Περιεχόμενο
Το να υπολογίσεις πόσο βάρος μπορεί να έχει μια γέφυρα εξαρτάται από το πώς ανταποκρίνεται στο άγχος και την καταπόνηση των αυτοκινήτων και των άλλων οχημάτων που το διασχίζουν. Αλλά, για τις πιο μικροσκοπικές αλλαγές στο άγχος, θα χρειαστείτε ένα μετρητή τάσης που μπορεί να σας δώσει αξίες στρες που είναι πολύ μικρότερες. Η τιμή μικροστοιχείων σας βοηθά με αυτό.
Microstrain
Στρες μετράται με τη χρήση "σίγμα" σ = F / A για τη δύναμη φά σε ένα αντικείμενο και στην περιοχή ΕΝΑ πάνω από το οποίο εφαρμόζεται η δύναμη. Μπορείτε να μετρήσετε το άγχος με αυτόν τον απλό τρόπο αν γνωρίζετε τη δύναμη και την περιοχή. Αυτό δίνει τάση στις ίδιες μονάδες με την πίεση. Αυτό σημαίνει ότι μπορείτε να προσθέσετε πίεση σε ένα αντικείμενο ως έναν τρόπο μέτρησης της πίεσης πάνω σε αυτό.
Μπορείτε επίσης να υπολογίσετε πόση πίεση υπάρχει σε ένα υλικό που χρησιμοποιεί το αξία της καταπόνησης, μετρούμενη με "epsilon" ε = ΔL / L για την αλλαγή του μήκους ΔL ενός υλικού όταν είναι υπό τάση διαιρούμενο με το πραγματικό μήκος μεγάλο του υλικού. Όταν ένα υλικό συμπιέζεται σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση, όπως το βάρος των αυτοκινήτων σε μια γέφυρα, το ίδιο το υλικό μπορεί να επεκταθεί στις κατευθύνσεις κάθετες στο βάρος. Αυτή η απόκριση τέντωσης ή συμπίεσης, γνωστή ως Poisson αποτέλεσμα, σας επιτρέπει να υπολογίσετε την καταπόνηση.
Αυτή η "παραμόρφωση" του υλικού συμβαίνει σε ένα μικρο-επίπεδο για τις επιδράσεις microstring. Ενώ οι μετρητές τάσης κανονικού μεγέθους μετρούν τις μεταβολές του μήκους υλικού της τάξεως του χιλιοστού ή της ίντσας, τα μικροσκοπικά όργανα χρησιμοποιούνται για μήκη μικρομέτρων (χρησιμοποιώντας το ελληνικό γράμμα "mu") μm για τη μεταβολή του μήκους. Αυτό θα σήμαινε ότι θα χρησιμοποιούσατε τιμές του ε από τη σειρά των 10-6 σε μέγεθος για να πάρει microstrain μ__ε. Η μετατροπή της μικροσυστοιχίας στο μέσο παραμόρφωσης πολλαπλασιάζει την τιμή της μικροδιακόλλησης κατά 10-6.
Μικροσκόπια
Από τότε που ο σκωτσέζος χημικός Λόρδος Kelvin ανακάλυψε ότι μεταλλικό αγώγιμο υλικό με μηχανική καταπόνηση παρουσιάζει μια αλλαγή στην ηλεκτρική αντίσταση, οι επιστήμονες και οι μηχανικοί έχουν διερευνήσει αυτή τη σχέση μεταξύ στέλεχος και ηλεκτρισμό για να επωφεληθούν από αυτά τα αποτελέσματα. Η ηλεκτρική αντίσταση μετρά αντίσταση των συρμάτων στη ροή ηλεκτρικής φόρτισης.
Οι μετρητές τάσης χρησιμοποιούν ένα σχήμα zigzig του σύρματος έτσι ώστε, όταν μετράτε την ηλεκτρική αντίσταση στο σύρμα καθώς ρέει ρεύμα διαμέσου αυτού, μπορείτε να μετρήσετε πόση πίεση ασκείται στο σύρμα. Το σχήμα του πλέγματος ζιγκ-ζαγκ αυξάνει την επιφάνεια του σύρματος παράλληλα προς την κατεύθυνση της τάσης.
Τα μικροσκοπικά όργανα μέτρησης κάνουν το ίδιο πράγμα, αλλά μετρούν ακόμα πιο μικροσκοπικές αλλαγές στην ηλεκτρική αντίσταση στο αντικείμενο, όπως αλλαγές μικροσκοπίου σε μήκος αντικειμένων. Οι μετρητές τάσεων επωφελούνται από τη σχέση έτσι ώστε όταν η καταπόνηση ενός αντικειμένου μεταφέρεται στο μετρητή τάσης, ο μετρητής αλλάζει την ηλεκτρική αντίσταση του σε αναλογία προς την ένταση. Οι μετρητές τάσης βρίσκουν χρήσεις σε ισορροπίες που δίνουν ακριβείς μετρήσεις του βάρους των αντικειμένων.
Προβλήματα παραδείγματος περιγράμματος τάσης
Τα προβλήματα παραδείγματος μετρητών τάσεων μπορούν να απεικονίσουν αυτά τα αποτελέσματα. Εάν ένας μετρητής τάσης μετρά μια μικροσυστοιχία 5_μ__ε_ για ένα υλικό μήκους 1 mm, με πόσα μικρόμετρα μεταβάλλεται το μήκος του υλικού;
Μετατρέψτε τη μικροσυστοιχία σε στέλεχος πολλαπλασιάζοντας την κατά 10-6 για να πάρετε μια τιμή παραμόρφωσης 5 x 10-6, και μετατρέψτε το 1 mm σε μετρητές πολλαπλασιάζοντάς το με 10-3 για να πάρετε 10-3 Μ. Χρησιμοποιήστε την εξίσωση για την επίλυση του στελέχους για ΔL με 5 x 10-6 = ΔL / 10-3 Μ_. Λύστε για _ΔL ως (5x10-6) x (10-3) για να πάρετε 5 x 10-9 m ή 5 χ 10-3 μm _._