Draaimomentmeter

Net zoals krachten lineaire bewegingen kunnen veroorzaken en beïnvloeden, kunnen draaimomenten draaibewegingen in gang zetten, versterken of verminderen.
Een draaimoment ontstaat wanneer krachten op een met afstand van het draaipunt geplaatst lichaam inwerken. Als de krachten direct op het draaipunt werken, ontstaat er geen draaimoment. De grootte van het draaimoment wordt bepaald door de kracht vermenigvuldigd met de afstand van deze kracht tot het draaipunt. Dit betekent dat het draaimoment bij het draaipunt kan worden vergroot door ofwel de kracht, ofwel de afstand ervan tot het draaipunt te vergroten.

Draaimoment	=	Kracht	*	Afstand
M	=	F	*	s

Als er meerdere krachten werken, worden deze vectorieel - dus met inachtneming van grootte en richting - opgeteld.
Dit is goed uit te proberen op een wip op de speelplaats. Als de twee zijden van de wip ongelijk zijn belast, kan dit worden gecompenseerd door ofwel de kant met het lagere gewicht extra te belasten of door het hogere gewicht aan de andere kant dichter bij het draaipunt te brengen. Zodra de draaimomenten even groot zijn, is de wip in evenwicht. De op- en neerbeweging kan dan worden veroorzaakt door lichte gewichtverschuivingen zoals eenvoudig voor- en achterover leunen.

Draaimomenten spelen een grote rol bij het vastdraaien van bouten. Bij veiligheidskritische schroefverbindingen worden de te gebruiken draaimomenten voor het vastdraaien van bouten of moeren vastgesteld afhankelijk van het type schroef en de aard van de verbinding. Bij het verwisselen van banden aan voertuigen bijvoorbeeld, moeten de wielmoeren worden vastgedraaid met het voorgeschreven draaimoment voor de betreffende wielen. Te hoge, maar ook te lage draaimomenten kunnen ertoe leiden dat de wielen tijdens het rijden losraken. Ook de montage van andere onderdelen aan voertuigen moet absoluut gebeuren met het voorgeschreven draaimoment. Voor de montage kunnen momentsleutels of slagmoersleutels worden gebruikt, waarbij het te bereiken draaimoment kan worden ingesteld. Deze montagegereedschappen met instelmogelijkheden zijn in zekere zin ook draaimomentmeters, maar geven geen meetwaarden weer, maar geven een signaal af wanneer een ingestelde grenswaarde wordt bereikt. Om te bepalen of ze correct werken, kunnen deze gereedschappen worden gecontroleerd met een ander draaimomentmeetapparaat.

Draaimomenten zijn een belangrijke meetwaarde voor veel onderdelen die bedoeld zijn om in een draaibeweging te worden gebracht of die door statische of dynamische belasting op verdraaiing worden belast. Dit geldt zowel voor de machine- en voertuigbouw als voor de bouwsector en de energiesector.

Draaimomentmeters voor schroefverbindingen
Voor veel schroefverbindingen zijn draaimomenten voorgeschreven waarmee de bouten of moeren bij de montage moeten worden vastgedraaid. Dit betreft niet alleen verbindingen van draaiende onderdelen, maar bijvoorbeeld ook de fixatie van hoogvaste bouten in staalconstructies. Deze boutverbindingen worden vaak gemaakt met gereedschappen die het bereiken van het ingestelde draaimoment akoestisch en haptisch signaleren. Deze gereedschappen kunnen worden gekalibreerd met een ander draaimomentmeetapparaat.

Draaimomentmeters in de productiecontrole
In de productiecontrole kunnen draaimomentmeters niet alleen worden gebruikt voor de controle en aansturing van schroefbewerkingen, maar bijvoorbeeld ook voor de bepaling van de viscositeit van materialen. Hoe dikker een materiaal is, hoe hoger de viscositeit en het draaimoment dat moet worden ingebracht om het materiaal door roeren te mengen.

Draaimomentmeters op testbanken
Bij de ontwikkeling en ook bij latere controles van motoren, aandrijfassen, transmissies en remmen worden vaak draaimomenten gemeten en beoordeeld om mogelijkheden te vinden voor het verhogen van de mechanische prestaties en het verbeteren van het rendement.

Draaimomentmeters voor kalibratietaken
Slagmoersleutels, momentsleutels en andere gereedschappen die momenten in onderdelen inbrengen, kunnen regelmatig worden gecontroleerd met een draaimomentmeetapparaat om ervoor te zorgen dat de schroefverbindingen met de juiste waarde worden vastgedraaid.

Draaimomentmeters voor schroefdoppen
Het draaimoment waarmee schroefdoppen op containers worden vastgezet, moet enerzijds voorkomen dat de inhoud uitlekt of bederft. Anderzijds mogen de schroefdraden niet worden beschadigd en mag de dop niet te moeilijk los te maken zijn.

Types draaimomentmeters
Draaimomentmeters zijn verkrijgbaar als handapparaten voor mobiel gebruik, als tafelapparaten of voor vaste installatie in testbanken of productielijnen. De sensor voor de meting kan ofwel in het displayapparaat zijn ingebouwd, of als een externe sensor via een kabel met het display- en bedieningsapparaat worden verbonden. De draaimomentmeters met externe sensor maken ook metingen op moeilijk bereikbare plaatsen mogelijk.

Meetbereik, overbelastingsbeveiliging en resolutie van draaimomentmeters
Het meetbereik moet altijd worden gekozen op basis van de te meten draaimomenten. Als het aangebrachte draaimoment het meetbereik overschrijdt, kan de waarde niet meer correct worden gemeten en zal bij te hoge belasting de sensor beschadigd raken. Sommige draaimomentmeters hebben een overbelastingsbeveiliging tot 50 procent van het maximale draaimoment. Dit betekent dat een draaimomentmeter met een meetbereik van 100 Nm draaimomenten tot 100 Nm kan meten en belastingen boven 100 Nm tot 150 Nm kan opnemen zonder beschadigd te raken. Als een draaimomentmeter met een zeer hoog meetbereik voor kleine draaimomenten wordt gebruikt, zijn de mogelijke weergavewaarden niet zo fijn als bij een kleiner meetbereik. Zo ligt de resolutie binnen een apparatenserie met de sensor voor 10 Nm maximale belasting op 0,01 Nm en bij gebruik van de sensor voor 100 Nm maximale belasting kan alleen in stappen van 0,1 Nm worden weergegeven.

Meetnauwkeurigheid van draaimomentmeters
Voor de beoordeling van de meetnauwkeurigheid is het belangrijk om te letten op of de in procenten vermelde waarden betrekking hebben op de meetwaarde of op het meetbereik. Een meetonzekerheid van 0,5 procent van het meetbereik betekent bij 10 Nm een mogelijke afwijking van 0,05 Nm, maar bij een sensor met 100 Nm maximale belasting 0,5 Nm, wat het tienvoudige is.
Hier is een voorbeeld voor een meetwaarde van 6,20 Nm die met twee verschillende apparaten is gemeten:
Bij de draaimomentmeter met een meetbereik van 100 Nm kan het aangebrachte moment bij deze meetwaarde tussen 5,7 en 6,7 Nm liggen.
De draaimomentmeter met een maximale belasting van 10 Nm mag deze waarde alleen weergeven wanneer momenten tussen 6,15 Nm en 6,25 Nm worden toegepast.

Meetfrequentie
De meetfrequentie geeft aan hoeveel meetwaarden binnen een bepaalde tijd door de draaimomentmeter kunnen worden opgenomen. Bij een zeer eenvoudige draaimomentmeter kan geen meetfrequentie worden gekozen. Apparaten die moeten worden gebruikt voor gedetailleerde registratie van het verloop van het draaimoment, bijvoorbeeld bij motoren, kunnen indien nodig worden ingesteld op meetfrequenties tot 1.000 metingen per seconde.

Gegevensopslag en interfaces van de draaimomentmeter
Bij sommige toepassingen moeten met de draaimomentmeter in korte tijd veel waarden worden verzameld, die later moeten worden geanalyseerd. De analyse wordt vergemakkelijkt als de draaimomentmeter beschikt over een grote interne opslagcapaciteit en een interface voor gegevensoverdracht, zoals RS-232 of USB. Sommige apparaten bieden ook opslagmogelijkheden op verwisselbare opslagmedia zoals MicroSD-kaarten. Bovendien kunnen draaimomentmeters ook zijn uitgerust met een alarmsignaaluitgang.

Analysersoftware voor draaimomentmeters
De projectgerichte opslag en analyse van meetwaarden kan worden vereenvoudigd met software die de door de draaimomentmeter geregistreerde waarden importeert. Sommige draaimomentmeters worden geleverd met analysersoftware. Na het overbrengen van de meetwaarden naar deze software kan men uit de grafische weergave van het momentverloop meestal sneller dan uit tabellen de relevante waarden halen. Van tevoren vastgestelde onder- en bovengrenzen worden in de grafiek als anders gekleurde horizontale lijnen weergegeven, zodat overschrijdingen of onderschrijdingen ervan duidelijk zichtbaar zijn. Onder de grafiek worden onder andere het aantal metingen en de kleinste en grootste gemeten waarde weergegeven.