Zylinder-Dynamometer: Der moderne Federkraftmesser
Das Zylinder-Dynamometer dient der Bestimmung
mechanischer Messgrößen und ist die professionelle Variante des einfachen Federkraftmessers. Das
Messgerät bestimmt eine Kraft durch die spezifische Dehnung seiner Schraubfeder. Die Messwerte sind in der physikalischen Einheit Kilogramm an der integrierten Skala abzulesen. Die Masse des angehängten Prüfstückes entspricht der reversiblen Dehnung der Messfeder.
Von Federdehnung zu Gewichtswert
Das Prinzip des Kraftmessung mit einer Feder ist nur für statische Krafteinwirkungen sinnvoll und möglich. Solche Einwirkungen werden durch das Anhängen eines Prüfstückes erreicht. Hierfür hat jedes Zylinder-Dynamometer einen Haken an seinem unteren Ende. Auf der anderen Seite befindet sich ein Haltering, mit dem der Kraftmesser stationär aufgehängt werden kann. Fehlt es an einer solchen festen Aufhängmöglichkeit, kann das Dynamometer auch mit der Hand gehalten werden. Hierbei ist jedoch das Fehlerrisiko erhöht, weil das Messgerät eventuell nicht senkrecht ausgerichtet ist.
In den Messzylinder zwischen dem Haltering und dem Haken ist eine Feder montiert. Das untere Ende der Feder hält eine Skala. Sie befindet sich zwischen der Feder um dem Haken. Wirkt eine Kraft auf die Feder ein, so verlängert sie sich. Das angehängte Prüfstück dehnt die Feder und die Skala zeigt einen Gewichtswert an. Dieser Wert kann abgelesen werden. Je kontrastreicher die Skala dargestellt ist, umso leichter und genauer wird die Ablesung.
Nach der Bestimmung des Gewichtes kann das Prüfstück entfernt werden. Die Feder begibt sich in den Ausgangszustand und ist sofort wieder für weitere Messungen einsatzbereit.
Messbereiche und Fehlereinschränkung
Ein wichtiger Schritt zur Reduzierung von Messfehlern ist die Verwendung eines angepassten Messbereiches. Er trifft eine eindeutige Aussage darüber, wie groß die einwirkende Kraft maximal sein darf. Dieser Wert sollte nicht überschritten werden, da er zu fehlerhaften Ergebnissen und zur Zerstörung der Messfeder führen kann. Die erhältlichen Messbereich umfassen Kräfte von zwei bis eintausend Newton.
Zur Fehlereinschränkung trägt auch
- die absolute Sauberkeit des Zylinder-Dynamometers,
- der stabile Aufhängeort und
- eine gute Ablesbarkeit der Skala bei.
Neben dem schlicht strukturierten Zylinder-Dynamometer empfehlen sich auch weitere
Kraftmesser, deren Messbereiche größer gehalten sind. Auch eine höhere Genauigkeit für Prüflabore kann durch die Verwendung von stationären Kraftmessgeräten erreicht werden.
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