Sillan painon selvittäminen riippuu siitä, miten se reagoi autojen ja muiden sitä ylittävien ajoneuvojen rasitukseen ja rasitukseen. Mutta stressin vähiten muuttuviin muutoksiin tarvitaan venymäliuska, joka antaa sinulle paljon pienempiä stressiarvoja. Mikrojännitysarvo auttaa sinua siinä.
Mikrojännitys
Stressimitataan käyttäen "sigmaa"
\ sigma = \ frac {F} {A}
voimalleFesineelle ja alueelleAjonka yli voima kohdistuu. Voit mitata stressiä tällä suoraviivaisella tavalla, jos tiedät voiman ja alueen. Tämä antaa rasitukselle samat yksiköt kuin paine. Tämä tarkoittaa, että voit lisätä esineeseen painetta yhtenä tapana mitata siihen kohdistuvaa rasitusta.
Voit myös selvittää, kuinka paljon materiaaliin kohdistuu rasitustakannan arvo, mitattuna "epsilon"
\ epsilon = \ frac {\ Delta L} {L}
pituuden muutokselleΔLmateriaalin jännityksessä jaettuna todellisella pituudellaLmateriaalista. Kun materiaali puristetaan yhteen tiettyyn suuntaan, kuten autojen paino sillalla, materiaali itsessään voi laajentua kohtisuoraan painoon nähden. Tämä venyttämisen tai puristamisen vaste, joka tunnetaan nimellä
Tämä materiaalin "muodonmuutos" tapahtuu mikrotasolla mikrorasituksen vaikutusten aikaansaamiseksi. Normaalikokoiset venymämittarit mittaavat materiaalin pituuden muutoksia millimetrin tai tuuman luokkaa, mikrojännitysmittareita käytetään mikrometrien pituuksiin (käyttäen kreikkalaista kirjainta "mu") μm muutokseen pituus. Tämä tarkoittaisi, että käyttäisit arvojaεjärjestyksessä 10-6 suuruudeltaan mikrokerroksen saamiseksiμε.Mikrokannan muuntaminen kannaksi tarkoittaa mikrokerran arvon kertomista 10: llä-6.
Mikrojännitysmittarit
Siitä lähtien, kun skotlantilainen kemisti Lord Kelvin havaitsi, että metallia johtava materiaali mekaanisessa rasituksessa osoittaa muutosta sähkövastus, tutkijat ja insinöörit ovat tutkineet tätä suhdetta rasituksen ja sähkön välillä hyödyntääkseen nämä vaikutukset. Sähköinen vastus mittaa langan vastuksen sähkövarauksen virtaukselle.
Vääntymittarit käyttävät siksak-muotoista langaa siten, että kun mitataan langan sähköinen vastus, kun virta kulkee sen läpi, voit mitata kuinka paljon rasitusta langalle aiheutuu. Siksakverkon muotoinen muoto lisää langan pinta-alaa venymän suunnan kanssa.
Mikrojännitysmittarit tekevät saman, mutta mittaavat vielä pienempiä muutoksia kohteen sähköisessä vastuksessa, kuten mikroskoopin muutokset kohteen pituudessa. Venymämittarit hyödyntävät suhdetta siten, että kun kohteen rasitus siirtyy venymäliuskaan, mittari muuttaa sähkövastustaan suhteessa venymään. Venymämittarit löytävät vaa'oista käyttötarkoituksen, joka antaa tarkan mittauksen kohteen painosta.
Venymämittarin esimerkkiongelmat
Venymämittarin esimerkkiongelmat voivat havainnollistaa näitä vaikutuksia. Jos venymäliuska mittaa mikrokerrointa 5με1 mm: n pituiselle materiaalille, kuinka monella mikrometrillä materiaalin pituus muuttuu?
Muunna mikrokanta kannaksi kertomalla se 10: llä-6 saada venymäarvo 5 x 10-6ja muunna 1 mm metreiksi kertomalla se 10: llä-3 saadaksesi 10-3 m. Käytä kanta-yhtälöä ratkaisemaanΔL:
5 \ kertaa 10 ^ {- 6} = \ frac {\ Delta L} {10 ^ {- 3}} \ tarkoittaa \ Delta L = 5 \ kertaa 10 ^ {- 6} \ kertaa 10 ^ {- 3} = 5 \ kertaa 10 ^ {- 9} \ teksti {m}
tai 5 x 10-3 μm.
