Strain Gauge: Prinsip Kerja & Diagram

Apa Itu Strain Gauge

Sebuah strain gauge adalah resistor yang digunakan untuk mengukur tegangan pada suatu objek. Ketika gaya eksternal diterapkan pada suatu objek, hal ini menyebabkan terjadinya deformasi pada bentuk objek tersebut. Deformasi pada bentuk, baik kompresif maupun tarikan, disebut sebagai strain, dan diukur oleh strain gauge. Ketika objek berdeformasi dalam batas elastisitas, objek tersebut menjadi lebih sempit dan panjang atau menjadi lebih pendek dan lebar. Akibatnya, terjadi perubahan pada resistansi dari ujung ke ujung.

Strain gauge sangat sensitif terhadap perubahan kecil yang terjadi pada geometri objek. Dengan mengukur perubahan resistansi objek, jumlah stres yang ditimbulkan dapat dihitung.

Perubahan resistansi biasanya memiliki nilai yang sangat kecil, dan untuk mendeteksi perubahan kecil tersebut, strain gauge memiliki strip logam tipis yang panjang dan diatur dalam pola zigzag pada bahan non-konduktif yang disebut carrier, seperti yang ditunjukkan di bawah, sehingga dapat memperbesar jumlah stres kecil dalam kelompok garis paralel dan dapat diukur dengan akurasi tinggi. Gage dilekatkan pada perangkat menggunakan perekat.

Ketika objek menunjukkan deformasi fisik, resistansi listriknya berubah dan perubahan tersebut kemudian diukur oleh gage.

Rangkaian Jembatan Strain Gauge

Rangkaian jembatan strain gauge menunjukkan stres yang diukur melalui derajat ketidakseimbangan, dan menggunakan voltmeter di tengah jembatan untuk memberikan pengukuran yang akurat tentang ketidakseimbangan tersebut:

Dalam rangkaian ini, R1 dan R3 adalah lengan rasio yang sama, dan R2 adalah lengan reostat yang memiliki nilai sama dengan resistansi strain gauge. Ketika gage tidak tertegang, jembatan seimbang, dan voltmeter menunjukkan nilai nol. Seiring adanya perubahan resistansi strain gauge, jembatan menjadi tidak seimbang dan menghasilkan indikasi pada voltmeter. Tegangan output dari jembatan dapat ditingkatkan lebih lanjut oleh differential amplifier.

Variasi Suhu Strain Gauge

Faktor lain yang mempengaruhi resistansi gage adalah suhu. Jika suhu lebih tinggi, resistansi akan lebih tinggi, dan jika suhu lebih rendah, resistansi akan lebih rendah. Ini adalah sifat umum semua konduktor. Kita dapat mengatasi masalah ini dengan menggunakan strain gauge yang kompensasi suhu sendiri atau dengan teknik strain gauge dummy.

Sebagian besar strain gauge dibuat dari paduan constantan yang menghilangkan efek suhu pada resistansi. Namun, beberapa strain gauge tidak terbuat dari paduan isoelastic. Dalam kasus seperti itu, strain gauge dummy digunakan di tempat R2 dalam rangkaian strain gauge quarter bridge yang bertindak sebagai perangkat kompensasi suhu.

Setiap kali suhu berubah, resistansi akan berubah dalam proporsi yang sama di kedua lengan reostat, dan jembatan tetap dalam keadaan seimbang. Efek suhu dinetralkan. Lebih baik menjaga tegangan rendah agar pemanasan diri strain gauge dapat dihindari. Pemanasan diri gage bergantung pada perilaku mekanisnya.

Susunan ini dianggap sebagai quarter-bridge. Ada dua susunan lagi yaitu half-bridge dan full-bridge yang memberikan sensitivitas yang lebih besar daripada rangkaian quarter-bridge. Namun, rangkaian quarter-bridge masih banyak digunakan dalam sistem pengukuran strain.

Penggunaan Strain Gauge

• Dalam bidang pengembangan teknik mesin.

• Untuk mengukur stres yang dihasilkan oleh mesin.

• Dalam bidang pengujian komponen pesawat seperti; tautan, kerusakan struktural, dll.

Pernyataan: Hormati aslinya, artikel yang baik layak dibagikan, jika terdapat pelanggaran hak cipta silakan hubungi untuk menghapus.