Sadržaj
Otkrivanje kolicine težine mosta može ovisiti o tome kako reagira na stres i napore automobila i drugih vozila koja ga prelaze. Ali za većinu sitnih promjena stresa, treba vam mjerač napona koji vam može dati vrijednosti stresa koje su mnogo manje. Vrijednost mikrostrana vam pomaže u tome.
Microstrain
Stres se mjeri pomoću "sigma" σ = F / A za silu F na objektu i području nad kojim se primjenjuje sila. Možete izmjeriti stres na direktan način, ako poznajete silu i područje. To daje napetosti iste jedinice kao i pritisak. To znači da možete dodati pritisak na objekt kao jedan od načina mjerenja naprezanja na njega.
Također možete ustanoviti koliko je naprezanja na materijalu koristeći vrijednost naprezanja, mjereno "epsilonom" ε = ΔL / L za promjenu duljine ΔL od materijala koji je pod stresom podijeljeno sa stvarnom duljinom L od materijala. Kada se materijal sažima u određenom smjeru, poput težine automobila na mostu, sam materijal može se proširiti u smjerovima okomitim na težinu. Ovaj odgovor istezanja ili stiskanja, poznat kao The Poisson efekt, omogućuje vam izračunavanje naprezanja.
Ta se "deformacija" materijala događa na mikrorazini zbog mikrotravnih učinaka. Dok se mjerači napona normalne veličine izmjenjuju u duljini materijala redom od milimetra ili inča, mjerni uređaji za mikronaprezanje koriste se za duljine mikrometara (koristeći grčko slovo "mu") μm za promjenu duljine. To bi značilo da biste koristili vrijednosti od ε redom od 10-6 u veličini da dobije mikrost μ__ε. Pretvaranje mikroprepreke u naprezanje znači umnožavanje vrijednosti mikropreprege sa 10-6.
Mjerači mikrostrana
Otkad je škotski kemičar Lord Kelvin otkrio da metalni materijal za provođenje mehaničkog naprezanja pokazuje promjenu električnog otpora, znanstvenici i inženjeri istraživali su ovu vezu između naprezanja i električne energije kako bi iskoristili ove učinke. Električni otpor mjeri otpor žica protoku električnog naboja.
Konačni mjerači koriste cik-cak oblik žice tako da, kad izmjerite električni otpor žice dok struja struji kroz nju, možete izmjeriti koliko naprezanja postavite na žicu. Cik-cak mrežasti oblik povećava površinu žice paralelnu sa smjerom naprezanja.
Mikroskopski mjerači čine isto, ali mjere još sitnije promjene električnog otpora objekta, poput promjena mikroskopa u duljini predmeta. Kondenzatori koriste prednost takvog odnosa, tako da, kad se pritisak na neki objekt prebaci na mjerač opterećenja, mjerač promijeni svoj električni otpor proporcionalno naprezanje. Sojevi za mjerenje pronalaze uporabu u vagama koje daju precizna mjerenja težine predmeta.
Primjeri problema s mjeračem naprezanja
Primjeri sojnog mjerenja mogu ilustrirati ove učinke. Ako mjerač naprezanja mjeri mikronaprezanje od 5_μ__ε_ za materijal duljine 1 mm, za koliko se mikrometara mijenja duljina materijala?
Pretvorite mikrotlak u soj množeći ga sa 10-6 da se dobije vrijednost deformacije 5 x 10-6, i pretvorite 1 mm u metre množeći ga sa 10-3 dobiti 10-3 m. Koristite jednadžbu za naprezanje za rješenje ΔL s 5 x 10-6 = ΔL / 10-3 m_. Riješite za _ΔL kao (5 x 10-6) x (10-3) dobiti 5 x 10-9 m, ili 5 x 10-3 um _._