"सटीकता - राजाओं की शिष्टता!" हमारे समय में, इस मध्ययुगीन फ्रांसीसी सूत्रवाद की प्रासंगिकता केवल बढ़ रही है। उत्पादन और रोजमर्रा की जिंदगी में सटीक माप गणना करने के लिए, तनाव गेज पर आधारित उपकरणों का तेजी से उपयोग किया जा रहा है।
विषय
स्ट्रेन गेज क्या है और स्ट्रेन गेज किस लिए हैं?
टेन्सोमेट्री (लैटिन टेंसस से - तनावग्रस्त) एक मापी गई वस्तु या संरचना के तनाव-तनाव की स्थिति को मापने के लिए एक विधि और तकनीक है। तथ्य यह है कि यांत्रिक तनाव को सीधे मापना असंभव है, इसलिए कार्य वस्तु के विरूपण को मापना और सामग्री के भौतिक गुणों को ध्यान में रखते हुए विशेष तकनीकों का उपयोग करके तनाव की गणना करना है।
स्ट्रेन गेज का कार्य स्ट्रेन प्रभाव पर आधारित होता है - यह विभिन्न विकृतियों के साथ अपने प्रतिरोध को बदलने के लिए ठोस पदार्थों की संपत्ति है। स्ट्रेन गेज सेंसर ऐसे उपकरण हैं जो एक ठोस शरीर के लोचदार विरूपण को मापते हैं और इसके मूल्य को विद्युत संकेत में परिवर्तित करते हैं। यह प्रक्रिया तब होती है जब सेंसर कंडक्टर का प्रतिरोध तब बदलता है जब इसे बढ़ाया और संकुचित किया जाता है। वे ठोस पदार्थों के विरूपण को मापने के लिए उपकरणों में मुख्य तत्व हैं (उदाहरण के लिए, मशीन के पुर्जे, संरचनाएं, भवन)।
उपकरण और संचालन का सिद्धांत
स्ट्रेन गेज का आधार एक स्ट्रेन गेज है जो मापने वाले पैनल के मोर्चे पर लगे विशेष संपर्कों से सुसज्जित है। माप के दौरान, पैनल के संवेदनशील संपर्क वस्तु के संपर्क में होते हैं। उनका विरूपण होता है, जिसे मापा जाता है और तनाव गेज के मापा मूल्य के प्रसंस्करण और प्रदर्शन तत्वों को प्रेषित विद्युत संकेत में परिवर्तित किया जाता है।
कार्यात्मक उपयोग के दायरे के आधार पर, सेंसर मापा मात्रा के प्रकार और प्रकार दोनों में भिन्न होते हैं। एक महत्वपूर्ण कारक आवश्यक माप सटीकता है। उदाहरण के लिए, बेकरी से बाहर निकलने पर लोड सेल लोड सेल इलेक्ट्रॉनिक फार्मास्युटिकल स्केल के लिए बिल्कुल उपयुक्त नहीं है, जहां हर सौवां ग्राम महत्वपूर्ण है।
आइए हम आधुनिक स्ट्रेन गेज के प्रकारों और प्रकारों पर अधिक विस्तार से विचार करें।
टॉर्क सेंसर
टॉर्क सेंसर को इंजन क्रैंकशाफ्ट या स्टीयरिंग कॉलम जैसे सिस्टम के घूमने वाले हिस्सों पर टॉर्क को मापने के लिए डिज़ाइन किया गया है।टोक़ तनाव गेज संपर्क या गैर-संपर्क (टेलीमेट्रिक) विधि द्वारा स्थिर और गतिशील टोक़ दोनों को निर्धारित कर सकते हैं।
बीम, ब्रैकट और एज लोड सेल
इस प्रकार के ट्रांसड्यूसर आमतौर पर उच्च संवेदनशीलता और माप की रैखिकता के लिए एक अंतर्निहित झुकने वाले तत्व के साथ समानांतर चतुर्भुज डिजाइन के आधार पर बनाए जाते हैं। उनमें तनाव गेज सेंसर के लोचदार तत्व के संवेदनशील क्षेत्रों पर तय किए जाते हैं और पूर्ण पुल योजना के अनुसार जुड़े होते हैं।
संरचनात्मक रूप से, बीम लोड सेल में असमान भार वितरण और संपीड़ित और तन्य विकृतियों का पता लगाने के लिए विशेष छेद होते हैं। अधिकतम प्रभाव प्राप्त करने के लिए, बीम की सतह पर इसके सबसे पतले बिंदु पर विशेष चिह्नों द्वारा तनाव गेज सख्ती से उन्मुख होते हैं। इस प्रकार के अत्यधिक सटीक और विश्वसनीय सेंसर का उपयोग प्लेटफॉर्म या बंकर स्केल में मल्टी-सेंसर मापने वाले सिस्टम बनाने के लिए किया जाता है। उन्होंने बैचर, ढीले और तरल उत्पादों के पैकर, केबल टेंशन मीटर और अन्य बिजली लोड मीटरों के वजन में अपना आवेदन पाया है।
तन्यता और संपीड़ित लोड सेल
तन्य और संपीड़ित लोड सेल आमतौर पर एस-आकार के होते हैं, जो एल्यूमीनियम और मिश्र धातु वाले स्टेनलेस स्टील से बने होते हैं। 0.2 से 20 टन की माप सीमा वाले बंकर स्केल और बैचर्स के लिए डिज़ाइन किया गया। इन सामग्रियों के तन्यता बल को नियंत्रित करने के लिए केबल, कपड़े और फाइबर मशीनों में एस-आकार की तन्यता और संपीड़ित लोड कोशिकाओं का उपयोग किया जा सकता है।
तार और पन्नी तनाव गेज
तार स्ट्रेन गेज छोटे व्यास के तार के एक सर्पिल के रूप में बनाए जाते हैं और गोंद के साथ परीक्षण के तहत एक लोचदार तत्व या भाग पर लगाए जाते हैं।वे इसके द्वारा प्रतिष्ठित हैं:
