Ang isang gauge ng salaan ay naimbento nina Edward E. Simmons at Arthur C. Ruge, noong 1938. Ang imbensyong ito ay humantong sa pagsukat ng isang makabuluhang halaga ng pilay sa iba`t ibang istraktura. Ang isang gauge ng salaan ay a uri ng sensor ginamit sa iba't ibang mga application upang masukat ang pilay ng isang bagay. Ito ay isang mahalagang tool na geotechnical na tumutukoy sa sala sa isang hanay ng mga istraktura tulad ng mga tunnels, underground cavities, mga gusali, tulay, concretes, masonry dam, pag-embed sa lupa / kongkreto, atbp Narito ang lahat na maaaring malaman ng isang mambabasa tungkol sa sukatan ng Strain gauge nagtatrabaho prinsipyo, mga katangian, at application.
Ano ang isang Strain Gauge?
Kahulugan: Ang isang gauge ng salaan ay isa sa mga kinakailangang aparato na ginagamit sa larangan ng geotechnical engineering upang masukat ang pilay sa magkakaibang mga istraktura. Sa pamamagitan ng paglalapat ng isang panlabas na puwersa, magkakaroon ng pagbabago sa paglaban ng isang gauge ng sala.
pagsukat ng sukat
Ang pangunahing konstruksyon ng isang gauge ay may isang insulate na may kakayahang umangkop na suporta upang suportahan ang isang istrakturang metal na foil. Ang metal coil na ito ay nakadikit sa isang manipis na backing na tinatawag na isang carrier, at ang buong pag-set up ay naayos sa isang bagay gamit ang isang naaangkop na malagkit. Tulad ng object ay deformed dahil sa puwersa, presyon, timbang, pag-igting, atbp, ang paglaban ng kuryente ng mga pagbabago sa foil. A Tulay ng Wheatstone Sinusukat ang pagbabago sa resistivity, na nauugnay sa pilay sa pamamagitan ng isang dami na kilala bilang Gauge Factor.
strain-gauge-specimen-diagram
Ang maliliit na pagbabago sa paglaban ng isang gauge ay sinusukat gamit ang konsepto ng Wheatstone bridge. Ang figure sa ibaba ay naglalarawan ng pangkalahatang tulay ng Wheatstone, na mayroong apat na resistive arm at isang boltahe ng paggulo, VDATING.
Wheatstone-tulay
Ang tulay ng Wheatstone ay may dalawang parallel divider ng boltahe mga circuit Ang R1 at R2 ay bumubuo ng isang boltahe na divider circuit, ang R3 at R4 ay bumubuo ng ikalawang boltahe na divider circuit. Ang output voltage VO ay ibinigay ng:
Vo = [R3 / (R3 + R4) -R2 / (R1 + 2)] * VDATING
Kung R1 / R2 = R4 / R3, kung gayon ang output voltage ay zero at ang tulay ay sinabi na isang balanseng tulay.
Ang isang maliit na pagbabago sa paglaban ay humahantong sa isang nonzero output boltahe. Kung ang 'R4' ay pinalitan ng isang gauge ng pagsukat at anumang mga pagbabago sa paglaban ng gauge ng salaan ay magbabalanse ng tulay at makagawa ng nonzero boltahe.
Kadahilanan ng Gauge ng Gauge ng Strain
Ang gauge factor GF ay ibinibigay bilang
GF = (∆R⁄RG) / ∈
Kung saan,
Ang 'ΔR' ay ang pagbabago sa paglaban dahil sa pilay
Ang 'RG' ay ang paglaban ng hindi nabago na sukat
Ang ‘ε’ ang pilit
Ang gauge factor ng karaniwang mga metal foil ay nasa paligid ng 2. Ang output sensor voltage na SV ng isang tulay na Wheatstone ay ibinigay ng,
SV = EV (GF.∈) / 4
Kung saan ang EV ay ang boltahe ng paggulo ng tulay
Gumagawa ang Strain Gauge
Ang paggana ng isang gauge ng salaan ay ganap na nakasalalay sa kuryenteng resistivity ng isang bagay / konduktor. Kapag ang isang bagay ay nababanat sa loob ng mga limitasyon ng pagkalastiko at hindi permanenteng masira o mabaluktot, ito ay nagiging mas payat at mas mahaba, na nagreresulta sa mataas na resistensya sa elektrisidad. Kung ang isang bagay ay na-compress at hindi nababago, ngunit, nagpapalawak at nagpapapaikli, nagreresulta sa pagbawas ng resistensya sa elektrisidad. Ang mga halagang nakuha matapos ang pagsukat ng elektrikal na paglaban ng isang gauge ay nakakatulong upang maunawaan ang dami ng sapilitan sa pagkapagod.
Ang boltahe ng paggulo ay inilalapat sa mga input terminal ng isang gauge network, habang ang output ay nabasa sa mga output terminal. Karaniwan, ang mga ito ay konektado sa isang karga at malamang na manatiling matatag para sa mas matagal na panahon, kung minsan mga dekada. Ang pandikit na ginamit para sa mga gauge ay nakasalalay sa tagal ng isang sistema ng pagsukat - ang cyanoacrylate na pandikit ay angkop para sa mga panandaliang pagsukat at epoxy na pandikit para sa mga pangmatagalang pagsukat.
Prinsipyo ng Nagtatrabaho ng Strain Gauge
Tulad ng alam natin na ang paglaban ay direktang nakasalalay sa haba at cross-sectional area ng isang konduktor, na ibinibigay ng R = L / A
Kung saan,
'R' = Paglaban
'L' = Haba
'A' = cross-sectional area
Malinaw, ang haba ng isang konduktor ay binago sa pagbabago ng laki at hugis ng isang konduktor, sa paglaon, binabago ang cross-sectional area at paglaban.
