స్ట్రెయిన్ గేజ్ అంటే ఏమిటి: వర్కింగ్ అండ్ ఇట్స్ అప్లికేషన్స్

సమస్యలను తొలగించడానికి మా పరికరాన్ని ప్రయత్నించండి





1938 లో ఎడ్వర్డ్ ఇ. సిమన్స్ మరియు ఆర్థర్ సి. రూజ్ చేత స్ట్రెయిన్ గేజ్ కనుగొనబడింది. ఈ ఆవిష్కరణ వివిధ నిర్మాణాలపై గణనీయమైన ఒత్తిడిని కొలవడానికి దారితీసింది. స్ట్రెయిన్ గేజ్ a సెన్సార్ రకం ఒక వస్తువు యొక్క ఒత్తిడిని కొలవడానికి అనేక రకాల అనువర్తనాలలో ఉపయోగిస్తారు. ఇది సొరంగాలు, భూగర్భ కావిటీస్, భవనాలు, వంతెనలు, కాంక్రీటులు, రాతి ఆనకట్టలు, మట్టి / కాంక్రీటులో పొందుపరచడం వంటి నిర్మాణాల పరిధిలో ఒత్తిడిని నిర్ణయించే ఒక ముఖ్యమైన జియోటెక్నికల్ సాధనం. ఇక్కడ స్ట్రెయిన్ గేజ్ గురించి పాఠకుడికి తెలుసుకోగల ప్రతిదీ ఇక్కడ ఉంది. పని సూత్రం, లక్షణాలు మరియు అనువర్తనాలు.

స్ట్రెయిన్ గేజ్ అంటే ఏమిటి?

నిర్వచనం: విభిన్న నిర్మాణాలపై ఒత్తిడిని కొలవడానికి జియోటెక్నికల్ ఇంజనీరింగ్ రంగంలో ఉపయోగించే అత్యవసర పరికరాలలో స్ట్రెయిన్ గేజ్ ఒకటి. బాహ్య శక్తిని వర్తింపజేయడం ద్వారా, స్ట్రెయిన్ గేజ్ యొక్క ప్రతిఘటనలో మార్పు ఉంటుంది.




స్ట్రెయిన్-గేజ్

స్ట్రెయిన్-గేజ్

గేజ్ యొక్క ప్రాథమిక నిర్మాణం లోహ రేకు నిర్మాణానికి మద్దతు ఇవ్వడానికి ఇన్సులేటింగ్ సౌకర్యవంతమైన మద్దతును కలిగి ఉంది. ఈ లోహ కాయిల్ క్యారియర్ అని పిలువబడే సన్నని మద్దతుతో అతుక్కొని ఉంటుంది మరియు మొత్తం సెటప్ తగిన అంటుకునే ఉపయోగించి ఒక వస్తువుకు స్థిరంగా ఉంటుంది. శక్తి, పీడనం, బరువు, ఉద్రిక్తత మొదలైన వాటి కారణంగా వస్తువు వైకల్యంతో ఉన్నందున విద్యుత్ నిరోధకత రేకు మార్పులు. జ వీట్‌స్టోన్ వంతెన రెసిస్టివిటీలో మార్పును కొలుస్తుంది, ఇది గేజ్ ఫాక్టర్ అని పిలువబడే పరిమాణం ద్వారా జాతికి సంబంధించినది.



స్ట్రెయిన్-గేజ్-స్పెసిమెన్-రేఖాచిత్రం

స్ట్రెయిన్-గేజ్-స్పెసిమెన్-రేఖాచిత్రం

గేట్ యొక్క ప్రతిఘటనలో చిన్న మార్పులు వీట్‌స్టోన్ వంతెన భావనను ఉపయోగించి కొలుస్తారు. క్రింద ఉన్న బొమ్మ సాధారణ వీట్‌స్టోన్ వంతెనను వివరిస్తుంది, దీనిలో నాలుగు నిరోధక చేతులు మరియు ఉత్తేజిత వోల్టేజ్, విFORMER.

వీట్‌స్టోన్-వంతెన

వీట్‌స్టోన్-వంతెన

వీట్‌స్టోన్ వంతెన రెండు సమాంతరంగా ఉంది వోల్టేజ్ డివైడర్ సర్క్యూట్లు. R1 మరియు R2 ఒక వోల్టేజ్ డివైడర్ సర్క్యూట్‌ను ఏర్పరుస్తాయి, R3 మరియు R4 రెండవ వోల్టేజ్ డివైడర్ సర్క్యూట్‌ను ఏర్పరుస్తాయి. అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ VO ద్వారా ఇవ్వబడింది:

Vo = [R3 / (R3 + R4) -R2 / (R1 + 2)] * V.FORMER


R1 / R2 = R4 / R3 అయితే, అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ సున్నా మరియు వంతెన సమతుల్య వంతెన అని అంటారు.

