voimanmittauksia

Voimanmittauksia ovat mittausten ja välineiden kokonaisuus, jolla määritetään kappaleeseen tai järjestelmään kohdistuva voima sekä sen suunta ja ajallinen muutos. Mittaukset voivat olla staattisia tai dynaamisia, ja niitä käytetään sekä tutkimuksessa että teollisuudessa sekä urheilussa. Tavoitteena on tuottaa tuloksia, jotka ovat jäljitettävissä SI-yksiköihin newtonin (N) kautta.

Suorat voimanmittaukset perustuvat välineisiin, jotka muuntavat voiman sähköiseksi signaaliksi. Tyypillisiä laitteita ovat kuormitusanturit (load cells), voima- tai dynometrit sekä force-levyt (force plates) liikkeen analysointiin. Epäsuorasti voimaa voidaan arvioida venymäanturien (strain gauges) tai piezoelektristen sensorien avulla. Mittaukset voivat olla kiinteästi asennettuja laboratoriossa tai kenttäolosuhteissa sekä langattomia.

Kalibrointi ja jäljitettävyys ovat olennaisia: lämpötila, kiinnitys ja asento sekä taustakohina voivat vaikuttaa tuloksiin. Kerätty data tallennetaan tiedonkeruujärjestelmiin ja analysoidaan tilastollisesti tai signaalinkäsittelyllä; dynamiikassa käytetään korkeita näytteenottotahtia, jotta voidaan laskea impulssit, aikakäyrät ja muut voima-analyysit.

Sovelluksia voimanmittauksissa on laajasti: rakenteiden kuormitus- ja kestokokeet, tuotekehitys sekä auto- ja ilmailuteollisuus, mutta myös biomekaniikka ja urheilutiede. Voima-levyjä käytetään kävely- ja juoksuanalyyseissä, kun taas kuormitusantureita hyödynnetään rakennusten, laitteiden ja tuotantoprosessien valvonnassa sekä laadunvarmistuksessa.