Zistenie, koľko váhy môže most uniesť, závisí od toho, ako reaguje na namáhanie a namáhanie automobilov a iných vozidiel, ktoré ho križujú. Pre najmenšie zmeny stresu však potrebujete tenzometer, ktorý vám poskytne hodnoty stresu, ktoré sú oveľa menšie. Pomáha vám s tým hodnota mikroprúdu.
Microstrain
Stressa meria pomocou "sigma"
\ sigma = \ frac {F} {A}
pre siluFna objekte a plocheAna ktorú pôsobí sila. Ak viete silu a plochu, môžete namerať stres týmto priamym spôsobom. Týmto sa namáhajú rovnaké jednotky ako tlak. To znamená, že môžete na objekt pridať tlak ako jeden zo spôsobov merania namáhania.
Pomocou. Môžete tiež zistiť, aké veľké napätie je na materiálihodnota napätia, merané výrazom „epsilon“
\ epsilon = \ frac {\ Delta L} {L}
pre zmenu dĺžkyΔLmateriálu, keď je namáhaný, vydelený skutočnou dĺžkouĽmateriálu. Keď je materiál stlačený určitým smerom, napríklad hmotnosťou automobilov na moste, môže sa samotný materiál rozpínať v smeroch kolmých na hmotnosť. Táto reakcia na rozťahovanie alebo stláčanie, známa akoPoissonov efekt, vám umožní vypočítať napätie.
Táto "deformácia" materiálu nastáva na mikroúrovni kvôli účinkom mikropätia. Zatiaľ čo tenzometre normálnej veľkosti merajú zmeny dĺžky materiálu rádovo milimeter alebo palec, mikroprocesory sa používajú na dĺžky mikrometrov (s použitím gréckeho písmena „mu“) μm na zmenu dĺžka. To by znamenalo, že použijete hodnotyεrádovo 10-6 v rozsahu dostať mikroprocesμε.Konverzia mikrozmeny na kmeň znamená vynásobenie hodnoty mikrozmeny číslom 10-6.
Mikrozátlakomery
Odkedy škótsky chemik Lord Kelvin zistil, že kovový vodivý materiál pod mechanickým namáhaním ukazuje zmenu v elektrický odpor, vedci a inžinieri preskúmali tento vzťah medzi napätím a elektrinou, aby ho mohli využiť tieto účinky. Elektrický odpor meria odpor drôtu voči toku elektrického náboja.
Tenzometre majú drôtený cik-cak tvar, takže keď meriate elektrický odpor v drôte, keď ním preteká prúd, môžete merať, aké veľké napätie je na vodič kladené. Cikcakovitý tvar mriežky zväčšuje povrch drôtu rovnobežne so smerom namáhania.
Mikro-tenzometre robia to isté, ale merajú ešte nepatrnejšie zmeny elektrického odporu voči objektu, ako sú zmeny mikroskopu v dĺžke objektu. Tenzometre využívajú vzťah taký, že keď sa napätie na objekte prenesie do tenzometra, zmení jeho elektrický odpor úmerne s napätím. Tenzometre nachádzajú využitie vo váhach, ktoré poskytujú presné merania hmotnosti predmetov.
Príklady problémov s tenzometrom
Tieto účinky môžu ilustrovať príklady problémov s tenzometrom. Ak tenzometer meria mikrosieť 5μεo koľko mikrometrov sa mení dĺžka materiálu pre materiál dlhý 1 mm?
Premeníme mikrozmeň na kmeň vynásobením číslom 10-6 aby sme dostali hodnotu napätia 5 x 10-6a konvertujte 1 mm na metre vynásobením číslom 10-3 získať 10-3 m. Pre riešenie použite rovnicu pre napätieΔL:
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}
alebo 5 x 10-3 μm.