Mis on tüvemõõtur: töö ja selle rakendused

Proovige Meie Instrumenti Probleemide Kõrvaldamiseks





Tüvemõõturi leiutasid Edward E. Simmons ja Arthur C. Ruge 1938. aastal. See leiutis viis erinevate struktuuride märkimisväärse koormuse mõõtmiseni. Pingutusmõõtur on a anduri tüüp kasutatakse väga erinevates rakendustes objekti tüve mõõtmiseks. See on hädavajalik geotehniline tööriist, mis määrab koormuse mitmesugustes konstruktsioonides, nagu tunnelid, maa-alused õõnsused, hooned, sillad, betoonid, müüritammid, pinnasesse / betooni kinnistumine jne. Siin on kõik, mida lugeja võib tüvemõõturi kohta teada saada, sealhulgas tööpõhimõte, omadused ja rakendused.

Mis on tüvemõõtur?

Definitsioon: Tüvemõõtur on üks hädavajalikest seadmetest, mida kasutatakse geotehnika valdkonnas mitmesuguste konstruktsioonide koormuse mõõtmiseks. Välise jõu rakendamisel muutuks deformatsioonimõõturi vastupidavus.




Tüve mõõtur

pingutusmõõtur

Gabariidi põhikonstruktsioonil on isoleeriv paindlik alus metallist fooliumkonstruktsiooni toetamiseks. See metallist mähis on liimitud õhukese aluse külge, mida nimetatakse kandjaks, ja kogu seadistus kinnitatakse sobiva liimi abil eseme külge. Kuna objekt deformeerub jõu, rõhu, kaalu, pinge jne tõttu, siis elektritakistus fooliumivahetustest. A Wheatstone'i sild mõõdab takistuse muutust, mis on seotud tüvega mõõtu tegurina tuntud koguse kaudu.



Tüvemõõtja näidise skeem

tüve-gabariidi-näidise-diagramm

Väikseid gabariidi takistuse muutusi mõõdetakse Wheatstone'i silla kontseptsiooni abil. Allolev joonis illustreerib üldist Wheatstone'i silda, millel on neli takistusvarrast ja ergutuspinge VENNE.

Wheatstone-sild

Wheatstone-sild

Wheatstone'i sillal on kaks paralleelset pingejagur vooluringid. R1 ja R2 moodustavad ühe pingejaguri ahela, R3 ja R4 teise pingejaguri ahela. Väljundpinge VO annab:

Vo = [R3 / (R3 + R4) -R2 / (R1 + 2)] * VENNE


Kui R1 / R2 = R4 / R3, siis on väljundpinge null ja sild on tasakaalustatud sild.

Väike takistuse muutus toob kaasa nullist väljundpinge. Kui ‘R4’ asendatakse deformatsioonimõõturiga, muudavad deformatsioonimõõturi takistuse muutused silla tasakaalust välja ja tekitavad nullist pinge.

Tüvemõõturi gabariitfaktor

Mõõdutegur GF esitatakse järgmiselt:

GF = (∆R⁄RG) / ∈

Kus

‘ΔR’ on pingest tulenev takistuse muutus

‘RG’ on deformeerimata gabariidi takistus

‘Ε’ on tüvi

Tavaliste metallfooliumide gabariitkoefitsient on umbes 2. Wheatstone'i silla väljundanduri pinge SV annab:

SV = EV (GF.∈) / 4

Kus EV on silla ergutuspinge

Tüvemõõtja töötab

Pingutusmõõturi töö sõltub täielikult objekti / juhi elektritakistusest. Kui objekt venib oma elastsuspiirides ja ei purune ega lukku jäädavalt, muutub see õhemaks ja pikemaks, mille tulemuseks on kõrge elektritakistus. Kui objekt on kokku surutud ja ei deformeeru, vaid laieneb ja lüheneb, põhjustab see elektritakistuse vähenemist. Pärast gabariidi elektritakistuse mõõtmist saadud väärtused aitavad mõista pingetest põhjustatud hulka.

Ergutuspinge rakendatakse gabariidivõrgu sisendklemmidele, samal ajal kui väljund loetakse väljundklemmidele. Tavaliselt on need ühendatud koormaga ja püsivad tõenäoliselt stabiilsena kauem, mõnikord aastakümneid. Mõõturite jaoks kasutatav liim sõltub mõõtesüsteemi kestusest - tsüanoakrülaatliim sobib lühiajaliseks mõõtmiseks ja epoksüliim pikaajaliseks mõõtmiseks.

Tüvemõõturi tööpõhimõte

Kuna me teame, et takistus sõltub otseselt juhi pikkusest ja ristlõikepinnast, mille annab R = L / A

Kus

‘R’ = vastupanu

‘L’ = pikkus

‘A’ = ristlõikepindala

On selge, et juhi pikkust muudetakse juhi suuruse ja kuju muutumisega, muutes lõpuks ristlõikepinda ja takistust.

