Các loại máy đo độ căng: Đặc điểm và ứng dụng của nó

Máy đo biến dạng là một bộ chuyển đổi thụ động chuyển đổi độ giãn và nén cơ học thành biến dạng điện trở. Nó được phát minh vào năm 1938 bởi Arthur Claude Ruge và Edward E. Simmons. Có nhiều loại máy đo biến dạng khác nhau và chúng được sử dụng để tìm dao động, được sử dụng để tính biến dạng và ứng suất liên quan và đôi khi nó cũng được sử dụng để tìm lực và áp suất tác dụng. Trong lĩnh vực địa kỹ thuật, máy đo biến dạng là cảm biến quan trọng. Hướng, độ phân giải và loại biến dạng là những yếu tố quan trọng cần được xem xét trước khi lựa chọn các loại máy đo sức căng hoặc biến dạng gage. Các loại máy đo biến dạng và ứng dụng của chúng được giải thích bên dưới.

Strain Gauge là gì?

Máy đo biến dạng là một bộ chuyển đổi thụ động được sử dụng để đo biến dạng và ứng suất, chuyển vị, lực và áp suất. Nó hoạt động trên “Hiệu ứng Piezoresistive” nguyên tắc. Máy đo được gắn vào một vật bằng cách sử dụng một chất kết dính chịu lực.

Khái niệm cơ bản về Strain Gauge

Hằng ngàykỹ thuậtxây dựng các cấu trúc nhẹ hơn và hiệu quả hơn nhưng vẫn quản lý để duy trì các tiêu chuẩn nghiêm ngặt về độ an toàn và độ bền. Để đạt được sự cân bằng về độ an toàn, độ bền và hiệu quả này, các kỹ sư sử dụng đồng hồ đo biến dạng để đo giới hạn ứng suất của nguyên liệu thô. Máy đo theo dõi lượng ứng suất bề mặt mà vật liệu có thể xử lý. Một máy đo biến dạng điển hình được tạo thành từ ba lớp là lớp trên cùng Laminate, phần tử cảm biến và lớp cơ sở màng nhựa.

Khi một máy đo biến dạng được liên kết với một bề mặt chịu ứng suất, nó sẽ biến dạng hoặc uốn đồng thời với bề mặt đó gây ra sự thay đổi điện trở tỷ lệ với biến dạng tác dụng lên bề mặt. Sau đó, một công thức có thể được sử dụng để chuyển đổi sự dao động của điện trở thành số đọc biến dạng chính xác. Máy đo có các cấu hình khác nhau, việc chọn máy đo biến dạng phù hợp cho ứng dụng của bạn phụ thuộc vào hướng biến dạng chính đang chạy, loại biến dạng bạn đang đo và khu vực đo mục tiêu. Đây là những điều cơ bản của máy đo biến dạng.

Sự căng thẳng, quá tải

Hãy để chúng tôi lấy một đối tượng có chiều dài ‘L0’, Tác dụng lực‘ F ’lên cả hai mặt của một vật. Nếu chúng ta tác dụng một lực bằng nhau vào vật thì chiều dài của vật sẽ thay đổi.

Sự căng thẳng, quá tải

Trước đây chiều dài của đối tượng làL0, sau khi lực tác dụng vào vật đó thì chiều dài làL. Sự thay đổi về độ dài được coi làdL, trong đó dL = L- L0.Biến dạng được định nghĩa là một tỷ lệ giữa sự thay đổi của chiều dài và chiều dài ban đầu.

Độ căng = Thay đổi chiều dài / Chiều dài ban đầu = dL / L0

Đây là công thức để đo biến dạng. Có hai loại chủng là chủng dương tính và chủng tiêu cực. Giả sử chúng ta đang sử dụng một dây dẫn điện hoặc dây dẫn điện trong một máy đo biến dạng có thể truyền điện qua nó. Bất kể lực, dao động và áp suất tác dụng lên đồng hồ đo đều lên dây, vì dao động và lực tác dụng lên các kích thước của người lái xe cũng thay đổi.

Sự thay đổi về thứ nguyên cũng sẽ thay đổi trong lực cản, sự thay đổi trong lực cản đó sẽ tìm thấy lực tác dụng hoặc dao động hoặc áp suất. Ở đây sự thay đổi trong thứ nguyên là biến dạng. Đây là nguyên tắc cơ bản chính của máy đo biến dạng.

Các loại đồng hồ đo độ căng

Có nhiều loại máy đo biến dạng khác nhau, bao gồm các loại sau.

