Što je mjerač naprezanja: rad i njegove primjene

Isprobajte Naš Instrument Za Uklanjanje Problema





Mjerač soja izumili su Edward E. Simmons i Arthur C. Ruge, 1938. Ovaj izum doveo je do mjerenja značajne količine naprezanja na raznim strukturama. Manometar je a vrsta senzora koristi se u širokom spektru aplikacija za mjerenje naprezanja predmeta. To je osnovni geotehnički alat koji određuje naprezanje u nizu struktura kao što su tuneli, podzemne šupljine, zgrade, mostovi, betoni, zidane brane, ugrađivanje u tlo / beton itd. Evo svega što čitatelj može znati o mjeraču napona, uključujući princip rada, karakteristike i primjena.

Što je mjerač naprezanja?

Definicija: Manometar je jedan od imperativnih uređaja koji se koriste u području geotehničkog inženjerstva za mjerenje naprezanja na raznim strukturama. Primjenom vanjske sile došlo bi do promjene otpora mjerača naprezanja.




Mjerenje naprezanja

mjerenje naprezanja

Osnovna konstrukcija mjerača ima izolacijsku fleksibilnu podlogu koja podupire metalnu folijsku strukturu. Ova metalna zavojnica zalijepljena je na tanku podlogu koja se naziva nosač, a cjelokupna postavka pričvršćena je na predmet pomoću odgovarajućeg ljepila. Kako se objekt deformira uslijed sile, pritiska, težine, napetosti itd., električni otpor promjena folije. A Vitstanov most mjeri promjenu otpornosti koja je povezana s naprezanjem kroz veličinu poznatu kao mjerni faktor.



Dijagram mjerenja soja-uzorak

dijagram soja-mjerač-uzorak

Male promjene u otporu mjerila mjere se pomoću koncepta Wheatstoneova mosta. Donja slika prikazuje općeniti Wheatstoneov most, koji ima četiri otporna kraka i pobudni napon, VPRIJAŠNJI.

Wheatstone-Bridge

Wheatstone-bridge

Wheatstoneov most ima dvije paralele djelitelj napona sklopovi. R1 i R2 čine jedan krug djelitelja napona, R3 i R4 čine drugi krug djelitelja napona. Izlazni napon VO dat je sa:

Vo = [R3 / (R3 + R4) -R2 / (R1 + 2)] * VPRIJAŠNJI


Ako je R1 / R2 = R4 / R3, tada je izlazni napon nula i za most se kaže da je uravnoteženi most.

Mala promjena otpora dovodi do izlaznog napona koji nije nula. Ako se ‘R4’ zamijeni mjeračem naprezanja i bilo kakve promjene u otporu mjerača naprezanja debalansiraju most i stvaraju nula nulu.

Mjerni faktor mjerača napona

Faktor mjerila GF dan je kao

GF = (∆R⁄RG) / ∈

Gdje,

‘ΔR’ je promjena otpora zbog naprezanja

‘RG’ je otpor nedeformiranog mjerača

‘Ε’ je soj

Faktor mjerenja uobičajenih metalnih folija je oko 2. Izlazni napon osjetnika SV mosta Wheatstone dan je s,

SV = EV (GF.∈) / 4

Gdje je EV napon pobude mosta

Rad mjerača napona

Funkcioniranje mjerača napona u potpunosti ovisi o električnoj otpornosti predmeta / vodiča. Kad se objekt rastegne u granicama elastičnosti i ne slomi se ili ne izvije trajno, postaje tanji i duži što rezultira velikim električnim otporom. Ako se objekt stlači i ne deformira, ali se proširi i skrati, rezultira smanjenim električnim otporom. Vrijednosti dobivene nakon mjerenja električnog otpora mjerača pomažu razumjeti količinu stresa izazvanog.

Napon pobude primjenjuje se na ulaznim stezaljkama mjerne mreže, dok se izlaz očitava na izlaznim stezaljkama. Obično su povezani s teretom i vjerojatno će ostati stabilni dulja razdoblja, ponekad i desetljeća. Ljepilo koje se koristi za mjerače ovisi o trajanju mjernog sustava - cijanoakrilatno ljepilo prikladno je za kratkotrajna mjerenja, a epoksidno ljepilo za dugotrajna mjerenja.

Princip rada mjerača napona

Kao što znamo da je otpor izravno ovisan o duljini i površini presjeka vodiča, što je dato s R = L / A

Gdje,

‘R’ = Otpor

‘L’ = duljina

‘A’ = površina presjeka

Jasno je da se duljina vodiča mijenja s promjenom veličine i oblika vodiča, na kraju mijenjajući površinu presjeka i otpor.

