Зміст
З'ясування, яку вагу може утримувати міст, залежить від того, як він реагує на напругу та напругу автомобілів та інших транспортних засобів, які його перетинають. Але для найбільш мізерних змін стресу вам знадобиться тензодатчик, який може дати вам значення напруги, які значно менші. Значення мікроструми допомагає вам у цьому.
Мікропруга
Стрес вимірюється за допомогою "sigma" σ = F / A для сили Ж на об’єкт і площу А над яким застосовується сила. Ви можете просто виміряти напругу, якщо знаєте силу та площу. Це дає напругу тим же одиницям, що і тиск. Це означає, що ви можете додати тиск на предмет як один із способів вимірювання напруги на ньому.
Ви також можете розібратися, яка напруга на матеріал використовується, використовуючи значення деформації, виміряно "epsilon" ε = ΔL / L для зміни довжини ΔL матеріалу, коли знаходиться під напругою, поділене на фактичну довжину L матеріалу. Коли матеріал стискається в певному напрямку, наприклад, вага автомобілів на мосту, сам матеріал може розширюватися в напрямках, перпендикулярних вазі. Ця реакція розтягування або стискання, відома як Ефект Пуассона, дозволяє розрахувати деформацію.
Ця "деформація" матеріалу відбувається на мікрорівні для мікрострумового впливу. У той час як тензодатчики нормального розміру вимірюють зміни довжини матеріалу на порядок міліметра або дюйма, мікролінійні вимірювальні прилади застосовуються для довжини мікрометрів (використовуючи грецьку букву "mu") мкм для зміни довжини. Це означатиме, що ви використовуєте значення ε на замовлення 10-6 за величиною отримати мікронапруження μ__ε. Перетворення мікроструму в деформацію означає множення значення мікронапруження на 10-6.
Мікронапруги
З тих пір, як шотландський хімік лорд Келвін виявив, що металевий провідний матеріал під механічним деформацією показує зміну електричного опору, вчені та інженери досліджували цей взаємозв'язок між деформацією та електрикою, щоб скористатися цими ефектами. Електричний опір вимірює опір проводів потоку електричного заряду.
Тепломіри використовують дріт із зигзагоподібної форми таким чином, що при вимірюванні електричного опору в проводі, коли через нього протікає струм, ви зможете виміряти, скільки напруги виставлено на дріт. Зигзагоподібна сітчаста форма збільшує площу поверхні дроту паралельно напрямку деформації.
Мікрорезистори роблять те ж саме, але вимірюють ще більш дрібні зміни електричного опору на об'єкт, такі як зміни мікроскопа в довжині об'єктів. Тензодатчики скористаються такою взаємозв'язком, що коли напруга на об'єкт переноситься на тензорезистор, датчик змінює свій електричний опір пропорційно деформації. Тензометри знаходять застосування у вагах, які дають точні вимірювання ваги предметів.
Приклад задач із тензодатчиком
Проблеми з прикладом тензодатчиків можуть ілюструвати ці ефекти. Якщо тензометричний вимірювальний прилад вимірює мікронапруження довжиною 5 мм для матеріалу довжиною 1 мм, на скільки мікрометрів змінюється довжина матеріалу?
Перетворіть мікроструму на деформацію, помноживши її на 10-6 щоб отримати значення деформації 5 х 10-6, і перетворити 1 мм у метри, помноживши його на 10-3 щоб отримати 10-3 м. Використовуйте рівняння для деформації для розв’язування ΔL з 5 х 10-6 = ΔL / 10-3 м_. Розв’яжіть для _ΔL як (5 х 10-6) х (10-3) отримати 5 х 10-9 м, або 5 х 10-3 мкм _._