Đồng hồ đo sức căng tuyến tính LY

Máy đo biến dạng tuyến tính LY chỉ đo biến dạng theo một hướng. LY1-LY9 là loại máy đo biến dạng tuyến tính LY với các kích thước và hình học khác nhau. DY11, DY13, DY1x, DY41, DY43, DY4x, là các máy đo biến dạng tuyến tính kép.

Strain Gauge Rosettes

Các loại hoa thị đo độ căng khác nhau là hoa thị dạng màng, hoa thị hình chữ nhật, hoa thị hình chữ nhật và hoa thị tam giác.

Đồng hồ đo độ căng màng Rosette

Máy đo biến dạng hình hoa thị màng được sử dụng để đo chuyển vị, vận tốc, áp suất và lực, cũng như đo biến dạng đàn hồi của các vật liệu và cấu trúc được phát triển dưới tải trọng động và tĩnh. Máy đo biến dạng được sử dụng trong sản xuất toa xe lửa, cơ khí chế tạo, máy bay và tên lửa và các ngành công nghiệp khác.

Máy đo độ căng Tee Rosette (0-90 0 )

Tee rosette là một máy đo độ căng hình hoa thị hai phần tử. Trong Tee rosette, hai lưới vuông góc với nhau.

Rosette hình chữ nhật (0- 450-900)

Nó còn được gọi là máy đo biến dạng hình chữ nhật ba phần tử bao gồm ba lưới. Lưới thứ hai và thứ ba được dịch chuyển một góc 45 0 và 900tương ứng. Delta Rosette: Hoa thị delta còn được gọi là máy đo biến dạng hoa thị tam giác ba phần tử, lưới thứ hai và thứ ba là 600và 1200cách xa lưới đầu tiên.

Hình dưới đây cho thấy các số liệu về máy đo độ căng hình hoa thị tee, hoa thị hình chữ nhật và hình hoa thị tam giác.

Tee Rosette, Rosette hình chữ nhật và Delta Rosette

Đồng hồ đo lực căng nửa cầu, nửa cầu và toàn cầu

Các máy đo biến dạng cầu, một nửa và toàn cầu được thảo luận dưới đây.

Máy đo sức căng loại cầu quý

Loại 1/4 cầu I và 1/4 cầu loại II cung cấp thông tin về cấu hình đo biến dạng cầu 1/4.

Cầu tứ loại I

Loại cầu quý I đo biến dạng uốn hoặc biến dạng dọc trục. Biến dạng uốn còn được gọi là biến dạng mômen. Biến dạng uốn được định nghĩa là tỷ số giữa ứng suất uốn và môđun đàn hồi trẻ. Máy đo biến dạng được sử dụng trong cấu hình biến dạng mô men có thể được sử dụng để xác định tải trọng thẳng đứng. Biến dạng dọc trục được định nghĩa là tỷ số giữa ứng suất dọc trục và môđun non, để xác định tải dọc trục, các đồng hồ đo biến dạng được sử dụng trong biến dạng dọc trục.

Trong cầu loại I, một phần tử đo biến dạng đơn được lắp theo hướng của biến dạng uốn hoặc biến dạng dọc trục. Đâu R1và R hai (điện trở nửa cầu hoàn thành) R3là một phần tư điện trở hoàn thành cầu và R 4 cũng là một phần tử đo biến dạng tích cực để đo biến dạng kéo. Sơ đồ mạch, biến dạng uốn, và biến dạng dọc trục của cầu loại I và loại II được trình bày dưới đây.

Máy đo độ căng cầu loại I và loại II

Cầu tứ quý loại II

Cầu loại II cũng đo biến dạng uốn hoặc biến dạng dọc trục. Đâu R1và R hai (điện trở nửa cầu hoàn thành) R3(phần tư cảm biến nhiệt độ cầu) và R 4 (một phần tử đo biến dạng tích cực đo biến dạng kéo).

Đồng hồ đo sức căng kiểu nửa cầu

Kiểu nửa cầu I và kiểu nửa cầu II cung cấp thông tin về cấu hình thiết bị đo biến dạng nửa cầu.

Bán cầu Loại I

Nó đo độ uốn hoặc biến dạng dọc trục. Trong loại I R1 và Rhai (điện trở nửa cầu hoàn thành) R3 (nó đo lường độ nén từ hiệu ứng Poisson) và R4 (nó đo biến dạng kéo).

Bán cầu Loại II

Nó không đo biến dạng dọc trục mà chỉ đo biến dạng uốn. Trong loại II R1 và Rhai (điện trở nửa cầu hoàn thành) R3 (nó đo biến dạng nén) và R3 (nó đo biến dạng kéo).

