнюватимуть 20 Н.

Для зображення векторів сили тяжкості та ваги на малюнку необхідно вибрати та показати на малюнку масштаб у вигляді відрізка, що відповідає певному значенню сили (наприклад, 10 Н).

Тіло на малюнку зобразимо у вигляді кулі. Точка застосування сили тяжіння - центр цієї кулі. Силу зобразимо у вигляді стрілки, початок якої розташовано у точці докладання сили. Стрілки направимо вертикально вниз, оскільки сила тяжіння спрямована до центру Землі. Довжина стрілки, відповідно до обраного масштабу, дорівнює двом відрізкам. Поряд зі стрілкою зображуємо літеру, якою позначається сила тяжіння. Так як на кресленні ми вказали напрям сили, то над літерою ставиться маленька стрілка, щоб наголосити, що ми зображаємо векторнувеличину.

Оскільки вага тіла прикладена до підвісу, початок стрілки, що зображує вагу, поміщаємо в нижній частині підвісу. При зображенні також дотримуємося масштабу. Поруч поміщаємо букву, що позначає вагу, не забуваючи над буквою помістити невелику стрілку.

Повне вирішення завдання виглядатиме так (Мал. 5).

Мал. 5. Оформлене рішення задачі

Ще раз зверніть увагу на те, що в розглянутому вище завданні чисельні значення та напрямки сили тяжкості та ваги виявилися однаковими, а точки додатку – різними.

При розрахунку та зображенні будь-якої сили необхідно враховувати три фактори:

· Чисельне значення (модуль) сили;

· Напрямок сили;

· Точку застосування сили.

Сила – фізична величина, що описує дію одного тіла на інше. Зазвичай вона позначається буквою F. Одиниця виміру сили - ньютон. Щоб розрахувати значення сили тяжкості, необхідно знати прискорення вільного падіння, яке біля Землі становить 9,8 Н/кг. З такою силою Земля притягує себе тіло масою 1 кг. При зображенні сили необхідно враховувати її числове значення, напрям і точку програми.

Список литературы

1. Перишкін А. В. Фізика. 7 кл. - 14-те вид., стереотип. - М: Дрофа, 2010.
2. Перишкін А. В. Збірник завдань з фізики, 7-9 кл.: 5-те вид., Стереотип. – М: Видавництво «Іспит», 2010.
3. Збірник завдань з фізики для 7-9 класів загальноосвітніх установ. - 17-те вид. - М: Просвітництво, 2004.

1. Єдина колекція цифрових освітніх ресурсів ().
2. Єдина колекція цифрових освітніх ресурсів ().
3. Єдина колекція цифрових освітніх ресурсів ().

Домашнє завдання

1. Лукашик В. І., Іванова Є. В. Збірник завдань з фізики для 7-9 класів №327, 335-338, 351.

Динамометр є спеціальний пристрій, призначене для вимірювання показників сили або отримання параметрів моменту чинної сили. Цей вимірювальний прилад здатний визначити зусилля чи силу, з якою об'єкт діє інший. Такий вплив можна зустріти повсюдно: це двері ліфтів, тролейбуса, метро, ​​воріт тощо.

Необхідно відзначити, що першим пристроєм, який застосовувався для вимірювання сили, були ваги. Вперше такі ваги з'явилися 1726 року. Через століття Річард Солтер створив прилад, у якому застосовувалася пружина з метою вимірювання дії сили. Завдяки вантажу вона розтягувалась на деяку відстань, яка відповідала його масі. Через деякий час Реньє створив пристрій, на якому був циферблат. У ньому застосовувалася кільцеподібна замкнута пружина. Потім почали з'являтися конструкції інших винахідників від Томсона, Броуна тощо. Сучасний пристрійза своєю конструкцією недалеко пішли від цих приладів.

Види

Динамометр може мати різні конструкції, які досить сильно розрізняються за призначенням, виконанням, функціями, діапазоном вимірювань тощо. Дані пристрої можна розділити за вимірюваними зусиллями, тобто їх можна класифікувати за діапазоном виміру: від часток ньютонів до 20 тисяч ньютонів. Якщо говорити про принцип дії, то ці прилади можуть бути різної діїзалежно від них конструктивного виконання. При цьому в деяких пристроях можуть застосовуватися кілька принципів дії.

