स्ट्रेन गेज: कार्य तत्व र आरेख

स्ट्रेन गेज क्या है

एक स्ट्रेन गेज एक प्रतिरोधक होता है जो किसी वस्तु पर स्ट्रेन मापने के लिए प्रयोग किया जाता है। जब बाहरी बल किसी वस्तु पर लगाया जाता है, तो वस्तु के आकार में विकृति होती है। इस आकार में होने वाली विकृति, चाहे दबाव या फार हो, स्ट्रेन कहलाती है, और इसे स्ट्रेन गेज द्वारा मापा जाता है। जब कोई वस्तु एलास्टिसिटी की सीमा के भीतर विकृत होती है, तो या तो यह लंबा और संकीर्ण हो जाता है या छोटा और चौड़ा हो जाता है। इसके परिणामस्वरूप, प्रतिरोध में परिवर्तन होता है।

स्ट्रेन गेज वस्तु की ज्यामिति में होने वाले छोटे परिवर्तनों के प्रति संवेदनशील होता है। वस्तु के प्रतिरोध में होने वाले परिवर्तन को मापकर, उत्पन्न तनाव की मात्रा की गणना की जा सकती है।

प्रतिरोध में परिवर्तन आमतौर पर बहुत छोटा होता है, और उस छोटे परिवर्तन को संवेदित करने के लिए, स्ट्रेन गेज में एक लंबी और पतली धातु की पट्टी जिगजाग पैटर्न में एक अचालक सामग्री पर व्यवस्थित की जाती है, जिसे कैरियर कहा जाता है, जैसा कि नीचे दिखाया गया है, ताकि यह समानांतर रेखाओं के समूह में छोटी मात्रा के तनाव को बढ़ा सके और उच्च सटीकता से मापा जा सके। गेज लगातार एक चिपकने वाले से डिवाइस पर चिपका दिया जाता है।

जब कोई वस्तु शारीरिक विकृति दिखाती है, तो उसका विद्युत प्रतिरोध बदल जाता है और उस परिवर्तन को गेज द्वारा मापा जाता है।

स्ट्रेन गेज ब्रिज सर्किट

स्ट्रेन गेज ब्रिज सर्किट मापा गया तनाव असंतुलन की डिग्री द्वारा दिखाता है, और ब्रिज के केंद्र में एक वोल्टमीटर का उपयोग करके उस असंतुलन का सटीक माप देता है:

इस सर्किट में, R1 और R3 एक दूसरे के बराबर अनुपाती भुजाएं होती हैं, और R2 रिहिस्टाट भुजा होती है जिसका मान स्ट्रेन गेज प्रतिरोध के बराबर होता है। जब गेज असंतुलित नहीं होता, तो ब्रिज संतुलित होता है, और वोल्टमीटर शून्य मान दिखाता है। जैसे ही स्ट्रेन गेज का प्रतिरोध बदलता है, ब्रिज असंतुलित हो जाता है और वोल्टमीटर पर एक संकेत उत्पन्न होता है। ब्रिज से आउटपुट वोल्टेज को एक डिफरेंशियल एम्प्लिफायर द्वारा आगे विस्तारित किया जा सकता है।

स्ट्रेन गेज का तापमान भिन्नता

गेज के प्रतिरोध पर प्रभाव डालने वाला एक और कारक तापमान है। यदि तापमान अधिक है, तो प्रतिरोध अधिक होगा और यदि तापमान कम है, तो प्रतिरोध कम होगा। यह सभी चालकों की एक सामान्य गुणवत्ता है। हम इस समस्या को स्व-तापमान-समायोजित स्ट्रेन गेजों या डमी स्ट्रेन गेज तकनीक का उपयोग करके दूर कर सकते हैं।

अधिकांश स्ट्रेन गेज कांस्टेन्टन लोहे से बने होते हैं, जो प्रतिरोध पर तापमान के प्रभाव को रद्द कर देते हैं। लेकिन कुछ स्ट्रेन गेज आइसोइलास्टिक लोहे से नहीं बने होते। ऐसी स्थितियों में, डमी गेज का उपयोग त्रिभुजीय ब्रिज स्ट्रेन गेज सर्किट में R2 की जगह पर किया जाता है, जो तापमान समायोजन उपकरण के रूप में कार्य करता है।

जब तापमान बदलता है, तो प्रतिरोध दोनों रिहिस्टाट भुजाओं में एक ही अनुपात में बदलता है, और ब्रिज संतुलित रहता है। तापमान का प्रभाव रद्द हो जाता है। यह अच्छा है कि वोल्टेज कम रखा जाए ताकि स्ट्रेन गेज का स्व-गर्मीकरण टाला जा सके। गेज का स्व-गर्मीकरण इसकी यांत्रिक व्यवहार पर निर्भर करता है।

यह व्यवस्था त्रिभुजीय ब्रिज के रूप में माना जाता है। दो और व्यवस्थाएं, आधा-ब्रिज और पूर्ण-ब्रिज कॉन्फिगरेशन, त्रिभुजीय ब्रिज सर्किट की तुलना में अधिक संवेदनशीलता देती हैं। फिर भी, त्रिभुजीय ब्रिज सर्किट स्ट्रेन मापन प्रणालियों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

स्ट्रेन गेज का उपयोग

• यांत्रिक इंजीनियरिंग विकास के क्षेत्र में।

• मशीनरी द्वारा उत्पन्न तनाव को मापने के लिए।

• विमान के घटक परीक्षण के क्षेत्र में, जैसे; लिंकेज, संरचनात्मक क्षति आदि।

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