Tìm Hiểu Máy Đo Lực – Lực Kế:
Máy đo lực, hay còn gọi là lực kế (Force Gauge) hay một cái tên thân thuộc hơn là đồng hồ đo lực : là một thiết bị được sử dụng để đo lực tác động lên một vật thể. Nó được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như khoa học, kỹ thuật, y tế, cơ khí, thể thao, và nhiều ứng dụng khác.
Máy đo lực thường có một cảm biến lực hoặc thiết bị đo lực. Cảm biến có thể sử dụng nhiều nguyên lý khác nhau để đo lực, bao gồm :
- cảm biến điện tử
- cảm biến cơ học
- cảm biến áp suất
- cảm biến quang học
2 loại đầu tiên là lực kế điện tử ( lực kế kỹ thuật số ) và lực kế cơ ( lực kế lò xo) là 2 loại lực kế được sử dụng rộng rãi nhất.
Lực kế lò xo và lực kế kỹ thuật số
Trong khi đó lực kế áp suất và lực kế quang học được ứng dụng trong các trường hợp cụ thể.
Cách thức hoạt động của Lực kế – Máy đo lực :
Máy đo lực là công cụ cực kỳ phổ biến, chúng sẽ cung cấp các thông số như giá trị lực, đơn vị đo lường như Newton, kilogram, pound .. và có thể cung cấp cả thông tin về biểu đồ hay đồ thị đo lực theo thời gian.
Như đề cập ở trên Máy đo lực hoạt động theo nhiều cách khác nhau và vì thế nếu đi vào hiệu chuẩn cho chúng thì cũng phải tiếp cận ở các góc độ khác nhau. Đầu tiên chúng ta cần tìm hiểu các loại máy đo lực ( lực kế ) làm việc như thế nào, nguyên lý hoạt động của chúng ra sao.
Máy đo lực cơ học – đồng hồ đo lực – lực kế cơ.
Lực kế cơ đơn giản sẽ hoạt động theo nguyên lý độ co giãn của lò xo. Lò xo càng căng ra thì lực tác động đo được càng lớn hoặc ngược lại, lò xo càng bị nén mạnh thì lực càng lớn.
Có 2 loại Lực kế cơ dựa theo cách mà chúng hoạt động: Lực kế cơ kéo và lực kế cơ nén. Hoặc có nhiều loại tích hợp cả 2 phương thức hoạt động vào 1 đồng hồ đo.
Máy đo lực kéo nén tổng hợp
ưu điểm của lực kế cơ này là chúng là loại khá rẻ, do cấu tạo đơn giản nhất trong tất cả các loại lực kế. Ngoài ra, do chúng không cần hoạt động bằng pin hoặc điện, nên khi sử dụng rất tiện dụng, là loại cầm tay nhỏ gọn. Khác với đồng hồ đo lực điện tử, Ngay cả môi trường dưới nước cũng có thể sử dụng loại lực kế cơ này.
Máy đo lực điện tử – Đồng hồ đo lực điện tử :
Là loại phổ biến thứ 2 sau loại đồng hồ đo lực cơ, loại này còn có tên khác là đồng hồ đo lực kỹ thuật số. Loại này hoạt động dựa vào các cảm biến đo lực nằm bên trong, cảm biến đo lực ( loadcell) cho phép chuyển đổi một lực thành một tín hiệu điện. có một dòng điện chạy qua cảm biến, và khi có sự thay đổi về lực sẽ làm thay đổi dòng điện này. Lực kế kỹ thuật số dựa vào sự thay đổi này mà nội suy ra cường độ lực tác động lên đồng hồ đo.
Ưu điểm của loại lực kế này là chúng chính xác hơn hẳn so với lực kế cơ. Kết quả đo chính xác và hiện thị nhanh chóng lên màn hình. ở các loại máy tiên tiến, kết quả đo còn được lưu lại sau các lần đo một cách tự động trên máy đo lực, thậm chí người ta có thể truy xuất dữ liệu từ chúng.
Khuyết điểm là vì đây là thiết bị điện tử, thế nên chúng khó có thể làm việc trong các môi trường kém thân thiện với điện như môi trường nước, môi trường có điện từ …
Máy đo lực điện tử hay còn gọi là Máy đo lực kỹ thuật số
Máy đo lực áp suất
Lực cũng có thể tồn tại ở dạng áp suất. Lúc này, sẽ không có một vật thể cố định để đo đạc mà thứ đo đạc có thể là một lưu chất ( chất lỏng hoặc khí ). Lúc này lực được tính toán gián tiếp thông qua cách đo đạc áp suất trên một bề mặt diện tích nhất định theo công thức :
P = F / S
Trong đó: P là áp suất, F là lực cần đo và S là diện tích.
Cách đo đạc này ít khi gặp bởi chúng đo cho một vài trường hợp đặc thù liên quan đến lưu chất.
Máy đo lực bằng quang học – Lực kế quang học.
Ở trên có đề cập đến lực kế có thể hoạt động bằng cảm biến quang học. Loại lực kế này gọi là Lực kế quang học, chúng hoạt động dựa trên lực tương tác của ánh sáng và vật chất. Thường được sử dụng để đo lực ở mức độ tế vi, siêu chính xác.
Diễn giải rõ nghĩa hơn, Nguyên tắc hoạt động của lực kế quang học dựa trên hiện tượng gọi là hiệu ứng quang điện ( photoelectric effect ).
Khi ánh sáng chiếu vào một cảm biến quang điện, năng lượng của ánh sáng được chuyển đổi thành dòng điện. Khi có lực tác động lên cảm biến, nó sẽ gây ra thay đổi trong dòng điện tạo ra bởi hiệu ứng quang điện. Thay đổi này có thể được đo lường và chuyển đổi thành giá trị lực tương ứng.
Lực kế quang học thường được ứng dụng vào các ngành đo đạc lực ở mức độ vi mô, nơi cực nhậy về lực.
Vì sao cần hiệu chuẩn, kiểm định máy đo lực – lực kế
Hiệu chuẩn lực kế hay hiệu chuẩn máy đo lực, đồng hồ đo lực: là quá trình kiểm tra và điều chỉnh để đảm bảo rằng các thiết bị này đang hoạt động chính xác và đáng tin cậy
Hiệu chuẩn máy đo lực giúp xác định độ chính xác và độ lệch của lực kế hoặc máy đo lực so với giá trị chuẩn. Thông qua quá trình hiệu chuẩn, ta có thể điều chỉnh và cân chỉnh các thiết bị để đảm bảo rằng chúng đưa ra kết quả chính xác và đáng tin cậy.
lò xo bị giãn sau một khoản thời gian sử dụng sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác
Khi các thiết bị đo lực được hiệu chuẩn định kỳ, ta có thể đảm bảo rằng chúng hoạt động đúng như mong đợi và không bị sai lệch quá mức. Điều này quan trọng đặc biệt trong các ứng dụng y tế, an toàn hoặc trong các quy trình có yêu cầu chính xác cao.
Hiệu chuẩn máy đo lực – Hiệu chuẩn lực kế.
Hiệu chuẩn máy đo lực hay lực kế là phương tiện đo phổ biến trong phòng thí nghiệm, chất lượng và môi trường thực địa. Quy trình hiệu chuẩn được ký hiệu ĐLVN 339:2020 do ban kỹ thuật đo lường TC 10 “Phương tiện đo áp suất, lực và các đại lượng liên quan” biên soạn.
Ở trong bài viết này chúng ta chỉ đo cho 2 loại máy đo lực phổ biến nhất:
- Lực kế lò xo
- Lực kế kỹ thuật số
Phương tiện hiệu chuẩn máy đo lực – đồng hồ đo lực
- Máy chuẩn lực: phạm vi đo phù hợp với phạm vi đo của thiết bị cần đo.
- Phương tiện đo khác:
- Nhiệt kế: phạm vị đo 0 – 50 oC
- Ẩm kế: phạm vi đo 20 – 90 % RH
Điều kiện hiệu chuẩn là nhiệt độ phòng. tránh các điều kiện tiến hành hiệu chuẩn không tốt và có khả năng gây nhiễu như nơi có độ rung chấn nhẹ.
Điều kiện hiệu chuẩn máy đo lực
Cần đảm bảo các điều kiện trong quá trình hiệu chuẩn:
- Nhiệt độ: 18 – 28oC, độ ổn định ±1oC
- Độ ẩm: 50 – 60 %RH, độ ổn định ± 5%RH
Quy trình hiệu chuẩn máy đo lực
Kiểm tra ngoại quang
- Máy đo lực cần có thông tin rõ ràng: model, phạm vi đo, nhà sản xuất, số series…
- Máy đo lực cần có đầy đủ các chi tiết và phụ kiện kèm theo để đảm bảo truyền lực đúng tâm và đồng trục.
Kiểm tra ngoại quang kỹ lưỡng sẽ loại bỏ các yếu tố ảnh hưởng đến phép đo hiệu chuẩn, ví dụ: ngoại quang của đồng hồ đo lực bị cong vênh, lò xo bị biến dạng, bị giãn do sử dụng nhiều, bị hoen gỉ …
Hoặc những yếu tố bên ngoài ảnh hưởng đến kết quả phép đo như: điểm tiếp nhận lực bị kẹt, quá nhiều dầu mỡ, mỡ bò được trét vào phần chuyển động…
Kiểm tra kỹ thuật trước khi hiệu chuẩn.
Thiết bị hiệu chuẩn Cần kiểm tra các yêu cầu như sau:
- Kiểm tra độ phân giải bộ chỉ thị bằng kim đối với máy đo lực lò xo và chỉ thị hiện số đối với máy đo lực kỹ thuật số.
- Xác định ảnh hưởng khi điện áp lưới thay đổi
- Xác định lực tối thiểu
hiệu chuẩn đồng hồ đo lực
Xác định điểm chuẩn.
Điểm chuẩn là các giá trị cụ thể của lực được sử dụng để so sánh với đầu ra của máy đo lực. Các điểm chuẩn này thường dựa trên các tiêu chuẩn đã được xác định trước và có độ chính xác cao.
Các mốc thường được lựa chọn là các điểm 20% – 40% – 60% -80% – 90% và 100%. chúng ta để ý, từ 20-80% khoảng chia khá đều và cách nhau 20% đơn vị. Nhưng ở khoảng 20% cuối thì có tới 3 mốc : 80%, 95%, 100%.
3 mốc này cực kỳ quan trọng vì chúng đại diện cho mức giãn gần như tối đa của lò xo, ở khoảng giãn này rất dễ xảy ra sai số do tính chất của kim loại dễ bị biến dạng khi hoạt động ở mức tối đa.
Sau khi xác định điểm chuẩn thì đến Xác định phương pháp và quy trình hiệu chuẩn cụ thể cho máy đo lực. Điều này bao gồm việc xác định các thao tác cần thiết để thiết lập, điều chỉnh và đo lường lực.
Thực hiện hiệu chuẩn:
Thực hiện các bước quy trình hiệu chuẩn, bao gồm việc thiết lập máy đo lực theo các điều kiện chuẩn bị, thực hiện đo lường lực và ghi lại kết quả. Quá trình này thường liên quan đến việc điều chỉnh máy đo lực để đảm bảo độ chính xác và đáp ứng tiêu chuẩn hiệu chuẩn.
quy trình hiệu chuẩn đồng hộ đo lực
Tiến hành kiểm tra đo lường bằng cách duy trì lực trên máy chuẩn lực và đọc giá trị chỉ thị trên lực kế chuẩn.
Đánh giá kết quả đo và lập báo cáo :
So sánh kết quả đo được với các giá trị chuẩn đã chọn ở phía trên tại các cột mốc. Sau đó đánh giá độ chính xác và đáng tin cậy của máy đo lực, lực kế hay đồng hồ đo lực. Nếu cần thiết, điều chỉnh và tái hiệu chuẩn lại máy đo lực để đảm bảo độ chính xác về mức mong muốn.
Tạo báo cáo hiệu chuẩn chứa thông tin về quy trình hiệu chuẩn, kết quả đo, đánh giá độ chính xác và bất kỳ điều chỉnh nào đã được thực hiện. Báo cáo này thường được lưu trữ và sử dụng cho mục đích xác nhận độ chính xác của máy đo lực trong tương lai. Để lần hiệu chuẩn sau nắm được nhiều thông tin hơn về xu hướng dịch chuyển của độ chính xác.
Chứng nhận thiết bị đạt chuẩn bằng giấy chứng nhận do Mecal Việt Nam Cấp:
Cuối cùng, sau khi thiết bị đã vượt qua toàn bộ quy trình hiệu chuẩn, chúng tôi sẽ cấp giấy chứng nhận đạt chuẩn cho thiết bị vừa đo đạc, kiểm định, hiệu chuẩn.
Tùy vào từng loại máy móc cụ thể mà giá trị chứng nhận này có thể kéo dài được trong bao lâu.
Máy đo lực sau quá trình hiệu chuẩn đạt yêu cầu thì được phép sử dụng làm chuẩn đo lường để kiểm định phương tiện thử độ bền kéo nén và phương tiện đo lực. Máy đo lực sẽ được dán tem, cấp giấy chứng nhận hiệu chuẩn kèm theo những thông tin như sau:
- Môi trường tiến hành hiệu chuẩn
- Kết quả hiệu chuẩn
- Đặc trưng đo lường
- Phạm vi sử dụng
Lực kế chuẩn sau khi hiệu chuẩn, nếu không đạt các yêu cầu trong quá trình hiệu chuẩn thì không được cấp chứng chỉ hiệu chuẩn mới và xóa dấu hiệu chuẩn cũ.
Dịch Vụ Đo Kiểm, Kiểm Định, Hiệu Chuẩn Thiết Bị – MECAL
Mecal dịch vụ hiệu chuẩn
Với nhiều năm kinh nghiệm phong phú trong lĩnh vực kiểm định – hiệu chuẩn, Mecal đã kinh qua rất nhiều loại máy móc – thiết bị đặc thù, đặc chủng và cũng may mắn được làm việc với những khách hàng rất lớn như: Viettel, Foxconn, SamSung, LG, ….
Mecal có 2 trụ sở tại 2 vùng đó là Hà Nội và Tp.HCM. Và ở đâu thì Mecal cũng luôn làm việc với tinh thần trách nhiệm cao độ, dịch vụ đo kiểm – kiểm định – hiệu chuẩn nhanh chóng và uy tín
Nếu Doanh Nghiệp bạn nằm ở các tỉnh thành xung quanh Tp.HCM như Long An, Bình Dương, Tiền Giang, Đồng Nai, Bà rịa – Vũng Tàu, Tây Ninh … hãy gọi ngay cho chúng tôi :
- Hotline Miền Nam : 0879 888 181 ( Mr.Khoa)
- Email : sales@mecal.vn
- Địa chỉ công ty : 163/7A Đặng Văn Bi, Trường Thọ, Thủ Đức, HCM