Igal tavalisel gabariidil on pikk ja õhuke juhtiv riba, mis on paigutatud paralleelsete joontega siksakiliselt. Selle siksakilise joondamise eesmärk on täpsustada paralleelsete joonte vahel tekkivat väikest pinget suure täpsusega. Pinge on defineeritud kui objekti vastupanu tekitav jõud.

Tüvemõõturite rosetid

Kaks või enam mõõdikut, mis paiknevad tihedalt rosetitaolises struktuuris, et mõõta komponentide arvu, et hinnata pinna täpset koormust, on tuntud kui tüvemõõturiga rosetid. Illustratsioon on näidatud alloleval joonisel.

Tüve-mõõdiku-rosetid

tüvemõõduga rosetid

Tüvemõõturi koormuselemendid

Neid koormusandureid leidub kõige sagedamini tööstuslikes rakendustes. See on ülitäpne ja ökonoomne. Põhimõtteliselt koosneb koormusandur metallkorpusest, millele on kinnitatud pingutusnäidikud. Et metallkere oleks vastupidav ja vähem elastne, kasutatakse kujundamisel legeerterasest, alumiiniumist või roostevabast terasest.

Kui koormusandurile rakendatakse välist jõudu, on koormusandur veidi deformeerunud ja kui see pole ülekoormatud, naaseb see algsele kujule.

Kui koormusandur deformeerub, muutub mõõtur kuju, põhjustades gabariidi elektritakistuse muutuse, mis omakorda mõõdab pinget.

Tüvemõõturiga koormusandureid on levinud tüübid, sealhulgas painutustala, pannkook, ühepunktiline nihketala koormusandur, kahe otsaga nihketala, trossiklambrid jne.

Tüvemõõturite omadused

Pingutusmõõturite olulised omadused on:

  • Need sobivad teatud ettevaatusabinõude korral pikemaks ajaks
  • Need annavad täpsed väärtused koos temperatuuri ja muude tegurite muutusega
  • Neid on lihtne valmistada lihtsate komponentide tõttu
  • Neid on lihtne hooldada ja neil on pikk kasutusiga
  • See on täielikult kapseldatud, et kaitsta kahjustuste eest, nagu käitlemine ja paigaldamine

Tüvemõõturi rakendused

Erakordsed omadused võimaldavad neid mõõteriistu kasutada geotehnika valdkonnas, et pidevalt jälgida selliseid struktuure nagu tammid, tunnelid jms ning vältida õnnetusi varakult. Mõned pingemõõturite rakendused hõlmavad järgmist:

  • Raudtee seire
  • Kaablisillad
  • Lennundus
  • Tuumaelektrijaamad

KKK

1). Kui suur on tüvemõõturi tundlikkus?

Voolupinge erineb deformatsioonimäärast. Samuti sõltub deformatsioonikiirus objekti või töömaterjali tera suurusest. See on määratletud kui voolupinge ja tüve muutuse suhe.

2). Mis on tüve ühik?

Tüvi on mõõtmeteta suurus. Pingumiskiirus on siiski aja vastastikune ja SI ühik sekundite (s-1).

3). Kuidas valida pingutusmõõturit?

See valitakse rakenduste tüübi ja muude seotud elementide põhjal. Nagu näiteks -

  • Põhineb gabariidi pikkusel ja takistusel
  • Põhineb tööjõu kokkuhoiukuludel
  • Põhineb materjalil ja mõõtekeskkonnal

4). Miks kasutatakse pingemõõturina Wheatstone'i silda?

Wheatstone'i sild on võimeline mõõtma väljundpingeid millivoltides. Liimitud deformatsioonimõõturi korral saab takistuse muutust mõõta, kui see on ühendatud elektriskeemiga (Wheatstone'i sild), mis mõõdab takistuse minutilist muutust. Kui Wheatstone'i silla väljundpinge muutub nullist erinevaks, kaotab vooluring tasakaal ja aitab kindlaks teha objekti koormust.

5). Kuidas paigaldate pingemõõtureid?

Siin on juhised pingemõõturi paigaldamiseks

Seega an venitusnäidiku ulatuslik kirjeldus , tööpõhimõte, mõõtetegur, omadused ja rakendused on toodud selles artiklis. Lisaks sellele on tänapäeval tüve mõõtmiseks kasutatav digitaalse pildi korrelatsioon (DIC). Seda kasutatakse paljudes tööstusharudes täpsuse tõttu ja tavapäraste anduritüüpide asendajana, näiteks kiirendusmõõturid, stringipotid, LVDT ja palju muud. Siin on teile küsimus, mis on deformatsioonimõõturi peamine funktsioon?