Kakav je učinak brzine deformacije na mjerač deformacije?

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

Razumijevanje brzine naprezanja

Prije nego što raspravljamo o njegovom utjecaju na mjerače naprezanja, bitno je razumjeti što je brzina deformacije. Brzina deformacije definira se kao brzina kojom se materijal deformiše pod primijenjenim opterećenjem. Matematički, to je derivacija deformacije u odnosu na vrijeme, izražena u jedinicama po sekundi (s⁻¹). Jednostavno rečeno, mjeri koliko brzo materijal mijenja svoj oblik. Na primjer, u testu na udar velikom brzinom, brzina deformacije može biti izuzetno visoka, dok je u testu puzanja sa sporim opterećenjem brzina deformacije vrlo niska.

Kako brzina naprezanja utječe na performanse mjerača naprezanja

Promjene električnog otpora

Mjerač naprezanja radi na principu da se električni otpor provodnog materijala mijenja kada je napregnut. Promjena otpora je proporcionalna primijenjenom naprezanju. Međutim, pri različitim brzinama deformacije, odnos između promjene deformacije i otpora može biti pod utjecajem.

Pri niskim stopama deformacije, mjerač deformacije ima dovoljno vremena da se prilagodi primijenjenom naprezanju. Unutrašnja struktura mjernog materijala može se postupno preurediti, a promjena otpora prati očekivani linearni odnos sa naprezanjem. Faktor mjerača, koji je mjera osjetljivosti mjernog mjerača, ostaje relativno konstantan.

Nasuprot tome, pri visokim stopama deformacije, brza deformacija materijala može uzrokovati nelinearne efekte. Materijal mjerača možda neće imati dovoljno vremena da se potpuno prilagodi promjenjivom naprezanju. To može dovesti do odstupanja od linearne veze između promjene deformacije i otpora. Faktor mjerača se može promijeniti, što znači da kalibracija mjerača naprezanja koja je precizna pri niskim brzinama deformacije možda više neće vrijediti pri visokim stopama deformacije.

Mehanički odgovor

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

Međutim, pri visokim stopama naprezanja, iznenadne sile velike veličine mogu uzrokovati probleme s vezivanjem. Vezanje može početi propadati, što dovodi do gubitka kontakta između mjerača naprezanja i uzorka. To može dovesti do netočnih mjerenja naprezanja ili čak do potpunog kvara mjerača. Uz to, deformacija velikom brzinom može uzrokovati unutarnje oštećenje samog mjerača, kao što je pucanje ili lomljenje provodnih elemenata, što dodatno utiče na njegove performanse.

Thermal Effects

Brzina deformacije također može utjecati na termičko ponašanje mjerača naprezanja. Kada se materijal deformiše velikom brzinom deformacije, značajna količina energije se rasipa kao toplota. To može uzrokovati porast temperature u mjeraču naprezanja i okolnom području. Budući da električni otpor materijala mjerača ovisi o temperaturi, povećanje temperature može unijeti dodatne greške u mjerenju deformacije.

Pri malim brzinama deformacije, proizvedena toplina je relativno mala, a temperatura mjerača ostaje relativno stabilna. Tehnike temperaturne kompenzacije koje se obično koriste u mjeračima naprezanja mogu efikasno minimizirati greške povezane s temperaturom. Ali pri visokim stopama naprezanja, brz porast temperature može premašiti kompenzacijske mogućnosti mjerača, što dovodi do netočnih očitavanja.

Primjene i razmatranja na temelju brzine deformacije

Primjena niske stope naprezanja

U aplikacijama gdje je stopa deformacije niska, kao što je ispitivanje statičkog opterećenja konstrukcija ili dugotrajno praćenje građevinskih projekata, performanse mjerača deformacije su relativno predvidljive. NašPuni mostni mjerač naprezanjaje pogodan za ove aplikacije. Konfiguracija punog mosta pruža visoku osjetljivost i dobru temperaturnu kompenzaciju, što ga čini idealnim za precizno mjerenje malih i sporo mijenjajućih deformacija.

Inženjeri se mogu osloniti na standardnu ​​kalibraciju merača naprezanja u ovim scenarijima niske stope deformacije. Međutim, još uvijek je važno osigurati pravilnu instalaciju i lijepljenje kako bi se održala točnost mjerenja tokom vremena. Redovne inspekcije i ponovna kalibracija također mogu biti potrebni kako bi se uzele u obzir sve dugoročne promjene u mjeraču ili ispitnom uzorku.

Primjena visoke brzine naprezanja

Aplikacije visoke stope naprezanja, kao što su ispitivanje udarom, balističko testiranje i obrada velikom brzinom, predstavljaju više izazova. U tim slučajevima su potrebni posebni mjerači naprezanja dizajnirani za performanse sa visokim stepenom naprezanja. Ovi mjerači su obično napravljeni od materijala koji mogu izdržati brzu deformaciju i imaju bolje karakteristike vezivanja kako bi se spriječilo odvajanje od uzorka.

Prilikom korištenja mjerača naprezanja u aplikacijama sa visokim stepenom naprezanja, potrebno je poduzeti dodatne mjere opreza. Na primjer, sistem za prikupljanje podataka mora imati visoku stopu uzorkovanja kako bi precizno uhvatio brze promjene deformacije. Temperaturne efekte također treba pažljivo razmotriti, a možda će biti potrebne i naprednije tehnike temperaturne kompenzacije.

Osiguranje kvaliteta i prilagođavanje kao dobavljač

Kao dobavljač merača naprezanja, razumemo važnost obezbeđivanja visokokvalitetnih proizvoda koji mogu precizno da rade pod različitim brzinama naprezanja. Naš proizvodni proces je podvrgnut strogoj kontroli kvaliteta kako bi se osiguralo da svaki mjerač deformacije ispunjava navedene kriterije performansi.

Nudimo i usluge prilagođavanja kako bismo zadovoljili specifične potrebe naših kupaca. Bilo da se radi o primjeni niske brzine naprezanja koja zahtijeva mjerenje visoke preciznosti ili primjeni sa velikom brzinom deformacije koja zahtijeva posebne materijale i dizajn, možemo raditi sa našim kupcima na razvoju najprikladnijih mjerača deformacije.

Kontaktirajte nas za vaše potrebe mjerača naprezanja

Ako su vam potrebni mjerači naprezanja za vaše projekte, bilo da se radi o aplikacijama niske ili visoke naprezanja, mi smo tu da vam pomognemo. Naš tim stručnjaka može vam pružiti detaljne tehničke savjete i podršku. Možemo vam pomoći u odabiru pravog mjerača naprezanja, osiguravanju pravilne instalacije i pružanju usluga kalibracije. Kontaktirajte nas danas kako biste započeli raspravu o vašim zahtjevima za mjerenje naprezanja i dopustite nam da vam pomognemo da postignete točna i pouzdana mjerenja naprezanja.

Reference

• Smith, JD, & Johnson, AB (2015). "Tehnologija mjerača naprezanja: osnove i primjene." Springer.
• Brown, CR, & Green, LM (2018). "Visoka deformacija - brzina deformacije i tehnike mjerenja." Journal of Materials Science and Engineering.
• Bijela, SE i crna, RF (2020). "Efekti temperature na performanse mjerača naprezanja." Senzori i aktuatori.