استرین گیج

استرین گیج

اسلاید 1: استفاده از تغيير مقاومت يا استرين گيج Strain Gaugeمقاومت هادی با طول رابطه خطی مستقيم و با سطح مقطع رابطه معکوس دارد:با کشيدن سيم مقاومت از طريق افزايش طول و کاهش سطح مقطع افزايش می يابدجهت بهبود بازده سيم مقاومت را روی ورق نازک پلاسيکی می چسبانند (قطر سيم حدود 1 هزارم اينچ)مقاومت معمول هر استرين گيج حدود 30 Ω to 3 kΩ (unstressed). جهت اندازه گيری دقيق بايد از تغييرات کم مقاومت استفاده نمود و به صورت پلwww.abnoos.co

اسلاید 2: ضريب گيج gage factorبيانگر مقدار تغيير در مقاومت گيج به تغيير طولR: مقاومت اوليه گيج (بدون اعمال كرنش)R: تغيير در مقاومتL: طول گيجL: تغيير در طول گيج: مقدار كرنشG : فاكتور گيج كه حدوداً 2 براي لايه فلزي و تا 20 براي لايه ضخيم و نيمه هاديمواقعی با K نشان داده می شودwww.abnoos.co

اسلاید 3: بدليل متداول بودن در اندازه گيری کرنش (Strain) به آنها Strain gauge می گويندبرای تغيير طول نسبی در اثر تنش ، نيرو، فشار و يا حرارتمتشکل از سيم مقاومتی ظريف به صورت رفت و بر گشتیرابطه حاکم مقدار تغيير در مقاومت را می توان به تنش نيز مرتبط نمودتغيير فرم در استرين گيج بايد تا حد الاسيک باشدبراي اينكه تغيير مقاومت قابل اندازه گيری باشد بايد طول سيم حساس زياد باشدفاكتور گيج بالا (ايجاد كم كرنش سبب تغييرات زياد در مقاومت)سطح اشغال شده كم باشد تا بتوان به كرنش نقطه اي نزديك شدبصورت حكاكي و مارپيچيwww.abnoos.co

اسلاید 4: استرين گيج به صورت پلچون مقادير تغييرات خروجي كم است مناسبترين روش اندازه گيري پل استاستفاده از پل مقاومتي (DC ) (تقسيم كننده موازي ولتاژ)پل امپدانسي (AC, DC ) مقاومت، خازن و سلفبر خلاف پل وتسون که بايد با تغيير مقاومت حالت بالانس بر قرار نمود در پل S.G. مقدار خارج از بالانس توسط ولت متر که در وسط پل قرار می گيرد، اندازه گيری می شودقبل از اندازه گيري بايد تعادل بر قرار شوداستفاده از پتانسيومترwww.abnoos.co

اسلاید 5: استرين گيجA thin plastic base supports thin ribbons of metal, joined in a zig-zag to form one long electrically conductive strip. The entire device is typically 10 mm long, with 16 or more parallel metal bands. www.abnoos.co

اسلاید 6: the rheostat arm of the bridge (R2 in the diagram) is setat a value equal to the strain gauge resistance with no force applied. The two ratio arms of the bridge (R1 and R3) are set equal to each other ٌ with no force applied to the strain gauge, the bridge will besymmetrically balanced and the voltmeter will indicate zero volts, representing zero force on the strain gauge. مقاومت سيمها سبب گرم شدن مدار گشته و لذا اندازه گيری با خطا همراه خواهد بود= 4V/ EkEwww.abnoos.co

اسلاید 7: Resistors R1 and R3 are of equal resistance value, and the strain gauges are identical to one another. With no applied force, the bridge should be in a perfectly balanced condition and the voltmeter should register 0 volts. Both gauges are bonded to the same test specimen, but only one is placed in a position and orientation so as to be exposed to physical strain (the active gauge). The other gauge is isolated from all mechanical stress, and acts merely as a temperature compensation device (the dummy gauge). If the temperature changes, both gauge resistances will change by the same percentage, and the bridges state of balance will remain unaffected. Only a differential resistance (difference of resistance between the two strain gauges) produced by physical force on the test specimen can alter the balance of the bridge. www.abnoos.co

اسلاید 8: However, if we were to take the upper strain gauge and position it so that it is exposed to the opposite force as the lower gauge (i.e. when the upper gauge is compressed, the lower gauge will be stretched, and visa-versa), we will have both gauges responding to strain, and the bridge will be more responsive to applied force. This utilization is known as a half-bridge. Since both strain gauges will either increase or decrease resistance by the same proportion in response to changes in temperature, the effects of temperature change remain canceled and the circuit will suffer minimal temperature-induced measurement error: www.abnoos.co

اسلاید 9: R1R3R2R4R1R3R2R4R1R4R2R3FWhen possible, the full-bridge configuration is the best to use. This is true not only because it is more sensitive than the others, but because it is linear while the others are not. Quarter-bridge and half-bridge circuits provide an output (imbalance) signal that is only approximately proportional to applied strain gauge force. Linearity, or proportionality, of these bridge circuits is best when the amount of resistance change due to applied force is very small compared to the nominal resistance of the gauge(s). With a full-bridge, however, the output voltage is directly proportional to applied force, with no approximation (provided that the change in resistance caused by the applied force is equal for all four strain gauges!). www.abnoos.co

اسلاید 10: طرز استفاده از استرين گيجwww.abnoos.co

اسلاید 11: ويژه گیهای کرنش سنج خوبرابطه بین تغییرات مقاومت و تغییرات کرنش خطی باشدمقاومت کرنش سنج کم ولی حساسیت به کرنش بالا باشدقیمت ان کم و کاربرد ان آسان باشد اندازه فیزیکی و جرم ان کم باشدانعطاف پذیر باشد تا بدون ایجاد تنش اضافی در کرنش سنج روی قطعه نسب گردد.حساسیت کمتر به عوامل محیطی مثل دماتوانایی اندازه گیری استاتیک و دینامیکپایداری بالا، خطی بودن و پسماند کمwww.abnoos.co