Otkrivanje kolike težine most može imati ovisi o tome kako reagira na stres i naprezanje automobila i drugih vozila koja ga prelaze. No, za najmanje promjene u stresu trebao bi vam mjerač naprezanja koji vam može dati vrijednosti stresa koje su mnogo manje. Vrijednost mikro naprezanja pomaže vam u tome.
Mikronaprezanje
Stresmjeri se pomoću "sigme"
\ sigma = \ frac {F} {A}
za siluFna objektu i površiniApreko kojeg se primjenjuje sila. Stres možete izmjeriti na ovaj jednostavan način ako znate silu i područje. To daje deformaciji iste jedinice kao i pritisak. To znači da na objekt možete dodati pritisak kao jedan od načina mjerenja naprezanja na njemu.
Također možete shvatiti koliki je pritisak na materijalu pomoćuvrijednost soja, izmjereno "epsilonom"
\ epsilon = \ frac {\ Delta L} {L}
za promjenu duljineΔLmaterijala koji je pod naponom podijeljen sa stvarnom duljinomLmaterijala. Kada se materijal komprimira u određenom smjeru, poput težine automobila na mostu, sam materijal može se proširiti u smjerovima okomitim na težinu. Ovaj odgovor istezanja ili sabijanja, poznat kao
Poissonov efekt, omogućuje izračunavanje naprezanja.Ova "deformacija" materijala događa se na mikrorazini radi učinaka mikronaprezanja. Dok mjerači naprezanja normalne veličine mjere promjene duljine materijala reda veličine milimetra ili inča, mjerači mikronaprezanja koriste se za duljine mikrometara (koristeći grčko slovo "mu") μm za promjenu u duljina. To bi značilo da biste koristili vrijednostiεpo redoslijedu od 10-6 u veličini da se dobije mikronaprezanjeμε.Pretvaranje mikronaprezanja u soj znači množenje vrijednosti mikronaprezanja s 10-6.
Mikronaponski mjerači
Otkad je škotski kemičar Lord Kelvin otkrio da metalni provodni materijal pod mehaničkim naprezanjem pokazuje promjenu u električni otpor, znanstvenici i inženjeri istražili su ovaj odnos između napona i električne energije kako bi to iskoristili ti učinci. Električni otpor mjeri otpor žice na protok električnog naboja.
Manometri koriste cik-cak oblik žice tako da, kada mjerite električni otpor u žici dok kroz nju teče struja, možete izmjeriti koliki je pritisak na žici. Cik-cak oblik mrežaste mreže povećava površinu žice paralelno sa smjerom naprezanja.
Mikronaponski mjerači rade isto, ali mjere još manje male promjene u električnom otporu predmeta poput promjena mikroskopa u duljini predmeta. Manometri koriste prednost odnosa tako da, kada se naprezanje na objektu prenese na mjerač naprezanja, mjerač mijenja svoj električni otpor proporcionalno naprezanju. Manometri pronalaze primjenu u vagama koje daju precizna mjerenja težine predmeta.
Primjeri problema s mjeračem naprezanja
Primjeri problema s mjeračem naprezanja mogu ilustrirati ove učinke. Ako mjerač naprezanja mjeri mikronapon 5μεza materijal duljine 1 mm, za koliko mikrometara se mijenja duljina materijala?
Pretvorite mikronapon u soj pomnoživši ga s 10-6 da se dobije vrijednost deformacije 5 x 10-6i pretvorite 1 mm u metre množenjem s 10-3 dobiti 10-3 m. Upotrijebite jednadžbu naprezanja za rješavanjeΔL:
5 \ puta 10 ^ {- 6} = \ frac {\ Delta L} {10 ^ {- 3}} \ implicira \ Delta L = 5 \ puta 10 ^ {- 6} \ puta 10 ^ {- 3} = 5 \ puta 10 ^ {- 9} \ tekst {m}
ili 5 x 10-3 μm.