స్ట్రెయిన్ గేజ్ కొలతల ప్రాథమికాలు

శక్తులు వర్తించేటప్పుడు పదార్థం యొక్క విస్తరణ లేదా సంకోచాన్ని ఖచ్చితంగా కొలవడానికి స్ట్రెయిన్ గేజ్ చాలా ఉపయోగకరమైన సాధనాల్లో ఒకటి. అనువర్తిత శక్తులను పదార్థం యొక్క వైకల్యంతో సుమారుగా సరళంగా అమర్చినట్లయితే పరోక్షంగా కొలవడానికి కూడా స్ట్రెయిన్ గేజ్‌లు ఉపయోగపడతాయి.

స్ట్రెయిన్ గేజ్‌లు ఏమిటి

స్ట్రెయిన్ గేజ్‌లు సెన్సార్లు, దీని విద్యుత్ నిరోధకత జాతి మొత్తానికి (పదార్థం యొక్క వైకల్యం) అనులోమానుపాతంలో మారుతుంది.

ఆదర్శవంతమైన స్ట్రెయిన్ గేజ్ సెన్సార్ జతచేయబడిన ఉపరితలంపై రేఖాంశ జాతికి అనులోమానుపాతంలో దాని నిరోధకతను మారుస్తుంది.

ఏదేమైనా, ఉష్ణోగ్రత, పదార్థ లక్షణాలు మరియు పదార్థానికి గేజ్‌ను బంధించే అంటుకునే వంటి నిరోధకతను ప్రభావితం చేసే ఇతర అంశాలు ఉన్నాయి.

స్ట్రెయిన్ గేజ్ ఎపోక్సీ యొక్క సన్నని ఇన్సులేట్ పొర ద్వారా వడకట్టిన ఉపరితలంతో బంధించబడిన చాలా చక్కటి లోహ తీగ లేదా రేకు యొక్క సమాంతర గ్రిడ్‌ను కలిగి ఉంటుంది. బంధిత పదార్థం వడకట్టినప్పుడు, జాతి అంటుకునే ద్వారా వ్యాపిస్తుంది. గ్రిడ్ ఆకారం యూనిట్ ప్రాంతానికి గరిష్ట నిరోధక మార్పును అందించే నమూనాలో రూపొందించబడింది.

స్ట్రెయిన్ గేజ్ ఎలా ఎంచుకోవాలి

అనువర్తనం కోసం స్ట్రెయిన్ గేజ్‌ను ఎన్నుకునేటప్పుడు, మూడు ప్రధాన పరిగణనలు ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రత, గుర్తించవలసిన జాతి యొక్క స్వభావం మరియు స్థిరత్వం అవసరాలు.

స్ట్రెయిన్ గేజ్ వడకట్టిన ఉపరితలంపై అమర్చబడినందున, గేజ్ ఉపరితలంతో సమానంగా వడకట్టడం ముఖ్యం. విస్తృత ఉష్ణోగ్రత పరిధి మరియు ఇతర పరిస్థితులపై విశ్వసనీయంగా సెన్సార్‌కు ప్రసారం చేయడానికి అంటుకునే పదార్థాన్ని జాగ్రత్తగా ఎంచుకోవాలి.

స్ట్రెయిన్ గేజ్ యొక్క నిరోధక విలువ దీని ప్రకారం అనువర్తిత జాతి యొక్క విధిగా మారుతుంది: R / R = S లో మార్పు R అనేది ప్రతిఘటన, e జాతి, మరియు S అనేది జాతి సున్నితత్వ కారకం. లోహ రేకు గేజ్‌ల కోసం, జాతి సున్నితత్వ కారకం సుమారు 2 ఉంటుంది.

స్ట్రెయిన్ యొక్క ఇంక్రిమెంట్ సాధారణంగా 0.005 అంగుళాల / అంగుళాల కన్నా తక్కువ మరియు తరచుగా మైక్రో స్ట్రెయిన్ యూనిట్లలో వ్యక్తీకరించబడుతుంది. ఫార్ములా నుండి, స్ట్రెయిన్ గేజ్ యొక్క నిరోధకత 0.1% క్రమంలో, ఇచ్చిన స్ట్రెయిన్‌తో చాలా తక్కువ మొత్తంలో మారుతుంది.

వోల్టేజ్ (mV / V) కి మిల్లీ-వోల్ట్ల పరంగా వోల్టేజ్ రీడింగ్ ఈ రెసిస్టర్‌ను తీసివేయవచ్చు.

పాయిసన్ నిష్పత్తి సన్నబడటం మరియు పొడిగించడం యొక్క కొలత, ఇది పదార్థంలో వడకట్టినట్లుగా సంభవిస్తుంది. ఉదాహరణకు ఒక రెసిస్టివ్ వైర్‌కు తన్యత శక్తి వర్తింపజేస్తే, వైర్ కొంచెం పొడవుగా మారుతుంది మరియు అదే సమయం సన్నగా మారుతుంది. ఈ రెండు జాతుల నిష్పత్తి పాయిసన్ నిష్పత్తి.

