El mesurador de tensió és un transductor passiu que converteix l’allargament i la compressió mecànics en la tensió de resistència. És inventat el 1938 per Arthur Claude Ruge i Edward E. Simmons. Hi ha diferents tipus de manòmetres i s’utilitzen per trobar les vibracions, s’utilitzen per al càlcul de la tensió i de la tensió associada i, de vegades, també s’utilitza per trobar la força i la pressió aplicades. En el camp geotècnic, els mesuradors de tensió són els sensors importants. La direcció, la resolució i el tipus de deformació són els factors importants que s’haurien de tenir en compte abans de seleccionar els tipus de mesurador de tensions o tensió gage. A continuació s’expliquen els diferents tipus de mesuradors de tensió i les seves aplicacions.
Què és Strain Gauge?
El mesurador de tensió és un transductor passiu que s’utilitza per mesurar la tensió i la tensió, el desplaçament, la força i la pressió. Opera al 'Efecte piezoresistiu' principi. L'indicador s'uneix a un objecte mitjançant un adhesiu sota tensió.
Conceptes bàsics de la tensió
Tots els diesenginyeriaconstruint estructures més lleugeres i eficients que encara aconsegueixen mantenir estrictes estàndards de seguretat i durabilitat. Per aconseguir aquest equilibri de seguretat, durabilitat i eficiència, els enginyers utilitzen indicadors de tensió per mesurar els límits de tensió de les seves matèries primeres. Els mesuradors controlen la quantitat de tensió superficial que pot suportar un material. Un mesurador de tensió típic es compon de tres capes: capa superior de laminat, element de detecció i capa base de pel·lícula de plàstic.
Quan un mesurador de tensió s’uneix a una superfície sota tensió, es distorsionarà o es flexionarà a l’uníson amb aquesta superfície provocant un canvi de resistència elèctrica proporcional a la tensió aplicada a la superfície. A continuació, es pot utilitzar una fórmula per convertir les fluctuacions de resistència a una lectura precisa de deformacions. Els mesuradors es presenten en diferents configuracions; escollir el mesurador de tensió adequat per a la vostra aplicació depèn de la direcció en què corre la tensió principal, del tipus de tensió que esteu mesurant i de la zona de mesura objectiu. Aquest és el bàsic del tensímetre.
Colar
Prenem un objecte de longitud «L0', Apliqueu la força 'F' a banda i banda d'un objecte. Si apliquem una força igual a l'objecte, la longitud de l'objecte canviarà.
Colar
Anteriorment la longitud de l'objecte ésL0, després de la força aplicada a aquest objecte, la longitud ésL. El canvi de longitud es pren com adL, on dL = L- L0.La deformació es defineix com una proporció de canvi de longitud i longitud original.
Cep = Canvi de longitud / Longitud original = dL / L0
Aquesta és la fórmula per mesurar la deformació. Hi ha dos tipus de soques: són deformacions positives i negatives. Suposem que estem utilitzant un conductor elèctric o filferro elèctric en un mesurador de tensió que pot passar l’electricitat a través d’ell. Siguin quines siguin les forces, les vibracions i les pressions aplicades als indicadors sobre el cable, a causa de les vibracions, i la força aplicada de les dimensions del conductor també canviar.
El canvi de dimensió també canviarà de resistència, aquest canvi de resistència trobarà la força aplicada, les vibracions o la pressió. Aquí el canvi de dimensió és la tensió. És el principal principi bàsic del tensímetre.
Tipus d'indicadors de tensió
Hi ha diferents tipus de tensímetres que inclouen els següents.
Indicadors de tensió lineals LY
Els mesuradors de tensió lineals LY mesuren la tensió només en una direcció. Els LY1-LY9 són els tipus de manòmetres lineals LY amb diferents mides i geometries. Els DY11, DY13, DY1x, DY41, DY43, DY4x són els manòmetres dobles lineals.
