Цифровой динамометр 10-200 Нм

Всем привет! Так повелось, что в нашей семье с самого моего детства отец сам занимается ремонтом автомобиля. При чем это не мелкие работы — в начальной школе я знал как устроен двигатель «Москвича». Но если раньше можно было обойтись нужным ключом и трехметровой трубой, то сейчас все стало хлипкое и необходимо учитывать момент затяжки, дабы не оставить кусок болта там, где он оставаться не должен. Давно хотел подарить отцу «аналоговую» модель, но если есть шанс протестировать цифрового собрата — я только за.
Под катом подробности, тестирование и расчлененка.


Для снижения ценника необходимо применить купон MD4850

Характеристики.

Материал: пластик + сталь
Батарея: батарея 2 * AAA (не входит в комплект)
Срок службы батареи: 2500 циклов
Точность: ± 2%
Память: 50 ячеек
Разрешение: 0.1 пункт
Диапазон измерения: 2-200 Нм
Диапазон настройки тревоги: 10-200 Нм
Диапазон гарантии точности: 40-200 Нм
Привод: 1/2 дюйма
Режим работы: текущее значение / пиковое значение
Единицы измерения: кг*м, Н*м, фунт*фут
Рабочая температура окружающей среды: -10 ℃ -60 ℃
Температура хранения: -20 ℃ -70 ℃
Рабочая относительная влажность: от 15 до 90% без конденсации
Автоматическое отключение: 70 секунд без использования
Напоминание о низком заряде аккумулятора: да
Тревога: Когда заданный диапазон крутящего момента достигает 80%, прерывистый сигнал, при 100% постоянный
Светодиодный индикатор: зеленый/красный
Длина корпуса: 80 мм
Вес: 213 грамм
Размер упаковки: 125 * 95 * 65mm
Вес с упаковкой: 413 грамм

Распаковка и внешний вид.

Серый пакет

Небольшой черный кейс

Тактильно пластик похож на тот, что используется в упаковках любого другого инструмента.

Размещение довольно компактное

Внутри скан сертификата калибровки, инструкция, динамометр и два переходника

Теперь по очереди. Сертификат

Инструкция

В правом верхнем углу написали, что зажатие «M» и «Вкл» запускает калибровку и что никогда нельзя так делать

Переходники на 1/4 и 3/8 дюйма

По сути это своеобразный «посредник», который размещается между трещоткой(или другим инструментом) и головкой(удлинителем). На входе и выходе квадрат 1/2 дюйма. Во время нагрузки сдвига оси не происходит.
На лицевой части расположены элементы управления, экран и двухцветный индикатор нагрузки.

С правой стороны ничего.

С левой наклеена бумажка с серийным номером, чуть правее видно отверстие в которое пищит излучатель.
Номер сходится с тем, что указан в сертификате калибровки.

Сзади батарейный отсек, который крепится двумя шурупами.

Питается от двух элементов ААА 1.5 Вольта

Первым делом проверил никель.

Изначально аккумуляторы были частично разряжены. Включение прошло нормально, но на нажатия кнопки не было никакой реакции. После полной зарядки всё заработало в штатном режиме, но с учетом потребления я не стал заморачиваться и просто купил нормальные батарейки, которых хватит на год при активном использовании.

Функционал.

При включении на экране отображаются все элементы

Переключение единиц измерения производится одновременным нажатием M+P/T

М сохраняет текущее настроенное сигнальное усилие в ячейку памяти. Всего ячеек 50.

Кнопка P/T отвечает за режим отображения данных: Peak — фиксация максимального значения или Trace — отображение текущего значения усилия.

Кнопки + и - позволяют изменить сигнальное значение усилия. Минимум 10, максимум 200 Нм

Тестирование.

Для начала проверим показания в домашних условиях. Понадобится ключ и безмен.
Длина трещотки около 30 сантиметров. Расстояние от центра оси до краев шнурка весов 20-22 см.

Проверяем 10 Нм. При появлении нагрузки начинают «бегать показания и горит зеленый индикатор. При достижении 80% нужного усилия подается короткий звуковой сигнал и моргает красный индикатор. При достижении 100% пищит постоянно и горит красный индикатор. „Безмен фиксирует данные после нескольких секунд уравновешивания. 4.98 кг.