- निर्माण में आसानी;
- तनाव पर रैखिक निर्भरता;
- छोटे आकार और कीमत।
कमियों में, कम संवेदनशीलता, माप त्रुटि पर पर्यावरण के तापमान और आर्द्रता का प्रभाव, केवल लोचदार विकृतियों के क्षेत्र में उपयोग करने की संभावना नोट की जाती है।
पन्नी स्ट्रेन गेज वर्तमान में अपने उच्च मेट्रोलॉजिकल गुणों और विनिर्माण क्षमता के कारण सबसे सामान्य प्रकार के स्ट्रेन गेज हैं। यह उनके निर्माण की फोटोलिथोग्राफिक तकनीक की बदौलत उपलब्ध हुआ। उन्नत तकनीक 0.3 मिमी के आधार के साथ सिंगल स्ट्रेन गेज प्राप्त करना संभव बनाती है, विशेष स्ट्रेन गेज सॉकेट और स्ट्रेन गेज की चेन -240 से +1100 तक विस्तृत ऑपरेटिंग तापमान रेंज के साथ, मापने वाली ग्रिड सामग्री के गुणों के आधार पर।
स्ट्रेन गेज के फायदे और नुकसान
उनके गुणों के कारण तनाव गेज का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है:
- अध्ययन के तहत भाग के साथ तनाव गेज के एक अखंड कनेक्शन की संभावना;
- मापने वाले तत्व की छोटी मोटाई, जो 1-3% की त्रुटि के साथ उच्च माप सटीकता सुनिश्चित करती है;
- फ्लैट और घुमावदार दोनों सतहों पर बन्धन में आसानी;
- गतिशील विकृतियों को मापने की क्षमता जो 50,000 हर्ट्ज तक की आवृत्ति के साथ बदलती है;
- -240 से +1100˚С तक के तापमान में कठिन पर्यावरणीय परिस्थितियों में माप करने की संभावना;
- भागों के कई बिंदुओं पर एक साथ मापदंडों को मापने की संभावना;
- स्ट्रेन गेज सिस्टम से बड़ी दूरी पर स्थित वस्तुओं के विरूपण को मापने की संभावना;
- चलती (घूर्णन) भागों में विकृति को मापने की क्षमता।
कमियों में से, यह ध्यान दिया जाना चाहिए:
- सेंसर की संवेदनशीलता पर मौसम की स्थिति (तापमान और आर्द्रता) का प्रभाव;
- मापने वाले तत्वों (लगभग 1%) के प्रतिरोध में महत्वहीन परिवर्तन के लिए सिग्नल एम्पलीफायरों के उपयोग की आवश्यकता होती है।
- जब तनाव गेज उच्च तापमान या आक्रामक वातावरण में काम करते हैं, तो उन्हें बचाने के लिए विशेष उपायों की आवश्यकता होती है।
बुनियादी वायरिंग आरेख
आइए तनाव गेज को घरेलू या औद्योगिक पैमानों से जोड़ने के उदाहरण का उपयोग करके इस पर विचार करें। तराजू के लिए एक मानक लोड सेल में चार बहु-रंगीन तार होते हैं: दो इनपुट बिजली की आपूर्ति (+Ex, -Ex) हैं, अन्य दो आउटपुट (+Sig, -Sig) को माप रहे हैं। पांच तारों के विकल्प भी हैं, जहां एक अतिरिक्त तार अन्य सभी के लिए एक स्क्रीन के रूप में कार्य करता है। बीम प्रकार के वजन मापने वाले सेंसर के काम का सार काफी सरल है। इनपुट को बिजली की आपूर्ति की जाती है, और आउटपुट से वोल्टेज हटा दिया जाता है। वोल्टेज मान मापने वाले सेंसर पर लागू भार पर निर्भर करता है।
यदि भार भार सेल से एडीसी इकाई तक तारों की लंबाई महत्वपूर्ण है, तो तारों का प्रतिरोध स्वयं तराजू के पढ़ने को प्रभावित करेगा। इस मामले में, एक फीडबैक सर्किट जोड़ने की सलाह दी जाती है जो मापने वाले सर्किट में पेश किए गए तारों के प्रतिरोध से त्रुटि को ठीक करके वोल्टेज ड्रॉप की भरपाई करता है। इस मामले में, कनेक्शन आरेख में तीन जोड़े तार होंगे: शक्ति, माप और हानि मुआवजा।
तनाव गेज के लिए आवेदन उदाहरण
- तौलने वाला तत्व।
- मुद्रांकन प्रेस और रोलिंग मिलों पर दबाव द्वारा धातुओं के प्रसंस्करण में तनाव बलों का मापन।
- निर्माण और संचालन के दौरान संरचनाओं और संरचनाओं के निर्माण के तनाव-तनाव की स्थिति की निगरानी।
- धातुकर्म उद्यमों के लिए गर्मी प्रतिरोधी मिश्र धातु इस्पात से बने उच्च तापमान सेंसर।
- रासायनिक रूप से आक्रामक वातावरण में माप के लिए स्टेनलेस स्टील लोचदार तत्व के साथ।
- तेल और गैस पाइपलाइनों में दबाव माप के लिए।
स्ट्रेन गेज की सादगी, सुविधा और विनिर्माण क्षमता उनके आगे सक्रिय कार्यान्वयन के लिए मुख्य कारक हैं, दोनों मेट्रोलॉजिकल प्रक्रियाओं में और रोजमर्रा की जिंदगी में घरेलू उपकरणों के मापने वाले तत्वों के रूप में।
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