Rosetes de calibre
Els diferents tipus de rosetes amb indicador de tensió són la roseta de membrana, la roseta de te, la roseta rectangular i la roseta delta.
Indicadors de tensió de roseta de membrana
Els mesuradors de tensió de roseta de membrana s’utilitzen per mesurar el desplaçament, la velocitat, la pressió i la força, així com per mesurar la tensió elàstica dels materials i estructures desenvolupats sota càrregues dinàmiques i estàtiques. Els mesuradors de tensió s’utilitzen en la fabricació de vagons de ferrocarril, enginyeria mecànica, producció d’avions i míssils i altres indústries.
Tee Rosette Strain Calibre (0-90 0 )
La roseta Tee és un tensímetre de roseta de dos elements. A la roseta Tee, les dues quadrícules són mútuament perpendiculars.
Roseta rectangular (0- 450-900)
També es coneix com a calibrador de roseta rectangular de tres elements format per tres quadrícules. La segona i la tercera quadrícula estan desplaçades angularment per 45 0 i 900respectivament. Delta Rosette: La roseta delta també es coneix com a manòmetre de roseta delta de tres elements, la segona i la tercera quadrícula són 600i 1200de la primera graella.
A continuació es mostren les figures de la roseta del te, la roseta rectangular i la roseta delta.
Roseta de te, roseta rectangular i roseta Delta
Indicadors de tensió de quart de pont, mig pont i pont complet
Els mesuradors de tensió tipus quart, meitat i pont complet es discuteixen a continuació.
Indicador de tensió tipus pont de quart
El quart de pont tipus I i el quart de pont tipus II proporcionen informació sobre les configuracions de la tensió del quart de pont.
Quarter Bridge Tipus I
El pont quart tipus I mesura la tensió de flexió o la deformació axial. La deformació de flexió també es coneix com deformació momentània. La deformació de flexió es defineix com una proporció d’esforç de flexió i el mòdul d’elasticitat de Young. Els mesuradors de tensió utilitzats en la configuració de deformació momentània es poden utilitzar per determinar la càrrega vertical. La tensió axial es defineix com una proporció de tensió axial i mòdul de jove, per determinar les càrregues axials que s’utilitzen els indicadors de tensió en la tensió axial.
Al pont de quart de tipus I, es monta un element de mesurador de tensió únic en la direcció de la deformació de flexió o de la deformació axial. On R1i R 2 (resistències de finalització de mig pont) R3és una resistència de terminació de pont quart i R 4 també és un element actiu del mesurador de tensió que mesura la tensió a la tracció. A continuació es mostren els diagrames de circuits de deformació axial, deformació de flexió i circuit de pont de quart de tipus I i II.
Quater Bridge Tipus I i Tipus II
Quarter Bridge Tipus II
El pont de quart tipus II també mesura la tensió de flexió o la deformació axial. On R1i R 2 (resistències de finalització de mig pont) R3(element de sensor de temperatura del quart de pont) i R 4 (un element actiu de mesurament de tensió que mesura la tensió).
Mesuradors de tensió tipus mig pont
El mitjà pont tipus I i mig pont tipus II proporcionen informació sobre les configuracions del mesurador de tensió de mig pont.
Half-Bridge Tipus I
Mesura la deformació axial o la flexió. En el tipus I R1 i R2 (resistències de finalització de mig pont) R3 (mesura la compressió a partir de l’efecte Poisson) i R4 (mesura la tensió de tracció).
Half-Bridge Tipus II
No mesura la tensió axial només mesura la tensió de flexió. En el tipus II R1 i R2 (resistències de finalització de mig pont) R3 (mesura la tensió de compressió) i R3 (mesura la tensió de tracció).
El mitjà pont tipus I i tipus II axialA continuació es mostren els diagrames de deformació, deformació de flexió i circuit
Mitja pont Tipus I i Tipus II
Indicadors de tensió tipus pont complet
El pont complet tipus I, tipus II i tipus III proporciona informació sobre les configuracions de la tensió de pont complet.