Механічніподіляються на вироби важільного та пружинного дії. Особливість пружинного приладу в тому, що сила впливає на пружину, внаслідок чого вона може розтягуватися або стискатися, що у свою чергу визначається спрямованістю застосування силового фактора. Пружина має пружність, яка знаходиться в прямій пропорційності від прикладеної сили, яку необхідно виміряти. Тому її можна визначити та зафіксувати. При використанні важільного пристроюсила спрямована на деформування важеля, що дозволяє визначити її параметри.

Електроннеоснащується цифровим дисплеєм, де висвічується інформація про силу, що прикладається. У цих пристроях основним елементом є датчик. Його функції це перетворення деформації від дії сили на електросигнал. Він також має додатковий датчик, який підсилює основний сигнал, що йде від першого датчика. З метою перетворення деформаційної дії застосовуються різноманітні датчики опору, які побудовані на індуктивному, тензорезистивному, п'єзоелектричному та частотному принципі дії.

У гідравлічнихпристроях застосовується спеціальний циліндр, у якому перебуває робоча рідина. Якщо зовнішня сила надає певний вплив, то рідина, що знаходиться в циліндрі, виходить з нього. Через війну сила визначається обсягом витісненої рідини. Даний обсяг знаходиться в прямій залежності від прикладеної сили, що дозволяє досить точно визначити потрібний параметр.

Залежно від сфери застосування можуть бути і специфічніпристрої, дозволяють вимірювати силу впливу, наприклад, медичні. Такі пристрої дозволяють визначити силу, ступінь функціонування м'язів, витривалість, у тому числі дають можливість стежити за станом та відновленням хворого після травми.

В окрему категорію можна виділити кистевепристрій за допомогою нього діагностується стискаюча сила рук внаслідок порушення їх функціонування. Тести із застосуванням даного пристроювикористовуються не тільки в медичних цілях, а й у багатьох організаціях: це правоохоронні органи, Міністерство надзвичайних ситуацій, збройні сили, експедиторські компанії, організація бойових єдиноборств та професійного спорту. Становий пристрій застосовується з метою визначення сил м'язів, призначених для випрямлення тулуба людини.

Зразковийдинамометр є еталон, застосовуваний визначення сил у статиці, найчастіше сил стискування і розтягування під час ремонту випробувальних пристроїв і установок. Дані прилади мають малу залежність від температури навколишнього середовища. Їх конструкція складніша, що викликано необхідністю отримання незалежності від зовнішніх факторів. Так у них передбачена автоматична компенсація спотворень та засоби самодіагностики. Вони володіють малими габаритами, точністю та довговічністю. Для зручності користування дані прилади мають цифрову індикацію, зручний інтерфейс та можливість підключення до персонального комп'ютера.

Пристрій

Найчастіше ці прилади мають схоже пристрій і принцип дії. Але все визначається конструкцією пристрою.

Найпримітивніший динамометр має наступний пристрій:

• Корпус або основа, яка виготовлена ​​з пластмаси, дерева або іншого матеріалу.
• Шкала, яка нанесена на основу.
• Пружина зі сталі, яка з різних боків має гачок та покажчик.

За допомогою гачка пружина кріпиться до основи. Такий пристрій дуже просто у виготовленні, тому зібрати його може будь-яка людина, яка знайома з основами фізики. Наприклад, для цього можна взяти картонку, з якої слід вирізати основу розміром 15 на 7 см. Далі буде потрібна пружина з металу діаметром дроту 0,3-0,5 мм. Дріт необхідно зігнути з одного боку для закріплення до основи. Для цього можна скористатися скотчем чи степлером. З іншого кінця пружини слід зробити гачок.

Щоб правильно нанести шкалу, знадобляться невеликі мірні грузики. За допомогою них на шкалі проставляються дані щодо їхньої ваги, тобто на скільки пружина розтягуватиметься, на такій довжині і виставляються цифри. В результаті з'являється залежність розставлених цифр на шкалі від прикладаної сили. Це означає, що можна виміряти іншу силу, яка буде додана до пружини.

