Hvad er stammåler: Arbejde og dets applikationer

Hvad er stammåler: Arbejde og dets applikationer

En stammemåler blev opfundet af Edward E. Simmons og Arthur C. Ruge i 1938. Denne opfindelse førte til måling af en betydelig mængde belastning på forskellige strukturer. En spændingsmåler er en type sensor bruges i en lang række applikationer til at måle en genstands belastning. Det er et væsentligt geoteknisk værktøj, der bestemmer belastning i en række strukturer såsom tunneler, underjordiske hulrum, bygninger, broer, betoner, murværksdæmninger, nedlejring i jord / beton osv. Her er alt, hvad en læser kan vide om stammen, herunder arbejdsprincip, egenskaber og anvendelser.



Hvad er en stammåler?

Definition: En spændingsmåler er en af ​​de absolut nødvendige anordninger, der anvendes inden for geoteknik til måling af belastning på forskellige strukturer. Ved at anvende en ekstern kraft, ville der være en ændring i modstand hos en trækmåler.


Stammåler

spændingsmåler



Den grundlæggende konstruktion af en måler har et isolerende fleksibelt underlag, der understøtter en metallisk foliestruktur. Denne metalliske spole limes på et tyndt underlag kaldet en bærer, og hele opsætningen er fastgjort til et objekt ved hjælp af et passende klæbemiddel. Da objektet deformeres på grund af kraft, tryk, vægt, spænding osv., elektrisk modstand af folieskift. EN Wheatstone bro måler ændringen i resistivitet, som er relateret til belastning gennem en mængde kendt som Gauge Factor.

Stamme-Gauge-prøve-diagram

stamme-gauge-prøve-diagram



De små ændringer i målerens modstand måles ved hjælp af begrebet Wheatstone bridge. Figuren nedenfor illustrerer den generelle Wheatstone-bro, som har fire resistive arme og en excitationsspænding, VTIDLIGERE.

Wheatstone-Bridge

Wheatstone-bro

Wheatstone-broen har to parallelle spændingsdeler kredsløb. R1 og R2 danner et spændingsdelerkredsløb, R3 og R4 danner et andet spændingsdelerkredsløb. Udgangsspændingen VO er givet af:

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


Hvis R1 / R2 = R4 / R3, er udgangsspændingen nul, og broen siges at være en afbalanceret bro.

En lille ændring i modstand fører til en ikke-nul udgangsspænding. Hvis 'R4' erstattes med en trækmåler, og eventuelle ændringer i trækmålers modstand vil afbalancere broen og producere spænding uden nul.

Gauge Factor of Strain Gauge

Målefaktoren GF er angivet som

GF = (∆R⁄RG) / ∈

Hvor,

'ΔR' er ændringen i modstand på grund af belastning

'RG' er modstanden fra den udeformerede måler

'Ε' er stammen

Målefaktoren for almindelige metalfolier er omkring 2. Udgangssensorspændingen SV for en Wheatstone-bro er givet ved,

SV = EV (GF.∈) / 4

Hvor EV er broens excitationsspænding

Stammåler arbejder

Funktionen af ​​en spændingsmåler afhænger helt af en genstands / lederes elektriske modstand. Når et objekt strækkes inden for dets grænser for elasticitet og ikke knækker eller spænder permanent, bliver det tyndere og længere, hvilket resulterer i høj elektrisk modstand. Hvis en genstand komprimeres og ikke deformeres, men udvides og forkorter, resulterer i nedsat elektrisk modstand. Værdierne opnået efter måling af en måleres elektriske modstand hjælper med at forstå mængden af ​​stress-induceret.

Excitationsspændingen påføres på indgangsterminalerne på et målernetværk, mens udgangen læses ved udgangsterminalerne. Normalt er disse forbundet med en belastning og vil sandsynligvis forblive stabile i længere perioder, nogle gange årtier. Limen, der anvendes til målere, afhænger af varigheden af ​​et målesystem - cyanoacrylatlim er velegnet til kortvarige målinger og epoxylim til langtidsmålinger.

Funktionsprincip for spændingsmåler

Som vi ved, er modstanden direkte afhængig af lederens længde og tværsnitsareal, hvilket er givet af R = L / A

Hvor,

‘R’ = Modstand

‘L’ = Længde

‘A’ = tværsnitsareal

Det er klart, at længden af ​​en leder ændres med ændringen i størrelse og form på en leder, hvilket til sidst ændrer tværsnitsarealet og modstanden.

