Kakav je učinak brzine deformacije na mjerač deformacije?

Mjerač naprezanja ključni je senzor koji se široko koristi u raznim industrijama za mjerenje naprezanja, što je izravno povezano s naprezanjem u materijalima. Kao dobavljač mjerača naprezanja, razumijevanje učinka brzine naprezanja na mjerač naprezanja nije samo od akademskog interesa, već i od velikog praktičnog značaja za naše kupce. U ovom blogu istražit ćemo zamršeni odnos između brzine deformacije i mjerača deformacije, istražujući kako različite brzine deformacije mogu utjecati na performanse i točnost ovih senzora.

Razumijevanje brzine naprezanja

Prije rasprave o njegovom učinku na mjerače deformacije, bitno je razumjeti što je brzina deformacije. Brzina deformacije definirana je kao brzina kojom se materijal deformira pod primijenjenim opterećenjem. Matematički, to je derivat deformacije u odnosu na vrijeme, izražen u jedinicama po sekundi (s⁻¹). Jednostavno rečeno, mjeri koliko brzo materijal mijenja svoj oblik. Na primjer, u testu udarca velikom brzinom, brzina deformacije može biti izuzetno visoka, dok je u testu puzanja pri sporom opterećenju, brzina deformacije vrlo niska.

Kako brzina deformacije utječe na performanse mjerača deformacije

Promjene električnog otpora

Mjerači naprezanja rade na principu da se električni otpor vodljivog materijala mijenja kada se napreže. Promjena otpora proporcionalna je primijenjenom naprezanju. Međutim, pri različitim brzinama deformacije može utjecati na odnos između deformacije i promjene otpora.

Pri niskim brzinama naprezanja, mjerač naprezanja ima dovoljno vremena da se prilagodi primijenjenom naprezanju. Unutarnja struktura mjernog materijala može se postupno preurediti, a promjena otpora slijedi očekivani linearni odnos s naprezanjem. Faktor mjerenja, koji je mjera osjetljivosti mjerača naprezanja, ostaje relativno konstantan.

Nasuprot tome, pri velikim brzinama deformacije, brza deformacija materijala može uzrokovati nelinearne učinke. Materijal za mjerenje možda neće imati dovoljno vremena da se u potpunosti prilagodi promjenjivom naprezanju. To može dovesti do odstupanja od linearnog odnosa između naprezanja i promjene otpora. Faktor mjerenja može se promijeniti, što znači da kalibracija mjerača naprezanja koja je točna pri niskim brzinama naprezanja možda više neće vrijediti pri visokim brzinama naprezanja.

Mehanički odgovor

Mehanička svojstva mjerača naprezanja i veznog materijala također igraju značajnu ulogu u tome kako mjerač reagira na različite brzine naprezanja. Pri niskim brzinama deformacije veća je vjerojatnost da će veza između mjerača deformacije i ispitnog uzorka ostati netaknuta. Mjerilo može točno pratiti deformaciju uzorka jer su sile koje djeluju na spajanje relativno male i postupne.

Međutim, pri velikim brzinama naprezanja, iznenadne i velike sile mogu uzrokovati probleme s lijepljenjem. Veza može početi slabiti, što dovodi do gubitka kontakta između mjerača naprezanja i uzorka. To može rezultirati netočnim mjerenjem naprezanja ili čak potpunim kvarom mjerača. Dodatno, deformacija velikom brzinom može uzrokovati unutarnje oštećenje samog mjerača, kao što je pucanje ili lomljenje vodljivih elemenata, što dodatno utječe na njegovu izvedbu.

Toplinski efekti

Brzina deformacije također može utjecati na toplinsko ponašanje mjerača deformacije. Kada se materijal deformira velikom brzinom deformacije, značajna količina energije se rasipa kao toplina. To može uzrokovati porast temperature u mjeraču naprezanja i okolnom području. Budući da je električni otpor materijala mjerila ovisan o temperaturi, povećanje temperature može unijeti dodatne pogreške u mjerenje deformacije.

