Strain Gauge: کارکرد اصلی و نمودار

چه چیزی است گیره تنش

یک گیره تنش یک مقاومت است که برای اندازه‌گیری تنش روی یک شیء استفاده می‌شود. وقتی نیروی خارجی روی یک شیء اعمال می‌شود، به دلیل آن تغییر شکل در شکل شیء رخ می‌دهد. این تغییر شکل که می‌تواند فشاری یا کششی باشد، تنش نامیده می‌شود و توسط گیره تنش اندازه‌گیری می‌شود. وقتی یک شیء در حد الاستیسیته تغییر می‌کند، یا باریک‌تر و طولانی‌تر می‌شود یا کوتاه‌تر و پهن‌تر می‌شود. به عنوان نتیجه آن، تغییر در مقاومت از ابتدای تا انتهای آن رخ می‌دهد.

گیره تنش به تغییرات کوچک در هندسه یک شیء حساس است. با اندازه‌گیری تغییر در مقاومت یک شیء، مقدار تنش القاء شده محاسبه می‌شود.

تغییر در مقاومت معمولاً مقدار بسیار کوچکی دارد و برای تشخیص این تغییر کوچک، گیره تنش یک نوار فلزی بلند و نازک دارد که در الگوی چپ و راست بر روی یک ماده غیرهادی به نام حامل قرار داده شده است، به گونه‌ای که می‌تواند تنش کوچک را در گروه خطوط موازی بزرگ کند و با دقت بالا اندازه‌گیری شود. گیره با یک لایه چسب به دستگاه متصل می‌شود.

وقتی یک شیء تغییر شکل فیزیکی دارد، مقاومت الکتریکی آن تغییر می‌کند و این تغییر توسط گیره اندازه‌گیری می‌شود.

مدار پل گیره تنش

مدار پل گیره تنش تنش اندازه‌گیری شده را با درجه اختلاف نشان می‌دهد و از یک ولتمتر در مرکز پل برای اندازه‌گیری دقیق این عدم تعادل استفاده می‌کند:

در این مدار، R1 و R3 دسته‌های نسبتی هستند که با هم برابرند، و R2 دسته ریزوستاتی است که مقداری برابر با مقاومت گیره تنش دارد. وقتی گیره تنش ندارد، پل متعادل است و ولتمتر صفر می‌نمایاند. با تغییر مقاومت گیره تنش، پل نامتوازن می‌شود و نشان‌دهنده‌ای در ولتمتر ایجاد می‌کند. ولتاژ خروجی از پل می‌تواند توسط یک verstärker تقویت شود.

تغییر دما در گیره تنش

یک عامل دیگر که مقاومت گیره را تحت تأثیر قرار می‌دهد دما است. اگر دما بیشتر باشد مقاومت بیشتر خواهد شد و اگر دما کمتر باشد مقاومت کمتر خواهد شد. این یک خاصیت مشترک تمام رساناها است. می‌توانیم این مشکل را با استفاده از گیره‌های تنشی که خود به دما جبران می‌کنند یا با روش گیره تنش مصنوعی حل کنیم.

بسیاری از گیره‌های تنش از آلیاژ کونستان ساخته شده‌اند که اثر دما را بر مقاومت لغو می‌کنند. اما بعضی از گیره‌های تنش از آلیاژ ایزوالاستیک نیستند. در چنین مواردی، گیره مصنوعی در جای R2 در مدار گیره تنش یک‌ربعی استفاده می‌شود که به عنوان دستگاه جبران دما عمل می‌کند.

هر زمان که دما تغییر کند، مقاومت در هر دو دسته ریزوستات به همان نسبت تغییر می‌کند و پل در حالت تعادل باقی می‌ماند. اثر دما لغو می‌شود. خوب است ولتاژ را کم نگه داریم تا گرمایش خود گیره تنش اجتناب شود. گرمایش خود گیره به رفتار مکانیکی آن بستگی دارد.

این تنظیمات به عنوان مدار یک‌ربعی در نظر گرفته می‌شود. دو تنظیم دیگر وجود دارد: مدار نیمه‌پل و مدار پل کامل که حساسیت بیشتری نسبت به مدار یک‌ربعی دارند. با این حال، مدار یک‌ربعی همچنان در سیستم‌های اندازه‌گیری تنش به طور گسترده‌ای استفاده می‌شود.

استفاده از گیره تنش

• در زمینه توسعه مهندسی مکانیکی.

• برای اندازه‌گیری تنش تولید شده توسط ماشین‌آلات.

• در زمینه تست اجزای هواپیما مانند: پیوندها، آسیب‌های ساختاری و غیره.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.