Ang anumang normal na gauge ay may conductive strip na mahaba at manipis, na inilagay sa isang zig-zag na paraan ng mga parallel na linya. Ang layunin ng pagkakahanay na zig-zag na ito ay upang dagdagan ang kahulugan ng maliit na halaga ng stress na nangyayari sa pagitan ng mga parallel na linya na may ganap na kawastuhan. Ang stress ay tinukoy bilang resisting force ng isang bagay.
Pinipilit ng Salin ang Mga Rosette
Dalawa o higit pang mga gauge na nakaposisyon nang malapit sa isang mala-rosette na istraktura upang masukat ang bilang ng mga bahagi upang suriin ang tumpak na pilay sa ibabaw ay kilala bilang mga rosette ng gauge ng pagsukat. Ang ilustrasyon ay ipinapakita sa larawan sa ibaba.
salaan-gauge-rosette
Mga Cell Cerege Load Cells
Ang mga cell ng pag-load na ito ay karaniwang matatagpuan sa mga pang-industriya na aplikasyon. Ito ay lubos na tumpak at matipid. Talaga, ang isang load cell ay binubuo ng isang metal na katawan kung saan nakakabit ang mga gauge ng salaan. Para sa katawan ng metal na maging matatag at hindi gaanong nababanat, ang bakal na haluang metal, aluminyo, o hindi kinakalawang na asero ang ginagamit upang magdisenyo.
Kapag ang isang panlabas na puwersa ay inilalapat sa isang cell ng pag-load, ang load cell ay bahagyang na-deform, at kung hindi labis na nag-load, bumalik ito sa orihinal na hugis.
Kung ang cell deforms ay nagbabago, ang gauge ay nagbabago sa hugis, na sanhi ng pagbabago sa electrical resistensya ng gauge, na siya namang sumusukat sa boltahe.
Mayroong mga karaniwang uri ng mga cell ng pag-load ng pagsukat ng salaan, na kinabibilangan ng baluktot na sinag, pancake, solong point shear beam load cell, doble na natapos na shear beam, wire lubid clamp, at iba pa.
Mga Katangian ng Mga Gauge ng Strain
Ang mahahalagang katangian ng mga gauge ng salaan ay:
- Naaangkop ang mga ito para sa mas matagal na panahon na may ilang pag-iingat
- Nagbibigay ang mga ito ng tumpak na halaga na may pagbabago sa temperatura at iba pang mga kadahilanan
- Madali itong magawa dahil sa mga simpleng sangkap
- Madali silang mapanatili at may mahabang buhay sa pagpapatakbo
- Ito ay ganap na naka-encode upang maprotektahan mula sa mga pinsala tulad ng paghawak at pag-install
Mga aplikasyon ng Strain Gauge
Ang mga pambihirang tampok ay nagbibigay-daan sa mga gauge na ito upang magamit sa larangan ng geotechnical engineering upang subaybayan ang mga istruktura tulad ng mga dam, tunnel, atbp. Patuloy at maiwasan ang mga aksidente nang maaga. Ang ilan sa mga aplikasyon ng mga pagsukat ng salaan ay kasama -
- Pagsubaybay sa riles
- Mga tulay ng cable
- Aerospace
- Mga planta ng nuklear na kuryente
Mga FAQ
1). Ano ang pagiging sensitibo ng gauge ng salaan?
Ang stress ng daloy ay naiiba na may paggalang sa rate ng pilay. Gayundin, ang rate ng pilay ay nakasalalay sa laki ng butil ng isang bagay o isang materyal sa trabaho. Ito ay tinukoy bilang ang ratio ng pagbabago ng daloy ng stress sa pagbabago ng pilay.
2). Ano ang yunit ng pilay?
Ang salaan ay isang walang sukat na dami. Gayunpaman, ang rate ng salaan ay ang katumbasan ng oras at ang unit ng SI ay katumbas ng mga segundo (s-1).
3). Paano ako pipili ng isang gauge ng salaan?
Napili ito batay sa uri ng mga application at iba pang mga kaugnay na elemento. Tulad ng -
- Batay sa haba ng sukat at paglaban
- Batay sa gastos sa pag-save ng paggawa
- Batay sa materyal at kapaligiran sa pagsukat
4). Bakit ginagamit ang tulay ng Wheatstone para sa pagsukat ng salaan?
Ang tulay ng Wheatstone ay may kakayahang sukatin ang mga output voltages sa mga tuntunin ng millivolts. Para sa isang nakagapos na gauge ng pilay, ang isang pagbabago sa paglaban ay maaaring masukat kapag nakakonekta ito sa isang de-koryenteng circuit (tulay ng Wheatstone) na sumusukat sa minutong pagbabago sa paglaban. Habang ang boltahe ng output sa tulay ng Wheatstone ay naging non-zero, nawawalan ng balanse ang circuit at tumutulong upang matukoy ang pilay sa bagay.
5). Paano mo mai-install ang mga gauge ng salaan?
Narito ang mga hakbang upang mag-install ng gauge ng salaan
Kaya, an malawak na paglalarawan ng gauge ng salaan , ang prinsipyo ng pagtatrabaho, gauge factor, mga katangian, at aplikasyon ay ibinibigay sa artikulong ito. Bukod dito, ang digital image correlation (DIC) ay isang diskarteng ginagamit ngayon upang sukatin ang pilay. Ginagamit ito sa maraming industriya dahil sa kawastuhan at bilang kapalit ng maginoo na uri ng mga sensor tulad ng mga accelerometro, mga kaldero ng string, LVDT, at marami pa. Narito ang isang katanungan para sa iyo, ano ang pangunahing pag-andar ng gauge ng strain?
