برچسب: کرنش سنج

انواع کرنش سنج

پردیس فناوری کیش-طرح مشاوره متخصص صنعت و مدیریت-گروه مهندسی مکانیک

سه نوع ترکیب بندی برای کرنش سنج ها میتوان تعریف کرد که عبارتند از :

• quarter
• half
•  full-bridge

این نوع ترکیب بندی ها بر اساس تعداد کرنش سنج های فعال بر روی پل هایف پل وتستون بدست می ایند.  در ادامه سه نوع ترکیب بندی ذکر شده به صورت خلاصه مورد مطالعه قرار خواهد گرفت:

Quarter-Bridge Strain Gage

این نوع ترکیب بندی دارای ویژگی های زیر می باشد:

•  توانایی اندازه گیری کرنش در جهت های محوری و خمشی
• نیاز به یک مقاومت با مقاومتی برابر با مقاومت کرنش سنج ( مقاومت دامی نامیده میشود) .
• نیاز به دومقاومت دیگر به منظور تکمیل پل وتستون.

نوع دوم:

ویژگی های نوع دوم را میتوان به صورت خلاصه شرح داد:

• تنها قابلیت اندازه گیری کرنش در اثر نیروی خمشی وجود دارد
• دو مقاومت به منظور تکمیل پل وتستون برای این نوع لازم می باشد.
• R4  یک کرنش سنج فعال به منظور اندازه گیری کرنش در حالت کششی است
• R3 یک کرنش سنج فعال به منظور اندازه گیری کرنش در حالت فشاری است.

Full-Bridge Strain Gage

این نوع ترکیب بندی دارای چهار کرنش سنج فعال در هریک از پایه های پل وتستون می باشد و به سه نوع ترکیب بندی در دسترس است.نوع اول و دوم آن قابلیت اندازه گیری کرنش در اثر نیروی خمشی را دارند و این در حالی است که نوع سوم اندازه گیری کرنش را در اثر نیروی محوری انجام میدهد. از طرفی تنها نوع دوم و سوم قابلیت  اندازه گیری کرنش در اثر ضریب پوانسون هستند. اما گفتن این نکته ضروری است که در هر سه نوع، تغییرات دما نمیتواند بر روی نتایج تاثیر بگذارد.

کرنش سنج

پردیس فناوری کیش-طرح مشاوره متخصص صنعت و مدیریت-گروه مهندسی مکانیک

کرنش سنج ( Strain Gauge ) یک سنسور الکترونیکی است که برای اندازه گیری کرنش یا تغییرات نسبی طول یک جسم به کار گرفته می شود. کرنش برابر است با نسبت تغییرات طول یک ماده به حالت اولیه آن . کرنش میتواند مثبت یا منفی باشد. به صورتی که اگر ماده در حالت کشش باشد، کرنش مثبت و در صورتی که در حالت فشرده باشد، کرنش منفی می باشد.رابطه کرنش معمولا به صورت  in/in  یا  mm/mm بیان میگردد که یک عبارت بدون بعد میباشد و مقدار ان را استرین مینامند.اندازه گیری کرنش به وسیله کرنش سنج ها با استفاده از پل تستون انجام میگردد.

پل وتستون از چهار پایه تشکیل شده است که کرنش سنج به عنوان مقاومت مجهول به عنوان یکی از این پل ها در نظر گرفته می شود. این در حالیست که بر روی سه پل دیگر سه مقاومت با مقادیر ثابت در نظر گرفته میشود و در صورتی تغییر مقدار کرنش استرین گیج، تعادل پل وتستون به هم خرده و باعث ایجاد تغییر ولتاژ در خروجی ان می شود که معادل تغییر کرنش در استرین گیج مورد نظر است. 

کرنش سنج ها میتوانند برای چهار گروه کلی به کار برده شوند که شامل:

•  محوری
• برشی
• خمشی
• پیچشی 

با این وجود نوع محوری و خمشی متداول ترین نوع استرین گیج ها است . در نوع محوری کرنش ایجاد شده در ماده بر اساس نیروی محوری ایجاد شده است که میتواند کششی یا فشاری باشد، اندازه گیری میشود. 

چگونگی اندازه گیری کرنش با استفاده از کرنش سنج

 روش های گوناگونی به منظور اندازه گیری کرنش وجود دارد که متداول ترین ان استفاده از کرنش سنج ها می باشد.تغییرات مقاومت دراسترین گیج متناسب است بر تغییر کرنش در یک ماده. 

با توجه به شکل بالا ولتاژ خروجی پل وتستون به شرح زیر محاسبه میگردد: