स्ट्रेन गेज क्या है: कार्य करना और इसके अनुप्रयोग

1938 में एडवर्ड ई। सीमन्स और आर्थर सी। रूज द्वारा एक स्ट्रेन गेज का आविष्कार किया गया था। इस आविष्कार के कारण विभिन्न संरचनाओं पर महत्वपूर्ण मात्रा में तनाव का मापन हुआ। एक स्ट्रेन गेज एक है सेंसर का प्रकार किसी वस्तु के खिंचाव को मापने के लिए विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है। यह एक आवश्यक भू-तकनीकी उपकरण है जो कई संरचनाओं जैसे सुरंगों, भूमिगत गुहाओं, इमारतों, पुलों, समतल, चिनाई वाले बांधों, मिट्टी / कंक्रीट में एम्बेडिंग आदि में तनाव को निर्धारित करता है। यहां वह सब कुछ है जो एक पाठक स्ट्रेन गेज के बारे में जान सकता है। काम सिद्धांत, विशेषताओं, और अनुप्रयोगों।

एक तनाव गेज क्या है?

परिभाषा: एक तनाव गेज विभिन्न संरचनाओं पर तनाव को मापने के लिए भू-तकनीकी इंजीनियरिंग के क्षेत्र में उपयोग किए जाने वाले अनिवार्य उपकरणों में से एक है। बाहरी बल लगाने से, तनाव गेज के प्रतिरोध में बदलाव होगा।

विकृति प्रमापक

एक गेज के बुनियादी निर्माण में एक धातुई पन्नी संरचना का समर्थन करने के लिए एक लचीला लचीला समर्थन है। यह धातु का तार एक वाहक कहे जाने वाले एक पतले बैकिंग से चिपका होता है, और पूरे सेटअप को एक उपयुक्त चिपकने वाले का उपयोग करके एक वस्तु के लिए तय किया जाता है। बल, दबाव, वजन, तनाव, आदि के कारण वस्तु विकृत हो जाती है विद्युतीय प्रतिरोध पन्नी में परिवर्तन। ए व्हीटस्टोन पुल प्रतिरोधकता में परिवर्तन को मापता है, जो गेज फैक्टर के रूप में ज्ञात मात्रा के माध्यम से तनाव से संबंधित है।

तनाव-गेज-नमूना-आरेख

एक गेज के प्रतिरोध में छोटे बदलाव व्हीटस्टोन पुल की अवधारणा का उपयोग करके मापा जाता है। नीचे दिया गया आंकड़ा सामान्य व्हीटस्टोन पुल को दिखाता है, जिसमें चार प्रतिरोधक हथियार और एक उत्तेजना वोल्टेज, वी_{पूर्व}।

व्हीटस्टोन पुल

व्हीटस्टोन पुल के दो समानांतर हैं वोल्टेज विभक्त सर्किट। R1 और R2 एक वोल्टेज विभक्त सर्किट बनाते हैं, R3 और R4 दूसरे वोल्टेज विभक्त सर्किट बनाते हैं। आउटपुट वोल्टेज VO द्वारा दिया जाता है:

Vo = [R3 / (R3 + R4) -R2 / (R1 + 2)] * V_{पूर्व}

यदि R1 / R2 = R4 / R3, तो आउटपुट वोल्टेज शून्य है और पुल को एक संतुलित पुल कहा जाता है।

प्रतिरोध में एक छोटा सा बदलाव नॉनज़ेरो आउटपुट वोल्टेज की ओर जाता है। यदि and R4 ’को स्ट्रेन गेज से बदल दिया जाता है और स्ट्रेन गेज के प्रतिरोध में कोई भी परिवर्तन पुल को असंतुलित कर देगा और नॉनवेज वोल्टेज का उत्पादन करेगा।

गेज गेज का कारक

गेज फैक्टर GF के रूप में दिया गया है

GF = (=R⁄RG) / ∆

कहा पे,

To strainR 'तनाव के कारण प्रतिरोध में परिवर्तन है

‘RG’ अविकसित गेज का प्रतिरोध है

‘Ε 'तनाव है

सामान्य धात्विक फ़ॉल्स का गेज फैक्टर लगभग 2 है। व्हीटस्टोन ब्रिज का आउटपुट सेंसर वोल्टेज SV किसके द्वारा दिया जाता है,

