Mencari tahu berapa banyak berat yang dapat ditampung oleh sebuah jembatan tergantung pada bagaimana jembatan itu merespons tekanan dan ketegangan mobil dan kendaraan lain yang melintasinya. Namun, untuk perubahan tegangan yang paling kecil, Anda memerlukan pengukur regangan yang dapat memberi Anda nilai tegangan yang jauh lebih kecil. Nilai microstrain membantu Anda dengan itu.
Ketegangan mikro
Menekankandiukur menggunakan "sigma"
\sigma = \frac{F}{A}
untuk kekuatanFpada suatu benda dan luasSEBUAHdi mana gaya diterapkan. Anda dapat mengukur tegangan dengan cara sederhana ini jika Anda mengetahui gaya dan luas. Ini memberikan regangan satuan yang sama dengan tekanan. Ini berarti Anda dapat menambahkan tekanan pada suatu benda sebagai salah satu cara untuk mengukur tekanan pada benda tersebut.
Anda juga dapat mengetahui berapa banyak tekanan pada material menggunakannilai regangan, diukur dengan "epsilon"
\epsilon =\frac{\Delta L}{L}
untuk perubahan panjangLdari suatu bahan ketika di bawah tekanan dibagi dengan panjang sebenarnya
Ldari bahan. Ketika suatu material ditekan ke arah tertentu, seperti berat mobil di jembatan, material itu sendiri dapat memuai ke arah yang tegak lurus dengan beratnya. Respon peregangan atau kompresi ini, yang dikenal sebagaiEfek racun, memungkinkan Anda menghitung regangan."Deformasi" material ini terjadi pada tingkat mikro untuk efek regangan mikro. Sementara pengukur regangan berukuran normal mengukur perubahan panjang material pada urutan milimeter atau inci, pengukur regangan mikro digunakan untuk panjang mikrometer (menggunakan huruf Yunani "mu") m untuk perubahan panjangnya. Ini berarti Anda akan menggunakan nilaiεpada urutan 10-6 besarnya untuk mendapatkan microstrainμε.Mengubah regangan mikro menjadi regangan berarti mengalikan nilai regangan mikro dengan 10-6.
Pengukur Microstrain
Sejak ahli kimia Skotlandia Lord Kelvin menemukan bahwa bahan konduktor logam di bawah tekanan mekanis menunjukkan perubahan hambatan listrik, para ilmuwan dan insinyur telah mengeksplorasi hubungan antara regangan dan listrik ini untuk memanfaatkan advantage efek ini. Hambatan listrik mengukur hambatan kawat terhadap aliran muatan listrik.
Pengukur regangan menggunakan kawat berbentuk zigzig sehingga, ketika Anda mengukur hambatan listrik di kawat saat arus mengalir melaluinya, Anda dapat mengukur berapa banyak regangan yang terjadi pada kawat. Bentuk seperti kisi-kisi zigzag meningkatkan luas permukaan kawat yang sejajar dengan arah regangan.
Pengukur regangan mikro melakukan hal yang sama, tetapi mengukur perubahan yang lebih kecil dalam hambatan listrik pada objek seperti perubahan mikroskop pada panjang objek. Pengukur regangan memanfaatkan hubungan sedemikian rupa sehingga, ketika regangan pada suatu benda dipindahkan ke pengukur regangan, pengukur mengubah hambatan listriknya sebanding dengan regangan. Pengukur regangan menemukan kegunaan dalam neraca yang memberikan pengukuran yang tepat dari berat suatu benda.
Contoh Soal Strain Gauge
Contoh soal strain gauge dapat menggambarkan efek ini. Jika pengukur regangan mengukur regangan mikro 5μεuntuk bahan yang panjangnya 1 mm, berapa mikrometer panjang bahan berubah?
Ubah regangan mikro menjadi regangan dengan mengalikannya dengan 10-6 untuk mendapatkan nilai regangan 5 x 10-6, dan ubah 1 mm ke meter dengan mengalikannya dengan 10-3 untuk mendapatkan 10-3 m. Gunakan persamaan regangan untuk menyelesaikanL:
5\times 10^{-6}=\frac{\Delta L}{10^{-3}}\implies \Delta L=5\times 10^{-6}\times 10^{-3}=5 \times 10^{-9}\text{ m}
atau 5x10-3 m.