Определянето на това колко тегло може да понесе мостът зависи от това как той реагира на напрежението и напрежението на автомобилите и други превозни средства, които го пресичат. Но за най-малките промени в стреса ще ви е необходим деформационен манометър, който може да ви даде стойности на стрес, които са много по-малки. Стойността на микронапрежението ви помага в това.
Микронапрежение
Стрессе измерва с помощта на "сигма"
\ sigma = \ frac {F} {A}
за силатаFвърху обект и площAвърху които се прилага силата. Можете да измерите напрежението по този прям начин, ако знаете сила и площ. Това дава деформация същите единици като налягането. Това означава, че можете да приложите натиск върху даден обект като един от начините за измерване на напрежението върху него.
Можете също така да разберете колко е напрежението върху даден материал, като използватестойност на щама, измерено чрез "епсилон"
\ epsilon = \ frac {\ Delta L} {L}
за промяната в дължинатаΔLна материал, когато е под напрежение, разделен на действителната дължина
Lот материала. Когато материалът се компресира в определена посока, например теглото на автомобилите на мост, самият материал може да се разшири в посоките, перпендикулярни на теглото. Този отговор на разтягане или компресиране, известен катоЕфект на Поасон, ви позволява да изчислите деформацията.Тази "деформация" на материала възниква на микрониво за микродеформационни ефекти. Докато тензодатчиците с нормални размери измерват промените в дължината на материала от порядъка на милиметър или инч, микроизмервателни уреди се използват за дължини на микрометри (използвайки гръцката буква "mu") μm за промяната в дължина. Това би означавало, че ще използвате стойности наεот порядъка на 10-6 по величина, за да се получи микронапрежениеμε.Преобразуването на микронапрежение в щам означава умножаване на стойността на микронатоварването по 10-6.
Микроизмервателни уреди
Откакто шотландският химик лорд Келвин откри, че металните проводящи материали под механично напрежение показват промяна в електрическо съпротивление, учени и инженери са изследвали тази връзка между напрежението и електричеството, за да се възползват тези ефекти. Електрическото съпротивление измерва съпротивлението на проводника към потока на електрически заряд.
Деформаторите използват зигзиг форма на проводник, така че когато измервате електрическото съпротивление в проводника, докато през него протича ток, можете да измерите колко напрежение е поставено върху проводника. Зигзагообразната решетъчна форма увеличава повърхността на жицата успоредно на посоката на деформацията.
Микроизмервателните уреди правят същото, но измерват още по-малки промени в електрическото съпротивление на обекта, като например промени в микроскопа в дължината на обекта. Деформационните датчици се възползват от връзката така, че когато деформацията върху даден обект се прехвърли върху тензодатчика, манометърът променя електрическото си съпротивление пропорционално на деформацията. Тензометрите намират приложение в везни, които дават точни измервания на теглото на обекта.
Примери за деформационен датчик
Тези ефекти могат да илюстрират примерни проблеми с деформационен габарит. Ако деформатомерът измерва микродеформация от 5μεза материал с дължина 1 mm с колко микрометра се променя дължината на материала?
Преобразувайте микронатоварването в щам, като го умножите по 10-6 за да получите стойност на деформация 5 x 10-6и преобразувайте 1 mm в метри, като го умножите по 10-3 за да получите 10-3 м. Използвайте уравнението за деформация, за която да решитеΔL:
5 \ по 10 ^ {- 6} = \ frac {\ Delta L} {10 ^ {- 3}} \ подразбира \ Delta L = 5 \ по 10 ^ {- 6} \ по 10 ^ {- 3} = 5 \ по 10 ^ {- 9} \ текст {m}
или 5 х 10-3 μm.