Enhver normal måler har en ledende strimmel, der er lang og tynd, placeret zig-zag med parallelle linjer. Formålet med denne zig-zag-tilpasning er at uddybe den lille mængde stress, der opstår mellem de parallelle linjer med meget nøjagtighed. Stress defineres som en objekts modstandskraft.

Stammålere Rosetter

To eller flere målere placeret tæt i en rosetlignende struktur for at måle antallet af komponenter for at evaluere nøjagtig belastning på overfladen er kendt som rosetter med stregmåler. Illustrationen er vist i nedenstående figur.

Stamme-gauge-rosetter

stamme-gauge-rosetter

Belastningsceller til spændingsmåler

Disse vejeceller findes mest i industrielle applikationer. Det er meget præcist og økonomisk. Dybest set består en vejecelle af et metallegeme, hvorpå der er fastgjort spændingsmålere. For at metallegemet skal være robust og mindre elastisk, anvendes legeret stål, aluminium eller rustfrit stål til at designe.

Når en ekstern kraft påføres en vejecelle, deformeres lastcellen let, og hvis den ikke overbelastes, vender den tilbage til sin oprindelige form.

Hvis vejecellen deformeres, ændres måleren i form og forårsager ændring i målerens elektriske modstand, som igen måler spænding.

Der er almindelige typer af belastningsceller til belastningsmåler, som inkluderer bøjningsbjælke, pandekage, enkeltpunktsforskydningsbjælkebelastningscelle, dobbelt-endet forskydningsbjælke, wire reb-klemmer osv.

Karakteristik af stamme målere

De vigtige egenskaber ved stregmålere er:

  • Disse er passende i længere perioder med visse forholdsregler
  • De giver nøjagtige værdier med en ændring i temperatur og andre faktorer
  • Disse er nemme at fremstille på grund af enkle komponenter
  • De er nemme at vedligeholde og har en lang levetid
  • Dette er helt indkapslet for at beskytte mod skader som håndtering og installation

Anvendelser af stammen

De ekstraordinære egenskaber gør det muligt for disse målere at blive brugt inden for geoteknisk teknik til konstant at overvåge strukturer som dæmninger, tunneler osv. Og undgå ulykker i god tid. Nogle af anvendelserne af stregmålere inkluderer -

  • Jernbaneovervågning
  • Kabelbroer
  • Rumfart
  • Atomkraftværker

Ofte stillede spørgsmål

1). Hvad er følsomheden af ​​stregmåler?

Strømspændingen adskiller sig med hensyn til belastningshastigheden. Stammehastigheden afhænger også af kornstørrelsen på en genstand eller et arbejdsmateriale. Det defineres som forholdet mellem ændring i strømningsspænding og ændring i belastning.

2). Hvad er belastningsenheden?

Stammen er en dimensionsløs størrelse. Stammehastigheden er imidlertid den gensidige tid, og SI-enheden er gensidig af sekunder (s-1).

3). Hvordan vælger jeg en trækmåler?

Dette vælges ud fra typen af ​​applikationer og andre relaterede elementer. Såsom -

  • Baseret på målelængde og modstand
  • Baseret på arbejdsbesparende omkostninger
  • Baseret på materiale og målemiljø

4). Hvorfor bruges Wheatstone Bridge til stregmåler?

Wheatstone bridge er i stand til at måle udgangsspændinger målt i millivolt. For en bundet belastningsmåler kan en modstandsændring måles, når den er forbundet til et elektrisk kredsløb (Wheatstone bridge), der måler den lille ændring i modstand. Da udgangsspændingen på Wheatstone-broen bliver ikke-nul, mister kredsløbet sin balance og hjælper med at bestemme belastningen på objektet.

5). Hvordan installerer man stregmålere?

Her er trinene til installation af stregmåler

Således er en omfattende beskrivelse af spændingsmåleren , princippet om arbejde, målefaktor, karakteristika og anvendelser findes i denne artikel. Derudover er digital billedkorrelation (DIC) en teknik, der i dag anvendes til at måle stamme. Det bruges i mange brancher på grund af nøjagtighed og som erstatning for konventionelle typer sensorer som accelerometre, strengpotter, LVDT og mange flere. Her er et spørgsmål til dig, hvad er hovedfunktionen for stregmåler?