Venymäliuska-voima-anturin kehittäminen
Teräsvuori, Tuomas (2013)
Teräsvuori, Tuomas
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2013
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2013052811420
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2013052811420
Tiivistelmä
Tämän insinöörityön tavoitteena oli suunnitella, kehittää ja valmistaa venymäliuskavoima-anturi Metropolia ammattikorkeakoulun energiatekniikkalaboratorion tuulitunnelimittauksiin. Voima-anturin kehittämisessä otettiin huomioon materiaalien, venymäliuskojen ja rakentei-den ominaisuudet. Kehitetyn voima-anturin todentaminen tehtiin tuulitunnelimittauksilla, jolloin saavutettiin riittävän pieni ja tasainen voima, joka mitattiin ja on laskennallisesti to-dennettavissa.
Voima-anturiprototyypin lineaarisuutta ja toimivuutta mitattiin tuulitunnelissa kalibrointimit-tauksilla. Tuulitunnelimittauksissa todettiin kehitetyn voima-anturin herkkyys sekä mitattiin virtausvastusvoimaa. Kaikissa tuulitunnelimittauksissa käytettiin ainoastaan yhdenlaista kappaletta, jonka muoto oli pyöreä ohut levy. Samalla kappaleella tehtiin vertailuanturille samanlaiset mittaukset.
Tulosten vertailuosuudessa verrattiin laskennallisten ja voima-antureilla mitattujen virtaus-vastusvoimien arvoja. Tuloksissa vertaillaan ostetun voima-anturin ja kehitetyn voima-anturin ominaisuuksia, herkkyyksiä ja suorituskykyä. Suorituskyvyssä huomioitiin myös voima-anturien palautumista sekä maksimivoimaa.
Tutkimuksissa mitatut virtausvastusvoimat voima-antureilla sekä lasketut ja simuloidut virtausvastusvoimat poikkesivat toisistaan noin 3,3 %. Molempien voima-antureiden mitatut virtausvastusvoimat poikkesivat 3,5 %, sekä anturien herkkyydet poikkesivat toisistaan 26,4 %.
Voima-anturiprototyypin lineaarisuutta ja toimivuutta mitattiin tuulitunnelissa kalibrointimit-tauksilla. Tuulitunnelimittauksissa todettiin kehitetyn voima-anturin herkkyys sekä mitattiin virtausvastusvoimaa. Kaikissa tuulitunnelimittauksissa käytettiin ainoastaan yhdenlaista kappaletta, jonka muoto oli pyöreä ohut levy. Samalla kappaleella tehtiin vertailuanturille samanlaiset mittaukset.
Tulosten vertailuosuudessa verrattiin laskennallisten ja voima-antureilla mitattujen virtaus-vastusvoimien arvoja. Tuloksissa vertaillaan ostetun voima-anturin ja kehitetyn voima-anturin ominaisuuksia, herkkyyksiä ja suorituskykyä. Suorituskyvyssä huomioitiin myös voima-anturien palautumista sekä maksimivoimaa.
Tutkimuksissa mitatut virtausvastusvoimat voima-antureilla sekä lasketut ja simuloidut virtausvastusvoimat poikkesivat toisistaan noin 3,3 %. Molempien voima-antureiden mitatut virtausvastusvoimat poikkesivat 3,5 %, sekä anturien herkkyydet poikkesivat toisistaan 26,4 %.