Съдържание
Измислянето на колко тегло може да издържи мост зависи от това как реагира на стреса и напрежението на автомобили и други превозни средства, които го пресичат. Но за най-незначителните промени в стреса, трябва да имате тензодатчик, който може да ви даде стойности на стрес, които са много по-малки. Стойността на микропресата ви помага в това.
Microstrain
стрес се измерва с "сигма" σ = F / A за силата F върху обект и района А над който се прилага силата. Можете да измервате стреса по този пряк начин, ако знаете сила и площ. Това дава напрежение на същите единици като налягането. Това означава, че можете да добавите натиск върху даден обект като един от начините за измерване на напрежението върху него.
Можете също така да разберете колко напрежение е върху материал с помощта на стойност на щама, измерено с "epsilon" ε = ΔL / L за промяната в дължината ΔL на материал, когато е под напрежение, разделено на действителната дължина L от материала. Когато материал се компресира в определена посока, като теглото на автомобилите върху мост, самият материал може да се разшири в посоките, перпендикулярни на теглото. Тази реакция на разтягане или сгъстяване, известна като Поасонов ефект, ви позволява да изчислите напрежението.
Тази "деформация" на материала се случва на микро ниво за микротрениращи ефекти. Докато тензодатчиците с нормални размери измерват промените в дължината на материала от порядъка на милиметър или инч, микроразмерите се използват за дължини на микрометри (използвайки гръцката буква "mu") μm за промяна на дължината. Това би означавало, че ще използвате стойности на ε от порядъка на 10-6 по величина, за да получите микронапрежение μ__ε. Преобразуването на микронапрежение в щам означава умножаване на стойността на микронапрежението по 10-6.
Микрорезистори
Откакто шотландският химик лорд Келвин откри, че металопроводимият материал под механично напрежение показва промяна в електрическото съпротивление, учените и инженерите са изследвали тази връзка между напрежение и електричество, за да се възползват от тези ефекти. Електрическото съпротивление измерва съпротивлението на проводниците срещу потока на електрическия заряд.
Уредът за измерване на проводниците използва зигзагообразна форма на тел, така че когато измервате електрическото съпротивление в жицата, когато през нея тече ток, можете да измерите колко напрежение е поставено върху жицата. Зигзагообразната мрежа, подобна на решетъчната форма, увеличава повърхността на проводника успоредно на посоката на напрежение.
Микроизмервателните уреди правят същото, но измерват още по-незначителни промени в електрическото съпротивление на обекта като промени в микроскопа в дължината на обектите. Тензодатчиците се възползват от връзката така, че когато напрежението върху даден обект се прехвърли на тензорезистора, манометърът променя своето електрическо съпротивление пропорционално на напрежението. Тестомерите намират приложение в везни, които дават точни измервания на теглото на предметите.
Проблеми с тензометрични примери
Примерите със задачи с тензометрични примери могат да илюстрират тези ефекти. Ако тензодатчикът измерва микронапрежение 5_μ__ε_ за материал с дължина 1 mm, с колко микрометра се променя дължината на материала?
Преобразувайте микропресата в напрежение, като го умножите по 10-6 за да получите стойност на деформация 5 х 10-6, и преобразувайте 1 мм в метри, като го умножите по 10-3 за да получите 10-3 м. Използвайте уравнението за напрежение, за да решите ΔL с 5 х 10-6 = ΔL / 10-3 m_. Решете за _ΔL като (5 х 10)-6) x (10-3), за да получите 5 x 10-9 m, или 5 x 10-3 микрона _._