Nửa cầu loại I và loại II trụcbiến dạng, biến dạng uốn và sơ đồ mạch được hiển thị bên dưới

Máy đo độ căng nửa cầu Loại I và Loại II

Đồng hồ đo sức căng kiểu toàn cầu

Loại toàn cầu I, loại II và loại III cung cấp thông tin về cấu hình thiết bị đo biến dạng toàn cầu.

Toàn cầu Loại I và Loại II

Loại I và loại II đều chỉ đo biến dạng uốn. Trong loại I R1và R 3 (các phần tử đo biến dạng tích cực đo biến dạng nén) Rhaivà R 4 (phần tử đo biến dạng tích cực đo biến dạng kéo). Trong loại II R1(các phần tử đo biến dạng tích cực đo hiệu ứng Poisson nén) Rhai (các phần tử của máy đo biến dạng tích cực đo hiệu ứng Poisson kéo) R3 (phần tử đo biến dạng tích cực đo biến dạng nén) và R4 (các phần tử đo biến dạng tích cực đo biến dạng kéo)

Máy đo độ căng toàn cầu loại I và loại II

Toàn cầu loại III

Cầu loại III loại bỏ biến dạng uốn chỉ đo biến dạng dọc trục. Đâu R1và R 3 (các phần tử đo biến dạng tích cực đo hiệu ứng Poisson nén) Rhaivà R 4 (các phần tử đo biến dạng tích cực đo biến dạng kéo). Tổng số phần tử của máy đo biến dạng tích cực trong loại III là bốn, trong đó hai phần tử của máy đo biến dạng tích cực được gắn theo hướng biến dạng dọc trục (một phần tử được gắn ở trên và cái còn lại được gắn ở phía dưới) và hai phần tử còn lại hoạt động như một máy đo Poisson.

Toàn cầu Loại III Căng thẳng trục, Căng uốn và Sơ đồ mạch

Sản phẩm đo độ căng

Một số loại sản phẩm máy đo biến dạng với dải đo, thương hiệu và giá thành được thể hiện trong bảng dưới đây.

Nét đặc trưng

Các đặc điểm của đồng hồ đo biến dạng là

• Đồng hồ đo biến dạng có độ chính xác cao
• Đối với liên lạc đường dài, chúng là lý tưởng
• Chúng yêu cầu bảo trì dễ dàng
• Họ có tuổi thọ hoạt động lâu dài
• Để lắp đặt lâu dài, đồng hồ đo biến dạng phù hợp

Các ứng dụng

Các ứng dụng của máy đo biến dạng là

• Không gian vũ trụ
• Cầu cáp
• Giám sát đường sắt
• Quản lý mô-men xoắn và công suất trong thiết bị quay
• Ứng suất dư
• Đo độ rung và mô-men xoắn
• Đo độ uốn và độ võng
• Đo lực căng, biến dạng và nén

Ưu điểm

Ưu điểm của máy đo biến dạng là

• Không tốn kém
• Giá cả phải chăng
• Chính xác

Câu hỏi thường gặp

1). Phạm vi của chiều dài khổ là gì?

Phạm vi chiều dài cữ là từ 3 đến 6 mm cho các ứng dụng thông thường.

2). Các cân nhắc lựa chọn máy đo biến dạng là gì?

Các cân nhắc lựa chọn đồng hồ đo biến dạng là chiều dài và chiều rộng của đồng hồ đo, cấu hình của mấu hàn, tính khả dụng, vật liệu mang, số lượng đồng hồ đo và cách sắp xếp đồng hồ đo trong mẫu đồng hồ đo.

3). Phạm vi điện trở của máy đo biến dạng là gì?

Phạm vi điện trở của máy đo biến dạng là từ 30 đến 3k ohms.

4). Mô-đun trẻ là gì?

Môđun trẻ được định nghĩa là tỷ số giữa ứng suất kéo căng quảng cáo ứng suất kéo dài.

5). Các loại biến dạng là gì?

Biến dạng dọc trục, biến dạng uốn, biến dạng xoắn, biến dạng cắt và biến dạng nén là năm loại biến dạng.

Trong bài viết này các loại máy đo biến dạng & ứng dụng của chúng , ưu điểm của máy đo biến dạng, một số sản phẩm máy đo biến dạng với dải đo và mô hình, đặc điểm, kiến ​​thức cơ bản của máy đo biến dạng và các loại máy đo biến dạng khác nhau với sơ đồ được thảo luận. Đây là một câu hỏi cho bạn các tính năng của máy đo biến dạng là gì?