In dit artikel wordt uitgelegd wat een rekstrookje is en waarvoor het wordt gebruikt. Je leert dus over de verschillende soorten rekstrookjes, hoe een rekstrookje wordt gebruikt en de voor- en nadelen ervan.
Wat is een rekstrookje?
Een rekstrookje , of rekstrookje , is een sensor die de vervorming van een materiaal omzet in een verandering in elektrische weerstand. Een rekstrookje is dus een instrument dat wordt gebruikt om de vervorming van een materiaal te meten.
Ook kunnen rekstrookjes worden gebruikt om de druk, belasting, koppel of positie van een materiaal te bepalen.
De werking van het rekstrookje is gebaseerd op het piëzoresistieve effect, een fysieke eigenschap die bepaalde materialen bezitten en die de waarde van hun elektrische weerstand wijzigt afhankelijk van de mechanische spanning waaraan ze worden blootgesteld. Hieronder zullen we in detail zien hoe de rekstrookje werkt.
Over het algemeen zijn rekstrookjes klein en hard. Bovendien zijn ze meestal gemaakt van metaallegeringen, zoals aluminium of nikkel, of halfgeleiderelementen, zoals silicium of germanium.
Om de rekstrookje correct te laten meten, is het bovendien belangrijk dat de fabrikant de meetkarakteristieken van het rekstrookje aangeeft, zoals bedrijfstemperatuur, meterweerstand of vermoeiingstest.
Soorten rekstrookjes
Nu we de definitie van rekstrookje kennen, gaan we kijken wat de verschillende soorten rekstrookjes zijn:
- Metalen rekstrookjes – Dit zijn rekstrookjes gemaakt van een metaallegering. Dit soort rekstrookjes zijn over het algemeen dun en dun. Bovendien meten ze de vervorming van het materiaal op basis van de lengteverandering die ze ervaren.
- Weerstandsrekstrookjes : dit type rekstrookjes verhoogt de weerstand bij vervorming, zodat dankzij de Wheatstone-brug deze variatie in weerstand kan worden omgezet in spanning en zo de vervorming van het materiaal kan bepalen.
- Capacitieve rekstrookjes : dit type rekstrookjes worden geassocieerd met geometrische kenmerken en maken het mogelijk spanningen en rek te meten.
- Foto-elektrische rekstrookjes : de werking van dit type rekstrookjes is gebaseerd op het meten van de rek aan de hand van de hoeveelheid licht die een fotocel bereikt. Zodat afhankelijk van de verlenging van de meter meer of minder lichtenergie de cel bereikt en daarmee de vervorming van het materiaal kan worden bepaald.
- Halfgeleider rekstrookjes : Dit type rekstrookjes bestaat uit een halfgeleidercomponent waarmee rek kan worden gemeten. Ze zijn over het algemeen kleiner van formaat, maar zijn bestand tegen zeer grote vervormingen.
Hoe een rekstrookje werkt
Rekstrookjes zijn elektrische componenten die moeten worden vastgelijmd aan het object waarvan we de vervorming willen bestuderen. Daarom zijn ze doorgaans voorzien van een plakdeel, zodat ze gemakkelijk op het object kunnen worden geplaatst.
Houd er rekening mee dat de vervorming van een object te wijten is aan mechanische kracht, zowel extern als intern. Als dus de mechanische spanning en de eigenschappen van het materiaal bekend zijn, kan de rek van het materiaal worden berekend.
De werking van een rekstrookje is gebaseerd op piëzoweerstand, een eigenschap die bepaalde materialen bezitten en die de waarde van hun elektrische weerstand wijzigt afhankelijk van de mechanische spanning die ze ondergaan.
Dankzij het piëzoresistieve effect kan een mechanische inspanning dus worden omgezet in elektriciteit en bijgevolg de vervorming van een object worden bepaald.
In de meeste gevallen is de door het object ervaren vervorming erg moeilijk handmatig te meten, omdat het om zeer kleine vervormingen gaat. Door gebruik te maken van elektrische stroom is het echter mogelijk om de waarde van deze vervormingen te kennen.
Voor- en nadelen van rekstrookjes
Voordelen van rekstrookjes:
- Rekstrookjes zijn heel eenvoudig en gemakkelijk te gebruiken.
- Het zijn kleine instrumenten.
- Over het algemeen kunnen rekstrookjes worden gebruikt met gelijkstroom of wisselstroom.
- De meting met een rekstrookje wordt niet beïnvloed door een magnetisch veld.
Nadelen van rekstrookjes :
- Veel omgevingsfactoren kunnen de meting van het rekstrookje beïnvloeden.
- Dit zijn normaal gesproken onstabiele apparaten.
- Na verloop van tijd verliest de rekstrookje zijn grip, waardoor hij lastig te gebruiken is.
- Het meteruitgangssignaal is zwak.
- Temperatuurveranderingen kunnen rekstrookjes beïnvloeden.
- De uitgeoefende spanning kan er niet voor zorgen dat het rekstrookje zijn elastische limiet overschrijdt.
Toepassingen van rekstrookjes
De rekstrookje heeft vele toepassingen in de techniek, waaronder:
- In constructies, om de vervorming van bruggen, infrastructuur, kranen, etc. te meten.
- In de industrie wordt het rekstrookje vooral gebruikt voor het uitvoeren van weerstandstesten aan motoren, pompen, machines, etc.
- Ook in de robotica worden rekstrookjes gebruikt, bijvoorbeeld om de inspanning te meten die een robot levert als hij een voorwerp vastpakt.
- In de bouw wordt rekstrookjes gebruikt om de zetting van beton tijdens de bouw te controleren.
- In de lucht- en ruimtevaartindustrie worden rekstrookjes gebruikt om de structurele belasting van vliegtuigen te meten en de doorbuiging van hun vleugels te berekenen.