Переводим в Ньютон*метры: 4.98*0.21*10=10.45 Нм. Расстояние 0.21 метра взял как среднее между 0.2 и 0.22

Далее 20 Нм

Переводим: 9.7*0,21*10= 20.37 Нм. Опять же есть небольшой переизбыток, но нужно учитывать несколько факторов:
1. Руками невозможно создавать продолжительное и точное усилие.
1. Фиксация веса происходит неконтролируемо.

В связи с этим было решено попросить помощи у знакомого, который работает в сервисном центре. Был найден вот такой механический образец с усилием от 42 до 210 Нм

Но и тут есть несколько нюансов:

1. Погрешность ключа 5-6%
2. Инструмент не новый и погрешность может выходить за эти пределы
3. Нет поверки на которую можно опираться

Понятно, что не получится всецело полагаться на полученные данные, но попробовать все же было интересно.
Давление наращивали постепенно, чтобы после щелчка не оказывать дополнительного усилия.
Начали с минимума — 42 Нм. Получили в среднем 40Нм, потери 2, погрешность 5%

Первая гифка была показательной, далее фото. Делал 3 замера и оставлял среднее значение.
70 Нм. Потери 4, погрешность 5.7%

100 Нм. Потери 9.9, погрешность 10%

150 Нм. Потери 9.1, погрешность 6%


Местами погрешность превышает заявленную и виной тому не кривые руки, иначе получили бы перетяжку, а не недобор. Выработка механизма ключа — вероятно, погрешность электронного динамометра выше заявленной — тоже может быть, но мне больше нечем проверить.
Если у кого есть идеи — предлагайте в комментариях =)

Так же не проверил режим калибровки, но подозреваю, что устройство потребует подать стабильную нагрузку определенной силы. Я еще не придумал как это можно сделать, поэтому решил не проверять что произойдет.

Энергопотребление и питание.

В выключенном состоянии потребление меньше 0.1 мА
В комментариях написали “Потребляемый ток в отключенном состоянии — 3 мкА»

При включении идет тест всех систем — экран, индикатор, пищалка и ток подскакивает до 10 мА.
Я не успеваю поймать пик, без пищалки кушает около 5 мА.

В режиме ожидания измерений ровно 1 мА

Получается при максимальном потреблении 10 мА, будет выедаться около 240 мАч в сутки. В среднем батареек в этом случае хватит на неделю. С другой стороны, у меня не получилось измерить ток под постоянной нагрузкой, так что возможно во время реальной работы потребление будет несколько выше.

Переходим к элементам питания.
Ругаться на низкое напряжение инструмент начинает при 2.43 Вольта. Работать отказывается совсем.

Казалось бы никель обречен, но при прохождении планки в 2.4 Вольта происходит магия и значок пропадает, как и предупреждение. Более того, устройство вполне нормально работает вплоть до 2 Вольт, после чего секции экрана тускнеют и данные подпрыгивают в режиме ожидания. При 1.95В экран гаснет окончательно и больше не включается.

Как и писал выше, я решил использовать обычные батарейки, раз в год-два заменить не сложно )

Расчлененка.

Вот, собственно, и вся начинка

Из интересных элементов опознал только EEPROM, правда нормальный даташит не нашел

В конструкции используются тензорезисторы. Контактных площадки расположены напротив друг друга.

От каждой выходит по три провода

Стержень дополнительно фиксируется двумя винтами к одной из половин корпуса


Принцип работы как у электронных весов. Сердцевина под нагрузкой скручивается, вследствие чего на пьезоэлементах(пластинах) формируется заряд, электроника обрабатывает полученный сигнал и высчитывает степень нагрузки. Это очень грубо и коротко =)
Так же в комментариях указали, что более вероятно использование тензометрических датчиков.

Итоги.

По традиции плюсы и минусы писать не буду, думаю каждый сможет сделать для себя выводы, прочитав обзор. Единственное что гложет — тесты получились посредственными. Старый динамометрический ключ неизвестно какой точности, да весы, с помощью которых удалось просчитать вес только до 20 Нм, т.к. удержать более 10 кг в одном узком диапазоне руками не так просто — данные сильно прыгают, как на динамометре, так и на весах. Надо же еще и силу прилагать перпендикулярно рычагу, иначе данные сильно искажаются.
Я сделал все что мог. Если вы знаете более удобные способы проверки — напишите о них в комментариях, постараюсь повторить. Конструктивная критика приветствуется. Всем добра =)