Zjištění, jakou váhu může most unést, závisí na tom, jak reaguje na napětí a napětí automobilů a jiných vozidel, která jej překračují. Ale pro nejmenší změny ve stresu budete potřebovat tenzometr, který vám poskytne hodnoty stresu, které jsou mnohem menší. S tím vám pomůže hodnota mikroproudu.
Microstrain
Stresse měří pomocí "sigma"
\ sigma = \ frac {F} {A}
pro síluFna objekt a oblastAna kterou působí síla. Napětí můžete měřit tímto přímým způsobem, pokud znáte sílu a plochu. To dává napětí stejné jednotky jako tlak. To znamená, že můžete na objekt přidat tlak jako jeden ze způsobů, jak na něj namáhat.
Pomocí tlačítka můžete také zjistit, jaké je namáhání materiáluhodnota napětí, měřeno pomocí „epsilon“
\ epsilon = \ frac {\ Delta L} {L}
pro změnu délkyΔLmateriálu pod tlakem děleno skutečnou délkouLmateriálu. Když je materiál stlačen v určitém směru, jako je hmotnost automobilů na můstku, může se samotný materiál rozpínat ve směrech kolmých k hmotnosti. Tato reakce na roztahování nebo stlačení, známá jakoPoissonův efekt, umožňuje vypočítat napětí.
K této „deformaci“ materiálu dochází na mikroúrovni kvůli účinkům mikro-napětí. Zatímco tenzometry normální velikosti měří změny délky materiálu řádově milimetr nebo palec, mikrozátěžová měřidla se používají pro délky mikrometrů (s použitím řeckého písmene „mu“) μm pro změnu délka. To by znamenalo, že použijete hodnotyεřádově 10-6 ve velikosti získat mikroprocesμε.Přeměna mikroprocesu na kmen znamená vynásobení hodnoty mikroprocesu 10-6.
Mikrozátěžová měřidla
Od té doby, co skotský chemik Lord Kelvin zjistil, že kovový vodivý materiál pod mechanickým namáháním vykazuje změnu Vědci a inženýři zkoumali tento vztah mezi napětím a elektřinou, aby využili výhod elektrického odporu tyto účinky. Elektrický odpor měří odpor drátu vůči toku elektrického náboje.
Tenzometry používají cik-cak tvar drátu tak, že když měříte elektrický odpor v drátu, když ním protéká proud, můžete měřit, jak velké napětí je na vodič kladeno. Cikcak mřížkovitý tvar zvětšuje povrch drátu rovnoběžně se směrem napětí.
Mikroskopická měřidla dělají totéž, ale měří ještě nepatrnější změny elektrického odporu objektu, jako jsou změny mikroskopu v délce objektu. Tenzometry využívají výhod takového vztahu, že když se napětí na předmětu přenáší na tenzometr, měřící přístroj mění svůj elektrický odpor v poměru k tahu. Tenzometry nacházejí využití ve váhách, které poskytují přesné měření hmotnosti objektu.
Příklad problémů s tenzometrem
Tyto účinky mohou ilustrovat problémy s tenzometrem. Pokud tenzometr měří mikrozátěž 5μεo kolik mikrometrů se délka materiálu u materiálu o délce 1 mm mění?
Převeďte mikrozemeno na kmen vynásobením 10-6 získat hodnotu přetvoření 5 x 10-6a převádějte 1 mm na metry vynásobením 10-3 získat 10-3 m. K řešení použijte rovnici pro napětíΔL:
5 \ krát 10 ^ {- 6} = \ frac {\ Delta L} {10 ^ {- 3}} \ znamená \ Delta L = 5 \ krát 10 ^ {- 6} \ krát 10 ^ {- 3} = 5 \ krát 10 ^ {- 9} \ text {m}
nebo 5 x 10-3 μm.