Ugotovitev, koliko teže lahko premore most, je odvisno od tega, kako se odziva na obremenitve in obremenitve avtomobilov in drugih vozil, ki ga prečkajo. Toda za najbolj majhne spremembe stresa potrebujete merilnik napetosti, ki vam lahko da veliko večje napetosti. Pri tem vam pomaga vrednost mikronapetosti.
Mikronapetost
Stresse meri s pomočjo "sigme"
\ sigma = \ frac {F} {A}
za siloFna predmetu in območjuAnad katero deluje sila. Stres lahko izmerite na ta neposreden način, če poznate silo in območje. To daje deformaciji enake enote kot tlak. To pomeni, da lahko pritiskate na predmet kot en način merjenja obremenitve.
Prav tako lahko ugotovite, koliko je material obremenjen z uporabovrednost seva, merjeno z "epsilon"
\ epsilon = \ frac {\ Delta L} {L}
za spremembo dolžineΔLmateriala, kadar je pod napetostjo, deljeno z dejansko dolžinoLmateriala. Ko je material stisnjen v določeno smer, na primer teža avtomobilov na mostu, se lahko material sam razširi v smeri, pravokotne na težo. Ta odziv raztezanja ali stiskanja, znan kotPoissonov učinek, vam omogoča izračun seva.
Ta "deformacija" materiala se pojavi na mikroravni zaradi mikronapetostnih učinkov. Medtem ko merilniki napetosti normalne velikosti merijo spremembe dolžine materiala na velikosti milimetra ali palca, merilniki mikronapetosti se uporabljajo za dolžine mikrometrov (z grško črko "mu") μm za spremembo dolžina. To bi pomenilo, da bi uporabili vrednostiεpo vrstnem redu 10-6 v velikosti, da dobimo mikronapetostμε.Pretvorba mikronapetosti v sev pomeni pomnožitev vrednosti mikronapetosti z 10-6.
Mikrotehnični merilniki
Odkar je škotski kemik Lord Kelvin odkril, da kovinski prevodni material pod mehanskimi obremenitvami kaže na spremembo električni upor so znanstveniki in inženirji raziskali to povezavo med napetostjo in elektriko, da bi jo izkoristili teh učinkov. Električni upor meri odpornost žice na pretok električnega naboja.
Merilniki napetosti uporabljajo cik-cak obliko žice, tako da lahko, ko merite električni upor v žici, ko po njej teče tok, izmerite, koliko obremenitve je na žici. Cik-cak mreži podobna oblika poveča površino žice vzporedno s smerjo deformacije.
Merilniki mikronapetosti naredijo isto, vendar merijo še bolj majhne spremembe električne odpornosti na predmet, kot so spremembe mikroskopa v dolžini predmeta. Merilniki napetosti izkoristijo razmerje tako, da ko se obremenitev predmeta prenese na merilnik napetosti, merilo spremeni svoj električni upor sorazmerno z napetostjo. Merilniki napetosti najdejo uporabo v tehtnicah, ki omogočajo natančne meritve teže predmeta.
Primeri težav z merilnikom napetosti
Te učinke lahko ponazorijo primeri primerov napetosti. Če merilnik napetosti meri mikronapetost 5μεza material dolžine 1 mm za koliko mikrometrov se spremeni dolžina materiala?
Pretvorite mikronapetost v sev tako, da jo pomnožite z 10-6 da dobimo vrednost deformacije 5 x 10-6in pretvorite 1 mm v metre tako, da ga pomnožite z 10-3 da dobite 10-3 m. Uporabite enačbo za sev, ki ga želite rešiti zaΔL:
5 \ krat 10 ^ {- 6} = \ frac {\ Delta L} {10 ^ {- 3}} \ implicira \ Delta L = 5 \ krat 10 ^ {- 6} \ krat 10 ^ {- 3} = 5 \ krat 10 ^ {- 9} \ besedilo {m}
ali 5 x 10-3 μm.
