การพิจารณาว่าสะพานสามารถรับน้ำหนักได้เท่าใดนั้นขึ้นอยู่กับการตอบสนองของสะพานต่อความเครียดและความเครียดของรถยนต์และยานพาหนะอื่นๆ ที่ข้ามสะพาน แต่สำหรับการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยของความเครียด คุณต้องมีเครื่องวัดความเครียดที่สามารถให้ค่าความเครียดที่น้อยกว่ามาก ค่าไมโครสเตรนช่วยคุณได้
ไมโครสเตรน
ความเครียดวัดโดยใช้ "sigma"
\sigma = \frac{F}{A}
สำหรับกำลังFบนวัตถุและพื้นที่อาที่ใช้กำลัง คุณสามารถวัดความเค้นในลักษณะตรงไปตรงมานี้ได้หากคุณทราบแรงและพื้นที่ สิ่งนี้ทำให้ความเครียดในหน่วยเดียวกับแรงดัน ซึ่งหมายความว่าคุณสามารถเพิ่มแรงกดลงบนวัตถุเป็นวิธีหนึ่งในการวัดความเค้นบนวัตถุ
คุณยังสามารถทราบได้ว่าวัสดุมีความเครียดมากเพียงใดโดยใช้ปุ่มค่าความเครียด, วัดโดย "เอปซิลอน"
\epsilon =\frac{\Delta L}{L}
สำหรับการเปลี่ยนแปลงความยาวΔLของวัสดุเมื่ออยู่ภายใต้ความเค้นหารด้วยความยาวจริงหลี่ของวัสดุ เมื่อวัสดุถูกบีบอัดในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง เช่น น้ำหนักของรถยนต์บนสะพาน วัสดุนั้นสามารถขยายตัวได้ในทิศทางตั้งฉากกับน้ำหนัก การตอบสนองของการยืดหรือบีบอัดนี้เรียกว่าปัวซอง เอฟเฟคให้คุณคำนวณความเครียด
"การเสียรูป" ของวัสดุนี้เกิดขึ้นในระดับไมโครสำหรับผลกระทบของไมโครสเตรน ในขณะที่สเตรนเกจขนาดปกติจะวัดการเปลี่ยนแปลงความยาวของวัสดุตามลำดับมิลลิเมตรหรือนิ้ว ไมโครสเตรนเกจใช้สำหรับความยาวของไมโครมิเตอร์ (โดยใช้อักษรกรีก "mu") μm สำหรับการเปลี่ยนแปลง ความยาว. นี่หมายความว่าคุณจะใช้ค่าของ
เกจไมโครสเตรน
นับตั้งแต่ลอร์ด เคลวิน นักเคมีชาวสก็อตพบว่าวัสดุที่เป็นโลหะภายใต้ความเครียดทางกลแสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงใน ความต้านทานไฟฟ้า นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรได้สำรวจความสัมพันธ์ระหว่างความเครียดและไฟฟ้าเพื่อใช้ประโยชน์จาก ผลกระทบเหล่านี้ ความต้านทานไฟฟ้าวัดความต้านทานของสายไฟต่อการไหลของประจุไฟฟ้า
สเตรนเกจใช้ลวดรูปทรงซิกซิก ดังนั้น เมื่อคุณวัดความต้านทานไฟฟ้าในเส้นลวดเมื่อกระแสไหลผ่าน คุณจะสามารถวัดได้ว่ามีแรงตึงบนลวดมากแค่ไหน รูปร่างคล้ายซิกแซกกริดจะเพิ่มพื้นที่ผิวของเส้นลวดขนานกับทิศทางของความเครียด
ไมโครสเตรนเกจทำในสิ่งเดียวกัน แต่วัดการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยในความต้านทานไฟฟ้าต่อวัตถุ เช่น การเปลี่ยนแปลงของกล้องจุลทรรศน์ในความยาวของวัตถุ สเตรนเกจใช้ประโยชน์จากความสัมพันธ์ดังกล่าว เมื่อความเครียดบนวัตถุถูกถ่ายโอนไปยังสเตรนเกจ เกจจะเปลี่ยนความต้านทานไฟฟ้าตามสัดส่วนของความเครียด สเตรนเกจพบการใช้งานในเครื่องชั่งที่ให้การวัดน้ำหนักของวัตถุได้อย่างแม่นยำ
ปัญหาตัวอย่างเกจความเครียด
ปัญหาตัวอย่างมาตรวัดความเครียดสามารถแสดงให้เห็นถึงผลกระทบเหล่านี้ หากสเตรนเกจวัดไมโครสเตรน 5μεสำหรับวัสดุที่มีความยาว 1 มม. ความยาวของวัสดุเปลี่ยนแปลงไปกี่ไมโครเมตร
แปลงไมโครสเตรนเป็นความเครียดโดยการคูณด้วย10-6 เพื่อให้ได้ค่าความเครียด 5 x 10-6และแปลง 1 มม. เป็นเมตร โดยคูณด้วย 10-3 เพื่อรับ 10-3 เมตร ใช้สมการสำหรับความเครียดเพื่อแก้หาΔL:
5\ครั้ง 10^{-6}=\frac{\Delta L}{10^{-3}}\implies \Delta L=5\times 10^{-6}\times 10^{-3}=5 \ครั้ง 10^{-9}\ข้อความ{ ม.}
หรือ 5 x 10-3 μm.