스트레인 게이지의 종류 : 특성 및 응용

스트레인 게이지는 기계적 신장과 압축을 저항 변형으로 변환하는 수동 변환기입니다. 1938 년 Arthur Claude Ruge와 Edward E. Simmons가 발명했습니다. 다양한 유형의 스트레인 게이지가 있으며 진동을 찾는 데 사용되며 스트레인 및 관련 응력 계산에 사용되며 때로는 적용된 힘과 압력을 찾는데도 사용됩니다. 지반 공학 분야에서 스트레인 게이지는 중요한 센서입니다. 방향, 분해능 및 변형 유형은 유형을 선택하기 전에 고려해야 할 중요한 요소입니다. 긴장 정도 또는 스트레인 게이지. 다양한 유형의 스트레인 게이지와 그 용도가 아래에 설명되어 있습니다.

스트레인 게이지 란?

스트레인 게이지는 스트레인 및 응력, 변위, 힘 및 압력 측정에 사용되는 수동 변환기입니다. 그것은에서 작동합니다 'Piezoresistive 효과' 원리. 게이지는 응력을받는 접착제를 사용하여 물체에 부착됩니다.

스트레인 게이지의 기초

매일공학엄격한 안전 및 내구성 표준을 유지하는 더 가볍고 효율적인 구조를 구축합니다. 이러한 안전성, 내구성 및 효율성의 균형을 달성하기 위해 엔지니어는 스트레인 게이지를 사용하여 원료의 응력 한계를 측정합니다. 게이지는 재료가 처리 할 수있는 표면 응력의 양을 모니터링합니다. 일반적인 스트레인 게이지는 라미네이트 상단 레이어, 감지 요소 및 플라스틱 필름베이스 레이어의 3 개 레이어로 구성됩니다.

스트레인 게이지가 응력을받는 표면에 접착되면 표면에 가해지는 스트레인에 비례하여 전기 저항이 이동하여 해당 표면과 함께 왜곡되거나 구부러집니다. 그런 다음 공식을 사용하여 저항 변동을 정확한 스트레인 판독 값으로 변환 할 수 있습니다. 게이지는 다양한 구성으로 제공되며, 애플리케이션에 적합한 스트레인 게이지를 선택하는 것은 1 차 스트레인이 실행되는 방향, 측정중인 스트레인 유형 및 대상 측정 영역에 따라 달라집니다. 이것이 스트레인 게이지의 기본입니다.

변형

길이‘L0’, 물체의 양쪽에 힘‘F’를 적용합니다. 물체에 동일한 양의 힘을 가하면 물체의 길이가 변경됩니다.

변형

이전에는 개체의 길이가엘0, 해당 물체에 힘을 가한 후 길이는엘. 길이의 변화는 다음과 같이 간주됩니다.dL, 여기서 dL = L-L0.변형률은 길이와 원래 길이의 변화 비율로 정의됩니다.

변형 = 길이 변경 / 원래 길이 = dL / L0

이것은 변형률을 측정하는 공식입니다. 양성 변형과 음성 변형의 두 가지 유형이 있습니다. 스트레인 게이지에서 전기를 통과시킬 수있는 하나의 전기 도체 또는 전선을 사용한다고 가정 해 보겠습니다. 게이지에 가해진 힘, 진동 및 압력이 진동으로 인해 와이어에 가해지는 것이 무엇이든지간에, 가해진 힘은 운전사 또한 변경됩니다.

치수의 변화는 저항의 변화도 변화 할 것이며, 저항의 변화는 적용된 힘이나 진동 또는 압력을 찾을 것입니다. 여기서 치수의 변화는 변형입니다. 스트레인 게이지의 주요 기본 원리입니다.

스트레인 게이지의 유형

다음을 포함하는 다양한 유형의 스트레인 게이지가 있습니다.

LY 선형 스트레인 게이지

LY 선형 스트레인 게이지는 한 방향으로 만 스트레인을 측정합니다. LY1-LY9는 크기와 형상이 다른 LY 선형 스트레인 게이지 유형입니다. DY11, DY13, DY1x, DY41, DY43, DY4x는 이중 선형 스트레인 게이지입니다.

