Įtempimo matuoklį išrado Edwardas E. Simmonsas ir Arthuras C. Ruge'as 1938 m. Šis išradimas leido išmatuoti didelį įvairių konstrukcijų įtempimą. Įtempimo matuoklis yra a jutiklio tipas naudojamas įvairiausiais atvejais objekto įtempimui matuoti. Tai yra esminis geotechninis įrankis, kuris nustato įtampą įvairiose konstrukcijose, tokiose kaip tuneliai, požeminės ertmės, pastatai, tiltai, betonai, mūro užtvankos, įterpimas į dirvą / betoną ir kt. Čia yra viskas, ką skaitytojas gali žinoti apie deformacijos matuoklį darbo principas, charakteristikos ir pritaikymas.
Kas yra tempimo matuoklis?
Apibrėžimas: Įtempimo matuoklis yra vienas iš būtiniausių prietaisų, naudojamų geotechnikos inžinerijos srityje, norint išmatuoti įvairių konstrukcijų įtempimą. Pritaikius išorinę jėgą, pasikeistų deformacijos matuoklio atsparumas.
įtempio matuoklis
Pagrindinė matuoklio konstrukcija turi lanksčią izoliacinę atramą metalinei folijos konstrukcijai palaikyti. Ši metalinė ritė yra priklijuota prie plonos pagrindo, vadinamo laikikliu, ir visa sąranga yra pritvirtinta prie objekto naudojant tinkamus klijus. Kadangi objektas deformuojamas dėl jėgos, slėgio, svorio, įtempimo ir kt., elektrinė varža folijos pakeitimų. A Wheatstone tiltas matuoja varžos pokytį, kuris yra susijęs su įtempimu per kiekį, žinomą kaip matuoklio faktorius.
deformacijos-matuoklio-pavyzdžio-diagrama
Maži matuoklio pasipriešinimo pokyčiai matuojami naudojant Wheatstone tilto koncepciją. Žemiau pateiktame paveiksle pavaizduotas bendras Wheatstone tiltas, turintis keturias varžines rankas ir sužadinimo įtampą V.BUVO.
Wheatstone-tiltas
Wheatstone tiltas turi dvi lygiagrečias įtampos daliklis grandinės. R1 ir R2 sudaro vienos įtampos daliklio grandinę, R3 ir R4 - antrą įtampos daliklio grandinę. Išėjimo įtampą VO pateikia:
Vo = [R3 / (R3 + R4) -R2 / (R1 + 2)] * VBUVO
Jei R1 / R2 = R4 / R3, tada išėjimo įtampa lygi nuliui, o tiltas, sakoma, yra subalansuotas tiltas.
Mažas pasipriešinimo pokytis lemia nulinę išėjimo įtampą. Jei „R4“ pakeičiamas įtempimo matuokliu ir bet kokie deformacijos matuoklio atsparumo pokyčiai išbalansuos tiltą ir sukurs nulinę įtampą.
Įtempimo matuoklio matuoklio faktorius
Gabaritinis koeficientas GF nurodomas kaip
GF = (∆R⁄RG) / ∈
Kur,
‘ΔR’ yra atsparumo pokytis dėl įtempimo
„RG“ yra nedeformuoto matuoklio varža
‘Ε’ yra padermė
Paprastų metalinių folijų matuoklio koeficientas yra maždaug 2. Wheatstone tilto išėjimo jutiklio įtampa SV apskaičiuojama pagal
SV = EV (GF.∈) / 4
Kur EV yra tilto sužadinimo įtampa
Padermės matuoklis veikia
Įtempimo matuoklio veikimas visiškai priklauso nuo objekto / laidininko elektrinės varžos. Kai daiktas patempia savo elastingumo ribose ir nepalūžta ar nesisegamas visam laikui, jis tampa plonesnis ir ilgesnis, dėl to atsiranda didelė elektrinė varža. Jei daiktas yra suspaustas ir ne deformuojasi, bet išsiplečia ir sutrumpėja, sumažėja elektrinė varža. Vertės, gautos išmatavus matuoklio elektrinę varžą, padeda suprasti įtampos sukeltą kiekį.
Žadinimo įtampa naudojama matuoklio tinklo įvesties gnybtuose, o išvestis skaitoma išėjimo gnybtuose. Paprastai jie yra prijungti prie apkrovos ir greičiausiai išliks stabilūs ilgesnį laiką, kartais dešimtmečius. Matuokliams naudojami klijai priklauso nuo matavimo sistemos trukmės - cianakrilato klijai tinka trumpalaikiams matavimams, o epoksidiniai klijai - ilgalaikiams matavimams.
Įtempimo matuoklio darbo principas
Kaip žinome, kad varža tiesiogiai priklauso nuo laidininko ilgio ir skerspjūvio ploto, kurį nurodo R = L / A
Kur,
‘R’ = pasipriešinimas
‘L’ = ilgis
‘A’ = skerspjūvio plotas
Akivaizdu, kad laidininko ilgis keičiasi keičiantis laidininko dydžiui ir formai, galiausiai keičiant skerspjūvio plotą ir varžą.
