Celma mērierīci 1938. gadā izgudroja Edvards E. Simmons un Artūrs C. Ruge. Šis izgudrojums ļāva izmērīt ievērojamu slodzi dažādās konstrukcijās. Sprieguma mērītājs ir a sensora tips izmanto visdažādākajās lietojumprogrammās, lai mērītu objekta spriedzi. Tas ir būtisks ģeotehniskais rīks, kas nosaka slodzi dažādās konstrukcijās, piemēram, tuneļos, pazemes dobumos, ēkās, tiltos, betonos, mūra aizsprostos, iestrādāšanā augsnē / betonā utt. Šeit ir viss, ko lasītājs var zināt par deformācijas mērītāju, ieskaitot darbības princips, raksturlielumi un pielietojums.

Kas ir deformācijas mērītājs?

Definīcija: Sprieguma mērītājs ir viena no obligātajām ierīcēm, ko izmanto ģeotehniskās inženierijas jomā, lai izmērītu slodzi uz dažādām konstrukcijām. Pielietojot ārēju spēku, mainītos deformācijas mērierīces pretestība.

deformācijas mērītājs

Mērinstrumenta pamatkonstrukcijai ir izolējoša elastīga pamatne, kas atbalsta metāla folijas struktūru. Šī metāla spole ir pielīmēta pie plānas pamatnes, ko sauc par nesēju, un visa iestatīšana tiek piestiprināta pie priekšmeta, izmantojot piemērotu līmi. Tā kā objekts ir deformēts spēka, spiediena, svara, spriedzes utt. Dēļ, elektriskā pretestība no folijas izmaiņām. A Wheatstone tilts mēra pretestības izmaiņas, kas ir saistītas ar spriedzi, izmantojot daudzumu, kas pazīstams kā Gauge Factor.

celms-gabarīts-parauga-diagramma

Nelielas mērinstrumenta pretestības izmaiņas mēra, izmantojot Wheatstone tilta jēdzienu. Zemāk redzamais attēls ilustrē vispārējo Vītstouna tiltu, kuram ir četras pretestības rokas un ierosmes spriegums V_BIJUSI.

Wheatstone-tilts

Vītstounas tiltam ir divas paralēles sprieguma dalītājs ķēdes. R1 un R2 veido vienu sprieguma dalītāja ķēdi, R3 un R4 veido otro sprieguma dalītāja ķēdi. Izejas spriegumu VO aprēķina:

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

Ja R1 / R2 = R4 / R3, tad izejas spriegums ir nulle un tiek uzskatīts, ka tilts ir līdzsvarots tilts.

Nelielas pretestības izmaiņas noved pie nulles izejas sprieguma. Ja ‘R4’ tiek aizstāts ar deformācijas mērierīci un jebkuras deformācijas mērierīces pretestības izmaiņas sabalansēs tiltu un radīs nulles spriegumu.

Spiediena mērītāja faktora koeficients

Gabarīta koeficientu GF norāda kā

GF = (∆R⁄RG) / ∈

Kur,

‘ΔR’ ir pretestības izmaiņas sasprindzinājuma dēļ

‘RG’ ir nedeformētā gabarīta pretestība

‘Ε’ ir celms

Parasto metāla foliju gabarīta koeficients ir aptuveni 2. Vītstouna tilta izejas sensora spriegumu SV izsaka,

SV = EV (GF.∈) / 4

Kur EV ir tilta ierosmes spriegums

Celma mērītājs darbojas

Sprieguma mērītāja darbība pilnībā ir atkarīga no objekta / vadītāja elektriskās pretestības. Kad objekts tiek izstiepts elastības robežās un nepārtraukti nesalūž un nepiesprādzējas, tas kļūst plānāks un garāks, kā rezultātā rodas augsta elektriskā pretestība. Ja objekts ir saspiests un nedeformējas, bet, paplašinot un saīsinot, samazinās elektriskā pretestība. Vērtības, kas iegūtas pēc mērierīces elektriskās pretestības mērīšanas, palīdz izprast stresa izraisīto daudzumu.

Uzbudinājuma spriegums tiek piemērots mērinstrumentu tīkla ieejas spailēm, bet izeja tiek nolasīta pie izejas spailēm. Parasti tie ir savienoti ar slodzi un, visticamāk, paliks stabili ilgākus periodus, dažreiz gadu desmitiem. Mērinstrumentiem izmantotā līme ir atkarīga no mērīšanas sistēmas ilguma - ciānakrilāta līme ir piemērota īstermiņa mērījumiem un epoksīda līme ilgtermiņa mērījumiem.

“kāpēc to sauc par maizes dēli ”

Celma mērierīces darba princips

Kā mēs zinām, ka pretestība ir tieši atkarīga no vadītāja garuma un šķērsgriezuma laukuma, ko dod R = L / A

Kur,

‘R’ = pretestība

‘L’ = garums

‘A’ = šķērsgriezuma laukums

Ir skaidrs, ka vadītāja garums tiek mainīts, mainoties vadītāja lielumam un formai, galu galā mainot šķērsgriezuma laukumu un pretestību.