Full-Bridge tipus I i tipus II
Els dos tipus I i II mesuren només la deformació de flexió. En el tipus I R1i R 3 (els elements actius del manòmetre de tensió mesuren la tensió de compressió) R2i R 4 (l'element actiu del mesurador de tensions mesura la tensió). En el tipus II R1(els elements actius del manòmetre de tensió mesuren l'efecte Poisson compressiu) R2 (els elements actius del manòmetre de tensió mesuren l'efecte Poisson a la tracció) R3 (l'element actiu del mesurador de tensió actua mesurant la tensió de compressió) i R4 (els elements actius del mesurador de tensió mesuren la tensió)
Indicador de tensió de pont complet tipus I i tipus II
Full Bridge Tipus III
El pont complet tipus III rebutja la deformació de flexió que només mesura la deformació axial. On R1i R 3 (els elements actius del manòmetre de tensió mesuren l'efecte Poisson compressiu) R2i R 4 (els elements actius del manòmetre de tensió mesuren la tensió). Els elements actius del mesurador de tensió actius del tipus III són quatre, on dos elements del mesurador de tensió actius es munten en direcció de deformació axial (un està muntat a la part superior i l’altre a la part inferior) i els altres dos elements actuen com a mesurador de Poisson.
Tensió axial de pont complet tipus III, tensió de flexió i diagrama de circuits
Productes de calibrador de tensió
A la taula següent es mostren alguns tipus de productes de manòmetre amb rang de mesura, marca i cost.
| Número de model | Marca | Rang de mesura | Cost |
| UITM és el número de model | Unitechescales i mesurament | 300 mm de longitud, 28 mm d’amplada i gruix de 2,5 mm | 9000 Rs / - |
| IG 1100/1200 | Instrumentació geotècnica innovadora | +/- 1500 micro-deformació | 3000 Rs / -
|
| VMW-MSG | VMW | L’interval de mesura d’aquest producte és de 200 mm | 14.500 Rs / - |
Característiques
Les característiques dels tensímetres són
- Els mesuradors de tensió són molt precisos
- Per a la comunicació a llarga distància, són ideals
- Requereixen un fàcil manteniment
- Tenen una llarga vida operativa
- Per a la instal·lació a llarg termini, els tensímetres són adequats
Aplicacions
Les aplicacions del tensímetre són
- Aeroespacial
- Ponts de cable
- Seguiment ferroviari
- Gestió de parell i potència en equips rotatius
- Estrès residual
- Mesura de vibracions i parell
- Mesura de flexió i desviació
- Mesura de tensió, deformació i compressió
Avantatges
Els avantatges del tensímetre són
- De baix cost
- Assequible
- Precís
Preguntes freqüents
1). Quin és l'interval de longitud del calibre?
L'abast de la longitud del calibre és de 3 a 6 mm per a aplicacions habituals.
2). Quines són les consideracions sobre la selecció del manòmetre?
Les consideracions de selecció dels mesuradors de tensió són la longitud i l’amplada dels mesuradors, la configuració de la pestanya de soldadura, la disponibilitat, el material portador, el nombre de mesuradors i la disposició dels mesuradors en el patró dels mesuradors.
3). Quin és el rang de resistència del manòmetre?
El rang de resistència del manòmetre és de 30 a 3k ohms.
4). Quin és el mòdul dels joves?
El mòdul del jove es defineix com una proporció de tensió de tracció i tensió extensiva.
5). Quins són els tipus de soca?
Els cinc tipus de deformació són la deformació axial, la deformació de flexió, la deformació torsional, la deformació de tall i la compressió.
En aquest article tipus de tensímetre i les seves aplicacions , es comenten els avantatges del mesurador de tensió, alguns productes de mesurador de tensió amb rang i model de mesurament, característiques, conceptes bàsics d’un mesurador de tensió i diferents tipus de mesuradors de tensió amb diagrames. Aquí teniu una pregunta sobre quines són les característiques del mesurador de tensió?
