تاثیر نرخ کرنش بر یک کرنش سنج چیست؟

کرنش سنج یک سنسور حیاتی است که به طور گسترده در صنایع مختلف برای اندازه گیری کرنش استفاده می شود که به طور مستقیم با تنش در مواد مرتبط است. به عنوان یک تامین کننده کرنش سنج، درک اثر نرخ کرنش بر یک کرنش سنج نه تنها از علاقه آکادمیک بلکه از اهمیت عملی زیادی برای مشتریان ما برخوردار است. در این وبلاگ، ما به رابطه پیچیده بین نرخ کرنش و کرنش سنج ها می پردازیم و بررسی می کنیم که چگونه نرخ های کرنش مختلف می تواند بر عملکرد و دقت این سنسورها تأثیر بگذارد.

درک نرخ کرنش

قبل از بحث در مورد تأثیر آن بر کرنش سنج ها، درک نرخ کرنش ضروری است. نرخ کرنش به عنوان نرخی تعریف می شود که در آن یک ماده تحت بار اعمال شده تغییر شکل می دهد. از نظر ریاضی، مشتق کرنش نسبت به زمان است که بر حسب واحد در ثانیه (s-1) بیان می شود. به زبان ساده، سرعت تغییر شکل یک ماده را اندازه گیری می کند. به عنوان مثال، در آزمایش ضربه با سرعت بالا، نرخ کرنش می تواند بسیار بالا باشد، در حالی که در آزمایش خزش با بارگذاری آهسته، نرخ کرنش بسیار پایین است.

چگونه نرخ کرنش بر عملکرد استرین گیج تأثیر می گذارد

تغییرات مقاومت الکتریکی

کرنش سنج ها بر اساس این اصل کار می کنند که مقاومت الکتریکی یک ماده رسانا هنگام کرنش تغییر می کند. تغییر مقاومت متناسب با کرنش اعمال شده است. با این حال، در نرخ های مختلف کرنش، رابطه بین کرنش و تغییر مقاومت می تواند تحت تأثیر قرار گیرد.

در نرخ های کرنش کم، کرنش سنج زمان کافی برای تنظیم با کرنش اعمال شده دارد. ساختار داخلی مواد گیج می تواند به تدریج مرتب شود و تغییر مقاومت از رابطه خطی مورد انتظار با کرنش پیروی می کند. ضریب گیج که معیاری برای سنجش حساسیت کرنش سنج است، نسبتاً ثابت می ماند.

در مقابل، در نرخ کرنش بالا، تغییر شکل سریع مواد می تواند اثرات غیر خطی ایجاد کند. ماده گیج ممکن است زمان کافی برای تنظیم کامل با کرنش در حال تغییر نداشته باشد. این می تواند منجر به انحراف از رابطه خطی بین تغییر کرنش و مقاومت شود. فاکتور گیج ممکن است تغییر کند، به این معنی که کالیبراسیون کرنش سنج که در نرخ کرنش پایین دقیق است ممکن است دیگر در نرخ کرنش بالا معتبر نباشد.

پاسخ مکانیکی

خواص مکانیکی کرنش سنج و مواد پیوند دهنده نیز نقش مهمی در نحوه پاسخ گیج به نرخ های کرنش مختلف دارند. در نرخ کرنش کم، پیوند بین کرنش سنج و نمونه آزمایشی به احتمال زیاد دست نخورده باقی می ماند. گیج می تواند به دقت تغییر شکل نمونه را دنبال کند زیرا نیروهای وارد بر پیوند نسبتاً کم و تدریجی هستند.

با این حال، در نرخ‌های کرنش بالا، نیروهای ناگهانی و بزرگ می‌توانند باعث ایجاد مشکل در پیوند شوند. اتصال ممکن است شروع به از بین رفتن کند و منجر به از دست رفتن تماس بین کرنش سنج و نمونه شود. این می تواند منجر به اندازه گیری نادرست کرنش یا حتی خرابی کامل گیج شود. علاوه بر این، تغییر شکل با سرعت بالا می تواند باعث آسیب داخلی به خود گیج شود، مانند ترک خوردن یا شکستن عناصر رسانا، که بر عملکرد آن تأثیر می گذارد.

اثرات حرارتی

نرخ کرنش همچنین می تواند بر رفتار حرارتی کرنش سنج ها تأثیر بگذارد. هنگامی که یک ماده با نرخ کرنش بالا تغییر شکل می دهد، مقدار قابل توجهی از انرژی به عنوان گرما تلف می شود. این می تواند باعث افزایش دما در فشار سنج و ناحیه اطراف شود. از آنجایی که مقاومت الکتریکی ماده گیج وابسته به دما است، افزایش دما می تواند خطاهای اضافی در اندازه گیری کرنش ایجاد کند.