У електричних пристроївах встановлені п'єзоелектричні і т.п. датчики, які працюють за допомогою перетворення механічної енергіїелектричні сигнали. Дані сигнали посилюються та фіксуються за допомогою будь-якого елемента. Наприклад, можна використовувати шкала чи цифрова індикація. Для роботи датчиків і цифрових пристроїв використовуються , або електрична мережа.

Принцип дії

Принцип роботи електричних пристроїв заснований на тому, що датчик зазнає певної деформації, внаслідок чого відбувається зміна струмів опору. В результаті електросигнал знаходиться у прямій залежності від деформації елемента. Додатковому датчику лише необхідно посилити сигнал і записати його, щоб можна було зняти параметри сили, що прикладається.

Динамометр механічної дії працює дещо інакше. Головна його особливість у тому, що при додатку сили пружина зазнає деформаційного впливу. Завдяки такій властивості можна виміряти параметри деформаційної дії, тобто силу, яка додається до неї.

Гідравлічні прилади здатні демонструвати більше високу точність, однак і конструкція у них складніша. Принцип роботи подібного пристроюбазується на переміщенні рідини, розташованої в резервуарі, у момент застосування сили. Рідина, яка була витіснена по трубці, прямує до приладу, який фіксує її об'єм.

Застосування

Динамометр пружинного типу часто застосовується для визначення маси всіляких вантажів. Також їх використовують для визначення показників міцності зварювальних швів та інших з'єднань.

Динамометр може застосовуватися для отримання точних даних, параметрів сил, наприклад:

• Тягових зусиль.
• Напруження м'язів.
• Пружності.
• Тяжкості.
• Тертя.
• для ремонту, перевірки різних приладів та їх калібрування.

Завдяки їх функціональності прилади можна використовувати в медичних, будівельних, промислових та багатьох інших цілях. Деякі моделі пристроїв здатні вимірювати силу, яка може сягати 20 тисяч ньютонів.

Як вибрати

• Насамперед необхідно визначитися з тим, для яких цілей ви збираєтеся використовувати динамометр. Моделі можуть бути різними за конструкцією і виконанням, і призначені для вимірювання різних діапазонів сил.
• Придивіться до функціоналу пристроїв. Звичайно, додатковий функціонал може додати вартості виробу, проте дозволить додати зручність використання та більшу точність визначення сил. Це може бути цифрова індикація, радіоканали, usb та інші додаткові елементи.
• Якщо вам потрібно медичний пристрій, то найкраще порадитися з лікарем. Він запропонує вам необхідну модель, щоб ви не завдали собі додаткової травми і змогли швидше відновитися.
• Якщо пристрій купується для спеціалізованих цілей, прилад необхідно вибирати з урахуванням вимог тієї сфери, де він буде застосовуватися. Якщо це високоточний прилад, він вимагатиме періодичної перевіркита систематичного обслуговування. Наприклад, лабораторні вироби необхідно періодично піддавати перевірочним заходам, зокрема відправляючи в ліцензовані установи.

Принцип дії динамометра відомий не дуже великою кількістюлюдей, власне, як і саме цей прилад. Ми виправимо це непорозуміння, склавши коротку характеристикутакого інструменту. Можливо, він міг би вирішити деякі ваші завдання, а ви про це не здогадувалися!

Що це за машина, що здатна виміряти силу?

Його відносять до приладів, що вимірюють сили чи силові моменти. Промислові підприємства, На яких потрібні силові вимірювання, застосовують подібні пристрої. Часто вони необхідні для того, щоб здійснити планові перевірки стендів, а також агрегатів, які призначені для різних випробувань. Використовують їх при перевірках силових приладів, коли потрібно визначити сили 1 або 3 розрядів. Широко застосовуються дані прилади і як еталонні засоби за ГОСТом 8.065 і в тих роботах, де потрібно проводити калібрування.

Першим приладом, що допомагав виміряти сили, були ваги. Вперше їхнє зображення з'явилося у пресі в сімнадцятому столітті. У наступному столітті Сальтер був запропонований для подібних цілей пристрій з пружиною, за допомогою вантажу вона розтягувалася. Був прилад із циферблатом, там вимір виконувався замкненою кільцеподібною пружиною. Вже пізніше з'явилися натиски Проні та динамометри Томсона, Броуна, Межі та Геффнер-Альтенека. Останні моделі вдосконалили, і на сьогоднішній день представилася можливість використовувати їх у багатьох галузях.

