وبلاگ در باره اندازه گيري تنش خواص مواد را از طريق انحراف نشان مي دهد

چه چیزی به طور صمیمی تنش های پنهان در مواد را اعلام می کند، و قدرت آنها را از طریق تغییر شکل میکروسکوپی نشان می دهد؟" تحويل فشارهای مکانیکی نامشخص به سیگنال های الکتریکی قابل اندازه گیری که داده های حیاتی را برای ایمنی مهندسی و بهینه سازی عملکرد فراهم می کنداین مقاله اصول کار، کاربردها و چالش های نصب این اجزای حسگر ضروری را بررسی می کند.

سنج کششی (همچنین به عنوان سنج کششی یا سنج کششی مقاومت نیز شناخته می شود) یک سنسور است که کشش را اندازه گیری می کند. درجه ای که یک شی تحت نیروی اعمال شده تغییر شکل می دهد.به طور معمول به عنوان تغییر شکل در هر واحد طول بیان می شودعملکرد اصلی آن شامل تبدیل فشار مکانیکی به سیگنال های الکتریکی قابل اندازه گیری برای تجزیه و تحلیل استرس است.

اندازه گیری فشار بر اساس اصل اثر پیزورسیستیو عمل می کند. هنگامی که یک رسانا (معمولاً فلزی) کشش یا فشرده می شود، طول و مساحت برش متقابل آن تغییر می کند و مقاومت الکتریکی را تغییر می دهد.با اندازه گیری این تغییرات مقاومت کوچک، اندازه گیری ها نشان دهنده فشارهای تجربه شده توسط ماده است.

اجزای کلیدی شامل:

• شبکه:عنصر حسگر، به طور معمول ورق فلزی یا سیم در یک الگوی شبکه ترتیب داده شده، بسیار حساس به تغییر شکل است.
• زیربنایی:یک پایه عایق نازک که شبکه را پشتیبانی می کند و آن را به سطح اندازه گیری متصل می کند.
• سرنخ ها:سیم هایی که تغییرات مقاومت را به مدارهای خارجی منتقل می کنند.
• لایه محافظ:پوشش اختیاری که شبکه را از عوامل محیطی محافظت می کند

رابطه بین تغییر مقاومت (ΔR) و فشار (ε) به شرح زیر است:

ΔR/R = Kε

جایی که R مقاومت اولیه و K عامل اندازه گیری (معادل حساسیت وابسته به مواد) است.

انواع شامل:

• اندازه گیری ورق فلزی:رایج ترین نوع، ارائه خطی بودن و دوام عالی برای اندازه گیری های استاتیک / پویا.
• اندازه گیری نیمه هادی:حساسیت بالاتر اما ثبات دمایی ضعیف تر، مناسب برای کاربردهای تخصصی است.
• اندازه گیری با سیم پیچ:مقرون به صرفه با ساخت ساده تر، اگرچه کمتر دقیق.
• اندازه گیری های ویژه:طراحی شده برای دمای شدید، کاربردهای جوش، یا سناریوهای اندازه گیری منحصر به فرد.

اندازه گیری فشرده سازی نقش مهمی در:

• نظارت ساختاری:بررسي پل ها، ساختمان ها و هواپيماها براي تشويش ناهنجاري ها
• آزمایش مواد:تعیین ماژول انعطاف پذیری، قدرت بازده و سایر خواص مکانیکی.
• اندازه گیری نیروی:یکپارچه برای سلول های بار در ترازو، سنسورهای فشار و سیستم های اندازه گیری گشتاور.
• حمل و نقل:بهینه سازی طراحی قطعات خودرو در مهندسی خودرو و هوافضا
• مراقبت های بهداشتی:امکان استفاده از دستگاه های کنترل فشار خون و تنفسی دقیق
• رباتیک:برای کنترل حرکت، بازخورد گشتاور مفصل را فراهم می کند.

نصب مناسب دقت اندازه گیری را تضمین می کند:

1. آماده سازی سطح:آلودگی ها را از طریق خرد کردن، پولیش کردن و تمیز کردن از بین ببرید.
2. موقعیت:قرار دادن اندازه گیری را با توجه به الزامات اندازه گیری مشخص کنید.
3. پيوند:چسب تخصصی استفاده کنید و از حباب های هوا در طول اتصال اجتناب کنید.
4. درمان:فشار و دمای کنترل شده را در طول تنظیم چسب اعمال کنید.
5. سیم کشی:برای جلوگیری از آسیب های گرمایی به دقت جوش دهید.
6. حفاظت:استفاده از پوشش یا محفظه ها در برابر خطرات زیست محیطی

موانع رایج عبارتند از:

• اثرات دمایی:نیاز به تکنیک های جبران مانند مدارهای پل یا اندازه گیری درجه حرارت خود جبران.
• عوامل محیطی:رطوبت، لرزش و EMI نیاز به اقدامات محافظتی دارند.
• کیفیت چسبندگی:پیوند ناقص منجر به انتقال فشار نادرست می شود.
• تفاوت مواد:ضریب گسترش حرارتی متفاوت بین گج و بستر باعث ایجاد اشتباهات اندازه گیری می شود.
• سطوح پیچیده:هندسه های منحنی یا نامنظم نیاز به اندازه گیری های تخصصی یا درمان های سطحی دارند.

مدارهای پل گندم، سیگنال های اندازه گیری فشار را تقویت می کنند در حالی که تغییرات دمایی را جبران می کنند. هنگامی که یک اندازه گیری یک بازو از پل را تشکیل می دهد، تغییر مقاومت آن مدار را عدم تعادل می دهد،تولید ولتاژ خروجی متناسب با فشاراین پیکربندی دقت و ثبات اندازه گیری را افزایش می دهد.

به عنوان ابزار حسگر ضروری، اندازه گیری کشش، تغییر شکل مواد میکروسکوپی را به داده های مهندسی قابل استفاده تبدیل می کند.تکنیک های دقیق چسبندگی، و روش های جبران مناسب باعث می شود که اندازه گیری فشار قابل اعتماد در کاربردهای مختلف، از ایمنی زیرساخت ها تا رباتیک پیشرفته، امکان پذیر باشد.