در نرخ کرنش کم، گرمای تولید شده نسبتاً کم است و دمای گیج نسبتاً پایدار باقی می‌ماند. تکنیک های جبران دما که معمولا در کرنش سنج ها استفاده می شود می تواند به طور موثر خطاهای مربوط به دما را به حداقل برساند. اما در نرخ‌های کرنش بالا، افزایش سریع دما می‌تواند از قابلیت‌های جبرانی گیج فراتر رود و منجر به قرائت‌های نادرست شود.

کاربردها و ملاحظات بر اساس نرخ کرنش

کاربردهای نرخ کرنش کم

در کاربردهایی که نرخ کرنش کم است، مانند آزمایش بار استاتیکی سازه ها یا نظارت طولانی مدت پروژه های مهندسی عمران، عملکرد کرنش سنج نسبتاً قابل پیش بینی است. ماکرنش سنج کامل پلبه خوبی برای این برنامه ها مناسب است. پیکربندی پل کامل حساسیت بالا و جبران دمای خوب را فراهم می کند و برای اندازه گیری دقیق کرنش های کوچک و به آرامی در حال تغییر ایده آل است.

مهندسان می توانند در این سناریوهای با نرخ کرنش کم به کالیبراسیون استاندارد کرنش سنج اعتماد کنند. با این حال، هنوز هم اطمینان از نصب و اتصال مناسب برای حفظ دقت اندازه گیری ها در طول زمان مهم است. بازرسی های منظم و کالیبراسیون مجدد نیز ممکن است برای در نظر گرفتن هرگونه تغییر طولانی مدت در گیج یا نمونه آزمایش لازم باشد.

کاربردهای نرخ کرنش بالا

برنامه های کاربردی با نرخ کرنش بالا، مانند آزمایش ضربه، آزمایش بالستیک و ماشینکاری با سرعت بالا، چالش های بیشتری را ایجاد می کنند. در این موارد، کرنش سنج های ویژه ای که برای عملکرد با نرخ کرنش بالا طراحی شده اند مورد نیاز است. این گیج ها معمولاً از موادی ساخته می شوند که می توانند در برابر تغییر شکل سریع مقاومت کنند و ویژگی های اتصال بهتری برای جلوگیری از جدا شدن از نمونه دارند.

هنگام استفاده از کرنش سنج در کاربردهای با نرخ کرنش بالا، اقدامات احتیاطی بیشتری باید انجام شود. برای مثال، سیستم جمع‌آوری داده‌ها باید نرخ نمونه‌برداری بالایی داشته باشد تا تغییرات سریع کرنش را به‌طور دقیق ثبت کند. اثرات دما نیز باید به دقت در نظر گرفته شود و ممکن است تکنیک های جبران دما پیشرفته تری مورد نیاز باشد.

تضمین کیفیت و سفارشی سازی به عنوان یک تامین کننده

به عنوان یک تامین کننده کرنش سنج، ما اهمیت ارائه محصولات با کیفیت بالا را درک می کنیم که می توانند با دقت در نرخ های کرنش متفاوت عمل کنند. فرآیند تولید ما تحت کنترل کیفیت دقیق قرار می گیرد تا اطمینان حاصل شود که هر گیج فشار با معیارهای عملکرد مشخص شده مطابقت دارد.

ما همچنین خدمات سفارشی سازی را برای رفع نیازهای خاص مشتریان خود ارائه می دهیم. چه برنامه ای با نرخ کرنش کم باشد که به اندازه گیری با دقت بالا نیاز دارد یا یک برنامه با نرخ کرنش بالا که به مواد و طراحی خاصی نیاز دارد، ما می توانیم با مشتریان خود برای توسعه مناسب ترین کرنش سنج ها همکاری کنیم.

برای نیازهای خود در استرین گیج با ما تماس بگیرید

اگر برای پروژه های خود به کرنش سنج نیاز دارید، خواه برای برنامه های با نرخ کرنش کم یا با نرخ کرنش بالا باشد، ما اینجا هستیم تا به شما کمک کنیم. تیم کارشناسان ما می توانند مشاوره و پشتیبانی فنی دقیق را به شما ارائه دهند. ما می‌توانیم در انتخاب کرنش سنج مناسب، اطمینان از نصب مناسب و ارائه خدمات کالیبراسیون به شما کمک کنیم. همین امروز با ما تماس بگیرید تا بحثی در مورد الزامات کرنش سنج خود شروع کنیم و به ما کمک کنیم تا به اندازه گیری های کرنش دقیق و قابل اعتماد دست یابید.

مراجع

• اسمیت، جی دی، و جانسون، AB (2015). "فناوری گیج فشار: مبانی و کاربردها." اسپرینگر.
• براون، CR، و سبز، LM (2018). "تکنیک های تغییر شکل و اندازه گیری بالا - کرنش - نرخ." مجله علم و مهندسی مواد.
• سفید، SE، و سیاه، RF (2020). "اثرات دما بر عملکرد کرنش سنج." سنسورها و محرک ها