Bet kokio įprasto matuoklio laidi juosta yra ilga ir plona, išdėstyta lygiagrečių linijų zig-zag būdu. Šio zig-zag išlyginimo tikslas yra labai tiksliai išnagrinėti nedidelį įtempimą, kuris atsiranda tarp lygiagrečių linijų. Stresas apibrėžiamas kaip objekto pasipriešinimo jėga.
Padermių matuoklių rozetės
Du ar daugiau matuoklių, išdėstytų glaudžiai į rozetę panašioje struktūroje, kad būtų galima išmatuoti komponentų skaičių, kad būtų galima įvertinti tikslų paviršiaus įtempimą, vadinamos įtempimo matuoklio rozetėmis. Iliustracija parodyta paveikslėlyje žemiau.
įtempimo-matuoklio-rozetės
Įtempimo matuoklio apkrovos elementai
Šios apkrovos elementai dažniausiai randami pramonėje. Tai labai tikslus ir ekonomiškas. Iš esmės apkrovos elementas susideda iš metalinio korpuso, ant kurio pritvirtinti tempimo matuokliai. Kad metalinis korpusas būtų tvirtas ir mažiau elastingas, projektuojant naudojamas legiruotasis plienas, aliuminis arba nerūdijantis plienas.
Kai išorinė jėga veikia krūvio elementą, krūvio elementas šiek tiek deformuojasi ir, jei nėra perkrautas, jis grįžta į savo pradinę formą.
Jei krūvio elementas deformuojasi, matuoklis keičia savo formą, dėl kurio pasikeičia matuoklio elektrinė varža, o tai savo ruožtu matuoja įtampą.
Yra įprasti įtempio matuoklio apkrovos elementų tipai, įskaitant lenkimo spindulį, blyną, vieno taško šlyties pluošto apkrovos elementą, dvipusį kirpimo spindulį, vielinių lynų spaustukus ir pan.
Įtempimo matuoklių charakteristikos
Svarbios deformacijų matuoklių charakteristikos yra šios:
- Tai tinka ilgesniam laikotarpiui, taikant tam tikras atsargumo priemones
- Jie pateikia tikslius dydžius, keičiant temperatūrą ir kitus veiksnius
- Juos lengva pagaminti dėl paprastų komponentų
- Jie yra lengvai prižiūrimi ir turi ilgą eksploatavimo laiką
- Tai visiškai sujungta, kad būtų apsaugota nuo pažeidimų, tokių kaip tvarkymas ir montavimas
Įtempimo matuoklio taikymai
Išskirtinės savybės leidžia šiuos matuoklius naudoti geotechnikos inžinerijos srityje, kad būtų galima nuolat stebėti tokias konstrukcijas kaip užtvankos, tuneliai ir pan., Kad iš anksto būtų išvengta avarijų. Kai kurios įtempio matuoklių programos apima:
- Geležinkelio stebėjimas
- Kabelių tiltai
- Aviacija
- Atominės elektrinės
DUK
1). Koks tempimo matuoklio jautrumas?
Srauto įtempis skiriasi nuo deformacijos greičio. Taip pat įtempimo greitis priklauso nuo objekto ar darbo medžiagos grūdelių dydžio. Jis apibrėžiamas kaip srauto įtempio ir deformacijos pokyčio santykis.
2). Koks yra tempimo vienetas?
Padermė yra dydis be matmenų. Tačiau deformacijos greitis yra abipusis laikas, o SI vienetas yra sekundžių (s-1).
3). Kaip pasirinkti tempimo matuoklį?
Tai pasirenkama atsižvelgiant į programų tipą ir kitus susijusius elementus. Toks kaip -
- Remiantis matuoklio ilgiu ir atsparumu
- Remiantis darbo taupymo sąnaudomis
- Remiantis medžiaga ir matavimo aplinka
4). Kodėl Wheatstone tiltas naudojamas įtempio matuokliui?
„Wheatstone“ tiltas gali išmatuoti išėjimo įtampą milivoltais. Susietam įtempio matuokliui atsparumo pokytį galima išmatuoti, kai jis prijungtas prie elektros grandinės (Wheatstone tiltas), matuojančio minutinį pasipriešinimo pokytį. Kai Wheatstone tilto išėjimo įtampa tampa nulis, grandinė praranda pusiausvyrą ir padeda nustatyti objekto įtampą.
5). Kaip įdiegti tempimo matuoklius?
Čia yra įtempimo matuoklio įdiegimo žingsniai
Taigi, an išsamus deformacijos matuoklio aprašymas , darbo principas, matuoklis, charakteristikos ir pritaikymas pateikiami šiame straipsnyje. Be to, skaitmeninė vaizdo koreliacija (DIC) yra metodas, naudojamas įtampai matuoti. Jis naudojamas daugelyje pramonės šakų dėl tikslumo ir kaip įprasto tipo jutiklių, tokių kaip akselerometrai, virveliniai puodai, LVDT ir daugelio kitų, pakeitimas. Štai jums klausimas, kokia yra pagrindinė deformacijos matuoklio funkcija?
