
【計】 dynamometer type multiplier
測力計式乘法器(Dynamometer-type Multiplier)是結合力學測量與模拟計算原理的機電裝置,主要用于将機械力信號轉換為電信號并實現乘法運算。該設備的核心由測力傳感器和信號處理模塊組成:測力傳感器(如應變片或壓電元件)将施加的力轉換為電信號,隨後通過運算放大器對信號進行比例縮放和乘法處理。
在機械工程領域,此類裝置常見于需要實時計算力與位移乘積的場景,例如扭矩測量系統或能量消耗分析。其設計原理基于胡克定律($F = kx$)和歐姆定律($V = IR$),通過線性轉換實現輸入力的量化及後續計算。美國機械工程師協會(ASME)的力學校準标準中曾提及類似結構的力-電轉換裝置,認為其精度取決于傳感器的靈敏度和電路抗幹擾能力。
該術語在《機電一體化系統設計手冊》(2019版)中被歸類為"混合型信號處理器",強調其跨學科特性——既需要機械結構的應力分析知識,又涉及模拟電路設計技術。英國國家物理實驗室(NPL)的測試報告顯示,優化後的測力計式乘法器在0-500N量程内可實現±0.5%的測量精度。
測力計式乘法器是一種基于物理力學原理實現的模拟乘法裝置,其核心功能是将兩個輸入信號(通常是力或位移)通過機械結構轉換為乘積輸出。以下是其詳細解釋:
基本原理
該裝置通過杠杆、滑輪等機械結構,将兩個輸入力的大小按比例轉換為位移或形變量,再利用測力計(如彈簧秤、應變片)将形變量轉換為電信號輸出。最終輸出的電信號與兩個輸入力的乘積成正比。
實現方式
應用場景
主要用于早期模拟計算機或機械控制系統,例如:飛機儀表中的氣動力計算、工業設備中的實時力矩測量等需要快速模拟信號處理的場景。
與現代乘法器的區别
相較于數字乘法器(通過AD/DA轉換和數學運算實現),測力計式乘法器無需數字化處理,響應速度更快,但精度受機械結構限制。
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