Estensimetri elettrici Strumentazione …

Estensimetri elettrici Strumentazione ...

Capitolo 9 – Segnali strumentazione elettrica

Se una striscia di metallo conduttore è allungato, diventerà più magro e più, entrambe le modifiche conseguente aumento della resistenza end-to-end elettrica. Viceversa, se una striscia di metallo conduttivo è posto sotto una forza di compressione (senza deformazione), sarà ampliare e abbreviare. Se queste sollecitazioni siano mantenute entro il limite elastico del nastro metallico (in modo che la striscia non si deforma permanentemente), la striscia può essere utilizzato come elemento di misurazione della forza fisica, la quantità di forza applicata dedotta dalla misurazione sua resistenza.

i conduttori di un estensimetro sono molto sottili: se fatta di filo tondo, circa 1/1000 di pollice di diametro. In alternativa, i conduttori estensimetri possono essere sottili strisce di pellicola metallica depositato su un substrato non conduttivo chiamato vettore. Quest’ultima forma di estensimetro è rappresentato nella figura precedente. Il nome “misuratore bonded” è dato a estensimetri che sono incollati a una struttura più grande sotto stress (chiamato provino ). Il compito di incollaggio estensimetri per testare campioni può sembrare molto semplice, ma non lo è. “Gauging” è un mestiere a sé stante, assolutamente essenziale per l’ottenimento di misure di deformazione, stabili accurate. È anche possibile utilizzare un filo calibro montati teso tra due punti meccanici per misurare la tensione, ma questa tecnica ha i suoi limiti.

Tipicamente, il braccio reostato del ponte (R2 nello schema) è impostato ad un valore pari alla resistenza estensimetri senza forza applicata. I due bracci rapporto del ponte (R1 e R3 ) Sono impostati uguali tra loro. Così, senza forza applicata al estensimetrico, il ponte sarà simmetricamente bilanciato e il voltmetro indicherà zero volt, che rappresenta lo zero vigore il estensimetro. Come l’estensimetro è compresso o teso, la sua resistenza diminuisce o aumentare rispettivamente, sbilanciando così il ponte e produrre una indicazione al voltmetro. Questa disposizione, con un unico elemento del ponte cambiamento di resistenza in risposta alla variabile misurata (forza meccanica), è noto come un quarto di ponte circuito.

Poiché la distanza tra l’estensimetro e gli altri tre resistenze nel circuito a ponte può essere notevole, resistenza del filo ha un impatto significativo sul funzionamento del circuito. Per illustrare gli effetti di resistenza del filo, ti faccio vedere lo stesso schema, ma aggiungo due simboli resistenza in serie con l’estensimetro per rappresentare i fili:

Mentre questo effetto non può essere completamente eliminato in questa configurazione, può essere minimizzato con l’aggiunta di un terzo filo, che collega il lato destro del voltmetro direttamente al filo superiore del estensimetro:

Poiché il terzo filo comporta praticamente nessuna corrente (causa di estremamente elevata resistenza interna del voltmetro), la sua resistenza non cadrà qualsiasi quantità sostanziale di tensione. Si noti come la resistenza del filo superiore (RFILO1 ) È stato “bypassato” ora che il voltmetro collega direttamente al terminale superiore del estensimetro, lasciando solo la resistenza del filo inferiore (RWire2 ) Contribuire alcuna resistenza parassita in serie con il calibro. Non una soluzione perfetta, naturalmente, ma due volte buono come dell’ultimo circuito!

Resistenza filo non influisce sulla precisione del circuito come prima, perché i fili di collegamento sia estensimetri a ponte sono approssimativamente della stessa lunghezza. Pertanto, le sezioni superiore e inferiore del braccio reostato del ponticello contengono all’incirca la stessa quantità di resistenza parassita, e loro effetti tendono ad annullarsi:

Un esempio di come una coppia di estensimetri può essere legato ad un provino modo da ottenere questo effetto è illustrato qui:

Con nessuna forza applicata al provino, entrambi estensimetri hanno uguale resistenza e del circuito a ponte è equilibrata. Tuttavia, quando una forza verso il basso è applicata all’estremità libera del campione, si piega verso il basso, che si estende calibro # 1 e comprimendo calibro # 2 allo stesso tempo:

Nelle applicazioni in cui tali coppie complementari di estensimetri possono essere legati al provino, può essere vantaggioso per rendere tutti e quattro gli elementi del ponte “attiva” per una maggiore sensibilità. Questo è chiamato un full-bridge circuito:

Entrambi semiponte e configurazioni a ponte intero garantiscono una maggiore sensibilità sul circuito quarto di ponte, ma spesso non è possibile legare coppie complementari di estensimetri al provino. Così, il circuito quarto di ponte viene spesso utilizzato nei sistemi di misurazione della deformazione.

Gli estensimetri possono essere acquistati come unità complete, con entrambi gli elementi Strain Gauge e resistenze a ponte in un unico contenitore, sigillato e incapsulati per la protezione dagli agenti atmosferici, e dotate di punti di fissaggio meccanico per il fissaggio di una macchina o di una struttura. Tale pacchetto è di solito chiamato un cella di carico .

Come molti degli altri temi affrontati in questo capitolo, i sistemi di estensimetri possono diventare piuttosto complessa, e una tesi completa su estensimetri sarebbero oltre lo scopo di questo libro.

  • REVISIONE:
  • Un estensimetro è una sottile striscia di metallo progettato per misurare il carico meccanico cambiando la resistenza quando ha sottolineato (allungato o compresso all’interno del suo limite elastico).
  • cambiamenti di resistenza estensimetrici sono normalmente misurati in un circuito a ponte, per consentire la misurazione precisa delle piccole variazioni di resistenza, e di compensare le variazioni di resistenza dovute alla temperatura.

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