स्ट्रेन गेज क्या है, स्ट्रेन गेज के प्रकार, वायरिंग आरेख और उनका अनुप्रयोग

"सटीकता राजाओं की विनम्रता है!" आजकल इस मध्यकालीन फ्रांसीसी सूत्रवाद की प्रासंगिकता केवल बढ़ती ही जा रही है। उत्पादन और रोजमर्रा की जिंदगी में सटीक माप गणना के लिए स्ट्रेन गेज पर आधारित उपकरणों का तेजी से उपयोग किया जा रहा है।

स्ट्रेन गेज क्या है और स्ट्रेन गेज किस लिए हैं?

स्ट्रेन गेज (लैटिन टेंसस से - स्ट्रेस्ड) मापी गई वस्तु या संरचना की स्ट्रेस-स्ट्रेन अवस्था को मापने की एक विधि और तकनीक है। तथ्य यह है कि यांत्रिक तनाव को सीधे मापना असंभव है, इसलिए कार्य वस्तु के विरूपण को मापना और विशेष तकनीकों का उपयोग करके तनाव की गणना करना है जो सामग्री के भौतिक गुणों को ध्यान में रखते हैं।

स्ट्रेन गेज स्ट्रेन प्रभाव पर आधारित होते हैं, जो कि ठोस पदार्थों की संपत्ति है जो विभिन्न विकृतियों के तहत उनके प्रतिरोध को बदलते हैं। स्ट्रेन गेज 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 बदल जाता है क्योंकि इसे बढ़ाया और संकुचित किया जाता है। वे ठोस पदार्थों (जैसे मशीन के पुर्जे, निर्माण, भवन) के तनाव को मापने के लिए उपकरणों में एक मुख्य तत्व हैं।

डिजाइन और संचालन का सिद्धांत

स्ट्रेन गेज में एक स्ट्रेन गेज होता है, जो विशेष संपर्कों से लैस होता है, जो मापने वाले पैनल के सामने के हिस्से पर तय होता है। माप की प्रक्रिया में, पैनल के संवेदनशील संपर्क वस्तु को छूते हैं। उनका विरूपण होता है, जिसे मापा जाता है और तनाव गेज सेंसर 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 दोनों प्रकार और मापा मूल्यों के प्रकार में भिन्न होते हैं। एक महत्वपूर्ण कारक आवश्यक माप सटीकता है। उदाहरण के लिए, बेकरी से बाहर निकलने पर ट्रक स्केल का लोड सेल इलेक्ट्रॉनिक फ़ार्मेसी स्केल से बिल्कुल मेल नहीं खाता है, जहाँ एक ग्राम का हर सौवां हिस्सा महत्वपूर्ण होता है।

आइए आधुनिक स्ट्रेन गेज के प्रकारों और प्रकारों पर करीब से नज़र डालें।

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। टॉर्क सेंसर कॉन्टैक्ट या कॉन्टैक्टलेस (टेलीमेट्री) तरीके से स्टैटिक और डायनेमिक टॉर्क दोनों को निर्धारित कर सकते हैं।

बीम, ब्रैकट और एज टाइप लोड सेल

इस प्रकार के सेंसर आमतौर पर उच्च संवेदनशीलता और माप की रैखिकता के लिए एक एकीकृत झुकने वाले तत्व के साथ समानांतर चतुर्भुज डिजाइन पर आधारित होते हैं। उनमें तनाव गेज सेंसर के लोचदार तत्व के संवेदनशील भागों पर तय किए जाते हैं और एक पूर्ण पुल की योजना के अनुसार जुड़े होते हैं।

संरचनात्मक रूप से, गर्डर स्ट्रेन गेज में असमान भार वितरण और कंप्रेसिव और टेन्साइल स्ट्रेन का पता लगाने के लिए विशेष छेद होते हैं।अधिकतम प्रभाव के लिए, विशेष चिह्नों द्वारा तनाव गेज को बीम की सतह पर इसके सबसे पतले बिंदु पर सख्ती से उन्मुख किया जाता है। इस प्रकार के अत्यधिक सटीक और विश्वसनीय सेंसर का उपयोग प्लेटफॉर्म या हॉपर स्केल में मल्टी-सेंसर मापने वाले सिस्टम बनाने के लिए किया जाता है। उन्होंने वजन बैचर्स, थोक और तरल उत्पाद पैकर्स, केबल तनाव मीटर और अन्य बल लोड मीटर में भी अपना आवेदन पाया।

तन्यता और संपीड़ित लोड सेल

तन्यता और संपीड़न लोड सेल आमतौर पर एस-आकार के होते हैं, जो एल्यूमीनियम और स्टेनलेस स्टील से बने होते हैं। 0.2 से 20 टन की माप सीमा के साथ हॉपर स्केल और वजन के लिए डिज़ाइन किया गया। इन सामग्रियों के तन्यता बल को नियंत्रित करने के लिए केबल, कपड़े और फाइबर के उत्पादन के लिए मशीनों में एस-आकार की तन्यता और संपीड़न लोड कोशिकाओं का उपयोग किया जा सकता है।