ప్రతిఘటనలో ఒక చిన్న మార్పు నాన్జెరో అవుట్పుట్ వోల్టేజ్కు దారితీస్తుంది. ఒకవేళ ‘R4’ ను స్ట్రెయిన్ గేజ్‌తో భర్తీ చేస్తే మరియు స్ట్రెయిన్ గేజ్ యొక్క ప్రతిఘటనలో ఏవైనా మార్పులు వంతెనను అసమతుల్యత చేసి నాన్జెరో వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తాయి.

గేజ్ ఫాక్టర్ ఆఫ్ స్ట్రెయిన్ గేజ్

గేజ్ కారకం GF గా ఇవ్వబడింది

GF = (∆R⁄RG) /

ఎక్కడ,

‘ΔR’ అంటే ఒత్తిడి వల్ల ప్రతిఘటనలో మార్పు

‘ఆర్జీ’ అనేది తెలియని గేజ్ యొక్క నిరోధకత

‘Ε’ అనేది ఒత్తిడి

సాధారణ లోహ రేకుల యొక్క గేజ్ కారకం సుమారు 2. వీట్‌స్టోన్ వంతెన యొక్క అవుట్పుట్ సెన్సార్ వోల్టేజ్ SV చే ఇవ్వబడింది,

SV = EV (GF.∈) / 4

EV అనేది వంతెన ఉత్తేజిత వోల్టేజ్

స్ట్రెయిన్ గేజ్ వర్కింగ్

స్ట్రెయిన్ గేజ్ యొక్క పనితీరు పూర్తిగా ఒక వస్తువు / కండక్టర్ యొక్క విద్యుత్ నిరోధకతపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఒక వస్తువు దాని స్థితిస్థాపకత యొక్క పరిమితుల్లో విస్తరించి, శాశ్వతంగా విచ్ఛిన్నం లేదా కట్టుకోకపోతే, అది సన్నగా మరియు పొడవుగా మారుతుంది, ఫలితంగా అధిక విద్యుత్ నిరోధకత ఏర్పడుతుంది. ఒక వస్తువు కంప్రెస్ చేయబడి, వైకల్యం చెందకపోతే, కానీ, విస్తరించి, తగ్గిస్తే, విద్యుత్ నిరోధకత తగ్గుతుంది. గేజ్ యొక్క విద్యుత్ నిరోధకతను కొలిచిన తరువాత పొందిన విలువలు ఒత్తిడి-ప్రేరిత మొత్తాన్ని అర్థం చేసుకోవడానికి సహాయపడతాయి.

గేజ్ నెట్‌వర్క్ యొక్క ఇన్పుట్ టెర్మినల్స్ వద్ద ఉత్తేజిత వోల్టేజ్ వర్తించబడుతుంది, అవుట్పుట్ అవుట్పుట్ టెర్మినల్స్ వద్ద చదవబడుతుంది. సాధారణంగా, ఇవి ఒక లోడ్‌తో అనుసంధానించబడి ఉంటాయి మరియు ఎక్కువ కాలం, కొన్నిసార్లు దశాబ్దాలుగా స్థిరంగా ఉంటాయి. గేజ్‌ల కోసం ఉపయోగించే జిగురు కొలత వ్యవస్థ యొక్క వ్యవధిపై ఆధారపడి ఉంటుంది - సైనోయాక్రిలేట్ జిగురు స్వల్పకాలిక కొలతలకు మరియు దీర్ఘకాలిక కొలతలకు ఎపోక్సీ జిగురుకు అనుకూలంగా ఉంటుంది.

స్ట్రెయిన్ గేజ్ వర్కింగ్ ప్రిన్సిపల్

ప్రతిఘటన నేరుగా కండక్టర్ యొక్క పొడవు మరియు క్రాస్-సెక్షనల్ ప్రాంతంపై ఆధారపడి ఉంటుందని మనకు తెలుసు, ఇది ఇవ్వబడుతుంది R = L / A.

ఎక్కడ,

‘ఆర్’ = ప్రతిఘటన

‘ఎల్’ = పొడవు

‘ఎ’ = క్రాస్ సెక్షనల్ ప్రాంతం

స్పష్టంగా, ఒక కండక్టర్ యొక్క పొడవు మరియు ఆకారంలో మార్పుతో కండక్టర్ యొక్క పొడవు మార్చబడుతుంది, చివరికి, క్రాస్ సెక్షనల్ ప్రాంతం మరియు ప్రతిఘటనను మారుస్తుంది.

