In 1938 werd een rekstrookje uitgevonden door Edward E. Simmons en Arthur C. Ruge. Deze uitvinding leidde tot het meten van een aanzienlijke hoeveelheid rek op verschillende structuren. Een spanningsmeter is een type sensor gebruikt in een breed scala aan toepassingen om de spanning van een object te meten. Het is een essentieel geotechnisch hulpmiddel dat de rek bepaalt in een reeks van constructies zoals tunnels, ondergrondse holtes, gebouwen, bruggen, beton, metselwerkdammen, inbedding in grond / beton, enz. Hier is alles wat een lezer kan weten over de spanningsmeter, inclusief werkingsprincipe, kenmerken en toepassingen.
Wat is een spanningsmeter?
Definitie: Een rekstrookje is een van de noodzakelijke apparaten die op het gebied van geotechniek worden gebruikt om rek op diverse constructies te meten. Door een externe kracht uit te oefenen, zou er een verandering in de weerstand van een rekstrookje optreden.
spanningsmeter
De basisconstructie van een meter heeft een isolerende flexibele achterkant om een metalen foliestructuur te ondersteunen. Deze metalen spoel is gelijmd op een dunne achterkant, een drager genaamd, en de hele opstelling wordt met een geschikte lijm op een object bevestigd. Omdat het object vervormd is door kracht, druk, gewicht, spanning, enz., Kan de elektrische weerstand van foliewisselingen. EEN Wheatstone-brug meet de verandering in soortelijke weerstand, die gerelateerd is aan rek door middel van een grootheid die bekend staat als Gauge Factor.
rekstrookje-voorbeeld-diagram
De kleine weerstandsveranderingen van een meter worden gemeten met het concept van Wheatstone-brug. De onderstaande afbeelding illustreert de algemene brug van Wheatstone, die vier resistieve armen en een excitatiespanning V heeftVOORMALIG
Wheatstone-brug
De Wheatstone-brug heeft twee parallel spanningsdeler circuits. R1 en R2 vormen een een spanningsdelercircuit, R3 en R4 vormen een tweede spanningsdelercircuit. De uitgangsspanning VO wordt gegeven door:
Vo = [R3 / (R3 + R4) -R2 / (R1 + 2)] * VVOORMALIG
Als R1 / R2 = R4 / R3, dan is de uitgangsspanning nul en wordt gezegd dat de brug een gebalanceerde brug is.
Een kleine verandering in weerstand leidt tot een uitgangsspanning die niet nul is. Als ‘R4’ wordt vervangen door een spanningsmeter en eventuele veranderingen in de weerstand van de spanningsmeter, zal de brug uit balans raken en een niet-nulspanning produceren.
Meterfactor van spanningsmeter
De ijkfactor GF wordt gegeven als
GF = (∆R⁄RG) / ∈
Waar,
‘ΔR’ is de verandering in weerstand als gevolg van spanning
‘RG’ is de weerstand van de niet-vervormde meter
‘Ε’ is de spanning
De ijkfactor van gewone metaalfolies is ongeveer 2. De uitgangssensorspanning SV van een Wheatstone-brug wordt gegeven door,
SV = EV (GF.∈) / 4
Waar EV de bekrachtigingsspanning van de brug is
Spanningsmeter werkt
De werking van een rekstrookje hangt volledig af van de elektrische weerstand van een object / geleider. Wanneer een voorwerp wordt uitgerekt binnen zijn elasticiteitsgrenzen en niet permanent breekt of knikt, wordt het dunner en langer, wat resulteert in een hoge elektrische weerstand. Als een voorwerp wordt samengedrukt en niet vervormt, maar verbreedt en verkort, resulteert dit in een verminderde elektrische weerstand. De waarden die worden verkregen na het meten van de elektrische weerstand van een meter, helpen om de hoeveelheid geïnduceerde spanning te begrijpen.
De excitatiespanning wordt aangelegd op de ingangsklemmen van een meternetwerk, terwijl de uitgang wordt uitgelezen op de uitgangsklemmen. Normaal gesproken zijn deze aangesloten op een belasting en zullen ze waarschijnlijk gedurende langere perioden, soms decennia, stabiel blijven. De lijm die voor meters wordt gebruikt, is afhankelijk van de duur van een meetsysteem - cyanoacrylaatlijm is geschikt voor metingen op korte termijn en epoxylijm voor metingen op lange termijn.
Werkingsprincipe van de spanningsmeter
Zoals we weten is de weerstand direct afhankelijk van de lengte en de dwarsdoorsnede van een geleider, die wordt gegeven door R = L / A
Waar,
‘R’ = Weerstand
‘L’ = Lengte
‘A’ = oppervlakte in dwarsdoorsnede
Het is duidelijk dat de lengte van een geleider verandert met de verandering in grootte en vorm van een geleider, en uiteindelijk het dwarsdoorsnedegebied en de weerstand verandert.