Jebkuram normālam gabarītam ir gareniska un plāna vadoša sloksne, kas novietota līkloču veidā ar paralēlām līnijām. Šīs zig-zag izlīdzināšanas mērķis ir ar lielu precizitāti detalizēti aprakstīt nelielu stresa daudzumu, kas rodas starp paralēlajām līnijām. Stress tiek definēts kā objekta pretestības spēks.

Celma mērierīces rozetes

Divas vai vairākas mērierīces, kas cieši izvietotas rozetei līdzīgā struktūrā, lai izmērītu komponentu skaitu, lai novērtētu precīzu slodzi uz virsmas, tiek dēvētas par deformācijas mērierīces rozetēm. Attēls ir parādīts zemāk redzamajā attēlā.

celms-mērītājs-rozetes

Celma mērierīces slodzes šūnas

Šīs slodzes devas visbiežāk atrodamas rūpnieciskos nolūkos. Tas ir ļoti precīzs un ekonomisks. Būtībā slodzes devējs sastāv no metāla korpusa, uz kura ir piestiprināti deformācijas mērierīces. Lai metāla korpuss būtu izturīgs un mazāk elastīgs, projektēšanai tiek izmantots leģētais tērauds, alumīnijs vai nerūsējošais tērauds.

Kad slodzes devējam tiek piemērots ārējs spēks, slodzes devējs nedaudz deformējas, un, ja tas nav pārslogots, tas atgriežas sākotnējā formā.

Ja slodzes elements deformējas, mērierīce mainās pēc formas, izraisot mērierīces elektriskās pretestības izmaiņas, kas savukārt mēra spriegumu.

Ir izplatīti celma mērierīces slodzes elementu veidi, kas ietver lieces staru, pankūku, viena punkta bīdes staru slodzes elementu, divgalu bīdes staru, trošu skavas utt.

Celma mērierīču raksturojums

Svarīgās deformācijas mērierīču īpašības ir:

Tie ir piemēroti ilgākam laikam ar noteiktiem piesardzības pasākumiem
Tie nodrošina precīzas vērtības ar temperatūras un citu faktoru izmaiņām
Tos ir viegli izgatavot vienkāršu sastāvdaļu dēļ
Tos ir viegli uzturēt, un tiem ir ilgs darbības laiks
Tas ir pilnībā iekapsulēts, lai pasargātu no bojājumiem, piemēram, apstrādes un uzstādīšanas

Celma mērierīces pielietojums

Izcilās iezīmes ļauj šos mērinstrumentus izmantot ģeotehniskās inženierijas jomā, lai pastāvīgi uzraudzītu tādas struktūras kā aizsprosti, tuneļi utt. Un laikus izvairītos no negadījumiem. Daži no celmu mērītāju pielietojumiem ietver:

Dzelzceļa uzraudzība
Kabeļu tilti
Aerospace
Atomelektrostacijas

Bieži uzdotie jautājumi

1). Kāda ir deformācijas mērierīces jutība?

Plūsmas spriegums atšķiras no deformācijas ātruma. Arī stiepes ātrums ir atkarīgs no objekta vai darba materiāla graudu lieluma. To definē kā plūsmas sprieguma izmaiņu attiecību pret deformāciju.

“Augstas caurlaides filtra bodes diagramma ”

2). Kāda ir spriedzes vienība?

Celms ir bezizmēra lielums. Tomēr deformācijas ātrums ir laika un SI vienība ir sekundes (s-1).

3). Kā es varu izvēlēties deformācijas mērītāju?

Tas tiek izvēlēts, pamatojoties uz lietojumprogrammu veidu un citiem saistītiem elementiem. Piemēram -

Pamatojoties uz gabarīta garumu un pretestību
Pamatojoties uz darbaspēka taupīšanas izmaksām
Pamatojoties uz materiālu un mērījumu vidi

4). Kāpēc Wheatstone tiltu izmanto deformācijas mērītājam?

Wheatstone tilts spēj izmērīt izejas spriegumu milivoltos. Savienotajam sprieguma mērītājam var izmērīt pretestības izmaiņas, kad tas ir savienots ar elektrisko ķēdi (Wheatstone tiltu), kas mēra pretestības izmaiņas minūtē. Kad izejas spriegums uz Vītstouna tilta kļūst nulle, ķēde zaudē līdzsvaru un palīdz noteikt objekta slodzi.

5). Kā jūs uzstādāt deformācijas mērierīces?

Šeit ir norādītas darbības, lai uzstādītu deformācijas mērītāju

Tādējādi an plašs deformācijas mērierīces apraksts , darbības princips, gabarīta koeficients, raksturlielumi un pielietojums ir sniegti šajā rakstā. Bez tam digitālā attēla korelācija (DIC) mūsdienās tiek izmantota, lai izmērītu spriedzi. To izmanto daudzās nozarēs precizitātes dēļ un kā parasto sensoru veidu aizstājējus, piemēram, akselerometrus, stīgu podus, LVDT un daudz ko citu. Šeit ir jautājums jums, kāda ir deformācijas mērierīces galvenā funkcija?