دیتالاگر کرنشی (استرین گیج)

دیتالاگر کرنشی(strain gauge)

 

دیتالاگر کرنشی وسیله ای است که وظیفه ی ثبت و پردازش داده های مربوط به کرنش و لرزش اجسام را برعهده دارد و در صنایع مکانیکی و ماشین آلات و آزمایشگاه های پژوهشی بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. قبل از بررسی دقیق تر دیتالاگر کرنشی و ویژگی های خاص این نوع از دیتالاگر ابتدا به بیان مختصری از سنسور های کرنشی می پردازیم.

کرنش چیست؟

اعمال نیروی خارجی روی یک جسم الاستیک باعث ایجاد تنش مکانیکی می‌شود، متعاقبا تنش تولید شده باعث ایجاد تغییر شکل مکانیکی یا کرنش در ماده می‌شود. در علوم مهندسی مقدار تغییر طول در واحد طول اولیه، کرنش نامیده می شود. که عددی بی بعد است.

سنسور های کرنش سنج:

کرنش سنج وسیله‌ای است که برای اندازه‌گیری کرنش (تنش) ایجاد شده در یک شئ ، مورد استفاده قرار می‌گیرد. وقتی سنسور استرین گیج  را در حالت فشردگی قرار می دهیم ، طول کرنش سنج یا همان استرین گیج کم شده و قطر سیم های استرین گیج افزایش یافته و در نتیجه مقاومت زیاد می شود و وقتی در حالت کشیدگی هستیم ،طول استرین گیج زیاد شده و قطر سیم های استرین گیج کم می شود به همین دلیل است که به استرین گیج سنسور کرنش سنج مقاومتی گفته می شود زیرا اندازه گیری کرنش و تنش با تغییرات اهم می باشد. برای اندازه گیری این تغییر مقاومت الکتریکی از تئوری «پل وتسون» استفاده می‌شود. با توجه به ارتباط میان تغییرات طول و میزان مقاومت در تئوری پل وتسون می‌توان از نتایج بدست آمده ناشی از تغییرات مقاومت، میزان کرنش را بدست آورد.

دیتالاگر کرنش سنج:

این دیتالاگر مجموعه الکترومکانیکی است که در دو مدل شفت محور (دیتالاگر چرخشی) و رومیزی (دیتالاگر رومیزی) ارائه می شود. در مدل چرخشی دستگاه در مرکز محور چرخش (شفت) قرار می گیرد وحسگر هایی از قبیل کرنش سنج،ارتعاش سنج و… از طریق پورت ها به دستگاه منتقل می شود و پس از تبدیل سیگنال آنالوگ به دیجیتال واعمال فیلتر های لازم ، این داده ها در دیتالاگر در حال چرخش به همراه اطلاعات مکانی و زمانی شفت در حال چرخش ذخیره می شود.

عملکرد مدل رومیزی مشابه مدل چرخشی می باشد با این تفاوت که در مدل رومیزی ، دیتالاگر برروی میز کار قرار دارد وثابت می باشد . مدل رومیزی برای تست های آزمایشگاهی وکاربرد های غیر دوار وصرفا لرزش سطحی ویک بعدی مناسب می باشد.

         یک نمونه دیتالاگر رومیزی

       یک نمونه دیتالاگر چرخشی

یک تفاوت اصلی بین دیتالاگر های کرنشی با دیگر دیتالاگر ها تفاوت در فرکانس نمونه برداری آن ها می باشد. در دیتالاگر های کرنشی ، ماهیت داده نمونه برداری شده ایجاب می کند تا سرعت نمونه برداری بسیار بالا باشد و هرچه این سرعت یا همان فرکانس بالاتر باشد دقت کار بالا می رود و این در حالی است که به عنوان مثال در دیتالاگر دما نیازی به این سرعت بالای نمونه برداری نمی باشد چون ماهیتا تغییر دما در سرعت بالایی  رخ نمی دهد.

در دیتالاگر کرنشی همچون دیگر دیتالاگر ها  تعداد بالای کانال های ورودی و  حافظه بالا برای نگه داری طولانی مدت داده یک مزیت حساب می شود.

نکته دیگری که در انتخاب دیتالاگر کرنشی باید در نظر گرفت نوع سنسور کرنشی مورد استفاده با توجه به نوع تنشی (کرنش)  است که می خواهیم اندازه گیری کنیم . به عنوان مثال :

جهت اندازه گیری تنش پس ماند از کرنش سنج های زیر استفاده می شود.

Rectangular Rosettes  or  Corner Rosettes

جهت اندازه گیری کرنش و استرین در راستای یک محور می توانید از مدل زیر استفاده می شود.

Linear strain gauge  or   single Element

جهت اندازه گیری کرنش بر روی یک غشا از   Memberane Rosettes   استفاده     می شود.

پس در هنگام تهییه دیتالاگر کرنشی به این نکته توجه داشته باشید که کانال های وروی دیتالاگر از سنسور  مدنظر شما پشتیبانی کند.

به طور کلی کاربرد های اصلی این دستگاه را می توان به صورت لیست زیر خلاصه کرد:

1) دریافت داده های اجزاء انواع تجهیزات مکانیکی صنایع مختلف

2) دریافت داده های روتور انواع موتورهای الکتریکی

3) دریافت داده های روتور دمی و روتور اصلی بالگرد

4) آزمایشگاه های تست خواص مکانیکی

5) آزمایشگاه های کنترل صنایع خودروسازی

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *