સ્ટ્રેઈન ગેજ શું છે, સ્ટ્રેઈન ગેજના પ્રકારો, વાયરિંગ ડાયાગ્રામ અને તેનો ઉપયોગ

"સચોટતા એ રાજાઓની નમ્રતા છે!" આજકાલ આ મધ્યયુગીન ફ્રેન્ચ એફોરિઝમની સુસંગતતા માત્ર વધી રહી છે. ઉત્પાદનમાં અને રોજિંદા જીવનમાં ચોક્કસ માપન ગણતરીઓ માટે તાણ ગેજ પર આધારિત સાધનોનો વધુને વધુ ઉપયોગ થઈ રહ્યો છે.

સ્ટ્રેઈન ગેજ શું છે અને સ્ટ્રેઈન ગેજ શેના માટે છે?

સ્ટ્રેઈન ગેજ (લેટિન ટેન્સસમાંથી - સ્ટ્રેસ્ડ) એ માપેલ ઑબ્જેક્ટ અથવા સ્ટ્રક્ચરની તણાવ-તાણ સ્થિતિને માપવા માટેની પદ્ધતિ અને તકનીક છે. હકીકત એ છે કે યાંત્રિક તાણને સીધું માપવું અશક્ય છે, તેથી કાર્ય એ પદાર્થના વિરૂપતાને માપવાનું અને સામગ્રીના ભૌતિક ગુણધર્મોને ધ્યાનમાં લેતી વિશેષ તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને તાણની ગણતરી કરવાનું છે.

તાણ ગેજ તાણ અસર પર આધારિત છે, જે વિવિધ વિકૃતિઓ હેઠળ તેમના પ્રતિકારને બદલવા માટે નક્કર સામગ્રીની મિલકત છે. સ્ટ્રેન ગેજ એ એવા ઉપકરણો છે જે નક્કર શરીરના સ્થિતિસ્થાપક વિકૃતિને માપે છે અને તેના મૂલ્યને વિદ્યુત સંકેતમાં રૂપાંતરિત કરે છે.આ પ્રક્રિયા ત્યારે થાય છે જ્યારે સેન્સર વાહકનો પ્રતિકાર બદલાય છે કારણ કે તે ખેંચાય છે અને સંકુચિત થાય છે. ઘન પદાર્થોના તાણને માપવા માટેના ઉપકરણોમાં તેઓ મુખ્ય તત્વ છે (દા.ત. મશીનના ભાગો, બાંધકામો, ઇમારતો).

ડિઝાઇન અને ઓપરેશન સિદ્ધાંત

સ્ટ્રેન ગેજમાં સ્ટ્રેઈન ગેજનો સમાવેશ થાય છે, જે ખાસ સંપર્કોથી સજ્જ હોય ​​છે, જે માપન પેનલના આગળના ભાગ પર નિશ્ચિત હોય છે. માપનની પ્રક્રિયામાં, પેનલના સંવેદનશીલ સંપર્કો ઑબ્જેક્ટને સ્પર્શ કરે છે. તેમનું વિરૂપતા થાય છે, જે માપવામાં આવે છે અને સ્ટ્રેઇન ગેજ સેન્સરના માપેલા મૂલ્યના પ્રોસેસિંગ અને ડિસ્પ્લે તત્વોમાં પ્રસારિત ઇલેક્ટ્રિકલ સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત થાય છે.

કાર્યાત્મક ઉપયોગના અવકાશના આધારે, સેન્સર માપેલા મૂલ્યોના પ્રકારો અને પ્રકારો બંનેમાં અલગ પડે છે. એક મહત્વપૂર્ણ પરિબળ જરૂરી માપન ચોકસાઈ છે. ઉદાહરણ તરીકે, બેકરીના એક્ઝિટ પર ટ્રક સ્કેલનો લોડ સેલ ઇલેક્ટ્રોનિક ફાર્મસી સ્કેલ સાથે એકદમ મેળ ખાતો નથી, જ્યાં ગ્રામનો દરેક સોમો ભાગ મહત્વપૂર્ણ છે.

ચાલો આધુનિક તાણ ગેજના પ્રકારો અને પ્રકારો પર નજીકથી નજર કરીએ.

ટોર્ક સેન્સર્સ

ટોર્ક સેન્સર્સ સિસ્ટમના ફરતા ભાગો જેમ કે એન્જિન ક્રેન્કશાફ્ટ અથવા સ્ટીયરિંગ કૉલમ પર ટોર્ક માપવા માટે રચાયેલ છે. ટોર્ક સેન્સર સંપર્ક અથવા કોન્ટેક્ટલેસ (ટેલિમેટ્રી) રીતે સ્ટેટિક અને ડાયનેમિક ટોર્ક બંને નક્કી કરી શકે છે.

