Un manometru a fost inventat de Edward E. Simmons și Arthur C. Ruge, în 1938. Această invenție a condus la măsurarea unei cantități semnificative de tulpini pe diferite structuri. Un manometru este un tipul senzorului utilizat într-o mare varietate de aplicații pentru a măsura tensiunea unui obiect. Este un instrument geotehnic esențial care determină tensiunea într-o gamă largă de structuri, cum ar fi tuneluri, cavități subterane, clădiri, poduri, betoane, baraje de zidărie, încastrare în sol / beton, etc. principiul de funcționare, caracteristicile și aplicațiile.

Ce este un indicator de tensiune?

Definiție: Un manometru este unul dintre dispozitivele imperative utilizate în domeniul ingineriei geotehnice pentru a măsura tensiunea pe diverse structuri. Prin aplicarea unei forțe externe, ar exista o schimbare a rezistenței unui contor de tensiune.

manometru

Construcția de bază a unui ecartament are un suport flexibil izolator pentru a susține o structură din folie metalică. Această bobină metalică este lipită de un suport subțire numit purtător, iar întreaga configurație este fixată pe un obiect folosind un adeziv adecvat. Deoarece obiectul este deformat din cauza forței, presiunii, greutății, tensiunii etc., rezistență electrică de schimbări de folie. A Podul Wheatstone măsoară schimbarea rezistivității, care este legată de tulpină printr-o cantitate cunoscută sub numele de Gauge Factor.

schema-specimen-gabarit-de-deformare

Micile modificări ale rezistenței unui ecartament sunt măsurate utilizând conceptul de pod Wheatstone. Figura de mai jos ilustrează podul general Wheatstone, care are patru brațe rezistive și o tensiune de excitație, V_FOST.

Wheatstone-pod

Podul Wheatstone are două paralele divizor de tensiune circuite. R1 și R2 formează un circuit divizor de tensiune, R3 și R4 formează al doilea circuit divizor de tensiune. Tensiunea de ieșire VO este dată de:

Vo = [R3 / (R3 + R4) -R2 / (R1 + 2)] * V_FOST

Dacă R1 / R2 = R4 / R3, atunci tensiunea de ieșire este zero și se spune că podul este un pod echilibrat.

O mică modificare a rezistenței duce la o tensiune de ieșire diferită de zero. Dacă „R4” este înlocuit cu un manometru și orice modificare a rezistenței manometrului va dezechilibra podul și va produce tensiune diferită de zero.

Factorul gabarit al gabaritului de deformare

Factorul de măsurare GF este dat ca

GF = (∆R⁄RG) / ∈

Unde,

„ΔR” este schimbarea rezistenței datorată efortului

„RG” este rezistența gabaritului nedeformat

„Ε” este tulpina

Factorul de gabarit al foliilor metalice comune este de aproximativ 2. Tensiunea de ieșire a senzorului SV a unei punți Wheatstone este dată de,

SV = EV (GF.∈) / 4

Unde EV este tensiunea de excitație a podului

Gama de tensiune funcționează

Funcționarea unui manometru depinde în totalitate de rezistivitatea electrică a unui obiect / conductor. Atunci când un obiect se întinde în limitele sale de elasticitate și nu se rupe sau se cataramează permanent, devine mai subțire și mai lung, rezultând o rezistență electrică ridicată. Dacă un obiect este comprimat și nu se deformează, dar se extinde și se scurtează, rezultă o rezistență electrică scăzută. Valorile obținute după măsurarea rezistenței electrice a unui indicator ajută la înțelegerea cantității de stres indusă.

Tensiunea de excitație este aplicată la bornele de intrare ale unei rețele de măsurare, în timp ce ieșirea este citită la bornele de ieșire. În mod normal, acestea sunt conectate la o sarcină și sunt susceptibile să rămână stabile pentru perioade mai lungi, uneori decenii. Adezivul utilizat pentru măsurători depinde de durata unui sistem de măsurare - adezivul cianoacrilat este potrivit pentru măsurători pe termen scurt și adeziv epoxidic pentru măsurători pe termen lung.

“cum se construiește un detector EMF ”

Principiul de lucru al gabaritului de deformare

După cum știm, rezistența este direct dependentă de lungimea și secțiunea transversală a unui conductor, care este dată de R = L / A

Unde,

‘R’ = Rezistență

“ce este filtrul trece jos ”

‘L’ = Lungime

‘A’ = aria secțiunii transversale

În mod clar, lungimea unui conductor este modificată odată cu modificarea dimensiunii și formei unui conductor, modificând în cele din urmă aria secțiunii transversale și rezistența.

Orice ecartament normal are o bandă conductivă lungă și subțire, așezată în linie paralelă în zig-zag. Scopul acestei aliniere în zig-zag este de a elabora cantitatea mică de stres care apare între liniile paralele cu multă precizie. Stresul este definit ca forța de rezistență a unui obiect.

Rozele pentru măsurători de tensiune

Două sau mai multe manometre poziționate strâns într-o structură asemănătoare unei rozete pentru a măsura numărul de componente pentru a evalua deformarea precisă pe suprafață sunt cunoscute sub numele de rozete cu manometre. Ilustrația este prezentată în figura de mai jos.

stropi-gabarit-rozete

Celulele de sarcină ale gabaritului de deformare

Aceste celule de încărcare se găsesc cel mai frecvent în aplicații industriale. Este extrem de precis și economic. Practic, o celulă de sarcină constă dintr-un corp metalic pe care sunt atașate aparatele de măsurare. Pentru ca corpul metalic să fie robust și mai puțin elastic, sunt proiectate oțel aliat, aluminiu sau oțel inoxidabil.

Când se aplică o forță externă pe o celulă de încărcare, celula de încărcare este ușor deformată și, dacă nu este supraîncărcată, revine la forma inițială.

Dacă celula de încărcare se deformează, ecartamentul se schimbă în formă, provocând schimbarea rezistenței electrice a ecartamentului, care la rândul său măsoară tensiunea.

Există tipuri obișnuite de celule de sarcină ale manometrului, care includ grindă de îndoire, clătită, celulă de încărcare a fasciculului de forfecare într-un singur punct, fascicul de forfecare cu două capete, cleme de cablu de sârmă și așa mai departe.

Caracteristicile indicatorilor de tensiune

Caracteristicile importante ale manometrelor sunt:

Acestea sunt adecvate pentru perioade mai lungi, cu anumite precauții
Acestea oferă valori precise cu o schimbare de temperatură și alți factori
Acestea sunt ușor de fabricat datorită componentelor simple
Sunt ușor de întreținut și au o durată lungă de funcționare
Acesta este complet încapsulat pentru a fi protejat de daune precum manipularea și instalarea

Aplicații ale gabaritului de deformare

Caracteristicile excepționale permit ca aceste ecartamente să fie utilizate în domeniul ingineriei geotehnice pentru a monitoriza în mod constant structuri precum baraje, tuneluri etc. și pentru a evita accidentele cu mult timp înainte. Unele dintre aplicațiile aparatelor de măsurare a tensiunii includ -

Monitorizarea feroviară
Poduri de cablu
Aerospațial
Centrale nucleare

Întrebări frecvente

1). Care este sensibilitatea tensometrului?

Stresul de curgere diferă în raport cu viteza de deformare. De asemenea, rata de deformare se bazează pe mărimea bobului unui obiect sau a unui material de lucru. Este definit ca raportul dintre modificarea tensiunii de curgere și schimbarea tensiunii.

2). Care este unitatea de tulpină?

Tulpina este o cantitate adimensională. Cu toate acestea, rata de deformare este reciprocă a timpului și unitatea SI este reciprocă de secunde (s-1).

3). Cum aleg un manometru?

Aceasta este selectată pe baza tipului de aplicații și a altor elemente conexe. Ca -

Pe baza lungimii și rezistenței gabaritului
Pe baza costului de economisire a forței de muncă
Pe baza materialului și a mediului de măsurare

4). De ce se utilizează podul Wheatstone pentru manometrul?

Podul Wheatstone este capabil să măsoare tensiunile de ieșire în termeni de milivolți. Pentru un tensometru legat, o schimbare a rezistenței poate fi măsurată atunci când este conectată la un circuit electric (punte Wheatstone) care măsoară schimbarea minută a rezistenței. Pe măsură ce tensiunea de ieșire de pe podul Wheatstone devine diferită de zero, circuitul își pierde echilibrul și ajută la determinarea tensiunii asupra obiectului.

5). Cum instalați manometre?

Iată pașii pentru instalarea manometrului

Astfel, un descriere extinsă a manometrului , principiul de lucru, factorul de măsurare, caracteristicile și aplicațiile sunt furnizate în acest articol. În afară de aceasta, corelația imaginii digitale (DIC) este o tehnică utilizată în zilele noastre pentru a măsura tulpina. Este utilizat în multe industrii datorită acurateței și ca înlocuitor al tipurilor convenționale de senzori, cum ar fi accelerometrele, ghivecele cu șiruri, LVDT și multe altele. Iată o întrebare pentru dvs., care este funcția principală a manometrului?