Основні елементи, які включають динамометри розтягування: силова ланка (пружний елемент) та відліковий пристрій. У силовій ланці йде безпосередньо вимір зусиль: там відбувається деформація чи невеликі коливання. З їхньою допомогою і передаються сигнали на відліковий пристрій. Такими інструментами вимірюються зусилля у таких одиницях виміру, як Ньютони та кілограм-сила.

Отже, що вимірюють динамометром, ми розібралися, тепер подивимося, як підрозділяються дані прилади за принципом дії. Вони бувають механічними, які класифікують на пружинні та важільні, гідравлічними та електричними.. Крім таких прикладних завдань, бувають і специфічні різновидисилового приладу, наприклад, гальмівні та трансмісійні.Тепер зупинимося на кожному детальніше.

Види силомірних інструментів – як вони працюють?

Механічні інструменти такого виду діляться на пружинні та важільні.

• Ручний пружинний динамометрвлаштований так, що сила передається пружинам, вони, у свою чергу, стискатимуться і розтягуватимуться, а напрямок вже створюватимуть прикладені сили. Після стискань і розтягувань на приладі буде видно показники. Ось вони і будуть основними величинами, саме їх і реєструє.
• У важільних моделях деформація утворюється за допомогою встановленого важеля.

Принцип роботи гідравлічного приладу заснований на зміщення вимірюваної силою рідин з циліндрів. У конструкції є спеціальний циліндричний пристрій, заповнений рідиною. Коли на пристрої створюється зусилля, то рідина підходить до трубки і потім до апарату, який записує і реєструє показники. Таким нехитрим законом фізики вдалося створити досить точний прилад.

А що ж, що вимірюється динамометром електричного типу? Прилади такого виду складаються з датчиків, за допомогою яких перетворюється деформація від впливів сил в електричні сигнали. Також є і додаткові датчики, вони посилюють та записують електричні сигнали від перших датчиків. Якщо необхідно перетворювати сили або силові моменти на деформацію, потрібно користуватися індуктивними, п'єзоелектричними, тензорезисторними і вібраційно-частотними датчиками опорів.

Коли буде створюватися силовий момент, то датчик відразу деформуватиметься, а струми мосту опорів будуть змінюватися. У електричних сигналів сили завжди пропорційні деформаціям елементів, а відтак і силам впливів. За допомогою другого датчика посилюватиметься сигнал, а показники записуватимуться для наступної обробки.

Принцип роботи гальмівного вимірювача сили ґрунтується на поглинанні потужностей обстежуваних агрегатів. Прилади такого типу відрізняються конструктивними рішеннями, тобто можуть бути встановлені в гальма різних видів. Це можуть бути гідравлічні гальма проні або електромагнітні, а за допомогою двигунів визначається потужність. Під час роботи відбувається вплив на вал, і обертальними зусиллями або моментами, що крутять, відбувається вимірювання приладом. Найчастіше вимірюється швидкість обертань валів з допомогою тахометра.

Результати вимірювань зіставляються, знаходиться вхідна та вихідна потужності приладу. За допомогою гідравлічного гальма можна виміряти потужність на агрегатах з високими оборотами.

У приладах трансмісійного типу встановлено пристрій – тензодатчик. Він тісно пов'язаний з приводним валом, з його допомогою відбувається і вимірювання деформацій кручень. Деформації змінюють електричні опорина тензодатчику. Найчастіше такими приладами користуються на суднових двигунах.

Чому не кожен чув про динамометр?

Чому ми рідко чуємо про використання цього пристрою? Насправді це дуже специфічний прилад, і сфери його застосування не такі доступні. Наприклад, інструменти для вимірювання сили широко застосовуються там, де необхідно вимірювати необхідну потужність для стиснення стулок. Це майже всі системи, що автоматично закриваються. Роботу таких приладів можна побачити у дверях трамваїв чи автобусів. Під контролем такого пристосування відкриваються двері у вагонах поїздів, метро, ​​вантажних і пасажирських ліфтів, автомобільних вікон, люків, що зсуваються на даху.

