Indhold
At finde ud af, hvor meget vægt en bro kan have, afhænger af, hvordan den reagerer på belastningen og belastningen af biler og andre køretøjer, der krydser den. Men for de mest minimale ændringer i stress, har du brug for en belastningsmåler, der kan give dig værdier af stress, der er meget mindre. Mikrostrain-værdien hjælper dig med det.
mikrostrain
Stress måles ved hjælp af "sigma" σ = F / A for styrken F på et objekt og området EN over hvilken styrken anvendes. Du kan måle stressen på denne ligetil måde, hvis du kender kraft og område. Dette giver belastning de samme enheder som tryk. Dette betyder, at du kan tilføje et pres på et objekt som en måde at måle stressen på det.
Du kan også finde ud af, hvor meget belastning der er på et materiale ved hjælp af værdi af stamme, målt med "epsilon" ε = ΔL / L for ændringen i længde AL af et materiale, når det er under stress divideret med den faktiske længde L af materialet. Når et materiale komprimeres i en bestemt retning, såsom bilernes vægt på en bro, kan selve materialet ekspandere i retningerne vinkelret på vægten. Denne reaktion på strækning eller komprimering, kendt som Poisson-effekt, giver dig mulighed for at beregne belastningen.
Denne "deformation" af materialet forekommer på et mikroniveau for mikrostrain-effekter. Mens normalstørrelsesmåler måler ændringer i materialets længde i størrelsesordenen en millimeter eller tomme, bruges mikrostrainmålere til længder af mikrometer (ved hjælp af det græske bogstav "mu") μm til ændringen i længde. Dette ville betyde, at du vil bruge værdier for ε i størrelsesordenen 10-6 i styrke for at få mikrostrain μ__ε. At konvertere mikrostamme til stamme betyder at multiplicere værdien af mikrostrain med 10-6.
Mikrostrainmålere
Lige siden den skotske kemiker Lord Kelvin opdagede, at metallisk ledende materiale under mekanisk belastning viser en ændring i elektrisk modstand, har forskere og ingeniører undersøgt dette forhold mellem stamme og elektricitet for at drage fordel af disse effekter. Elektrisk modstand måler en ledningsmodstand mod strømmen af elektrisk ladning.
Stammålere bruger en zigzig form af ledning, så når du måler den elektriske modstand i ledningen, når en strøm strømmer gennem den, kan du måle, hvor meget belastning der er lagt på ledningen. Den zigzag-gitterlignende form øger trådens overfladeareal parallelt med stammerets retning.
Mikrostrainmålere gør det samme, men måler endnu mere små ændringer i elektrisk modstand mod objektet, såsom mikroskopændringer i en objekts længde. Stammålere drager fordel af forholdet, således at når belastningen på en genstand overføres til spændingsmåleren ændrer måleren sin elektriske modstand i forhold til belastningen. Stammålere finder anvendelse i vægte, der giver præcise målinger af en genstands vægt.
Eksempler på belastningsmåler
Eksempler på belastningsmåler kan illustrere disse effekter. Hvis en stempelmåler måler en mikrostamme på 5_μ__ε_ for et materiale, der er 1 mm langt, med hvor mange mikrometer ændres materialets længde?
Konverter mikrostammen til belastning ved at multiplicere den med 10-6 for at få en belastningsværdi på 5 x 10-6, og konverter 1 mm til meter ved at multiplicere det med 10-3 at få 10-3 m. Brug ligningen til belastning at løse for AL med 5 x 10-6 = AL / 10-3 m_. Løs til _ΔL som (5 x 10-6) x (10-3) for at få 5 x 10-9 m eller 5 x 10-3 um _._