SV=EV (GF.∈)/4

जहां EV पुल एक्साइटेशन वोल्टेज है

तनाव गेज काम करना

स्ट्रेन गेज का कामकाज पूरी तरह से किसी वस्तु / चालक की विद्युत प्रतिरोधकता पर निर्भर करता है। जब कोई वस्तु अपनी लोच की सीमा के भीतर खिंच जाती है और स्थायी रूप से टूट या बकल नहीं करती है, तो यह पतली और लंबी हो जाती है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च विद्युत प्रतिरोध होता है। यदि कोई वस्तु संपीड़ित होती है और खराब नहीं होती है, लेकिन, चौड़ी और छोटी हो जाती है, तो बिजली के प्रतिरोध में कमी आती है। एक गेज के विद्युत प्रतिरोध को मापने के बाद प्राप्त मान तनाव-प्रेरित की मात्रा को समझने में मदद करता है।

उत्तेजना वोल्टेज एक गेज नेटवर्क के इनपुट टर्मिनलों पर लागू होता है, जबकि आउटपुट आउटपुट टर्मिनलों पर पढ़ा जाता है। आम तौर पर, ये एक लोड से जुड़े होते हैं और लंबे समय तक, कभी-कभी दशकों तक स्थिर रहने की संभावना होती है। गेज के लिए उपयोग किया जाने वाला गोंद एक माप प्रणाली की अवधि पर निर्भर करता है - सायोनोक्रायलेट गोंद दीर्घकालिक माप के लिए अल्पकालिक माप और एपॉक्सी गोंद के लिए उपयुक्त है।

तनाव गेज काम सिद्धांत

जैसा कि हम जानते हैं कि प्रतिरोध सीधे एक कंडक्टर की लंबाई और क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र पर निर्भर करता है, जो इसके द्वारा दिया जाता है आर = एल / ए

कहा पे,

‘R '= प्रतिरोध

‘L '= लंबाई

'ए' = क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र

स्पष्ट रूप से, एक कंडक्टर की लंबाई एक कंडक्टर के आकार और आकार में परिवर्तन के साथ बदल जाती है, आखिरकार, क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र और प्रतिरोध को बदल देती है।

किसी भी सामान्य गेज में एक प्रवाहकीय पट्टी होती है जो लंबी और पतली होती है, जो समानांतर रेखाओं के ज़िग-ज़ैग फैशन में रखी जाती है। इस ज़िग-ज़ैग संरेखण का उद्देश्य बहुत कम सटीकता के साथ समानांतर लाइनों के बीच होने वाले तनाव की छोटी मात्रा पर विस्तार करना है। तनाव को किसी वस्तु के प्रतिरोधक बल के रूप में परिभाषित किया जाता है।

स्ट्रेन गॉज रोजेट्स

सतह पर सटीक तनाव का मूल्यांकन करने के लिए घटकों की संख्या को मापने के लिए एक रोसेट जैसी संरचना में दो या अधिक गेज को बारीकी से तैनात किया जाता है, जिसे स्ट्रेन गेज रोसेट के रूप में जाना जाता है। चित्रण नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।

स्ट्रेन-गेज-रोसेट्स

तनाव नापने का यंत्र लोड सेल

ये लोड सेल सबसे अधिक औद्योगिक अनुप्रयोगों में पाए जाते हैं। यह अत्यधिक सटीक और किफायती है। असल में, एक लोड सेल में एक मेटल बॉडी होती है, जिस पर स्ट्रेन गेज लगे होते हैं। धातु शरीर मजबूत और कम लोचदार होने के लिए, मिश्र धातु इस्पात, एल्यूमीनियम, या स्टेनलेस स्टील को डिजाइन करने के लिए नियोजित किया जाता है।

जब एक लोड सेल पर बाहरी बल लगाया जाता है, तो लोड सेल थोड़ा विकृत हो जाता है, और यदि अतिभारित नहीं होता है, तो यह अपने मूल आकार में वापस आ जाता है।

यदि लोड सेल विकृत होता है, तो गेज आकार में बदलता है, जिससे गेज के विद्युत प्रतिरोध में बदलाव होता है, जो बदले में वोल्टेज को मापता है।

