La jauge de contrainte est un transducteur passif qui convertit l'allongement mécanique et la compression en contrainte de résistance. Il est inventé en 1938 par Arthur Claude Ruge et Edward E. Simmons. Il existe différents types de jauges de contrainte et elles sont utilisées pour trouver les vibrations, utilisées pour le calcul de la déformation et de la contrainte associée et parfois elle est également utilisée pour trouver la force et la pression appliquées. Dans le domaine géotechnique, les jauges de contrainte sont les capteurs importants. La direction, la résolution et le type de déformation sont les facteurs importants à prendre en compte avant de sélectionner les types de jauge de contrainte ou jauge de contrainte. Les différents types de jauges de contrainte et leurs applications sont expliqués ci-dessous.
Qu'est-ce que la jauge de contrainte?
La jauge de contrainte est un transducteur passif utilisé pour la mesure de la déformation et de la contrainte, du déplacement, de la force et de la pression. Il fonctionne sur le «Effet piézorésistif» principe. La jauge est fixée à un objet en utilisant un adhésif sous contrainte.
Bases de la jauge de contrainte
Tous les joursingénierieconstruire des structures plus légères et plus efficaces qui parviennent toujours à maintenir des normes strictes de sécurité et de durabilité. Pour atteindre cet équilibre entre sécurité, durabilité et efficacité, les ingénieurs utilisent des jauges de contrainte pour mesurer les limites de contrainte de leurs matières premières. Les jauges surveillent la quantité de contrainte de surface qu'un matériau peut supporter. Une jauge de contrainte typique est composée de trois couches: couche supérieure en stratifié, élément de détection et couche de base en film plastique.
Lorsqu'une jauge de contrainte est liée à une surface soumise à une contrainte, elle se déformera ou fléchira à l'unisson avec cette surface, provoquant un décalage de la résistance électrique proportionnel à la déformation appliquée à la surface. Une formule peut ensuite être utilisée pour convertir les fluctuations de résistance en une lecture précise de la déformation. Les jauges sont disponibles dans différentes configurations, le choix de la jauge de contrainte adaptée à votre application dépend de la direction dans laquelle la déformation principale s'exécute, du type de déformation que vous mesurez et de la zone de mesure cible. Ce sont les bases de la jauge de contrainte.
Souche
Prenons un objet de longueur «L0», Appliquez la force« F »des deux côtés d’un objet. Si nous appliquons une force égale à l'objet, la longueur de l'objet changera.
Souche
Auparavant, la longueur de l'objet estL0, après l'application de la force sur cet objet, la longueur estL. Le changement de longueur est pris commedL, où dL = L– L0.La déformation est définie comme un rapport entre le changement de longueur et la longueur d'origine.
Déformation = Changement de longueur / Longueur d'origine = dL / L0
C'est la formule pour mesurer la déformation. Il existe deux types de souches: la souche positive et la souche négative. Supposons que nous utilisions le seul conducteur électrique ou fil électrique dans une jauge de contrainte qui puisse y faire passer l'électricité. Quelles que soient les forces, les vibrations et les pressions appliquées sur les jauges sont sur le fil, à cause des vibrations, et de la force appliquée, les dimensions du chauffeur aussi changer.
Le changement de dimension changera également de résistance, ce changement de résistance trouvera la force appliquée ou les vibrations ou la pression. Ici, le changement de dimension est la déformation. C'est le principe de base principal de la jauge de contrainte.
Types de jauges de contrainte
Il existe différents types de jauges de contrainte, notamment les suivantes.
Jauges de contrainte linéaires LY
Les jauges de contrainte linéaires LY ne mesurent la déformation que dans une seule direction. Les LY1-LY9 sont les types de jauges de déformation linéaires LY avec différentes tailles et géométries. Les DY11, DY13, DY1x, DY41, DY43, DY4x, sont les doubles jauges de déformation linéaires.
Rosettes de jauge de contrainte
Les différents types de rosaces de jauge de contrainte sont la rosace à membrane, la rosace en T, la rosace rectangulaire et la rosace delta.
