স্ট্রেন গেজ সেন্সর: বর্ণনা, ব্যবহারের জন্য নির্দেশাবলী, স্পেসিফিকেশন এবং পর্যালোচনা

2024 লেখক: Aaron Duncan | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-01 20:03

স্ট্রেন গেজগুলি এমন ডিভাইস যা একটি কঠিন দেহের পরিমাপকৃত স্থিতিস্থাপক বিকৃতিকে বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তর করে। এটি সেন্সর কন্ডাক্টরের প্রতিরোধের পরিবর্তনের কারণে ঘটে যখন এর জ্যামিতিক মাত্রা টান বা কম্প্রেশন থেকে পরিবর্তিত হয়।

স্ট্রেন গেজ: অপারেশনের নীতি

যন্ত্রের প্রধান উপাদান হল একটি ইলাস্টিক কাঠামোর উপর মাউন্ট করা একটি স্ট্রেন গেজ। স্ট্রেন গেজগুলি প্রদত্ত ক্রমবর্ধমান শক্তির সাথে ধাপে ধাপে লোডিং এবং বৈদ্যুতিক প্রতিরোধের মাত্রা পরিমাপ করে ক্রমাঙ্কিত করা হয়। তারপর, এটি পরিবর্তন করে, প্রয়োগকৃত অজানা লোডের মান এবং এটির সমানুপাতিক স্ট্রেন নির্ধারণ করা সম্ভব হবে।

সেন্সরের প্রকারের উপর নির্ভর করে, আপনি পরিমাপ করতে পারেন:

• শক্তি;
• চাপ;
• চালনা;
• টর্ক;
• ত্বরণ।

এমনকি কাঠামোর সবচেয়ে জটিল লোডিং স্কিম সহ, অ্যাকশন চালুস্ট্রেন গেজটি বেস নামে একটি দীর্ঘ অংশ বরাবর এর জালিকে প্রসারিত বা সংকুচিত করার জন্য হ্রাস করা হয়।

কোন স্ট্রেন গেজ ব্যবহার করা হয়

যান্ত্রিক ক্রিয়ায় সক্রিয় প্রতিরোধের পরিবর্তন সহ সবচেয়ে সাধারণ ধরণের স্ট্রেন গেজ - স্ট্রেন গেজ।

তারের স্ট্রেন গেজ

সরল উদাহরণ হল পাতলা তারের একটি সোজা টুকরা, যা অধ্যয়নের অধীন অংশের সাথে সংযুক্ত। এর রোধ হল: r=pL/s, যেখানে p হল রোধ, L হল দৈর্ঘ্য, s হল ক্রস-বিভাগীয় এলাকা।

একসাথে অংশের সাথে, আঠালো তারটি স্থিতিস্থাপকভাবে বিকৃত হয়। একই সময়ে, এর জ্যামিতিক মাত্রা পরিবর্তিত হয়। সংকুচিত হলে, কন্ডাক্টরের ক্রস বিভাগ বৃদ্ধি পায় এবং যখন প্রসারিত হয়, এটি হ্রাস পায়। অতএব, প্রতিরোধের পরিবর্তন বিকৃতির দিকের উপর নির্ভর করে চিহ্ন পরিবর্তন করে। বৈশিষ্ট্যটি রৈখিক।

স্ট্রেন গেজের কম সংবেদনশীলতার কারণে একটি ছোট পরিমাপের ক্ষেত্রে তারের দৈর্ঘ্য বাড়ানোর প্রয়োজন দেখা দেয়। এটি করার জন্য, এটি তারের একটি সর্পিল (জালি) আকারে তৈরি করা হয়, বার্নিশ বা কাগজের ফিল্ম থেকে নিরোধক প্লেট দিয়ে উভয় পাশে আঠালো। বৈদ্যুতিক সার্কিটের সাথে সংযোগ করতে, ডিভাইসটি দুটি তামার সীসা তারের সাথে সজ্জিত। এগুলি কুণ্ডলীকৃত তারের প্রান্তে ঢালাই বা সোল্ডার করা হয় এবং বৈদ্যুতিক সার্কিটের সাথে সংযোগ করার জন্য যথেষ্ট শক্তিশালী। স্ট্রেন গেজটি ইলাস্টিক উপাদান বা আঠা দিয়ে পরীক্ষা করা অংশের সাথে সংযুক্ত থাকে।

ওয়্যার লোড সেলগুলির নিম্নলিখিত সুবিধা রয়েছে:

• সরল নকশা;
• স্ট্রেনের উপর রৈখিক নির্ভরতা;
• ছোট আকার;
• কম দাম।

অসুবিধাগুলির মধ্যে রয়েছে কম সংবেদনশীলতা, পরিবেষ্টিত তাপমাত্রার প্রভাব, আর্দ্রতা থেকে সুরক্ষার প্রয়োজন, শুধুমাত্র স্থিতিস্থাপক বিকৃতির ক্ষেত্রে ব্যবহার করুন।