ఏదైనా సాధారణ గేజ్‌లో వాహక స్ట్రిప్ ఉంటుంది, అది పొడవుగా మరియు సన్నగా ఉంటుంది, సమాంతర రేఖల యొక్క జిగ్-జాగ్ పద్ధతిలో ఉంచబడుతుంది. ఈ జిగ్-జాగ్ అమరిక యొక్క ఉద్దేశ్యం చాలా సమాంతర రేఖల మధ్య సంభవించే చిన్న మొత్తంలో ఒత్తిడిని చాలా ఖచ్చితత్వంతో వివరించడం. ఒత్తిడి అనేది ఒక వస్తువు యొక్క నిరోధక శక్తిగా నిర్వచించబడింది.

స్ట్రెయిన్ గేజ్ రోసెట్స్

ఉపరితలంపై ఖచ్చితమైన ఒత్తిడిని అంచనా వేయడానికి భాగాల సంఖ్యను కొలవడానికి రోసెట్ లాంటి నిర్మాణంలో దగ్గరగా ఉంచబడిన రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ గేజ్‌లను స్ట్రెయిన్ గేజ్ రోసెట్‌లు అంటారు. ఉదాహరణ క్రింద ఉన్న చిత్రంలో చూపబడింది.

స్ట్రెయిన్-గేజ్-రోసెట్స్

స్ట్రెయిన్-గేజ్-రోసెట్స్

స్ట్రెయిన్ గేజ్ లోడ్ కణాలు

ఈ లోడ్ కణాలు సాధారణంగా పారిశ్రామిక అనువర్తనాల్లో కనిపిస్తాయి. ఇది చాలా ఖచ్చితమైన మరియు ఆర్థికంగా ఉంటుంది. సాధారణంగా, ఒక లోడ్ సెల్ లోహపు శరీరాన్ని కలిగి ఉంటుంది, దానిపై స్ట్రెయిన్ గేజ్‌లు జతచేయబడతాయి. లోహ శరీరం ధృ dy నిర్మాణంగల మరియు తక్కువ సాగేదిగా ఉండటానికి, మిశ్రమం ఉక్కు, అల్యూమినియం లేదా స్టెయిన్లెస్ స్టీల్ రూపకల్పనకు ఉపయోగించబడుతుంది.

లోడ్ కణంపై బాహ్య శక్తిని ప్రయోగించినప్పుడు, లోడ్ కణం కొద్దిగా వైకల్యంతో ఉంటుంది మరియు ఓవర్‌లోడ్ చేయకపోతే, అది దాని అసలు ఆకృతికి తిరిగి వస్తుంది.

లోడ్ సెల్ వైకల్యమైతే, గేజ్ ఆకారంలో మారుతుంది, గేజ్ యొక్క విద్యుత్ నిరోధకతలో మార్పుకు కారణమవుతుంది, ఇది వోల్టేజ్‌ను కొలుస్తుంది.

స్ట్రెయిన్ గేజ్ లోడ్ కణాల యొక్క సాధారణ రకాలు ఉన్నాయి, వీటిలో బెండింగ్ బీమ్, పాన్కేక్, సింగిల్ పాయింట్ షీర్ బీమ్ లోడ్ సెల్, డబుల్ ఎండ్ షీర్ బీమ్, వైర్ రోప్ క్లాంప్స్ మరియు మొదలైనవి ఉన్నాయి.

స్ట్రెయిన్ గేజ్‌ల లక్షణాలు

స్ట్రెయిన్ గేజ్‌ల యొక్క ముఖ్యమైన లక్షణాలు:

  • కొన్ని జాగ్రత్తలతో ఎక్కువ కాలం వీటికి తగినవి
  • అవి ఉష్ణోగ్రత మరియు ఇతర కారకాల మార్పుతో ఖచ్చితమైన విలువలను అందిస్తాయి
  • సాధారణ భాగాలు ఉన్నందున వీటిని తయారు చేయడం సులభం
  • అవి నిర్వహించడం సులభం మరియు సుదీర్ఘ ఆపరేటింగ్ జీవితాన్ని కలిగి ఉంటాయి
  • నిర్వహణ మరియు సంస్థాపన వంటి నష్టాల నుండి రక్షించడానికి ఇది పూర్తిగా కప్పబడి ఉంటుంది