పాయిజన్ ప్రభావం కారణంగా వైర్ నిరోధకత దామాషా ప్రకారం పెరుగుతుంది కాబట్టి ఇది స్ట్రెయిన్ గేజ్ కొలతల వెనుక ఉన్న ప్రాథమిక సూత్రం.

స్ట్రెయిన్ గేజ్ అవుట్‌పుట్‌ను ఖచ్చితంగా కొలవడం ఎలా

ప్రతిఘటనలో చిన్న మార్పును ఖచ్చితంగా కొలవడానికి, వోల్టేజ్ ఉత్తేజిత మూలంతో వంతెన ఆకృతీకరణలో స్ట్రెయిన్ గేజ్‌లు దాదాపు ఎల్లప్పుడూ కనిపిస్తాయి.

రేఖాచిత్రంలో చూపిన విధంగా వీట్‌స్టోన్ వంతెనను సాధారణంగా ఉపయోగిస్తారు. రెసిస్టర్ నిష్పత్తులు రెండు వైపులా సమానంగా ఉన్నప్పుడు వంతెన సమతుల్యమవుతుంది, లేదా R1 / R2 = R4 / R3. స్పష్టంగా, అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ ఈ పరిస్థితిలో సున్నా.

స్ట్రెయిన్ గేజ్ రెసిస్టెన్స్ (Rg) మారినప్పుడు, అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ (Vout) కొన్ని మిల్లీ వోల్ట్‌ల ద్వారా మారుతుంది, మరియు ఈ వోల్టేజ్ చదవగలిగే విలువను తిరిగి ఇవ్వడానికి అవకలన యాంప్లిఫైయర్ ద్వారా విస్తరించబడుతుంది.

ఈ వీట్‌స్టోన్ సర్క్యూట్ ఉష్ణోగ్రత పరిహారానికి కూడా బాగా సరిపోతుంది - ఇది ఉష్ణోగ్రత యొక్క ప్రభావాలను దాదాపుగా తొలగించగలదు. కొన్నిసార్లు గేజ్ పదార్థం ఉష్ణ విస్తరణకు భర్తీ చేయడానికి రూపొందించబడింది, కానీ ఇది ఉష్ణ సున్నితత్వాన్ని పూర్తిగా తొలగించదు.

మెరుగైన ఉష్ణ పరిహారం సాధించడానికి, R3 వంటి రెసిస్టర్‌ను ఇలాంటి స్ట్రెయిన్ గేజ్ ద్వారా భర్తీ చేయవచ్చు. ఇది ఉష్ణోగ్రత ప్రభావాలను రద్దు చేస్తుంది.

వాస్తవానికి, గరిష్ట ఉష్ణోగ్రత స్థిరత్వం కోసం నాలుగు రెసిస్టర్‌లను స్ట్రెయిన్ గేజ్ సెన్సార్ల ద్వారా భర్తీ చేయవచ్చు. వాటిలో రెండు (R1 మరియు R3) కుదింపును కొలవడానికి ఏర్పాటు చేయబడతాయి, మిగిలిన రెండు (R2 మరియు R4) ఉద్రిక్తతను కొలవడానికి ఏర్పాటు చేయబడ్డాయి.

ఇది ఉష్ణోగ్రతకు పరిహారం ఇవ్వడమే కాక, ఇది నాలుగు కారకాల ద్వారా సున్నితత్వాన్ని పెంచుతుంది. ఎలక్ట్రిక్ రెసిస్టెన్స్ ఎలిమెంట్స్‌తో కూడిన స్ట్రెయిన్ గేజ్‌లు ఒత్తిడిని కొలవడానికి చాలా సాధారణమైన సెన్సార్, ఎందుకంటే అవి తక్కువ ఖర్చు యొక్క ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంటాయి. బాగా స్థిరపడినట్లు.

అవి చిన్న పరిమాణాలలో లభిస్తాయి మరియు ఉష్ణోగ్రత మార్పుల ద్వారా మధ్యస్తంగా మాత్రమే ప్రభావితమవుతాయి, ఏకకాలంలో +/- 0.10% కన్నా తక్కువ లోపాన్ని సాధిస్తాయి. బాండెడ్ రెసిస్టెన్స్ స్ట్రెయిన్ గేజ్‌లు కూడా చాలా సున్నితమైనవి, మరియు స్టాటిక్ మరియు డైనమిక్ స్ట్రెయిన్ రెండింటినీ కొలవడానికి ఉపయోగించవచ్చు.

అయినప్పటికీ, పిజో-రెసిస్టివ్, కార్బన్-రెసిస్టివ్, సెమీ కండక్టివ్, ఎకౌస్టిక్, ఆప్టికల్ మరియు ప్రేరక వంటి కొన్ని అనువర్తనాల కోసం ఇతర రకాలు అందుబాటులో ఉన్నాయి.

కెపాసిటర్ సర్క్యూట్ ఆధారంగా స్ట్రెయిన్ గేజ్ సెన్సార్లు కూడా ఉన్నాయి ..