مقياس التوتر هو جهاز استشعار يستخدم لقياس التوتر (التشوه) على جسم.

هنا نظرة عامة موجزة على مقاييس التوتر:

1. الهيكل:
   • عادةً ما يتكون من خلفية عازلة رقيقة ومرنة تدعم نمط ورق معدني.
   • يتم ترتيب الصفيحة في نمط شبكة لزيادة كمية الأسلاك المعدنية أو الصفيحة الخاضعة للضغط في الاتجاه المتوازي.
2. مبدأ العمل:
   • مبنية على مبدأ أن المقاومة الكهربائية تتغير عندما يتم تمديد موصل أو ضغط.
   • عندما يتشوه الشيء الذي يتم ربط مقياس التوتر به، يتشوه الصفيحة، مما يتسبب في تغيير المقاومة الكهربائية.
3. القياس:
   • عادة ما يتم قياس التغيير في المقاومة باستخدام دائرة جسر Wheatstone.
   • هذا التغيير يرتبط بالتوتر بكمية تعرف باسم عامل المقياس.
4. أنواع:
   • مقاييس الإجهاد المرتبطة: مثبتة مباشرة على الكائن
   • مقاييس الإجهاد غير المرتبطة: تستخدم في أنواع معينة من أجهزة استشعار الضغط ومقاييس التسارع
5. التطبيقات:
   • مراقبة الصحة الهيكلية
   • تحليل الإجهاد
   • خلايا الحمل لأنظمة الوزن
   • خلايا الحمل لقياس القوة
   • أجهزة استشعار الضغط
   • أجهزة استشعار عزم الدوران
6. المزايا:
   • حساسية عالية
   • خطية ممتازة
   • تكلفة منخفضة
   • يمكن استخدامه في مجموعة واسعة من درجات الحرارة
7. الاعتبارات:
   • الارتباط السليم مع الكائن المقاس أمر حاسم
   • قد تكون تعويضات الحرارة ضرورية
   • مطلوب محاذاة دقيقة للقياسات الدقيقة

مقاييس التوتر أساسية في العديد من أجهزة قياس القوة والضغط، بما في ذلك خلايا الجهد والضغط.

أنها تسمح لتحويل دقيق للتشوه الميكانيكي إلى إشارات كهربائية، والتي يمكن بعد ذلك معالجتها وتفسيرها لتحديد القوى المطبقة أو الضغوط.

كيف تعمل خلايا الحمل

عندما يتم ممارسة قوة على خلية الحمل ، ينحرف المواد. عادة ما يتم قياس الانحراف بواسطة مقياس التوتر الموضع على المواد داخل خلية الحمل.

عندما يتم وضعها بشكل مناسب، قياس مقياس الضغط تغيير المقاومة مع تطبيق القوة.خلية الحمل المثالية تقيس القوة فقط في اتجاهات محددة وتتجاهل مكونات القوة في جميع الاتجاهات الأخرىيقترب من المثالي ينطوي على تحسين العديد من خيارات التصميم، بما في ذلك الهيكل الميكانيكي، نمط المقياس، وضع، وعدد المقياسات.

في بعض الأحيان ، قد يكون لديك مقياس ضغط واحد فقط. يمكن أن يكون اثنان شائعًا في خلايا الحمل الرخيصة مثل مقاييس الحمام. أربعة هو الأكثر شيوعًا. عادةً ما يتم استخدام مقاييس أكثر لزيادة بعض جوانب الأداء.64 هو أكثر ما سمعنا به على جسر واحد.

الضغط يقلل من طول السلك، مما يؤدي إلى انخفاض مقاومته، في حين أن التوتر يمتد السلك، مما يؤدي إلى زيادة المقاومة.إذا كان بإمكاننا أن نتخيل عمود مع مقاييس الضغط عليه ونطبق قوة ضغط، سيتزايد قطره، وعندما يتم تطبيق قوة سحب، ينخفض قطره.

نسبة بويسون تتوقع التغير النسبي في القطر. "نسبة بويسون" هي نسبة الإجهاد العرضي (التغيير في القطر) إلى الإجهاد المحوري (التغيير في الطول).

إذا تم ربط مقياس الإجهاد بالعمود لقياس هذا الإجهاد المحيطي ، فإن مقاومة مقياس الإجهاد تتغير مباشرة استجابة للقوة المطبقة.التغيير في مقاومة مقياس التوتر الموجه محوريًا هو عكس مقياس التوتر الموجه محيطيًا عند تطبيق القوة.

عندما نقيس مقاومة المقياس تحت الحمل، يمكن حساب القوة. عندما يتم توصيلها إلى خلية الحمل، يعرض عداد أو مؤشر قيمة قياس القوة.خلية الحمل يمكن أن تكون معايرة في شركة مثل مورهاوس باستخدام المعايير الأساسية الميتة المعروفة بأنها ضمن 0.002٪ من القوة المطبقة. يتم ضبط الأوزان الميتة للآلة لجاذبية محلية، وكثافة الهواء، وكثافة المواد لتطبيق القوة بدقة. تستخدم الأوزان لتعديل خلية الحمل،التي يمكن استخدامها لتعديل أدوات أخرى أو لتعديل وتحقق من آلة اختبار.