Jauges de contrainte de rosette à membrane
Les jauges de contrainte à rosette à membrane sont utilisées pour mesurer le déplacement, la vitesse, la pression et la force, ainsi que pour mesurer la déformation élastique des matériaux et des structures développés sous des charges dynamiques et statiques. Les jauges de contrainte sont utilisées dans la fabrication de wagons de chemin de fer, la construction mécanique, la production d'aéronefs et de missiles, et d'autres industries.
Jauge de contrainte de rosette en T (0-90 0 )
La rosace en T est une jauge de contrainte de rosette à deux éléments. Dans la rosace en T, les deux grilles sont perpendiculaires l'une à l'autre.
Rosette rectangulaire (0-450-900)
Il est également connu sous le nom de jauge de contrainte à rosette rectangulaire à trois éléments composée de trois grilles. Les deuxième et troisième grilles sont décalées angulairement de 45 0 et 900respectivement. Rosette Delta: La rosace delta est également connue sous le nom de jauge de contrainte de rosette delta à trois éléments, les deuxième et troisième grilles sont 600et 1200loin de la première grille.
Les chiffres de la rosace en T, de la rosace rectangulaire et de la jauge de contrainte delta rosette sont indiqués ci-dessous.
Rosette en T, rosace rectangulaire et rosace delta
Jauges de contrainte Quarter Bridge, Half Bridge et Full Bridge
Les jauges de contrainte de type quart, demi et pont complet sont décrites ci-dessous.
Jauge de contrainte de type quart de pont
Le quart de pont de type I et le quart de pont de type II fournissent des informations sur les configurations de jauges de contrainte de quart de pont.
Quarter Bridge Type I
Le quart de pont de type I mesure la déformation en flexion ou la déformation axiale. La contrainte de flexion est également connue sous le nom de contrainte de moment. La déformation en flexion est définie comme un rapport entre la contrainte de flexion et le module d'élasticité de Young. Les jauges de contrainte utilisées dans la configuration de contrainte de moment peuvent être utilisées pour déterminer la charge verticale. La déformation axiale est définie comme un rapport entre la contrainte axiale et le module de Young, pour déterminer les charges axiales que les jauges de contrainte sont utilisées en déformation axiale.
Dans le quart de pont de type I, un seul élément de jauge de contrainte est monté dans le sens de la déformation en flexion ou de la déformation axiale. Où R1et R deux (résistances de complétion demi-pont) R3est une résistance de complétion quart de pont et R 4 est également un élément de jauge de contrainte actif qui mesure la contrainte de traction. Les schémas de déformation axiale, de flexion et de circuit de quart de pont de type I et de type II sont indiqués ci-dessous.
Jauge de contrainte Quater Bridge Type I et Type II
Quarter Bridge Type II
Le quart de pont de type II mesure également la déformation en flexion ou la déformation axiale. Où R1et R deux (résistances de complétion demi-pont) R3(élément de détection de température quart de pont) et R 4 (un élément de jauge de contrainte actif qui mesure la contrainte de traction).
Jauges de contrainte de type demi-pont
Le demi-pont de type I et le demi-pont de type II fournissent des informations sur les configurations de jauges de contrainte en demi-pont.
Demi-pont de type I
Il mesure la flexion ou la déformation axiale. Dans le type I R1 et Rdeux (résistances de complétion demi-pont) R3 (il mesure la compression à partir de l'effet de Poisson) et R4 (il mesure la contrainte de traction).
Demi-pont de type II
Il ne mesure pas la déformation axiale ne mesure que la déformation en flexion. Dans le type II R1 et Rdeux (résistances de complétion demi-pont) R3 (il mesure la contrainte de compression) et R3 (il mesure la contrainte de traction).
Le demi-pont type I et type II axialles schémas de déformation, de flexion et de circuit sont indiqués ci-dessous
Jauge de contrainte demi-pont type I et type II
Jauges de contrainte de type pont complet
Les types I, II et III à pont complet fournissent des informations sur les configurations de jauges de contrainte à pont complet.
