آزمایشگاه نیرو

آزمایشگاه نیرو

نام تجهیز	گستره	کلاس/رده	کالیبراسیون بر اساس استاندارد
جک بتن شکن	Up to 300 ton	Class 0.5 – 1 – 2 – 3	ISO 7500-1 / ASTM E4/ OILML R65 / EA-4/02
خمشی تیربتنی	Up to 5 ton	Class 0.5 – 1 – 2 – 3	ISO 7500-1 / ASTM E4/ OILML R65 / EA-4/02
دستگاه CBR	Up to 3 ton	Class 0.5 – 1 – 2 – 3	ISO 7500-1 / ASTM E4/ OILML R65 / EA-4/02
تک محوری خاک	Up to 500 kgf	Class 0.5 – 1 – 2 – 3	ISO 7500-1 / ASTM E4/ OILML R65 / EA-4/02
برشی	Up to 500 kgf	Class 0.5 – 1 – 2 – 3	ISO 7500-1 / ASTM E4/ OILML R65 / EA-4/02
رینگ نیرو	Up to 5 ton	Class 00 – 0.5 – 1 – 2	ISO 376/ASTM E4 / EA-10/40

از دستگاه های اندازه گیری نیرو مانند لودسل ها، حلقه های سنجش درستی (Proving Rings) دستگاه های آزمایش یونیورسال و دستگاه های آزمایش فشاری در بسیاری از صنایع استفاده می شود.

واحد SI برای اندازه گیری نیرو نیوتن است. یک نیوتن، نیرویی است که به جرم 1kg شتابی برابر با 1m/s2 می‌دهد. این واحد نسبتا״ کوچک است، در نتیجه برای بیشتر اندازه گیری ها کاربردی از مضارب اعشاری، کیلو نیوتن، مگا نیوتن، گیگا نیوتن استفاده می شود.

tf و kgf واحدهای فیزیکی دیگری هستند که برای اندازه گیری نیرو از آنها استفاده می شود. کیلوگرم نیرو، نیرویی است که بوسیله جرم یک کیلوگرمی و تحت شتاب 9.80665m/s2 ایجاد می شود. این شتاب، شتاب استاندارد نامیده می شود و برای مستقل کردن تعریف واحدهای نیرو از شتاب ناشی از گرانش تعریف شده، با این حال با واحدهای گرانشی برابر است.

تن نیرو برابر هزار کیلوگرم نیرو است، این نیرو به یک جرم هزار کیلوگرمی شتابی معادل شتاب استاندارد 9.80665m/s2 می‌دهد.

 

در سیستم واحد های غیر متریک از پوند-نیرو که برابر است با نیروی مورد نیاز برای دادن شتابی معادل شتاب استاندارد به یک جرم یک پوندی استفاده می شود.

واحدهای SI	سایر واحدها	نماد	تعریف
نیوتن		N	1N=1kg x1 m/s2
کیلو نیوتن		KN	1kN = 1000N
مگا نیوتن		MN	1MN = 1000000N
	کیلوگرم – نیرو	kgf	1kgf = 1kgx9.80665 m/s2
	تن – نیرو	tf	1tf = 1000kgf
	پوند – نیرو	lbf	1lbf = 4.44822 N
	تن – نیرو	tonf	1tonf = 9.96402 kN

1. استاندارد اولیه

استاندارد اولیه اندازه گیری نیرو، ماشین استاندارد نیروی بار مرده (dead weight force standard) است. انواع مختلفی از این ماشین ها وجود دارند. در این استاندارد از نیروی گرانش مجموعه ای از وزنه ها برای تولید نیرو استفاده می شود. نیروی تولید وزنه M تحت شتاب گرانشی g در یک ماشین استاندارد از معادله زیر بدست می‌آید:

[F = Mg [ 1 – ρa/ρM

ρM و ρa به ترتیب چگالی هوا و وزنه است.

 

2. استانداردهای ثانویه

2-1 ماشینهای استاندارد نیروی هیدرولیکی یا اهرمی

معمولا ماشینهای استاندارد ثانویه نیروی ظرفیت بالا از سیستم هیدرولیکی یا اهرم مکانیکی برای افزایش نیروی تولید شده توسط مجموعه ای از بارهای مرده استفاده می کنند. معمولا از تعدادی لودسل به عنوان استاندارد انتقالی استفاده می شود.

2-2 حلقه سنجش درستی

این حلقه ها از آلیاژ فولاد ساخته می شوند. از رابطه بین خمش مرکز حلقه و بار اعمالی در یک دمای مشخص به عنوان استاندارد نیرو استفاده می شود. در یک حلقه سنجش درستی با کیفیت، این رابطه برای مدت زمان طولانی تغییر نمی کند به شرطی که حلقه در معرض بار اضافی، شوک و سایر اثرات آسیب رسان قرار نگیرد.

حلقه سنجش درستی با ماشین استاندارد نیروی بار مرده کالیبره می شود تا رابطه خمش نیروی آن مورد بررسی و تصدیق قرار گیرد.

2-3 لودسل

از لودسل ها به طور معمول برای اندازه گیری نیرو در تعدادی از تجهیزات مانند ماشین های آزمایش یونیورسال، پلهای وزنه، دستگاههای آزمایش کابل و غیره استفاده می شود. عدم قطعیت و پایداری مورد نیاز این لودسل ها در حدّ استاندردهای ثانویه است.

این نمودار استاندارد سطح بالاتر بعدی را که ممکن است از آن برای کالیبراسیون یک استاندارد یا دستگاه مشخص استفاده شود، معین می کند.

آزمایشگاه آزمون سنج دقیق دارای تایید صلاحیت انجام کالیبراسیون آزمایشگاه بتن و کالیبراسیون آزمایشگاه مکانیک خاک از جمله کالیبراسیون جک بتن شکن، کالیبراسیون برش مستقیم، کالیبراسیون جک های بارگزاری و… می باشد.

*توصیه: فاصله کالیبراسیون مجدد

فاصله بین کالیبراسیون ها برای استاندارد یا دستگاه اندازه گیری نیرو به نوع مبدل، عدم قطعیت و میزان استفاده بستگی دارد. مشخصات سازنده وسیله به ویژه پایداری بلند مدت، نقطه شروع مناسبی برای تعیین فاصله کالیبراسیون مجدد می باشد.