Якщо згадати деякі випадки з життя, то можна уявити різні травми від таких дверей. Тому при розробці будь-яких конструкцій з такими приладами створені спеціальні норми та правила, не тільки пов'язані з установками, а й з їх використанням. При розробці розраховуються всі необхідні значеннясил стисків, особливо якщо це системи, що закриваються. Виробники враховують усі показники при конструюванні таких механізмів.

Як розвивається цей пристрій сьогодні?

Сучасна промисловість не зупиняється на досягнутому. Появи таких приладів у житті людей дозволили створювати багато корисних пристроїв, які полегшують життя Виробники використовують нові відкриття, нові технології. Поступово старі моделі йдуть з ужитку і з'являються нові, зручніші. Так, на сьогоднішній день замість звичних механічних дедалі більше використовуються електронні силоміри. Вони відрізняються складовими елементами. містить тензодатчик, тобто силовий датчик, вимірювальні індикатори та з'єднувальні дроти або радіоканали. Принцип роботи такого виду приладу заснований на вимірі деформацій тензометричним датчиком за рахунок впливу сил, що прикладаються. У процесі роботи утворюється електричний сигнал, повністю прямо пропорційний до повідомленої деформації. Отримані показники є силовими величинами.

В даний час саме такими приладами користуються в багатьох промислових галузях для перевірки випробувальних машин, або стендів. Тому виробники намагаються випускати частіше такі прилади, призначення яких – визначати як змінюються, а й статичні сили розтягувань і стискань. Остання модель вимірювального приладу СІУ2 та СІУпрацює саме за допомогою інструменту стискань. Їх застосування найбільше затребуване на підприємствах, де необхідно проводити перевірки випробувальних конструкцій.

Динамометрами вимірюють кистьовий м'язовий тонус у дітей та дорослих з метою визначення загальної працездатності та сили людини, а також для відстеження в динаміці процесу відновлення після перенесених травм у процесі підготовки спортсменів для проведення динамометрії під час диспансеризації населення. Сучасні приладипоказують силу деканьютонах (даН). Ця одиниця є аналогом кілограм-сили (кгс).

Принцип роботи динамометра

Робота динамометраґрунтується на законі фізики, згідно з яким деформація, що виникає у пружині чи іншому пружним тілом, Прямо пропорційна прикладеному до тіла зусиллю (напрузі). Цей закон носить ім'я Гука - англійського вченого, який жив у 17 столітті.

Закон Гука говорить про те, що у відповідь на деформацію якогось тіла з'являється сила, яка прагне повернути початкову формута вихідний розмір даного тіла. Вона називається силою пружності.

Найпростіший динамометр є сукупністю двох пристроїв – силового та відлікового!

Зусилля, що додається до приладу, є деформацією його силової ланки. За допомогою електричного сигналу (або механічного) деформація передається на відлікову ланку, яка може бути цифровою або аналоговою.

Одиницею виміру приладу є ньютон (Н) – міжнародна одиниця виміру сили.

Якщо ваги показують масу тіла людини, то за показаннями динамометра можна будувати висновки про силу, яку людина прикладає, деформуючи приладову пружину.

Сучасний прилад для динамометрії— це контрольно-вимірювальний пристрій, який широко використовують у медицині для виміру у людей сили розтягування або стиснення, що вимірюється в ньютонах, а також моменту сили в кілограм-силах.

Конструкція пристрою дозволяє людині самостійно виміряти свою м'язову силу!

Основні види динамометрів у медицині

Перші динамометричні пристрої, що були пружинні механізми, були створені в середині 18 століття. Пружина у яких під впливом вантажу розтягувалася певну довжину. Поділ на шкалі, що показують подовження пружини, відповідали масі вантажу. Через деякий час був винайдений циферблатний прилад з круглою пружиноюзамкнутий контур. Після пристроїв з механізмами розтягування винайшли конструкції, що працюють при натиску.

Сьогодні існують динамометри наступних типів:

• Механічні.
• Гідравлічні.
• Електронні.

Прилади з механічним принципом дії:

• Важельні.
• Пружинні.

Зустрічаються моделі динамометричних приладів, в яких задіяні одразу два види силових пристроїв!

