Obsah
Zistenie, akú veľkú váhu most dokáže udržať, závisí od toho, ako reaguje na stres a napätie automobilov a iných vozidiel, ktoré ho prechádzajú. Ale pre tie najmenšie zmeny v strese by ste potrebovali tenzometer, ktorý vám dá hodnoty stresu, ktoré sú oveľa menšie. Pomôže vám to hodnota mikroprúžku.
mikropnutí
stres sa meria pomocou "sigma" σ = F / A pre silu F na objekte a oblasti na ktorý sa pôsobí silou. Stres môžete merať priamo, ak poznáte silu a oblasť. Tým vznikajú rovnaké jednotky tlaku ako tlak. To znamená, že môžete na objekt pritlačiť ako jeden zo spôsobov merania stresu.
Môžete tiež zistiť, aký veľký tlak je na materiál pomocou hodnota kmeňa, merané pomocou „epsilon“ e = ΔL / L pre zmenu dĺžky AL z materiálu pri namáhaní deleného skutočnou dĺžkou L materiálu. Keď je materiál stlačený v určitom smere, ako je napríklad hmotnosť automobilov na mostíku, môže sa materiál sám expandovať v smeroch kolmých na hmotnosť. Táto reakcia napínania alebo kompresie, známa ako Poissonov efekt, umožňuje vypočítať napätie.
Táto „deformácia“ materiálu nastáva na mikroúrovni kvôli účinkom na mikroprísaž. Zatiaľ čo tenzometre normálnej veľkosti merajú zmeny v dĺžke materiálu rádovo v milimetroch alebo palcoch, pre dĺžku mikrometrov sa používajú mikrozmerné meradlá (pomocou gréckeho písmena „mu“) μm na zmenu dĺžky. To by znamenalo, že by ste použili hodnoty ε na objednávku 10-6 v miere získania mikropohybu μ__ε. Konverzia mikroúpravy na kmeň znamená vynásobenie hodnoty mikroúpravy 10-6.
Meracie prístroje na mikroprvky
Odkedy škótsky chemik Lord Kelvin objavil, že kovový vodivý materiál pod mechanickým namáhaním vykazuje zmenu elektrického odporu, vedci a inžinieri skúmali tento vzťah medzi napätím a elektrinou, aby využili tieto účinky. Elektrický odpor meria odpor vodičov voči toku elektrického náboja.
Tenzometre používajú zigzigový tvar drôtu tak, že keď zmeráte elektrický odpor v drôte, keď ním preteká prúd, môžete zmerať, aké veľké napätie je na drôt. Tvar mriežky v tvare kľukatej časti zväčšuje povrch drôtu rovnobežne so smerom ťahu.
Mikroskopické meradlá robia to isté, ale merajú ešte nepatrnejšie zmeny elektrického odporu voči objektu, ako sú zmeny mikroskopu v dĺžke objektov. Tenzometre využívajú tento vzťah tak, že keď sa namáhanie predmetu prenesie na tenzometer, meradlo zmení svoj elektrický odpor úmerne k namáhaniu. Tenzometre nachádzajú využitie v váhach, ktoré poskytujú presné merania hmotnosti predmetov.
Problémy s príkladom kmeňa
Problémy s príkladom kmeňa môžu ukazovať tieto účinky. Ak tenzometer meria mikropríslušenstvo 5_μ__ε_ na materiál s dĺžkou 1 mm, o koľko mikrometrov sa mení dĺžka materiálu?
Konvertujte mikroskúmavku na kmeň jej vynásobením 10-6 na získanie hodnoty napätia 5 x 10-6a previesť 1 mm na metre vynásobením číslom 10-3 získať 10-3 m. Na vyrovnanie použite rovnicu AL s 5 x 10-6 = AL / 10-3 m_. Vyriešte _L ako (5 x 10-6) x (10-3) získať 5 x 10-9 m alebo 5 x 10-3 um _._