બીમ, કેન્ટીલીવર અને એજ પ્રકારના લોડ કોષો

આ પ્રકારના સેન્સર સામાન્ય રીતે ઉચ્ચ સંવેદનશીલતા અને માપનની રેખીયતા માટે સંકલિત બેન્ડિંગ એલિમેન્ટ સાથે સમાંતર ચતુષ્કોણ ડિઝાઇન પર આધારિત હોય છે. તેમાંના તાણ ગેજ સેન્સરના સ્થિતિસ્થાપક તત્વના સંવેદનશીલ ભાગો પર નિશ્ચિત છે અને સંપૂર્ણ પુલની યોજના અનુસાર જોડાયેલા છે.

માળખાકીય રીતે, ગર્ડર સ્ટ્રેઇન ગેજમાં અસમાન લોડ વિતરણ અને સંકુચિત અને તાણયુક્ત તાણ શોધવા માટે ખાસ છિદ્રો હોય છે.મહત્તમ અસર માટે, સ્ટ્રેઇન ગેજ બીમની સપાટી પર તેના સૌથી પાતળા બિંદુ પર વિશેષ ગુણ દ્વારા સખત રીતે લક્ષી હોય છે. આ પ્રકારના અત્યંત સચોટ અને ભરોસાપાત્ર સેન્સરનો ઉપયોગ પ્લેટફોર્મ અથવા હોપર સ્કેલમાં મલ્ટિ-સેન્સર મેઝરિંગ સિસ્ટમ બનાવવા માટે થાય છે. તેમને વેઇટ બેચર, બલ્ક અને લિક્વિડ પ્રોડક્ટ પેકર, કેબલ ટેન્શન મીટર અને અન્ય ફોર્સ લોડ મીટરમાં પણ તેમની એપ્લિકેશન મળી.

તાણ અને સંકુચિત લોડ કોષો

ટેન્સાઇલ અને કમ્પ્રેશન લોડ સેલ સામાન્ય રીતે એસ આકારના હોય છે, જે એલ્યુમિનિયમ અને સ્ટેનલેસ સ્ટીલના બનેલા હોય છે. 0.2 થી 20 ટનની માપન શ્રેણી સાથે હોપર ભીંગડા અને વજન માટે રચાયેલ છે. આ સામગ્રીઓના તાણ બળને નિયંત્રિત કરવા માટે કેબલ, કાપડ અને ફાઇબરના ઉત્પાદન માટે મશીનોમાં એસ-આકારના તાણ અને કમ્પ્રેશન લોડ સેલનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.

વાયર અને ફોઇલ સ્ટ્રેઇન ગેજ

વાયર્ડ સ્ટ્રેઇન ગેજ નાના વ્યાસના વાયરના સર્પાકારના રૂપમાં બનાવવામાં આવે છે અને તેને એડહેસિવના માધ્યમથી સ્થિતિસ્થાપક તત્વ અથવા તપાસ હેઠળના ભાગ સાથે જોડવામાં આવે છે. તેમની લાક્ષણિકતાઓ છે:

• બનાવટની સરળતા;
• તાણ પર રેખીય અવલંબન;
• નાના પરિમાણો અને કિંમત.

ગેરફાયદામાં નીચી સંવેદનશીલતા, માપનની ભૂલ પર પર્યાવરણના તાપમાન અને ભેજનો પ્રભાવ, ફક્ત સ્થિતિસ્થાપક વિકૃતિના ક્ષેત્રમાં ઉપયોગની શક્યતા નોંધો.

ફોઇલ ઉચ્ચ મેટ્રોલોજીકલ ગુણો અને ઉત્પાદનક્ષમતાને કારણે તાણ ગેજ હાલમાં સૌથી સામાન્ય પ્રકારના તાણ માપક છે. આ તેમના ઉત્પાદનની ફોટોલિથોગ્રાફિક તકનીકને કારણે ઉપલબ્ધ બન્યું. અદ્યતન ટેક્નોલોજી માપન સામગ્રીના ગુણધર્મોના આધારે -240 થી +1100 ºС સુધીની વિશાળ ઓપરેટિંગ તાપમાન શ્રેણી સાથે 0.3 મીમી બેઝ, વિશિષ્ટ સ્ટ્રેન ગેજ સોકેટ્સ અને સ્ટ્રેઇન ગેજની સાંકળો સાથે સિંગલ સ્ટ્રેન ગેજનું ઉત્પાદન કરવાનું શક્ય બનાવે છે. જાળી

લોડ કોશિકાઓના ફાયદા અને ગેરફાયદા

સ્ટ્રેઇન ગેજ તેમના ગુણધર્મોને કારણે વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે:

• અભ્યાસ હેઠળના ભાગ સાથે સ્ટ્રેઇન ગેજના મોનોલિથિક જોડાણની શક્યતા;
• માપન તત્વની નાની જાડાઈ જે 1-3% ની ભૂલ સાથે માપનની ઉચ્ચ ચોકસાઈ પ્રદાન કરે છે;
• સપાટ અને વક્ર સપાટી બંને પર માઉન્ટ કરવાની સગવડ;
• 50000 Hz સુધીની આવર્તન સાથે બદલાતી ગતિશીલ વિકૃતિઓને માપવાની ક્ષમતા;
• -240 થી +1100˚C તાપમાનની શ્રેણીમાં મુશ્કેલ પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓમાં માપનની શક્યતા;
• ભાગોના ઘણા બિંદુઓમાં વારાફરતી પરિમાણોને માપવાની શક્યતા;
• તાણ માપન પ્રણાલીઓથી મોટા અંતર પર સ્થિત પદાર્થોના વિકૃતિને માપવાની શક્યતા;
• ફરતા (ફરતા) ભાગોમાં વિકૃતિ માપવાની શક્યતા.