У медичної практикинайчастіше використовуються такі види приладів:

В електронних конструкціях застосовуються типи індуктивних, п'єзоелектричних та інших датчиків. У процесі деформації датчика опір зростає як наслідок змінюються струми. В результаті, сила тиску на датчик виявляється прямо пропорційною силою електричного сигналу, що передається приладом.

Електричний динамометр – це високоточний, невеликий за габаритами та легкий за вагою прилад!

Чим відрізняється кистьовий чи ручний динамометр від станового?

У медицині динамометричні пристрої застосовуються для визначення сили, оцінки працездатності та витривалості людського організму. За допомогою цих нескладних приладів можна зробити досить точний висновок про стан м'язів людини.

Для медичних цілей застосовуються в основному ручні динамометри та станові моделі приладів!

Варіант ручного динамометра визначає м'язову силу пальців рук людини, що стискає його своїм пензлем. Звідси і друга назва – кистьовий. Даним приладом користуються фізіотерапевти, щоб оцінювати в динаміці відновлення м'язової сили пацієнта після перенесеної травми. Кістовими динамометрамишироко користуються в експедиторських та транспортних компаніяхпри тестуванні новоприйнятих працівників. Їх застосовують також у правоохоронних органах, МНС та збройних силах, в організаціях професійного спорту та фітнес-клубах.

Сьогодні випускаються ручні приладимеханічної та електронної модифікацій. Точність вимірів з їх допомогою залежить від дотримання людиною певних правилпри вимірах.

Правила ці дуже прості і полягають у наступному:

• Другу, вільну рукутреба розслабити та опустити вниз.
• Потім її потрібно відвести убік і розташувати перпендикулярно до тулуба.
• Руку з пристроєм слід витягнути вперед.
• Стискати динамометр пензлем слід за командою настільки сильно, наскільки це можливо.

За цим алгоритмом виробляється вимір сили кожної руки почергово, кілька разів поспіль.

З отриманих результатів кожної руки вибирається той, який краще!

При наростанні м'язової масиу процесі тренувань показники, отримані з допомогою динамометра, покращуються.

Точні абсолютні показникиотримати досить важко, тому що на них впливає безліч суб'єктивних факторів. Тому до уваги береться, як правило, величина відносної сили кистей рук. Для її обчислення виміряну динамометром силу у кілограмах множать на сто, а потім ділять на вагу тіла людини. У людей, які не займаються професійним спортом, відносний показник дорівнює 45-50 одиниць для жінок і 60-70 одиниць - для чоловіків.

За допомогою станових динамометрів можна протестувати на статичну силу та витривалість усі м'язи, що згинають та розгинають корпус людини!

Становий прилад схожий зовні на ножний еспандер. Його складові - це рукоятка, підставка під ноги, трос, оснащений датчиком вимірювальний прилад і пристрій, що відраховує.

Для вимірювання м'язової сили людині потрібно:

• Встати обома ногами на підніжку приладу.
• Нахилити корпус вперед, згинаючись у попереку.
• Взятися на ручку динамометра обома руками.
• Ноги у колінах при цьому не згинати.
• Потім рукоятку приладу потрібно потягнути на себе щосили.

Принцип розрахунку відносних показниківдля станових приладів такий самий, як і для ручних. Але величини індексів значно вищі. При індексі до 170 одиниць станова сила оцінюється як низька. Показники від 170 до 200 одиниць говорять про силу нижче за середні значення. Середньою вважається сила м'язів, що випрямляють тіло при значеннях індексу від двохсот до двохсот тридцяти. Індекс від 230 до 260 одиниць свідчить про значення вище середнього. А понад двісті шістдесят – це показники високої сили, що розгинає тулуб.

Навіщо треба знати силові показники?

На силу м'язів людини впливають її стать та вік, вага тіла та рівень втоми. Багато в чому залежить показник сили від часу доби та типу м'язового тренування.

Помічено, що у середині дня фіксується, як правило, максимальне значенняцього показника. А вранці та ввечері – мінімальне.

Водночас нормальна м'язова силаконкретної людини може бути ослаблена у зв'язку з тим, що:

• Він хворіє на якесь захворювання або відчуває тимчасове нездужання.
• Людина перебуває у стані депресії чи стресу.
• З ряду причин збився звичний для його організму режим харчування та порядок дня.

