Strain Gauge Informasjon

Ingeniører design strukturer for å tåle stress av en teoretisk belastning. Den faktiske belastning på konstruksjonen er sjelden den samme som den teoretiske, så ingeniøren må måle det for å sikre konstruksjonen fremdeles er tilstrekkelig. En strekkmåler er en av de mest vanlige verktøy som brukes av ingeniører for å måle spenninger og deformasjoner i en struktur under "virkelige" betingelser.

Strain Definisjon

-Stamme er en måling av deformasjon i en struktur når en gitt belastning er påført. Det er endringen på grunn av deformasjon dividert med noen referanselengden. I en stang eller søyle, for eksempel, er referanselengden lengden av stangen eller kolonne før en belastning påføres. En gang under belastning, vil den stang eller kolonne endre lengde, selv om denne endringen i lengde er ofte umerkelig for øyet. Under komprimering, stang eller kolonne blir kortere og belastning er et negativt tall; under strekk, stang eller søyle er lengre, og belastningen er positiv.

Teori

En strekkmåler er i utgangspunktet en elektrisk motstand. Som det er strukket eller komprimert, endrer motstanden forutsigbart. Når du plasserer en strekklapp på en struktur og påfør en last, måleren strekker eller komprimerer med strukturen. Ved å måle den elektriske motstanden i måleren, kan du beregne endringen i lengde. Fra det, kan du beregne belastningen. Selv om belastningen er en viktig teknikk faktor, mange ingeniører er mer opptatt av stress. Når du har belastning, kan du beregne stress ved å dividere med Youngs modul for det materialet du undersøker. Dette forholdet mellom stress til belastning kalles Hookes lov.

design

Strekklapper har avansert med teknologi gjennom årene. De første strekklapper var mekaniske innretninger som fysisk målt deformasjon. Disse enhetene er nyttige i storskala applikasjoner der deformasjon er godt synlig, men mindre skala programmer krever mer følsomhet. Optiske enheter gir en mye høyere grad av nøyaktighet, men er veldig delikat. Selv om de er nyttige i kontrollerte laboratoriebetingelser, de mangler robusthet for å overleve industriell anvendelse. Elektrisk motstand strekklapper laget av forskjellige materialer som er mest utbredt. Bonded metallic-leder strekkmålere var de første elektriske motstandsmålere. Silikon-baserte strekkmålere ble utviklet rundt 1970 og gitt et kvantesprang i følsomhet. Nye design, for eksempel tynn film og diffust silisium, utgjør denne generasjonen av strekkmålere.

applikasjoner

Den mest grunnleggende belastning målingen er lineær strekk eller kompresjon. Du måle denne stamme ved å innrette aksen for strekkmåleren med aksen av stress man måler. Ved å legge til en andre deformasjonsmåler vinkelrett på aksen, kan man også måle den Poisson-effekten direkte. Som du strekke eller komprimere et materiale, vil det bli tynnere eller tykkere i forhold til mengden av lineær deformasjon, akkurat som når du trekker Taffy eller tannkjøtt og sentrum blir tynnere. Proporsjonalitetskonstanten er den Poisson-forholdet, og effekten er den Poisson-effekten. For å oppnå belastning måling i materialer som er bøyd i stedet for å strekkes, kan man arrangere et sett på fire i en Wheatstone-bro --- to på innsiden av svingen og to på utsiden.

betraktninger

Siden strekklapper er elektriske enheter, kan en statisk felt påvirke målingene, så vil andre former for elektriske forstyrrelser. Temperaturvariasjoner kan også skape problemer, fordi materialene har en tendens til å ekspandere når de oppvarmes. Denne effekten er en større bekymring for silikon-baserte strekklapper, fordi silisium er mer følsom og deformerer mer under termiske belastninger enn de metaller som kobber, som vanligvis brukes for sammenføyde trådmålere. Alignment er avgjørende for å få nøyaktige belastningsskader målinger. Dersom strekklappen ikke er innrettet med aksen av stress, vil belastningen lese vanligvis være lavere enn den faktiske belastning i materialet.