کرنش سنج

Strain Gauge

کرنش سنج های مقاومتی که ایده ی آنها بر اساس تغییر مقاومت بر اثر اعمال نیرو است ، در واقع لایه های بسیار نازکی از سیم های مقلومتی است. با اعمال نیرو، طول و سطح مقطع سیم تغییر می کند و این تغییرات با نیروی اعمالی رابطه دارند. به این ترتیب با اعمال نیرو و ایجاد این تغییرات، مقاومت کرنش سنج تغییر می کند ومقدار نیرو را از این طریق می توان بدست آورد. معمولا اثر این تغییر مقاومت را از طریق پل وتسون به ولتاژی برای اندازه گیری تبدیل می کنند. در زیر ساختار کلی سنسور و کاربرد آن را مشاهده می کنیم.

با استفاده از مدار زیر اثر دما بر اندازه گیری را می توان تا حد زیادی کاهش داد. به این صورت که یکی از دو کرنش سنج فقط در مقابل تغییر دما و دیگری هم در مقابل دما و هم نیرو واکنش نشان می دهد و با استفاده از تفاضل بین این دو می توان نیرو را با حذف اثر دما بدست آورد.

 

 

اجزاء یک کرنش سنج

تغییرات مقاومت کرنش سنج ها را به راحتی و با دقت زیاد می توان به کمک یک مدار پل وتستون)(Wheatstone Bridge با چهار کرنش سنج (مدار پل کامل)، سه کرنش سنج (مدار سه چهارم پل )، دو کرنش سنج (مدار نیم پل)، یا یک کرنش سنج (مدار یک چهارم پل) اندازه گیری کرد. حساسیت پل کامل چهار برابر بیشتر از پل یک چهارم پل است و بیشتر کاربرد دارد.

مدار پل وتستون

زمانی که کرنش سنج تحت تاثیر نیرو یا تنش قرار میگیرد، مقاومت آن تغییر کرده و پل از حالت تعادل خارج می شود. در این حالت خروجی پل متناسب با مقدار نیرو یا تنش وارده خواهد بود.