استرین گیج TML یک حسگر اندازهگیری کرنش با دقت بسیار بالا است . این سنسور برای تشخیص تغییر شکلهای بسیار کوچک در سطح قطعات و سازهها طراحی و با تبدیل این تغییرات مکانیکی به سیگنال الکتریکی پایدار، امکان تحلیل رفتار مکانیکی مواد را در شرایط واقعی فراهم میکند؛ این سنسور بهدلیل کیفیت ساخت ژاپنی، پایداری بلندمدت و دقت بالا، در پروژههای صنعتی، آزمایشگاهی و تحقیقاتی بهعنوان یک استاندارد قابل اعتماد شناخته میشود.
استرین گیج TML چیست و دقیقاً چه چیزی را اندازهگیری میکند؟
استرین گیج TML کرنش سطحی (Surface Strain) را اندازهگیری میکند؛ کرنش بیانگر میزان تغییر طول یک ماده نسبت به طول اولیه آن است و زمانی ایجاد میشود که قطعه تحت اثر نیرو، فشار، کشش یا خمش قرار گیرد.
نکته بسیار مهم این است که استرین گیج نه نیرو را مستقیماً اندازهگیری میکند و نه تنش را، بلکه کرنش را بهعنوان پاسخ ماده به بار مکانیکی ثبت میکند و سپس با استفاده از روابط مکانیک جامدات، میتوان تنش یا نیرو را از روی کرنش محاسبه کرد.
شما می توانید با مطالعه ی این مقاله با تعریف استرین گیج و انواع و فرمول استرین گیج آشنا شوید.
تفاوت مفهومی کرنش، تنش و نیرو در عملکرد استرین گیج
در بسیاری از کاربردها، درک نادرست این مفاهیم باعث خطای جدی میشود:
- نیرو (Force): عامل خارجی اعمالشده به سازه
- تنش (Stress): توزیع نیرو در سطح مقطع ماده
- کرنش (Strain): تغییر شکل نسبی ماده
استرین گیج TML فقط کرنش را حس میکند و اگر خواسته شود تنش یا نیرو محاسبه شود، باید مشخصات هندسی، مدول الاستیسیته و شرایط بارگذاری سازه بهدرستی مشخص باشند.
اصل فیزیکی عملکرد استرین گیج TML (چرا مقاومت تغییر میکند؟)
اصل عملکرد استرین گیج TML مبتنی بر این واقعیت فیزیکی است که مقاومت الکتریکی یک هادی تابعی از طول، سطح مقطع و مقاومت ویژه آن است؛ هنگامی که فویل فلزی استرین گیج تحت کشش قرار میگیرد، طول آن افزایش و سطح مقطع آن کاهش مییابد و این تغییرات باعث افزایش مقاومت الکتریکی میشوند، در حالی که در حالت فشردگی، عکس این فرآیند رخ میدهد.
فویلهای استفادهشده در استرین گیجهای TML بهگونهای طراحی شدهاند که این تغییر مقاومت کاملاً خطی، پایدار و قابل تکرار باشد.
ضریب گیج (Gauge Factor) چیست و چرا در TML اهمیت دارد؟
ضریب گیج پارامتری کلیدی است که نشان میدهد به ازای یک واحد کرنش، مقاومت الکتریکی چه مقدار تغییر میکند؛ هرچه این ضریب دقیقتر و پایدارتر باشد، خروجی سنسور قابل اعتمادتر خواهد بود.
در استرین گیجهای TML، Gauge Factor بهصورت دقیق کنترل و کالیبره میشود تا نتایج اندازهگیری در طول زمان، دچار رانش یا خطای تجمعی نشوند، موضوعی که در پروژههای طولانیمدت یا آزمایشهای حساس اهمیت حیاتی دارد.
ساختار داخلی استرین گیج TML و نقش هر جزء در عملکرد
استرین گیج TML از چند جزء بههمپیوسته تشکیل شده که هرکدام نقشی مشخص در عملکرد دارند:
- فویل فلزی کرنشسنج: عنصر اصلی حسگر که تغییر شکل را حس میکند
- لایه نگهدارنده (Backing): تضمین پایداری مکانیکی و انتقال یکنواخت کرنش
- چسب تخصصی: ایجاد اتصال کامل بین گیج و سطح سازه
- سیمها و ترمینالها: انتقال سیگنال بدون افت یا نویز
ضعف در هر یک از این اجزا باعث کاهش دقت کل سیستم میشود.
