Conţinut
A afla cât de multă greutate poate avea un pod depinde de modul în care răspunde la stresul și încordarea mașinilor și a altor vehicule care îl traversează. Dar, pentru cele mai minuscule schimbări ale stresului, ai nevoie de un contor de tensiune care îți poate oferi valori de stres mult mai mici. Valoarea microstrain vă ajută cu asta.
microstrain
Stres se măsoară cu "sigma" σ = F / A pentru forță F pe un obiect și zonă A peste care se aplică forța. Puteți măsura stresul în acest mod simplu dacă știți forța și zona. Acest lucru conferă tensiunii aceleași unități ca presiunea. Acest lucru înseamnă că puteți adăuga presiune asupra unui obiect ca o modalitate de măsurare a stresului asupra acestuia.
De asemenea, vă puteți da seama cât de multă tensiune este pe un material folosind valoarea tulpinii, măsurat prin "epsilon" ε = ΔL / L pentru modificarea lungimii ΔL a unui material când este sub tensiune împărțit la lungimea reală L a materialului. Când un material este comprimat într-o anumită direcție, cum ar fi greutatea mașinilor pe un pod, materialul în sine se poate extinde în direcțiile perpendiculare cu greutatea. Acest răspuns de întindere sau compresie, cunoscut sub numele de Efect Poisson, vă permite să calculați tulpina.
Această „deformare” a materialului apare la un nivel de micro pentru efectele microstrainului. În timp ce manometrele de dimensiuni normale măsoară modificările de lungime a materialului de ordinul unui milimetru sau inch, calibrele microstrain sunt utilizate pentru lungimi de micrometri (folosind litera greacă „mu”) μm pentru modificarea lungimii. Aceasta ar însemna că veți folosi valorile ε de ordinul 10-6 în mărime pentru a obține microstrain μ__ε. Convertirea microstrainului în tulpină înseamnă multiplicarea valorii microstrain cu 10-6.
Calibre Microstrain
De când chimistul scoțian Lord Kelvin a descoperit că materialul conducător metalic sub tensiune mecanică arată o schimbare a rezistenței electrice, oamenii de știință și inginerii au explorat această relație între tulpină și electricitate pentru a profita de aceste efecte. Rezistența electrică măsoară o rezistență a firelor la fluxul de încărcare electrică.
Manometrele folosesc o formă de zigzig de sârmă, astfel încât, atunci când măsurați rezistența electrică din sârmă pe măsură ce curge un curent prin ea, puteți măsura cât de multă tensiune este pusă pe sârmă. Forma în formă de grilă în zig-zag mărește suprafața firului paralel cu direcția tulpinii.
Indicatoarele de microstrain fac același lucru, dar măsoară și mai multe modificări minuscule ale rezistenței electrice la obiect, cum ar fi modificările microscopului pe lungimea unui obiect. Manometrele profită de relația astfel încât, atunci când tulpina de pe un obiect este transferată pe manometru, ecartamentul își schimbă rezistența electrică în proporție cu tulpina. Contorile de eforturi găsesc utilizări în balanțe care dau măsurători precise ale greutății unui obiect.
Probleme cu exemplu de măsurare a tensiunii
Problemele cu exemple de ecartament pot ilustra aceste efecte. Dacă un gabarit măsoară o microstrain de 5_μ__ε_ pentru un material cu o lungime de 1 mm, cu câte micrometri se modifică lungimea materialului?
Convertiți microstrainul în tulpină înmulțindu-l cu 10-6 pentru a obține o valoare a tulpinii de 5 x 10-6și convertiți 1 mm în metri înmulțindu-l cu 10-3 a primi 10-3 m. Folosiți ecuația pentru tulpina pentru a rezolva ΔL cu 5 x 10-6 = ΔL / 10-3 M_. Rezolvați pentru _ΔL ca (5 x 10-6) x (10)-3) pentru a obține 5 x 10-9 m sau 5 x 10-3 um _._