তারটি বিকৃত হবে যখন এটিতে আঠালোর আনুগত্য বল এটিকে প্রসারিত করার জন্য প্রয়োজনীয় বলকে বেশি করে। ক্রস-বিভাগীয় এলাকায় বন্ধন পৃষ্ঠের অনুপাত 160 থেকে 200 হওয়া উচিত, যা এর 0.02-0.025 মিমি ব্যাসের সাথে মিলে যায়। এটি 0.05 মিমি পর্যন্ত বাড়ানো যেতে পারে। তারপর, স্ট্রেন গেজের স্বাভাবিক অপারেশনের সময়, আঠালো স্তরটি ধ্বংস হবে না। উপরন্তু, সেন্সর কম্প্রেশনে ভাল কাজ করে, যেহেতু তারের স্ট্র্যান্ডগুলি আঠালো ফিল্ম এবং অংশের সাথে অবিচ্ছেদ্য।

ফয়েল লোড কোষ

ফয়েল লোড সেলের অপারেশনের পরামিতি এবং নীতিগুলি তারেরগুলির মতোই। একমাত্র উপাদান হল নিক্রোম, কনস্ট্যান্টান বা টাইটানিয়াম-অ্যালুমিনিয়াম ফয়েল। ফটোলিথোগ্রাফি উত্পাদন প্রযুক্তি একটি জটিল জালি কনফিগারেশন প্রাপ্ত এবং প্রক্রিয়া স্বয়ংক্রিয় করার অনুমতি দেয়৷

তারের স্ট্রেন গেজের তুলনায়, ফয়েল স্ট্রেন গেজগুলি আরও সংবেদনশীল, আরও বেশি কারেন্ট বহন করে, স্ট্রেন আরও ভালভাবে প্রেরণ করে, শক্তিশালী লিড রয়েছে এবং আরও জটিল প্যাটার্ন রয়েছে৷

সেমিকন্ডাক্টর লোড সেল

সেন্সরগুলির সংবেদনশীলতা তারের তুলনায় প্রায় 100 গুণ বেশি, যা তাদের অ্যামপ্লিফায়ার ছাড়াই ঘন ঘন ব্যবহার করতে দেয়৷ অসুবিধাগুলি হল ভঙ্গুরতা, পরিবেষ্টিত তাপমাত্রার উপর উচ্চ নির্ভরতা এবং উল্লেখযোগ্যপ্যারামিটার স্প্রেড।

স্ট্রেন গেজ স্পেসিফিকেশন

1. বেস - গ্রিড কন্ডাক্টরের দৈর্ঘ্য (0.2-150 মিমি)।
2. নামমাত্র প্রতিরোধের R - সক্রিয় প্রতিরোধের মান (10-1000 ওহম)।
3. ওয়ার্কিং সাপ্লাই কারেন্ট I_{p - কারেন্ট যেখানে স্ট্রেন গেজ লক্ষণীয়ভাবে গরম হয় না। অতিরিক্ত উত্তপ্ত হলে, সেন্সিং উপাদানের উপাদানের বৈশিষ্ট্য, ভিত্তি এবং আঠালো স্তর পরিবর্তিত হয়, রিডিংগুলিকে বিকৃত করে।}
4. স্ট্রেন ফ্যাক্টর: s=(∆R/R)/(∆L/L), যেখানে R এবং L যথাক্রমে বৈদ্যুতিক প্রতিরোধ এবং আনলোড করা সেন্সরের দৈর্ঘ্য; ∆R এবং ∆L - বাহ্যিক বল থেকে প্রতিরোধ এবং বিকৃতির পরিবর্তন। বিভিন্ন উপকরণের জন্য, এটি ইতিবাচক হতে পারে (আর উত্তেজনার সাথে বৃদ্ধি পায়) এবং নেতিবাচক (আর সংকোচনের সাথে বৃদ্ধি পায়)। বিভিন্ন ধাতুর জন্য s-এর মান -12.6 থেকে +6 পর্যন্ত পরিবর্তিত হয়।

স্ট্রেন গেজ চালু করার স্কিম

ছোট বৈদ্যুতিক সংকেত পরিমাপ করতে, সর্বোত্তম বিকল্প হল একটি সেতু সংযোগ, যার কেন্দ্রে একটি ভোল্টমিটার রয়েছে। সবচেয়ে সহজ উদাহরণটি একটি স্ট্রেন গেজ হবে, যার সার্কিটটি একটি বৈদ্যুতিক সেতুর নীতি অনুসারে একত্রিত হয়, যার একটি বাহুতে এটি সংযুক্ত থাকে। এর আনলোড রেজিস্ট্যান্স বাকি রেজিস্টরগুলোর মতই হবে। এই ক্ষেত্রে, ডিভাইসটি শূন্য ভোল্টেজ দেখাবে।

একটি স্ট্রেন গেজের অপারেশনের নীতি হল এর প্রতিরোধের মান বৃদ্ধি বা হ্রাস করা, শক্তিগুলি সংকোচনশীল বা প্রসার্য কিনা তার উপর নির্ভর করে।