ગેરફાયદામાં તે નોંધવું જોઈએ:

• સેન્સરની સંવેદનશીલતા પર હવામાન પરિસ્થિતિઓ (તાપમાન અને ભેજ) નો પ્રભાવ;
• માપન તત્વોના પ્રતિકારમાં થોડો ફેરફાર (લગભગ 1%) માટે સિગ્નલ એમ્પ્લીફાયરનો ઉપયોગ કરવો જરૂરી છે.
• જ્યારે તાણ ગેજ ઉચ્ચ-તાપમાન અથવા ક્ષતિગ્રસ્ત વાતાવરણમાં કામ કરે છે, ત્યારે તેમના રક્ષણ માટે વિશેષ પગલાં જરૂરી છે.

મૂળભૂત જોડાણ આકૃતિઓ

ચાલો ઘરેલું અથવા ઔદ્યોગિક ભીંગડા સાથે તાણ ગેજ જોડાણના ઉદાહરણને ધ્યાનમાં લઈએ. ભીંગડા માટેના માનક લોડ સેલમાં ચાર અલગ-અલગ રંગીન વાયર હોય છે: બે ઇનપુટ પાવર (+Ex, -Ex), અન્ય બે માપન આઉટપુટ (+Sig, -Sig) છે. પાંચ વાયર સાથેના પ્રકારો પણ છે, જ્યાં વધારાના વાયર અન્ય તમામ માટે ઢાલ તરીકે કામ કરે છે. બીમ-પ્રકારના વજન માપવાના સેન્સરનો સાર એકદમ સરળ છે. ઇનપુટ્સ પર પાવર લાગુ કરવામાં આવે છે, અને આઉટપુટમાંથી વોલ્ટેજ લેવામાં આવે છે. વોલ્ટેજની તીવ્રતા માપન સેન્સર પર લાગુ પડતા ભાર પર આધારિત છે.

જો વેઇટ લોડ સેલથી એડીસી યુનિટ સુધીના વાયરની લંબાઈ નોંધપાત્ર હોય, તો વાયરનો પ્રતિકાર ભીંગડાના વાંચનને અસર કરશે. આ કિસ્સામાં ફીડબેક સર્કિટ ઉમેરવાની સલાહ આપવામાં આવે છે, જે માપન સર્કિટમાં દાખલ કરાયેલ વાયરના પ્રતિકારમાંથી ભૂલને સુધારીને વોલ્ટેજ ડ્રોપ માટે વળતર આપે છે. આ કિસ્સામાં, વાયરિંગ ડાયાગ્રામમાં વાયરની ત્રણ જોડી હશે: પાવર, માપન અને નુકસાનનું વળતર.

તાણ ગેજ સેન્સરનો ઉપયોગ કરવાના ઉદાહરણો

• ભીંગડાના નિર્માણમાં એક ઘટક.
• ફોર્જિંગ પ્રેસ અને રોલિંગ મિલો પર ધાતુની રચના દરમિયાન વિરૂપતા દળોનું માપન.
• તાણની દેખરેખ - તેમના ઉત્થાન અને કામગીરી દરમિયાન બિલ્ડિંગ સ્ટ્રક્ચર્સ અને બાંધકામોની તાણની સ્થિતિ.
• ધાતુશાસ્ત્રના છોડ માટે ગરમી-પ્રતિરોધક એલોય્ડ સ્ટીલના બનેલા ઉચ્ચ-તાપમાન સેન્સર્સ.
• રાસાયણિક રીતે આક્રમક વાતાવરણમાં માપન માટે સ્ટેનલેસ સ્ટીલ સ્થિતિસ્થાપક તત્વ સાથે.
• તેલ અને ગેસ પાઇપલાઇન્સમાં દબાણ માપન માટે.

લોડ કોષોની સરળતા, સગવડતા અને ઉત્પાદનક્ષમતા એ તેમના વધુ સક્રિય અમલીકરણ માટેના મુખ્ય પરિબળો છે, બંને મેટ્રોલોજિકલ પ્રક્રિયાઓમાં અને રોજિંદા જીવનમાં ઘરગથ્થુ ઉપકરણોના માપન તત્વો તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

સંબંધિત લેખો: