7.1
: Pengenalan
7.2
: Definasi
7.3
: Strain Gauge
Salah satu fungsi penting dalam industri dan penggunaan saintifik tentang
elektronik
ialah pengukuran parameter-paramter
fizikal seperti kedudukan , suhu , daya dan tekanan . Tanpa
transduser , perkembangan dalam aplikasi
kawalan dan komputasi adalah mustahil . Transduser sangat
berguna dalam operasi kerana ia berupaya
mengubah pelbagai kuantiti fizikal kepada nilai elektrik yang
digunakan dalam pengukuran , penguat ,
pemancar dan kawalan . Nilai elektrik ini menjamin ketepatan
dan merekod maklumat .
Dalam definasi umum , transduser ialah sebarang peranti yang mengubah tenaga
dari satu bentuk
kepada satu bentuk yang lain . Namun ,
dalam penggunaan , definasi transduser merujuk kepada peranti
yang lebih spesifik yang lebih umum dirujuk
.
Fungsi transduser ialah mengesan kewujudan , magnitud , perubahan dan frekensi
sesetengah
ukuran serta mengeluarkan output yang jika
diproses dan disesuaikan dengan satu peranti output akan
memberi data yang tepat tentang ukuran
yang dibuat . Dalam kata lain , transduser menterjemah isyarat
elektrik .
Strain Gauge ialah satu contoh transduser pasif yang menggunakan perubahan
rintangan elektrik
dalam wayar untuk mengesan strain yang
yang dihasilkan oleh satu daya pada wayar . Ia ialah satu
pengesan yang pelbagai guna dan tranduser
yang mengukur berat , tekanan dan daya mekanikal .
Binaan strain gauge menunjukkan satu gegelung wayar ke depan dan ke belakang
yang kemas di
atas satu plat . Rumus dari binaan :
R = pL / A
di mana p = rintangan spesifik
bahan konduktor dalam meter ohm
L = panjang konduktor
A = luas yang dirangkumi konduktor dalam unit meter persegi
Sebagai satu kesan strain , dua kualiti fizikal akan menjadi rujukan :
(1) Perubahan rintangan gauge
(2) Perubahan panjang
Hubungan antara dua kuantiti ini dirujuk dalam nisbah yang dipanggil faktor
gauge , K .
K = [ r / R ] / [ l / L ]
di mana K = faktor
gauge
R = rintangan sebenar tanpa strain dalam unit ohm
r = perubahan rintangan sebenar
L = panjang sebenar dalam meter
l = perubahan panjang sebenar dalam meter
Perhatian :
l / L dalam denominator adalah sama dengan
unit strain gauge . Oleh itu , faktor gauge , K boleh ditulis
K = [ r / R ] / G
Robert Hooke ( kurun ke-17 ) menunjukkan dalam kebanyakan bahan umum ,
terdapat satu
nisbah yang malar antara stress dan
strain . Stress , S didefinasi sebagai daya dalaman perunit luas .
S = F / A
di mana S
= stress dalam kilogram per meter persegi
F = daya dalam kilogram
A = luas dalam meter persegi
Pemalar yang menghubungkan stress dan strain untuk lengkung linear stress-strain
dikenali sebagai
modulus elastik material E ( modulus Young
) . Hukum Hooke ditulis sebagai :
E = S / G
di mana E = modulus Young
dalam unit kilogram per meter persegi
S = stress dalam kilogram per meter persegi
G = strain
Contoh 1
Satu rintangan strain gauge
dengan faktor gauge 2 disambung ke satu besi yang disubjek kepada strain
1 mikro . Jika rintangan sebenar
gauge = 130 ohm , kirakan perubahan rintangan .
K = [ r / R ] / G
Perubahan R , r = KGR
= 2 x 1 mikro x 130 ohm
= 260 mikro ohm
Contoh 2
Satu bar besi bulat , 0.02
mm diameter dan 0.40 m panjang , disubjek kepada daya tensile 33000 kg
di mana E = 20000 M kg / meter
persegi . Kira l dalam meter .
A = 3.142 ( D / 2 ) kuasa dua
= 31.4 m meter persegi
E = S / G = [ F/A ] / [ l / L ]
l = FL / AE = 2.1 m meter #