直接測定:
* 力センサー(ロードセル): これらは、それらに適用される力を電気信号に変換する非常に正確なデバイスです。さまざまな範囲の力を測定するために、さまざまな形とサイズがあります。
* スプリングスケール: シンプルで汎用性の高い、スプリングの延長または圧縮により力を測定します。それらは、重量や他の比較的小さな力の測定によく使用されます。
* ひずみゲージ: これらの小さな接着センサーは、適用された力によって引き起こされる材料のひずみを検出します。それらは、力を正確に測定するために、ホイートストーンブリッジと組み合わせて使用されることがよくあります。
間接測定:
* 質量と加速: ニュートンの第二法則(f =ma)を使用して、オブジェクトの質量とその加速を測定することにより、力を決定できます。これは、物理実験や動きの分析によく使用されます。
* 圧力と面積: 圧力のようなエリアに分布した力の場合、圧力にそのエリアを掛けることで力を計算できます。
* トルク測定: トルクは回転力であり、特殊なトルクセンサーを測定するために利用できます。
メソッドを選択する際に考慮すべき要因:
* 力範囲: さまざまなセンサーとテクニックには、力の範囲がさまざまです。正確に測定できます。
* 精度: 望ましいレベルの精度は、方法と機器の選択を決定します。
* 環境: 環境条件(温度、湿度など)と測定にどのように影響するかを考えてください。
* コスト: 利用可能な予算とリソースは、メソッドの選択に役割を果たします。
力測定アプリケーションの例:
* エンジニアリング: 構造負荷の測定、材料のテスト、および機械システムの分析。
* 製造: スタンピング、成形、加工などのプロセスで適用される力の監視と制御。
* 医療: 筋力の測定、関節力の分析、および開発の開発。
* スポーツ科学: 運動の動きに関与する力の分析、機器のパフォーマンスの評価、トレーニング技術の改善。
最終的に、力を測定する最良の方法は、特定のアプリケーションと必要なレベルの精度に依存します。