Elke normale meter heeft een geleidende strip die lang en dun is, zigzaggend van parallelle lijnen geplaatst. Het doel van deze zigzag-uitlijning is om met grote nauwkeurigheid uit te werken over de kleine hoeveelheid spanning die optreedt tussen de parallelle lijnen. Stress wordt gedefinieerd als de weerstandskracht van een object.
Spanningsmeters Rozetten
Twee of meer meters die dicht in een rozetachtige structuur zijn gepositioneerd om het aantal componenten te meten om de precieze spanning op het oppervlak te evalueren, staan bekend als rekstrookjes. De afbeelding is weergegeven in de onderstaande afbeelding.
rekstrookjes-rozetten
Spanningsmeter loadcellen
Deze loadcellen worden het meest aangetroffen in industriële toepassingen. Het is zeer nauwkeurig en economisch. In wezen bestaat een load cell uit een metalen behuizing waarop rekstrookjes zijn bevestigd. Om het metalen lichaam stevig en minder elastisch te maken, worden bij het ontwerp gelegeerd staal, aluminium of roestvrij staal gebruikt.
Wanneer een externe kracht op een weegcel wordt uitgeoefend, wordt de weegcel enigszins vervormd, en als deze niet wordt overbelast, keert deze terug naar zijn oorspronkelijke vorm.
Als de weegcel vervormt, verandert de meter van vorm, waardoor de elektrische weerstand van de meter verandert, die op zijn beurt de spanning meet.
Er zijn veelvoorkomende soorten belastingcellen voor rekstrookjes, waaronder buigbalk, pannenkoek, enkelpuntsbalk met schuifbalk, dubbelzijdige schuifbalk, staaldraadklemmen, enzovoort.
Kenmerken van spanningsmeters
De belangrijkste kenmerken van rekstrookjes zijn:
- Deze zijn geschikt voor langere periodes met bepaalde voorzorgsmaatregelen
- Ze geven nauwkeurige waarden met een verandering in temperatuur en andere factoren
- Deze zijn eenvoudig te vervaardigen door eenvoudige componenten
- Ze zijn gemakkelijk te onderhouden en hebben een lange levensduur
- Dit is volledig ingekapseld om te beschermen tegen schade zoals hantering en installatie
Toepassingen van spanningsmeter
Door de uitzonderlijke eigenschappen kunnen deze meters in de geotechniek worden gebruikt om constructies zoals dammen, tunnels enz. Constant te bewaken en ongevallen ruim van tevoren te voorkomen. Enkele van de toepassingen van rekstrookjes zijn:
- Spoorbewaking
- Kabelbruggen
- Lucht- en ruimtevaart
- Kerncentrales
Veelgestelde vragen
1). Wat is de gevoeligheid van spanningsmeter?
De stromingsspanning verschilt met betrekking tot de reksnelheid. Ook is de reksnelheid afhankelijk van de korrelgrootte van een object of werkmateriaal. Het wordt gedefinieerd als de verhouding van de verandering in de stromingsspanning tot de verandering in de rek.
2). Wat is de rekeenheid?
De soort is een dimensieloze hoeveelheid. De reksnelheid is echter het omgekeerde van de tijd en de SI-eenheid is het omgekeerde van seconden (s-1).
3). Hoe kies ik een rekstrookje?
Dit wordt geselecteerd op basis van het type applicaties en andere gerelateerde elementen. Zoals -
- Gebaseerd op meetlengte en weerstand
- Gebaseerd op arbeidsbesparende kosten
- Gebaseerd op materiaal en meetomgeving
4). Waarom wordt een Wheatstone-brug gebruikt voor spanningsmeter?
Wheatstone-brug kan uitgangsspanningen meten in millivolt. Voor een gebonden rekstrookje kan een verandering in weerstand worden gemeten wanneer deze is aangesloten op een elektrisch circuit (Wheatstone-brug) dat de minieme verandering in weerstand meet. Naarmate de uitgangsspanning op de Wheatstone-brug ongelijk nul wordt, verliest het circuit zijn evenwicht en helpt het om de spanning op het object te bepalen.
5). Hoe installeer je rekstrookjes?
Hier zijn de stappen om een spanningsmeter te installeren
Dus een uitgebreide beschrijving van de spanningsmeter , het werkingsprincipe, de meetfactor, de kenmerken en de toepassingen worden in dit artikel gegeven. Daarnaast is digitale beeldcorrelatie (DIC) een techniek die tegenwoordig wordt gebruikt om rek te meten. Het wordt in veel industrieën gebruikt vanwege de nauwkeurigheid en ter vervanging van conventionele soorten sensoren zoals versnellingsmeters, stringpotten, LVDT en nog veel meer. Hier is een vraag voor u, wat is de belangrijkste functie van spanningsmeter?