सामान्य प्रकार के स्ट्रेन गेज लोड सेल हैं, जिसमें झुकने वाली बीम, पैनकेक, सिंगल पॉइंट शीयर बीम लोड सेल, डबल-एंड शीयर बीम, वायर रस्सी क्लैंप, और इसी तरह शामिल हैं।

तनाव के लक्षण Gauges

तनाव गेज की महत्वपूर्ण विशेषताएं हैं:

• ये कुछ सावधानियों के साथ लंबी अवधि के लिए उपयुक्त हैं
• वे तापमान और अन्य कारकों में बदलाव के साथ सटीक मूल्य प्रदान करते हैं
• सरल घटकों के कारण इनका निर्माण आसान है
• वे बनाए रखने में आसान होते हैं और लंबे समय तक काम करते हैं
• यह हैंडलिंग और स्थापना जैसे नुकसान से बचाने के लिए पूरी तरह से समझाया गया है

तनाव गेज के अनुप्रयोग

असाधारण विशेषताएं इन गेजों को बांध, सुरंगों आदि जैसी संरचनाओं की निगरानी के लिए भू-तकनीकी इंजीनियरिंग के क्षेत्र में लगातार उपयोग करने और दुर्घटनाओं को अच्छी तरह से पहले से बचने में सक्षम बनाती हैं। तनाव गेज के कुछ अनुप्रयोगों में शामिल हैं -

• रेल की निगरानी
• केबल पुल
• एयरोस्पेस
• परमाणु ऊर्जा संयंत्र

पूछे जाने वाले प्रश्न

1)। स्ट्रेन गेज की संवेदनशीलता क्या है?

प्रवाह तनाव तनाव दर के संबंध में भिन्न होता है। इसके अलावा, तनाव दर किसी वस्तु या कार्य सामग्री के अनाज के आकार पर निर्भर करती है। इसे तनाव में परिवर्तन में प्रवाह तनाव में परिवर्तन के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है।

२)। स्ट्रेन की इकाई क्या है?

स्ट्रेन एक आयाम रहित मात्रा है। हालांकि, तनाव दर समय का पारस्परिक है और एसआई इकाई सेकंड (एस -1) का पारस्परिक है।

३)। मैं स्ट्रेन गेज कैसे चुन सकता हूं?

यह अनुप्रयोगों और अन्य संबंधित तत्वों के प्रकार के आधार पर चुना जाता है। जैसे कि -

• गेज की लंबाई और प्रतिरोध के आधार पर
• श्रम-बचत लागत के आधार पर
• सामग्री और माप पर्यावरण के आधार पर

4)। व्हीटस्टोन पुल का उपयोग स्ट्रेन गेज के लिए क्यों किया जाता है?

व्हीटस्टोन पुल मिलिवोल्ट्स के संदर्भ में आउटपुट वोल्टेज को मापने में सक्षम है। एक बंधी हुई तनाव गेज के लिए, प्रतिरोध में बदलाव को मापा जा सकता है जब इसे विद्युत सर्किट (व्हीटस्टोन ब्रिज) से जोड़ा जाता है जो प्रतिरोध में मिनट परिवर्तन को मापता है। चूंकि व्हीटस्टोन पुल पर आउटपुट वोल्टेज गैर-शून्य हो जाता है, सर्किट अपना संतुलन खो देता है और ऑब्जेक्ट पर तनाव को निर्धारित करने में मदद करता है।

५)। आप स्ट्रेन गेज कैसे स्थापित करते हैं?

यहां स्ट्रेन गेज स्थापित करने के चरण दिए गए हैं

इस प्रकार, ए तनाव गेज का व्यापक वर्णन इस आलेख में काम करने, गेज कारक, विशेषताओं और अनुप्रयोगों के सिद्धांत प्रदान किए गए हैं। इसके अलावा, डिजिटल छवि सहसंबंध (DIC) आजकल तनाव को मापने के लिए नियोजित तकनीक है। इसका उपयोग कई उद्योगों में सटीकता के कारण किया जाता है और पारंपरिक प्रकार के सेंसर जैसे कि एक्सीलरोमीटर, स्ट्रिंग पॉट, एलवीडीटी, और कई अन्य के प्रतिस्थापन के रूप में। यहाँ आपके लिए एक प्रश्न है, स्ट्रेन गेज का मुख्य कार्य क्या है?