خواندن این مقاله را از دست ندهید: راهنمای کامل خرید و استفاده از استرین گیج 350 اهم
استرین گیج TML چگونه بهصورت عملی کرنش را اندازهگیری میکند؟
فرآیند اندازهگیری بهشکل زیر اتفاق میافتد:
- سازه تحت بار قرار میگیرد
- در سطح سازه کرنش ایجاد میشود
- کرنش بهطور مستقیم به فویل منتقل میشود
- مقاومت الکتریکی فویل تغییر میکند
- این تغییر مقاومت به مدار اندازهگیری ارسال میشود
این فرآیند امکان ثبت کرنشهای بسیار کوچک در حد میکرواسترین را فراهم میکند.
نقش پل وتستون در خواندن خروجی استرین گیج TML
از آنجا که تغییر مقاومت بسیار ناچیز است، استفاده از پل وتستون ضروری است؛ این مدار تغییر مقاومت را به تغییر ولتاژ قابل اندازهگیری تبدیل میکند و حساسیت سیستم را چندین برابر افزایش میدهد.
پیکربندی پل (Quarter، Half یا Full Bridge) بر اساس دقت مورد نیاز، شرایط دمایی و نوع بارگذاری انتخاب میشود.
نقش آمپلیفایر ابزار دقیق در عملکرد نهایی
سیگنال خروجی پل وتستون بسیار ضعیف است و به نویز محیطی حساسیت بالایی دارد؛ به همین دلیل از آمپلیفایر ابزار دقیق برای تقویت سیگنال، حذف نویز و افزایش دقت خوانش استفاده میشود. کیفیت این بخش تأثیر مستقیم بر صحت دادهها دارد.
تأثیر دما بر عملکرد استرین گیج TML
تغییرات دما میتوانند باعث تغییر مقاومت مستقل از کرنش شوند؛ استرین گیجهای TML با طراحی خاص فویل و امکان جبران دمایی، این اثر را به حداقل میرسانند، اما همچنان انتخاب صحیح نوع گیج و مدار جبران دما اهمیت بالایی دارد.
عوامل مؤثر بر دقت اندازهگیری استرین گیج TML
- آمادهسازی دقیق سطح
- انتخاب محل مناسب نصب
- جهتگیری صحیح نسبت به کرنش
- نوع و کیفیت چسب
- پایداری مدار اندازهگیری
نادیده گرفتن هرکدام باعث خطای محسوس در نتایج میشود.
خطاهای رایج در استفاده از استرین گیج TML
- تصور اندازهگیری مستقیم نیرو
- نصب روی سطح ناهموار یا آلوده
- انتخاب نادرست جهت گیج
- حذف جبران دمایی
این موارد بیشترین دلایل نتایج نادرست هستند.
کاربردهای عملی استرین گیج TML
- تست تنش و خستگی قطعات
- پایش سلامت سازهها
- صنایع خودروسازی و هوافضا
- آزمایشگاههای تحقیقاتی
- کنترل کیفیت صنعتی
ما در این مقاله مراحل راه اندازی استرین گیج را گام به گام توضیح داده ایم.
سؤالات متداول
آیا استرین گیج TML نیرو را مستقیم اندازهگیری میکند؟
خیر، کرنش را اندازهگیری میکند و نیرو از روی آن محاسبه میشود.
چرا پل وتستون ضروری است؟
برای تبدیل تغییر مقاومت بسیار کوچک به سیگنال قابل اندازهگیری.
آیا دما روی نتایج تأثیر دارد؟
بله، اما در TML این اثر بهخوبی کنترل شده است.
آیا نوع چسب اهمیت دارد؟
بله، چسب نقش مستقیم در انتقال صحیح کرنش دارد.
آیا استرین گیج TML برای محیط صنعتی مناسب است؟
بله، در صورت انتخاب مدل و نصب صحیح.
مشاوره قبل از خرید
برای کسب اطلاعات بیشتر در رابطه با خرید محصولات میتوانید با شماره تلفنهای زیر تماس بگیرید: