Tas, cik tilts var izturēt svaru, ir atkarīgs no tā, kā tas reaģē uz to šķērsojošo automašīnu un citu transportlīdzekļu spriedzi un slodzi. Bet, lai stresa izmaiņas būtu visnepietiekamākās, jums ir nepieciešams spriedzes mērītājs, kas var sniegt daudz mazākas stresa vērtības. Mikrocelna vērtība jums to palīdz.
Mikrocelms
Stressmēra, izmantojot "sigma"
\ sigma = \ frac {F} {A}
par spēkuFuz objektu un teritorijuAvirs kura tiek pielietots spēks. Jūs varat izmērīt stresu tādā tiešā veidā, ja zināt spēku un laukumu. Tas nodrošina slodzi tādas pašas vienības kā spiediens. Tas nozīmē, ka jūs varat pievienot spiedienu uz objektu kā vienu no veidiem, kā izmērīt tam radīto spriedzi.
Izmantojot materiālu, varat arī noskaidrot, cik liela slodze ir materiālamcelma vērtība, ko mēra pēc "epsilon"
\ epsilon = \ frac {\ Delta L} {L}
par garuma maiņuΔLmateriāla stresa apstākļos dalīts ar faktisko garumuLmateriāla. Kad materiāls tiek saspiests noteiktā virzienā, piemēram, automašīnu svars uz tilta, pats materiāls var paplašināties virzienos, kas ir perpendikulāri svaram. Šī izstiepšanas vai saspiešanas reakcija, kas pazīstama kā
Puasona efekts, ļauj aprēķināt slodzi.Šī materiāla "deformācija" notiek mikrolīmenī, lai radītu mikrostrāvas iedarbību. Kamēr normāla izmēra deformācijas mērierīces mēra materiāla garuma izmaiņas par milimetru vai collu, mikrometru garumiem (izmantojot grieķu burtu "mu") mikrometru mērierīces izmanto μm garums. Tas nozīmētu, ka jūs izmantojat vērtībasεpēc kārtas 10-6 lieluma, lai iegūtu mikrostrādiμε.Mikrocelma pārveidošana par celmu nozīmē mikrocelma vērtības reizināšanu ar 10-6.
Mikrocelšanas mērierīces
Kopš Skotijas ķīmiķis lords Kelvins atklāja, ka metāla vadīts materiāls mehāniskās slodzēs parāda izmaiņas elektriskā pretestība, zinātnieki un inženieri ir izpētījuši šīs attiecības starp spriedzi un elektrību, lai to izmantotu šīs sekas. Elektriskā pretestība mēra stieples pretestību elektriskā lādiņa plūsmai.
Sprieguma mērītājiem tiek izmantota zigziga stieples forma, lai, izmērot elektrisko pretestību vadā, kad caur to plūst strāva, jūs varētu izmērīt, cik liela stieple tiek uzlikta vadam. Zigzaga režģim līdzīgā forma palielina stieples virsmas laukumu paralēli celma virzienam.
Mikrostrādes mērierīces dara to pašu, bet mēra vēl mazāk nelielu izmaiņu elektriskajā pretestībā pret objektu, piemēram, mikroskopa izmaiņas objekta garumā. Sprieguma mērierīces izmanto attiecības tā, ka tad, kad objekta spriedze tiek pārnesta uz deformācijas mērierīci, mērierīce maina elektrisko pretestību proporcionāli deformācijai. Celma mērierīces atrod līdzsvaru, kas sniedz precīzus objekta svara mērījumus.
Celma mērierīces piemēru problēmas
Celma mērierīces piemēru problēmas var ilustrēt šos efektus. Ja sprieguma mērītāja mikrostrāde ir 5μεmateriālam, kura garums ir 1 mm, par cik mikrometriem mainās materiāla garums?
Pārvērtiet mikrocelnu par celmu, reizinot to ar 10-6 lai iegūtu deformācijas vērtību 5 x 10-6un pārveidojiet 1 mm metros, reizinot to ar 10-3 lai iegūtu 10-3 m. Izmantojiet celma vienādojumu, lai atrisinātuΔL:
5 reizes 10 ^ {- 6} = \ frac {\ Delta L} {10 ^ {- 3}} \ nozīmē \ Delta L = 5 \ reizes 10 ^ {- 6} \ reizes 10 ^ {- 3} = 5 \ reizes 10 ^ {- 9} \ teksts {m}
vai 5 x 10-3 μm.