스트레인 게이지 로제트

다양한 유형의 스트레인 게이지 로제트는 멤브레인 로제트, 티 로제트, 직사각형 로제트 및 델타 로제트입니다.

멤브레인 로제트 스트레인 게이지

멤브레인 로제트 스트레인 게이지는 변위, 속도, 압력 및 힘을 측정하고 동적 및 정적 하중 하에서 개발 된 재료 및 구조의 탄성 변형을 측정하는 데 사용됩니다. 스트레인 게이지는 철도 차량 제조, 기계 공학, 항공기 및 미사일 생산 및 기타 산업에서 사용됩니다.

티 로제트 스트레인 게이지 (0-90 0 )

Tee 로제트는 2 요소 로제트 스트레인 게이지입니다. Tee rosette에서 두 그리드는 서로 수직입니다.

직사각형 로제트 (0-450-900)

3 개 요소로 구성된 직사각형 로제트 스트레인 게이지는 3 개의 그리드로 구성되어 있습니다. 두 번째 및 세 번째 그리드는 각도가 45만큼 변위됩니다. 0 및 900각기. 델타 로제트 : 델타 로제트는 3 요소 델타 로제트 스트레인 게이지라고도하며, 두 번째 및 세 번째 그리드는 60입니다.0및 1200첫 번째 그리드에서 멀리 떨어져 있습니다.

티 로제트, 직사각형 로제트 및 델타 로제트 스트레인 게이지 수치는 아래와 같습니다.

티 로제트, 직사각형 로제트 및 델타 로제트

쿼터 브리지, 하프 브리지 및 풀 브리지 스트레인 게이지

쿼터, 하프 및 풀 브리지 유형 스트레인 게이지는 아래에서 설명합니다.

쿼터 브리지 유형 스트레인 게이지

쿼터 브리지 유형 I 및 쿼터 브리지 유형 II는 쿼터 브리지 스트레인 게이지 구성에 대한 정보를 제공합니다.

쿼터 브리지 유형 I

유형 I 쿼터 브리지는 굽힘 변형률 또는 축 변형률을 측정합니다. 굽힘 변형은 모멘트 변형이라고도합니다. 굽힘 변형률은 굽힘 응력과 영 탄성 계수의 비율로 정의됩니다. 모멘트 스트레인 구성에 사용되는 스트레인 게이지를 사용하여 수직 하중을 결정할 수 있습니다. 축 변형률은 축 변형률에 스트레인 게이지가 사용되는 축 방향 하중을 결정하기 위해 축 응력과 영률의 비율로 정의됩니다.

유형 I 쿼터 브리지에서 단일 스트레인 게이지 요소는 굽힘 변형 또는 축 변형 방향으로 장착됩니다. 어디 R1그리고 R 두 (하프 브리지 완성 저항기) R삼쿼터 브리지 완성 저항 및 R 4 인장 변형률을 측정하는 활성 스트레인 게이지 요소이기도합니다. 쿼터 브리지 유형 I 및 유형 II 축 변형, 굽힘 변형 및 회로도가 아래에 나와 있습니다.

쿼터 브리지 유형 I 및 유형 II 스트레인 게이지

쿼터 브리지 유형 II

유형 II 쿼터 브리지는 굽힘 변형 또는 축 변형도 측정합니다. 어디 R1그리고 R 두 (하프 브리지 완성 저항기) R삼(쿼터 브리지 온도 감지 요소) 및 R 4 (인장 변형을 측정하는 활성 스트레인 게이지 요소).

하프 브리지 유형 스트레인 게이지

하프 브리지 유형 I 및 하프 브리지 유형 II는 하프 브리지 스트레인 게이지 구성에 대한 정보를 제공합니다.

하프 브리지 유형 I

굽힘 또는 축 변형을 측정합니다. 유형 I R1 그리고 R두 (하프 브리지 완성 저항기) R삼 (푸 아송 효과에서 압축 측정) 및 R4 (인장 변형을 측정합니다).

하프 브리지 유형 II

축 변형을 측정하지 않고 굽힘 변형 만 측정합니다. 유형 II R에서1 그리고 R두 (하프 브리지 완성 저항기) R삼 (압축 변형 측정) 및 R삼 (인장 변형을 측정합니다).

