변형 측정기: 작동 원리 및 다이어그램

변형률 게이지는 무엇인가요

변형률 게이지는 물체의 변형률을 측정하기 위해 사용되는 저항기입니다. 외부 힘이 물체에 가해지면, 물체의 형태가 변형됩니다. 이러한 형태의 변형은 압축적이거나 인장적일 수 있으며, 이를 변형률이라고 하며, 변형률 게이지로 측정됩니다. 물체가 탄성 한도 내에서 변형되면, 더 좁아지고 길어지거나 더 짧아지고 넓어집니다. 결과적으로, 끝에서 끝까지의 저항값이 변화합니다.

변형률 게이지는 물체의 기하학적 변화에 매우 민감합니다. 물체의 저항 변화를 측정함으로써 유도된 응력의 양을 계산할 수 있습니다.

저항의 변화는 일반적으로 매우 작은 값이며, 이러한 작은 변화를 감지하기 위해 변형률 게이지는 긴 얇은 금속 스트립을 지그재그 패턴으로 배열한 비전도성 재료인 캐리어 위에 배치되어 있습니다. 이렇게 하면 병렬선 그룹에서 작은 양의 응력을 확대하여 높은 정확도로 측정할 수 있습니다. 게이는 접착제로 장치에 붙여집니다.

물체가 물리적으로 변형되면, 그 전기 저항이 변화하고, 이 변화는 게이지로 측정됩니다.

변형률 게이지 교차 회로

변형률 게이지 교차 회로는 측정된 응력을 불균형의 정도로 표시하며, 교차 회로의 중앙에 볼트미터를 사용하여 불균형을 정확하게 측정합니다:

이 회로에서 R1과 R3은 서로 같은 비율 암이며, R2는 변형률 게이지 저항값과 같은 값을 가진 가변저항 암입니다. 게이지가 변형되지 않았을 때, 교차 회로는 균형 상태이고, 볼트미터는 0 값을 표시합니다. 변형률 게이지의 저항이 변화하면, 교차 회로는 불균형 상태가 되고, 볼트미터에 표시가 나타납니다. 교차 회로로부터 출력되는 전압은 차동 증폭기를 통해 추가로 증폭될 수 있습니다.

변형률 게이지의 온도 변화

게이지의 저항에 영향을 미치는 또 다른 요소는 온도입니다. 온도가 높으면 저항이 높아지고, 온도가 낮으면 저항이 낮아집니다. 이것은 모든 도체의 일반적인 특성입니다. 우리는 자체 온도 보상 변형률 게이지를 사용하거나 더미 변형률 게이지 기법을 사용하여 이 문제를 해결할 수 있습니다.

대부분의 변형률 게이지는 온도의 영향을 상쇄하는 콘스탄탄 합금으로 만들어져 있습니다. 그러나 일부 변형률 게이지는 등탄성 합금이 아닙니다. 이러한 경우, 분기 교차 회로의 R2 자리에 더미 게이지를 사용하여 온도 보상 장치로 작용합니다.

온도가 변하면, 저항은 가변저항 암의 두 가지 모두에서 동일한 비율로 변화하며, 교차 회로는 균형 상태를 유지합니다. 온도의 영향이 상쇄됩니다. 게이지의 자기 발열을 피하기 위해서는 전압을 낮게 유지하는 것이 좋습니다. 게이지의 자기 발열은 그 기계적 거동에 따라 달라집니다.

이 구성은 분기 교차 회로로 간주됩니다. 반교차와 전체 교차 구성은 분기 교차 회로보다 더 높은 감도를 제공하지만, 분기 교차 회로는 여전히 변형률 측정 시스템에서 널리 사용되고 있습니다.

변형률 게이지의 사용

• 기계 공학 개발 분야에서.

• 기계에서 발생하는 응력을 측정하기 위해.

• 항공기의 부품 테스트 분야에서; 링크, 구조적 손상 등.

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