Bu makalede gerinim ölçerin ne olduğu ve ne için kullanıldığı açıklanmaktadır. Böylece farklı gerinim ölçer türlerini, gerinim ölçerin nasıl kullanıldığını, avantajlarını ve dezavantajlarını öğreneceksiniz.
Gerinim ölçer nedir?
Gerinim ölçer veya gerinim ölçer , bir malzemenin deformasyonunu elektrik direncindeki bir değişikliğe dönüştüren bir sensördür. Bu nedenle gerinim ölçer, bir malzemenin deformasyonunu ölçmek için kullanılan bir araçtır.
Gerinim ölçerler aynı zamanda bir malzemenin basıncını, yükünü, torkunu veya konumunu belirlemek için de kullanılabilir.
Gerinim ölçerin çalışması, belirli malzemelerin sahip olduğu fiziksel bir özellik olan ve maruz kaldıkları mekanik gerilime bağlı olarak elektrik dirençlerinin değerini değiştiren piezo-direnç etkisine dayanmaktadır. Aşağıda gerinim ölçerin nasıl çalıştığını detaylı olarak göreceğiz.
Genel olarak gerinim ölçerler küçük ve serttir. Ek olarak genellikle alüminyum veya nikel gibi metal alaşımlardan veya silikon veya germanyum gibi yarı iletken elementlerden yapılırlar.
Ek olarak, gerinim ölçerin doğru ölçüm yapması için, üreticinin gerinim ölçerin çalışma sıcaklığı, gösterge direnci veya yorulma testi gibi ölçüm özelliklerini belirtmesi önemlidir.
Gerinim Ölçer Çeşitleri
Artık gerinim ölçerin tanımını bildiğimize göre, farklı gerinim ölçer türlerinin neler olduğunu görelim:
- Metal Gerinim Ölçerler – Bunlar metal alaşımından yapılmış gerinim ölçerlerdir. Bu tip gerinim ölçerler genellikle ince ve incedir. Ayrıca malzemenin deformasyonunu uzunluk değişiminden ölçüyorlar.
- Direnç gerinim ölçerler : Bu tür gerinim ölçerler deforme olduğunda direncini arttırır, böylece Wheatstone köprüsü sayesinde dirençteki bu değişim gerilime dönüştürülebilir ve dolayısıyla malzemenin deformasyonu belirlenebilir.
- Kapasitif gerinim ölçerler : Bu tip gerinim ölçerler geometrik özelliklerle ilişkilendirilir ve gerilimlerin ve gerinimlerin ölçülmesine olanak tanır.
- Fotoelektrik gerinim ölçerler : Bu tip gerinim ölçerin çalışması, bir fotosele ulaşan ışık miktarına göre gerinimin ölçülmesine dayanır. Böylece ölçüm aletinin uzamasına bağlı olarak hücreye az ya da çok ışık enerjisi ulaşır ve dolayısıyla malzemenin deformasyonu belirlenebilir.
- Yarı iletken gerinim ölçerler : Bu tip gerinim ölçerler gerinimin ölçülmesine olanak sağlayan yarı iletken bir bileşenden oluşur. Genellikle boyutları daha küçüktür ancak çok büyük deformasyonlara dayanabilirler.
Gerinim ölçer nasıl çalışır?
Gerinim ölçerler, deformasyonunu incelemek istediğimiz nesneye yapıştırılması gereken elektrikli bileşenlerdir. Bu nedenle genellikle objenin üzerine kolayca yerleştirilebilmesi için yapışkan bir parça içerirler.
Bir nesnenin deformasyonunun iç veya dış mekanik kuvvetten kaynaklandığını unutmayın. Böylece malzemenin mekanik gerilmesi ve özellikleri biliniyorsa malzemenin gerinimi hesaplanabilir.
Bir gerinim ölçerin çalışması , belirli malzemelerin sahip olduğu ve maruz kaldıkları mekanik strese bağlı olarak elektrik dirençlerinin değerini değiştiren bir özellik olan piezo-dirençliliğe dayanmaktadır.
Böylece piezorezistif etki sayesinde mekanik bir kuvvet elektriğe dönüştürülebilir ve dolayısıyla bir nesnenin deformasyonu belirlenebilir.
Çoğu durumda, nesnenin yaşadığı deformasyonun manuel olarak ölçülmesi çok zordur çünkü bunlar çok küçük deformasyonlardır. Ancak elektrik akımı kullanılarak bu deformasyonların değerini bilmek mümkündür.
Gerinim Ölçerlerin Avantajları ve Dezavantajları
Gerinim ölçerlerin avantajları:
- Gerinim ölçerler oldukça basit ve kullanımı kolaydır.
- Bunlar küçük aletlerdir.
- Genel olarak gerinim ölçerler doğru akım veya alternatif akımla kullanılabilir.
- Gerinim ölçer tarafından yapılan ölçüm manyetik alandan etkilenmez.
Gerinim ölçerlerin dezavantajları:
- Gerinim ölçerin yaptığı ölçümü birçok çevresel faktör etkileyebilir.
- Bunlar normalde kararsız cihazlardır.
- Zamanla gerinim ölçer kavrama özelliğini kaybederek kullanımı zorlaştırır.
- Gösterge çıkış sinyali zayıf.
- Sıcaklık değişiklikleri gerinim ölçerleri etkileyebilir.
- Uygulanan stres, gerinim ölçerin elastik sınırının ötesine geçmesine neden olamaz.
Gerinim ölçerlerin uygulamaları
Gerinim ölçerin mühendislikte aşağıdakiler dahil birçok uygulaması vardır:
- Yapılarda köprü, altyapı, vinç vb. deformasyonların ölçülmesi amacıyla.
- Endüstride gerinim ölçer esas olarak motorlar, pompalar, makineler vb. üzerindeki direnç testlerini gerçekleştirmek için kullanılır.
- Gerinim ölçerler aynı zamanda robot biliminde de kullanılır; örneğin bir robotun bir nesneyi kavradığında gösterdiği çabayı ölçmek için.
- İnşaatta, inşaat sırasında betonun oturmasını kontrol etmek için gerinim ölçer kullanılır.
- Havacılık endüstrisinde, uçağın yapısal yükünü ölçmek ve kanatlarının sapmasını hesaplamak için gerinim ölçerler kullanılır.