Nettuno

1
IV- MISURE DI MASSA E FORZA
2
MASSA proprietà intrinseca di un corpo FORZA
PESO associata ad un campo gravitazionale
N kg m/s2
3
MISURE DI MASSA BILANCIA ANALITICA
l2
l1
h
a
G
m2
m1
m1gl1m2gl2
G
G
4
DOPPIA PESATA
a)
massa incognita
5
DOPPIA PESATA
b)
massa equilibratrice
6
DOPPIA PESATA
c)
massa equilibratrice diversa da quella incognita
(i bracci non sono lunghi uguali)
7
DOPPIA PESATA
d)
Questa massa è uguale alla massa incognita

8
DOPPIA PESATA
La misura è svincolata dalla differente lunghezza
dei bracci in quanto le masse equilibratrici sono
sullo stesso piatto di quella incognita. Per
svincolarsi dal problema della differente
lunghezza dei bracci esiste un secondo metodo.
9
2 METODO
l2
l1
mgl1Pl2
massa incognita
P
10
2 METODO
l2
l1
mgl2Pl1
massa incognita
P
11
2 METODO
moltiplicando membro a membro le due relazioni
precedenti si ricava m2g2l1l2PPl1l2 da cui
12
SENSIBILITA
l
h
a
G
G
G
h0 sensibilità massima
per migliorare la sensibilità occorrono leve
lunghe e leggere
13
Tb wsa
Tc h(w1w2) hw
Risolvendo
insensibile alla retta di applicazione di W
14
DINAMOMETRI A PENDOLO
associati ad un campo gravitazionale (solo forze
verticali)

• Braccio della forza variabile
• Braccio della forza costante

15
ESEMPIO braccio della forza variabile
G baricentro della massa totale delle aste l,a,b
e del contrappeso p p serve a mantenere il
baricentro del sistema scarico su l
16
ESEMPIO braccio della forza variabile
EQUILIBRIO
se J0
17
g diverso da 90 serve per allargare il campo in
cui la funzione tan(a) può essere approssimata
dalla retta tangente alla curva nellorigine
P
tan a
g
a
a
18
DINAMOMETRI AMSLER
lindicazione è lineare con il peso P
19
ESEMPIO braccio della forza fisso
m massa di aste, settore e contrappeso Pr
(Ql mgd) sina
20
DINAMOMETRO A MOLLA

• è necessario un precarico per vincere gli
  attriti iniziali

21
DINAMOMETRO A MOLLA
F
F
x
x
F

• bisogna lavorare nel campo di linearità della
  molla (al di sotto del limite di snervamento)
• sensibilità funzione della rigidezza della
  molla

22
DINAMOMETRO AD ANELLO
con d deformazione lungo la retta di
applicazione del carico

• Si tratta di unespressione approssimata
  perchè non tiene in conto le parti rinforzate

23
La deformazione dellanello può essere misurata,
anche con LVDT
24
La sensibilità del dinamometro è funzione delle
caratteristiche geometriche dellanello e della
sensibilità del trasduttore impiegato
P
t
D2R
schiacciamento
P
25
Se lelemento sensibile è un LVDT
EoSdEi essendo S sensibilità
dellLVDT Sensibilità dellinsieme
P
t
D2R
P
w
26
Nel caso di dinamometri a deformazione si
ricordano gli esempi già citati nella lezione
sugli estensimetri
27
DINAMOMETRI AL QUARZO
F
F
- - - - -

- - - - -

-

-

-

- - - - - -

F
F
28
ALCUNI ESEMPI
29
VALORI TIPICI PORTATA MASSIMA 10000-100000
N BANDA PASSANTE 1 Hz-70 kHz SENSIBILITA 4
pC/N LINEARITA 1
30
CELLE DI CARICO TRIASSIALI (QUARZO)
31
APPLICAZIONE ANALISI MODALE
accelerometro triassiale
martello dinamometrico
32
PRONTEZZA
La prontezza del dinamometro risulta essere
funzione della massa della macchina
33
TARATURA
34
CURVA DI TARATURA
inserire figura di pagina 27
35
limite superiore
limite inferiore
massimo campo di misura
carico massimo
carico 0
campo di misura
accuratezza al di sotto di un limite prefissato
36
La taratura dei dinamometri viene effettuata per
confronto con un dinamometro campione avente una
incertezza inferiore al dinamometro in prova.
37
PRINCIPI FONDAMENTALI

• Il legame tra il carico applicato e la
  deformazione dellelemento elastico è, in
  generale, non lineare
• Fattori di non linearità sono anche
• - isteresi dellelemento elastico
• - eccentricità del carico applicato
• Necessaria una indagine statistica

38
GERARCHIA DI TARATURA
Il certificato di taratura deve dimostrare la
catena di riferibilità
39
NORMATIVE ISO 376 (International Organisation
for Standardization) ASTM E74 (American
Society for Testing and Materials) OIML I.R.60
(Organisation Internationale de Métrologie
Légale)
40
A seconda della norma considerata i dinamometri
sono divisi in classi di accuratezza
41
PROCEDURA DI TARATURA

• Si mette in serie il dinamometro in prova con
  il dinamometro campione che ha unincertezza
  relativa dipendente dalla portata
• Si applica una serie di carichi crescenti e
  decrescenti nel campo dichiarato

42
PROCEDURA DI TARATURA

• Si leggono i valori delle indicazioni già
  digitalizzati
• Per ogni valore del carico si registrano il
  valor medio, lo scarto massimo e il fattore di
  taratura (kN/div)

43

• Si interpola con una retta, si determinano la
  deviazione standard e lincertezza in N (2.4s)
• Si calcola il carico minimo (pari a una
  costante, definita delle norme, per lincertezza)

PROCEDURA DI TARATURA
44

• Con uninterpolazione di tipo polinomiale
  quadratico la deviazione standard e quindi
  lincertezza solitamente si riducono.
• E dunque consentito lutilizzo in una classe
  superiore e si allarga il campo di utilizzo.

PROCEDURA DI TARATURA
45
I campioni dei centri di taratura vengono tarati
e verificati periodicamente presso il Centro
Nazionale I.M.G.C. che utilizza una serie di
macchine di prova in funzione del campo di misura.
46

• 10-100 kN macchina a pesi diretti con
  incertezza di 5 10-5 (50 ppm)
• Oltre i 100 kN si usano macchine a
  moltiplicazione idraulica con incertezza di 200
  ppm

47
La macchina a pesi diretti IMGC
48
(No Transcript)
49
(No Transcript)
50
(No Transcript)
51
(No Transcript)
52
(No Transcript)
53
TARATURA DINAMICA PER TRASDUTTORI AL QUARZO (NON
E POSSIBILE LA TARATURA STATICA)
54
accelerometro
fili
eccitatore
CA
mc
Ea
Ef
CA
cella di carico
..
m Ea Sa mx Ef Sf
P
P
.
cz
mc
La prova viene effettuata con uno sweep di
frequenza (eventualmente con un random)
ms
kz
x
..
55
A
Ef
Sa
Sf(w)
Ea
f