तार और पन्नी तनाव गेज

वायर्ड स्ट्रेन गेज छोटे व्यास के तार के एक सर्पिल के रूप में बनाए जाते हैं और एक लोचदार तत्व या चिपकने वाले के माध्यम से जांच के तहत भाग से जुड़े होते हैं। उनकी विशेषताएं हैं:

• निर्माण में आसानी;
• तनाव पर रैखिक निर्भरता;
• छोटे आयाम और कीमत।

कम संवेदनशीलता, माप की त्रुटि पर पर्यावरण के तापमान और आर्द्रता के प्रभाव, केवल लोचदार विरूपण के क्षेत्र में आवेदन की संभावना पर ध्यान दें।

पन्नी स्ट्रेन गेज वर्तमान में अपने उच्च मेट्रोलॉजिकल गुणों और विनिर्माण क्षमता के कारण सबसे सामान्य प्रकार के स्ट्रेन गेज हैं। यह उनके उत्पादन की फोटोलिथोग्राफिक तकनीक के कारण उपलब्ध हो गया। एक उन्नत तकनीक 0.3 मिमी बेस के साथ सिंगल स्ट्रेन गेज, विशेष स्ट्रेन गेज सॉकेट और स्ट्रेन गेज की चेन का उत्पादन संभव बनाती है, जिसमें -240 से +1100 तक की विस्तृत ऑपरेटिंग तापमान रेंज होती है, जो मापने की सामग्री के गुणों पर निर्भर करती है। जाली

लोड सेल 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 अखंड कनेक्शन की संभावना;
• मापने वाले तत्व की छोटी मोटाई जो 1-3% की त्रुटि के साथ माप की उच्च सटीकता प्रदान करती है;
• फ्लैट और घुमावदार दोनों सतहों पर बढ़ते की सुविधा;
• 50000 हर्ट्ज तक आवृत्ति के साथ बदलते गतिशील विकृतियों को मापने की क्षमता;
• तापमान में कठिन पर्यावरणीय परिस्थितियों में माप की संभावना -240 से +1100˚C तक होती है;
• भागों के कई बिंदुओं में एक साथ मापदंडों को मापने की संभावना;
• तनाव माप प्रणालियों से बड़ी दूरी पर स्थित वस्तुओं की विकृति को मापने की संभावना;
• चलती (घूर्णन) भागों में विकृति को मापने की संभावना।

नुकसान में से यह ध्यान दिया जाना चाहिए:

• सेंसर की संवेदनशीलता पर मौसम संबंधी स्थितियों (तापमान और आर्द्रता) का प्रभाव;
• मापने वाले तत्वों (लगभग 1%) के प्रतिरोध में मामूली बदलाव के लिए सिग्नल एम्पलीफायरों के उपयोग की आवश्यकता होती है।
• जब स्ट्रेन गेज उच्च तापमान या संक्षारक वातावरण में काम करते हैं, तो उनकी सुरक्षा के लिए विशेष उपायों की आवश्यकता होती है।

मूल कनेक्शन आरेख

आइए घरेलू या औद्योगिक पैमानों पर स्ट्रेन गेज कनेक्शन के एक उदाहरण पर विचार करें। तराजू के लिए मानक लोड सेल में चार अलग-अलग रंग के तार होते हैं: दो इनपुट पावर (+Ex, -Ex) हैं, अन्य दो माप आउटपुट (+Sig, -Sig) हैं। पांच तारों वाले वेरिएंट भी हैं, जहां एक अतिरिक्त तार अन्य सभी के लिए ढाल के रूप में कार्य करता है। बीम-प्रकार वजन मापने वाले सेंसर का सार काफी सरल है। बिजली इनपुट पर लागू होती है, और वोल्टेज आउटपुट से लिया जाता है। वोल्टेज का परिमाण माप 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, वायरिंग आरेख में तीन जोड़े तार होंगे: शक्ति, माप और हानि मुआवजा।

स्ट्रेन गेज सेंसर का उपयोग करने के उदाहरण

• तराजू के निर्माण में एक घटक।
• फोर्जिंग प्रेस और रोलिंग मिलों पर धातु बनाने के दौरान विरूपण बलों का मापन।
• तनाव की निगरानी - उनके निर्माण और संचालन के दौरान भवन संरचनाओं और निर्माणों की तनाव की स्थिति।
• धातुकर्म संयंत्रों के लिए गर्मी प्रतिरोधी मिश्र धातु इस्पात से बने उच्च तापमान सेंसर।
• रासायनिक रूप से आक्रामक वातावरण में माप के लिए स्टेनलेस स्टील लचीला तत्व के साथ।
• तेल और गैस पाइपलाइनों में दबाव माप के लिए।

लोड कोशिकाओं 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 उपयोग करते हैं।

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