Bilo koji normalni mjerač ima provodljivu traku koja je duga i tanka, postavljena cik-cak paralelno. Svrha ovog cik-cak poravnanja je razraditi malu količinu naprezanja koja se javlja između paralelnih linija s velikom točnošću. Stres se definira kao sila otpora predmeta.

Rozete s mjeračima naprezanja

Dvije ili više mjerača smještenih usko u strukturi nalik rozeti za mjerenje broja komponenata za procjenu preciznog naprezanja na površini poznate su kao rozetice s manometrima. Ilustracija je prikazana na donjoj slici.

Mjerno-mjerne-rozete

sonde-gauge-rozete

Stanice opterećenja mjerača naprezanja

Te se mjerne stanice najčešće nalaze u industrijskoj primjeni. Vrlo je precizan i ekonomičan. U osnovi se mjerna ćelija sastoji od metalnog tijela na koje su pričvršćeni mjerači naprezanja. Da bi metalno tijelo bilo čvrsto i manje elastično, za dizajn se koriste legirani čelik, aluminij ili nehrđajući čelik.

Kada se na mjernu ćeliju primijeni vanjska sila, mjerna ćelija je lagano deformirana i ako nije preopterećena, vraća se u svoj izvorni oblik.

Ako se merna ćelija deformira, mjerač se mijenja u obliku, uzrokujući promjenu električnog otpora mjerača, koji zauzvrat mjeri napon.

Postoje uobičajene vrste ćelija mjerača naprezanja, koje uključuju gred za savijanje, palačinku, mjernu ćeliju s posmičnim snopom s jednom točkom, dvostruki posmični snop, stezaljke od žičane užadi i tako dalje.

Karakteristike sojnih mjerača

Važne karakteristike tenzometra su:

  • Oni su prikladni za dulja razdoblja uz određene mjere opreza
  • Daju precizne vrijednosti s promjenom temperature i ostalim čimbenicima
  • Jednostavne su za proizvodnju zbog jednostavnih komponenata
  • Jednostavni su za održavanje i dug radni vijek
  • Ovo je potpuno zatvoreno kako bi se zaštitilo od oštećenja poput rukovanja i ugradnje

Primjene mjerača napona

Izuzetne značajke omogućuju korištenje ovih mjerila u području geotehničkog inženjerstva za stalno nadziranje građevina poput brana, tunela itd. I za izbjegavanje nesreća unaprijed. Neke od primjena tenzometra uključuju -

  • Nadzor željeznica
  • Kablovski mostovi
  • Vazduhoplovstvo
  • Nuklearne elektrane

Najčešća pitanja

1). Koja je osjetljivost mjerača napona?

Napon protoka razlikuje se s obzirom na brzinu deformacije. Također, stopa naprezanja oslanja se na veličinu zrna predmeta ili radnog materijala. Definira se kao omjer promjene naprezanja protoka i promjene deformacije.

2). Koja je jedinica deformacije?

Soj je bezdimenzionalna veličina. Međutim, brzina naprezanja je recipročna vremenu, a SI jedinica je recipročna u sekundama (s-1).

3). Kako mogu odabrati mjerač naprezanja?

Ovo se odabire na temelju vrste aplikacija i ostalih srodnih elemenata. Kao što su -

  • Na temelju duljine mjerača i otpora
  • Na temelju troškova uštede rada
  • Na temelju materijala i mjernog okruženja

4). Zašto se Wheatstoneov most koristi za mjerač napona?

Wheatstoneov most sposoban je za mjerenje izlaznih napona u milivoltima. Za vezani mjerač naprezanja, promjena otpora može se izmjeriti kada je spojen na električni krug (Wheatstoneov most) koji mjeri minutnu promjenu otpora. Kako izlazni napon na Wheatstoneovom mostu postaje nula, krug gubi ravnotežu i pomaže u određivanju naprezanja na objektu.

5). Kako instalirate mjerače naprezanja?

Evo koraka za ugradnju mjerača napetosti

Dakle, an opširan opis mjerača naprezanja , načelo rada, mjerni faktor, karakteristike i primjena dati su u ovom članku. Osim toga, digitalna korelacija slike (DIC) danas je tehnika koja se koristi za mjerenje naprezanja. Koristi se u mnogim industrijama zbog preciznosti i kao zamjena za konvencionalne tipove senzora poput akcelerometara, lonaca s nizovima, LVDT i mnogih drugih. Evo pitanja za vas, koja je glavna funkcija mjerača napona?