স্ট্রেন গেজের তাপমাত্রা রিডিংয়ের নির্ভুলতার উপর উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলে। যদি সেতুর অন্য বাহুতে একই ধরনের স্ট্রেন রেজিস্ট্যান্স অন্তর্ভুক্ত করা হয়, যা লোড করা হবে না, তাহলে এটি তাপীয় প্রভাবের জন্য ক্ষতিপূরণের কাজ করবে।

পরিমাপ বর্তনীকে অবশ্যই রোধের সাথে সংযুক্ত তারের বৈদ্যুতিক প্রতিরোধের মান বিবেচনা করতে হবে। স্ট্রেন গেজ এবং ভোল্টমিটারের একটি পিনের সাথে সংযুক্ত আরেকটি তার যুক্ত করে তাদের প্রভাব হ্রাস করা হয়।

যদি উভয় সেন্সর ইলাস্টিক উপাদানের উপর এমনভাবে আঠালো করা হয় যাতে তাদের লোড সাইনের মধ্যে আলাদা হয়, তাহলে সংকেতটি 2 গুণ বৃদ্ধি পাবে। উপরের চিত্রে তীর দ্বারা নির্দেশিত লোড সহ সার্কিটে চারটি সেন্সর থাকলে, সংবেদনশীলতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পাবে। তার বা ফয়েল স্ট্রেন গেজের এই সংযোগের সাথে, একটি প্রচলিত মাইক্রোঅ্যামিটার একটি বৈদ্যুতিক সংকেত পরিবর্ধক ছাড়াই রিডিং দেবে। একটি মাল্টিমিটার ব্যবহার করে প্রতিরোধের মানগুলি সঠিকভাবে নির্বাচন করা গুরুত্বপূর্ণ যাতে তারা বৈদ্যুতিক সেতুর প্রতিটি বাহুতে একে অপরের সমান হয়।

প্রকৌশলে স্ট্রেন গেজের প্রয়োগ

1. দাঁড়িপাল্লার নকশার অংশ: ওজন করার সময়, সেন্সর বডিটি স্থিতিস্থাপকভাবে বিকৃত হয় এবং এটির সাথে স্ট্রেন গেজগুলি একটি সার্কিটে সংযুক্ত থাকে। বৈদ্যুতিক সংকেত মিটারে প্রেরণ করা হয়।
2. বিল্ডিং স্ট্রাকচার এবং ইঞ্জিনিয়ারিং স্ট্রাকচারের স্ট্রেস-স্ট্রেন স্টেট তাদের নির্মাণ এবং পরিচালনার প্রক্রিয়ায় পর্যবেক্ষণ করা।
3. মেশিনিংয়ের সময় বিকৃতি শক্তি পরিমাপের জন্য স্ট্রেন গেজরোলিং মিল এবং স্ট্যাম্পিং প্রেসে ধাতব চাপ।
4. ইস্পাত এবং অন্যান্য শিল্পের জন্য উচ্চ তাপমাত্রার সেন্সর৷
5. রাসায়নিকভাবে আক্রমনাত্মক পরিবেশে কাজ করার জন্য স্টেইনলেস স্টীল ইলাস্টিক উপাদান সহ পরিমাপ সেন্সর৷

স্ট্যান্ডার্ড স্ট্রেন গেজগুলি ওয়াশার, কলাম, সরল বা দ্বি-পার্শ্বযুক্ত বিম, এস-আকৃতির আকারে তৈরি করা হয়। সমস্ত কাঠামোর জন্য, এটি গুরুত্বপূর্ণ যে বলটি এক দিকে প্রয়োগ করা হয়: উপরে থেকে নীচে বা তদ্বিপরীত। গুরুতর অপারেটিং অবস্থার অধীনে, বিশেষ নকশা পরজীবী শক্তির ক্রিয়া নির্মূল করা সম্ভব করে তোলে। তাদের দাম মূলত এর উপর নির্ভর করে।

স্ট্রেন গেজের জন্য, দাম শত শত রুবেল থেকে কয়েক হাজার পর্যন্ত। নির্মাতা, নকশা, উপকরণ, উত্পাদন প্রযুক্তি, পরিমাপ পরামিতিগুলির মান, অতিরিক্ত ইলেকট্রনিক সরঞ্জামের উপর অনেক কিছু নির্ভর করে। বেশিরভাগ অংশে, এগুলি বিভিন্ন ধরণের স্কেলের উপাদান৷

উপসংহার

সমস্ত স্ট্রেন গেজের অপারেশনের নীতিটি ইলাস্টিক উপাদানের বিকৃতিকে বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তরের উপর ভিত্তি করে। বিভিন্ন উদ্দেশ্যে, বিভিন্ন সেন্সর ডিজাইন আছে। স্ট্রেন গেজ বাছাই করার সময়, তাপমাত্রা রিডিং এবং পরজীবী যান্ত্রিক প্রভাব বিকৃত করার জন্য সার্কিটগুলির ক্ষতিপূরণ আছে কিনা তা নির্ধারণ করা গুরুত্বপূর্ণ৷