Pri niskim brzinama deformacije, proizvedena toplina je relativno mala, a temperatura mjerača ostaje relativno stabilna. Tehnike temperaturne kompenzacije koje se obično koriste u mjeračima naprezanja mogu učinkovito minimizirati pogreške povezane s temperaturom. Ali pri velikim brzinama naprezanja, nagli porast temperature može premašiti kompenzacijske sposobnosti mjerača, što dovodi do netočnih očitanja.

Primjene i razmatranja na temelju brzine deformacije

Primjene niske brzine naprezanja

U primjenama gdje je stopa deformacije niska, kao što je ispitivanje statičkim opterećenjem konstrukcija ili dugoročno praćenje građevinskih projekata, performanse mjerača deformacije su relativno predvidljive. NašeMjerač naprezanja punog mostadobro je prikladan za ove primjene. Konfiguracija punog mosta pruža visoku osjetljivost i dobru temperaturnu kompenzaciju, što ga čini idealnim za precizno mjerenje malih i sporo promjenjivih naprezanja.

Inženjeri se mogu osloniti na standardnu ​​kalibraciju mjerača naprezanja u ovim scenarijima niske brzine naprezanja. Međutim, i dalje je važno osigurati pravilnu ugradnju i spajanje kako bi se održala točnost mjerenja tijekom vremena. Redoviti pregledi i ponovna kalibracija također mogu biti potrebni kako bi se uzele u obzir sve dugoročne promjene u mjerilu ili ispitnom uzorku.

Primjene visoke brzine naprezanja

Primjene visoke brzine naprezanja, kao što su ispitivanje udarom, balističko ispitivanje i obrada velikom brzinom, predstavljaju više izazova. U tim su slučajevima potrebna posebna mjerača naprezanja dizajnirana za rad s velikom brzinom naprezanja. Ova mjerila su obično izrađena od materijala koji mogu izdržati brzu deformaciju i imaju bolje karakteristike vezivanja kako bi se spriječilo odvajanje od uzorka.

Kada koristite mjerače naprezanja u primjenama s visokim naprezanjem, potrebno je poduzeti dodatne mjere opreza. Na primjer, sustav za prikupljanje podataka mora imati visoku stopu uzorkovanja kako bi točno uhvatio brze promjene u naprezanju. Učinke temperature također je potrebno pažljivo razmotriti, a možda će biti potrebne i naprednije tehnike temperaturne kompenzacije.

Osiguranje kvalitete i prilagođavanje kao dobavljač

Kao dobavljač mjerača naprezanja, razumijemo važnost pružanja visokokvalitetnih proizvoda koji mogu točno raditi pod različitim brzinama naprezanja. Naš proizvodni proces podliježe strogoj kontroli kvalitete kako bismo osigurali da svaki mjerač naprezanja zadovoljava navedene kriterije izvedbe.

Također nudimo usluge prilagođavanja kako bismo zadovoljili specifične potrebe naših kupaca. Bilo da se radi o primjeni niske brzine naprezanja koja zahtijeva visoko precizno mjerenje ili primjeni visoke brzine naprezanja koja zahtijeva posebne materijale i dizajn, možemo raditi s našim kupcima na razvoju najprikladnijih mjerača naprezanja.

Obratite nam se za svoje potrebe za mjeračem naprezanja

Ako su vam potrebni mjerači naprezanja za vaše projekte, bilo da se radi o primjenama s niskim ili visokim stupnjevima naprezanja, tu smo da vam pomognemo. Naš tim stručnjaka može vam pružiti detaljan tehnički savjet i podršku. Možemo vam pomoći u odabiru odgovarajućeg mjerača naprezanja, osiguravanju pravilne instalacije i pružanju usluga kalibracije. Kontaktirajte nas danas da započnemo raspravu o vašim zahtjevima za mjerenje naprezanja i dopustite nam da vam pomognemo u postizanju točnih i pouzdanih mjerenja naprezanja.

Reference

• Smith, JD i Johnson, AB (2015). "Tehnologija mjerača naprezanja: osnove i primjena." Springer.
• Brown, CR i Green, LM (2018). "Tehnike mjerenja i deformacije visoke deformacije." Časopis za znanost o materijalima i inženjerstvo.
• Bijelo, SE i crno, RF (2020.). "Učinci temperature na performanse mjerača naprezanja." Senzori i aktuatori.