فشارسنج یا حسگر سنجش فشار یا استرین گیج ( به انگلیسی: Strain gauge ) دستگاهی است که فشار وارد شده بر یک جسم را اندازه می گیرد. این دستگاه در سال ۱۹۳۸ توسط ادوارد ای سیمونز و آرتور کلاود روجی اختراع شد.
متداول ترین نوع استرین گیج متشکل از یک ورقه ( یا نوار ) انعطاف پذیر عایق است که از الگوی فویل فلزی پشتیبانی می کند. ورقه اندازه گیر فشار سنج، توسط چسب مناسبی مانند سیانوآکریلات، به شی متصل می شود. [ ۱] وقتی شی کج و معوج می شود، فویل نیز کج و معوج می گردد و باعث تغییر مقاومت الکتریکی در آن می شود. این تغییرات مقاومتی، که معمولاً توسط یک پل وتسون اندازه گیری می گردد، با کمیتی معروف به ضریب سنجش به فشار ربط داده می شود.
استرین گیج ها از مزیت خاصیت فیزیکی رسانایی الکتریکی و وابستگی آن به هندسهٔ رسانا بهره می برند. وقتی یک رسانای الکتریسیته در محدودهٔ جهندگی و کِشسانیِ خود منبسط می شود ( به نحوی که از هم گسیخته نگردد یا به طور دائم از شکل و شمایل نیفتد ) ، باریک تر و بلندتر می گردد؛ که باعث افزایش مقاومت الکتریکی دو سر می گردد. با اندازه گیری مقاومت الکتریکی استرین گیج، مقدار فشار تحمیل شده بدست می آید.
یک استرین گیج معمولی، یک نوار رسانای باریک و بلند را در یک الگوی زیگ - زاگ از خطوط موازی مرتب می کند؛ این عمل، باعث افزایش حساسیت نمی گردد، زیرا درصد تغییرات مقاومت برای یک فشار معین برای کل زیگ - زاگ، برابر با همان مقدار برای هر ردیف است. یک ردیف خطی بایستی بسیار نازک باشد، تا اینکه در برابرگرمای زیاد ( که مقاوت آن را تغییر می دهد و باعث انبساط آن می شود ) قابل اطمینان باشد؛ یا اینکه باید در سطح ولتاژ بسیار کمتری به کار گرفته شود، اندازه گیری دقیق تغییرات مقاومت را دشوار می سازد.
ضریب سنجش به شکل زیر تعریف می شود:
G F = Δ R / R G ϵ
که در آن
Δ R تغییر مقاومت ناشی از اعمال فشار، R G مقاومت اولیه خود دستگاه و ϵ فشار است.
برای دستگاه های فویل فلزی معمول، ضریب سنجش اندکی بیشتر از ۲ است. [ ۲] برای یک دستگاه سنجش تکی با سه مقاومت ساختگی با اندازه مقاومتی همانند مقاومت های پل ویتستون در وضعیت تعادل، ولتاژ خروجی حسگر، S V ، برابر است با:
S V = E V G F ⋅ ϵ 4
که در آن E V ولتاژ تحریک پُل است.
فویل های درجه ای، معمولاً دارای مساحت فعالی ئر اندازه های ۲ تا ۱۰ میلی متر مربع هستند. با نصب دقیق، سنجش صحیح و چسب مناسب، فشارها تا حداقل ۱۰٪ قابل اندازه گیری هستند.
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفمتداول ترین نوع استرین گیج متشکل از یک ورقه ( یا نوار ) انعطاف پذیر عایق است که از الگوی فویل فلزی پشتیبانی می کند. ورقه اندازه گیر فشار سنج، توسط چسب مناسبی مانند سیانوآکریلات، به شی متصل می شود. [ ۱] وقتی شی کج و معوج می شود، فویل نیز کج و معوج می گردد و باعث تغییر مقاومت الکتریکی در آن می شود. این تغییرات مقاومتی، که معمولاً توسط یک پل وتسون اندازه گیری می گردد، با کمیتی معروف به ضریب سنجش به فشار ربط داده می شود.
استرین گیج ها از مزیت خاصیت فیزیکی رسانایی الکتریکی و وابستگی آن به هندسهٔ رسانا بهره می برند. وقتی یک رسانای الکتریسیته در محدودهٔ جهندگی و کِشسانیِ خود منبسط می شود ( به نحوی که از هم گسیخته نگردد یا به طور دائم از شکل و شمایل نیفتد ) ، باریک تر و بلندتر می گردد؛ که باعث افزایش مقاومت الکتریکی دو سر می گردد. با اندازه گیری مقاومت الکتریکی استرین گیج، مقدار فشار تحمیل شده بدست می آید.
یک استرین گیج معمولی، یک نوار رسانای باریک و بلند را در یک الگوی زیگ - زاگ از خطوط موازی مرتب می کند؛ این عمل، باعث افزایش حساسیت نمی گردد، زیرا درصد تغییرات مقاومت برای یک فشار معین برای کل زیگ - زاگ، برابر با همان مقدار برای هر ردیف است. یک ردیف خطی بایستی بسیار نازک باشد، تا اینکه در برابرگرمای زیاد ( که مقاوت آن را تغییر می دهد و باعث انبساط آن می شود ) قابل اطمینان باشد؛ یا اینکه باید در سطح ولتاژ بسیار کمتری به کار گرفته شود، اندازه گیری دقیق تغییرات مقاومت را دشوار می سازد.
ضریب سنجش به شکل زیر تعریف می شود:
G F = Δ R / R G ϵ
که در آن
Δ R تغییر مقاومت ناشی از اعمال فشار، R G مقاومت اولیه خود دستگاه و ϵ فشار است.
برای دستگاه های فویل فلزی معمول، ضریب سنجش اندکی بیشتر از ۲ است. [ ۲] برای یک دستگاه سنجش تکی با سه مقاومت ساختگی با اندازه مقاومتی همانند مقاومت های پل ویتستون در وضعیت تعادل، ولتاژ خروجی حسگر، S V ، برابر است با:
S V = E V G F ⋅ ϵ 4
که در آن E V ولتاژ تحریک پُل است.
فویل های درجه ای، معمولاً دارای مساحت فعالی ئر اندازه های ۲ تا ۱۰ میلی متر مربع هستند. با نصب دقیق، سنجش صحیح و چسب مناسب، فشارها تا حداقل ۱۰٪ قابل اندازه گیری هستند.
wiki: حسگر سنجش فشار