하프 브리지 유형 I 및 유형 II 축변형률, 굽힘 변형률 및 회로도가 아래에 나와 있습니다.

하프 브리지 유형 I 및 유형 II 스트레인 게이지

풀 브리지 유형 스트레인 게이지

풀 브리지 유형 I, 유형 II 및 유형 III는 풀 브리지 스트레인 게이지 구성에 대한 정보를 제공합니다.

풀 브리지 유형 I 및 유형 II

유형 I과 유형 II는 모두 굽힘 변형 만 측정합니다. 유형 I R1그리고 R 삼 (활성 스트레인 게이지 요소는 압축 변형을 측정합니다) R두그리고 R 4 (활성 스트레인 게이지 요소는 인장 변형을 측정합니다). 유형 II R에서1(활성 스트레인 게이지 요소는 압축 포아송 효과를 측정) R두 (활성 스트레인 게이지 요소는 인장 포아송 효과를 측정합니다) R삼 (활성 스트레인 게이지 요소는 압축 변형을 측정합니다) 및 R4 (활성 스트레인 게이지 요소는 인장 변형을 측정합니다)

풀 브리지 유형 I 및 유형 II 스트레인 게이지

풀 브리지 유형 III

유형 III 풀 브리지는 굽힘 변형을 거부하고 축 변형 만 측정합니다. 어디 R1그리고 R 삼 (활성 스트레인 게이지 요소는 압축 포아송 효과를 측정) R두그리고 R 4 (활성 스트레인 게이지 요소는 인장 변형을 측정합니다). 유형 III의 총 활성 스트레인 게이지 요소는 4 개로, 두 개의 활성 스트레인 게이지 요소가 축 방향 스트레인 방향으로 장착되고 (하나는 상단에 장착되고 다른 하나는 하단에 장착 됨) 다른 두 요소는 포아송 게이지 역할을합니다.

풀 브리지 유형 III 축 변형률, 굽힘 변형률 및 회로도

스트레인 게이지 제품

측정 범위, 브랜드 및 비용이있는 일부 유형의 스트레인 게이지 제품이 아래 표에 나와 있습니다.

형질

스트레인 게이지의 특성은 다음과 같습니다.

• 스트레인 게이지는 매우 정확합니다.
• 장거리 통신의 경우 이상적입니다.
• 쉬운 유지 보수가 필요합니다.
• 작동 수명이 길다
• 장기 설치의 경우 스트레인 게이지가 적합합니다.

응용

스트레인 게이지의 용도는 다음과 같습니다.

• 항공 우주
• 케이블 브리지
• 철도 모니터링
• 회전 장비의 토크 및 전력 관리
• 잔류 스트레스
• 진동 및 토크 측정
• 굽힘 및 처짐 측정
• 장력, 변형 및 압축 측정

장점

스트레인 게이지의 장점은 다음과 같습니다.

• 저렴
• 저렴한
• 정확한

자주 묻는 질문

1). 게이지 길이의 범위는 어떻게됩니까?

게이지 길이의 범위는 일반적인 응용 분야의 경우 3 ~ 6mm입니다.

2). 스트레인 게이지 선택 고려 사항은 무엇입니까?

스트레인 게이지 선택 고려 사항은 게이지 길이 및 너비, 납땜 탭의 구성, 가용성, 캐리어 재료, 게이지 수 및 게이지 패턴의 게이지 배열입니다.

삼). 스트레인 게이지 저항의 범위는 무엇입니까?

스트레인 게이지 저항의 범위는 30 ~ 3k 옴입니다.

4). 영률은 얼마입니까?

Young 's Modulus는 인장 응력과 인장 변형률의 비율로 정의됩니다.

5). 변형의 유형은 무엇입니까?

축 변형, 굽힘 변형, 비틀림 변형, 전단 변형 및 압축 변형은 다섯 가지 유형의 변형입니다.

이 기사에서 스트레인 게이지 유형 및 그 용도 , 스트레인 게이지의 장점, 측정 범위 및 모델이있는 일부 스트레인 게이지 제품, 특성, 스트레인 게이지의 기본 사항 및 다이어그램이있는 다양한 유형의 스트레인 게이지에 대해 설명합니다. 스트레인 게이지의 특징은 무엇입니까?