స్ట్రెయిన్ గేజ్ యొక్క అనువర్తనాలు

అసాధారణమైన లక్షణాలు ఈ కొలతలు జియోటెక్నికల్ ఇంజనీరింగ్ రంగంలో ఆనకట్టలు, సొరంగాలు మొదలైన నిర్మాణాలను నిరంతరం పర్యవేక్షించడానికి మరియు ప్రమాదాలను ముందుగానే నివారించడానికి వీలు కల్పిస్తాయి. స్ట్రెయిన్ గేజ్‌ల యొక్క కొన్ని అనువర్తనాలు -

  • రైలు పర్యవేక్షణ
  • కేబుల్ వంతెనలు
  • ఏరోస్పేస్
  • అణు విద్యుత్ కేంద్రాలు

తరచుగా అడిగే ప్రశ్నలు

1). స్ట్రెయిన్ గేజ్ యొక్క సున్నితత్వం ఏమిటి?

ప్రవాహం ఒత్తిడి జాతి రేటుకు భిన్నంగా ఉంటుంది. అలాగే, జాతి రేటు ఒక వస్తువు యొక్క ధాన్యం పరిమాణం లేదా పని పదార్థంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఇది ప్రవాహ ఒత్తిడిలో మార్పు యొక్క నిష్పత్తిగా నిర్వచించబడింది.

2). జాతి యొక్క యూనిట్ ఏమిటి?

జాతి పరిమాణం లేని పరిమాణం. ఏదేమైనా, జాతి రేటు సమయం యొక్క పరస్పర సంబంధం మరియు SI యూనిట్ సెకన్ల పరస్పర (s-1).

3). నేను స్ట్రెయిన్ గేజ్‌ను ఎలా ఎంచుకోవాలి?

అనువర్తనాల రకం మరియు ఇతర సంబంధిత అంశాల ఆధారంగా ఇది ఎంపిక చేయబడింది. వంటివి -

  • గేజ్ పొడవు మరియు ప్రతిఘటన ఆధారంగా
  • శ్రమ ఆదా వ్యయం ఆధారంగా
  • పదార్థం మరియు కొలత వాతావరణం ఆధారంగా

4). వీట్స్టోన్ వంతెన స్ట్రెయిన్ గేజ్ కోసం ఎందుకు ఉపయోగించబడుతుంది?

వీట్‌స్టోన్ వంతెన మిల్లివోల్ట్‌ల పరంగా అవుట్పుట్ వోల్టేజ్‌లను కొలవగలదు. బంధిత స్ట్రెయిన్ గేజ్ కోసం, ప్రతిఘటనలో మార్పును ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్ (వీట్‌స్టోన్ వంతెన) తో అనుసంధానించినప్పుడు కొలవవచ్చు, ఇది ప్రతిఘటనలో నిమిషం మార్పును కొలుస్తుంది. వీట్‌స్టోన్ వంతెనపై అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్ సున్నా కానిదిగా మారడంతో, సర్క్యూట్ దాని సమతుల్యతను కోల్పోతుంది మరియు వస్తువుపై ఒత్తిడిని గుర్తించడంలో సహాయపడుతుంది.

5). మీరు స్ట్రెయిన్ గేజ్‌లను ఎలా ఇన్‌స్టాల్ చేస్తారు?

స్ట్రెయిన్ గేజ్‌ను ఇన్‌స్టాల్ చేసే దశలు ఇక్కడ ఉన్నాయి

అందువలన, ఒక స్ట్రెయిన్ గేజ్ యొక్క విస్తృతమైన వివరణ , పని యొక్క సూత్రం, గేజ్ కారకం, లక్షణాలు మరియు అనువర్తనాలు ఈ వ్యాసంలో అందించబడ్డాయి. ఇది కాకుండా, డిజిటల్ ఇమేజ్ కోరిలేషన్ (డిఐసి) అనేది ఈ రోజుల్లో ఒత్తిడిని కొలవడానికి ఉపయోగించే ఒక టెక్నిక్. ఇది ఖచ్చితత్వం కారణంగా మరియు యాక్సిలెరోమీటర్లు, స్ట్రింగ్ పాట్స్, ఎల్విడిటి మరియు మరెన్నో వంటి సంప్రదాయ రకాల సెన్సార్ల స్థానంలో ఉపయోగించబడుతుంది. ఇక్కడ మీ కోసం ఒక ప్రశ్న ఉంది, స్ట్రెయిన్ గేజ్ యొక్క ప్రధాన విధి ఏమిటి?