Pont complet de type I et de type II
Les types I et II ne mesurent que la déformation en flexion. Dans le type I R1et R 3 (les éléments de jauge de contrainte actifs mesurent la contrainte de compression) Rdeuxet R 4 (l'élément de jauge de contrainte active mesure la contrainte de traction). Dans le type II R1(les éléments de jauge de contrainte actifs mesurent l'effet de Poisson compressif) Rdeux (les éléments de jauge de contrainte actifs mesurent l'effet Poisson de traction) R3 (l'élément de jauge de contrainte active mesure la contrainte de compression) et R4 (les éléments de jauge de contrainte actifs mesurent la contrainte de traction)
Jauge de contrainte à pont complet de type I et de type II
Pont complet de type III
Le pont complet de type III rejette la déformation de flexion ne mesure que la déformation axiale. Où R1et R 3 (les éléments de jauge de contrainte actifs mesurent l'effet de Poisson compressif) Rdeuxet R 4 (les éléments de jauge de contrainte active mesurent la contrainte de traction). Le total des éléments de jauge de contrainte actifs de type III est de quatre, où deux éléments de jauge de contrainte actifs sont montés dans la direction de déformation axiale (l'un est monté sur le dessus et l'autre est monté sur le bas) et les deux autres éléments agissent comme une jauge de Poisson.
Déformation axiale de type III à pont complet, déformation de flexion et schéma de circuit
Produits de jauge de contrainte
Certains types de produits de jauge de contrainte avec plage de mesure, marque et coût sont indiqués dans le tableau ci-dessous.
| Numéro de modèle | Marque | Plage de mesure | Coût |
| UITM est le numéro de modèle | Unitechéchelles et mesure | Longueur 300 mm, largeur 28 mm et épaisseur 2,5 mm | 9000Rs / - |
| IG 1100/1200 | Instrumentation géotechnique innovante | +/- 1500 micro-déformation | 3000Rs / -
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| VMW-MSG | VMW | La plage de mesure de ce produit est de 200 mm | 14 500 Rs / - |
Caractéristiques
Les caractéristiques des jauges de contrainte sont
- Les jauges de contrainte sont très précises
- Pour la communication longue distance, ils sont idéaux
- Ils nécessitent un entretien facile
- Ils ont une longue durée de vie
- Pour une installation à long terme, les jauges de contrainte conviennent
Applications
Les applications de la jauge de contrainte sont
- Aérospatial
- Ponts de câbles
- Surveillance ferroviaire
- Gestion du couple et de la puissance dans les équipements rotatifs
- Stress résiduel
- Mesure des vibrations et du couple
- Mesure de flexion et de déformation
- Mesure de tension, déformation et compression
Avantages
Les avantages de la jauge de contrainte sont
- Peu coûteux
- Abordable
- Exact
FAQ
1). Quelle est la plage de longueur de jauge?
La plage de longueurs de jauge est de 3 à 6 mm pour les applications courantes.
2). Quelles sont les considérations relatives au choix de la jauge de contrainte?
Les considérations relatives au choix de la jauge de contrainte sont la longueur et la largeur des jauges, la configuration de la languette de soudure, la disponibilité, le matériau du support, le nombre de jauges et la disposition des jauges dans le modèle de jauge.
3). Quelle est la plage de résistance de la jauge de contrainte?
La plage de résistance de la jauge de contrainte est de 30 à 3 k ohms.
4). Quel est le module du jeune?
Le module de young est défini comme un rapport entre la contrainte de traction et la déformation d’extension.
5). Quels sont les types de souche?
La déformation axiale, la déformation de flexion, la déformation de torsion, la déformation de cisaillement et la déformation de compression sont les cinq types de déformation.
Dans cet article types de jauges de contrainte et leurs applications , les avantages de la jauge de contrainte, certains produits de jauge de contrainte avec plage de mesure et modèle, les caractéristiques, les bases d'une jauge de contrainte et différents types de jauges de contrainte avec des diagrammes sont discutés. Voici une question pour vous quelles sont les caractéristiques de la jauge de contrainte?