Найчастіше дані показники знижено в осіб похилого віку та у людей, які не підтримують себе у належній фізичній формі.

Лікарі призначають пацієнтам вимірювання м'язової сили на динамометрі для контролю фізичного розвиткуяк дітей та підлітків, так і дорослих людей.

Під час проведення вимірів необхідно стежити, щоб у початковому положенні стрілка приладу стояла на нульовій позначці!

Після виміру показання обов'язково записуються. Це допоможе медикам надалі оцінити зміну стану здоров'я за певний проміжок часу.

Тим, у кого показники м'язової сили невисокі, лікарі рекомендують заняття прийнятним видом спорту. Адже фізичні вправи робляться не лише для нарощування біцепсів. Насамперед, вони зміцнюють імунітет організму, підвищують його працездатність.

Огляд популярних моделей та цін на динамометри медичних

У Росії її виробляється кілька різновидів медичних динамометричних приладів. Серед них є механічні та електронні моделі. Для дорослих та дітей випускаються станові та кистьові пристрої різної цінової категорії.

Динамометр кистьовий ДК-25, ДК-50, ДК-100, ДК-140

Перелічені моделі відносяться до категорії механічних пружинних приладів. Вони призначаються для вимірювання м'язової сили у людей різного вікута стану здоров'я. Пристрої для динамометрії потрібні в поліклініках та диспансерах, у санаторно-оздоровчих та клінічних установах, у секціях різних видівспорту.

Принцип роботи, форма та розмір даних моделей мало відрізняються між собою. Головна різниця – у діапазоні вимірювань.

Цифри, що входять до найменування приладу, свідчать про верхню межу діапазону!

Зокрема, ДК-25 – це динамометр кистьовий, що дозволяє вимірювати чинність максимум до 25 деканьютонів. Прилад ДК-140 має верхню межу вимірювань, що дорівнює 140 деканьютонів.

Вартість ручних пружинних моделей становить від 3100 до 3900 рублів.

Дані моделі є ручними електронними приладами, що випускаються для вимірювання кистьової м'язової сили пацієнтів. Їх використовують у клініках, стаціонарах, реабілітаційних центрах, у шкільних медичних кабінетах. Вони застосовуються також у професійному та аматорському спорті та у фізіологічній практиці.

Прилад ДМЕР-120випускається для дорослих. При стисненні пензлем корпусу динамометра м'язова сила, що прикладається, перетворюється в електричний сигнал певної частоти. Отримані показання проходять обробку у цифровому мікропроцесорі. Пристрій оснащений рідкокристалічним табло з індикатором, на який виводиться остаточний результат. З його допомогою можна проводити вимірювання в межах від 2 до 120 даН.

Існує варіант виконання даної моделі з індикатором, винесеним за межі приладу!

Ціна моделі складає близько чотирьох тисяч карбованців. Виконання з виносним індикатором коштує на 500 рублів дорожче. Конструкція має автономну системуживлення від акумуляторних елементів.

ДМЕР-30– це дитячий динамометр. Їм вимірюють силу м'язів рук у дітей старшого та середнього віку.

Дитині зручно тримати в руці цей прилад, тому що вона має корпус невеликого розміру!

Крім того, прилад дуже легкий – він важить лише 90 гр. Пристрій може працювати у двох режимах. Звичайний режим після вимірів потрібно вимикати вручну. В економічному

режимі передбачено автоматичне самовідключення приладу за одну хвилину після виконання виміру. Максимальна межа вимірювання в даному приладістановить 30 даН. Вартість цієї моделі - 3400-3600 рублів.

Цей динамометричний прилад має діапазон виміру від 20 до 200 даН. Корпус станового вимірювача сили виконаний із матеріалу силуміну та покритий лаком. Пружинна частина виготовлена ​​з нікельованої сталі.

Пристрій визначає статичну витривалість і силу м'язів корпусу людини, що згинають і розгинають!

Прилад оснащений спеціальним дзеркалом, завдяки якому можна бачити показання шкали під час м'язового зусилля.

Становий динамометр використовується в кабінетах лікувальної фізкультури, в ортопедичних та неврологічних клініках, у науково-дослідних лабораторіях та у спорті.

Ціна станового динамометричного пристрою знаходиться в межах 9950-12250 руб.