Fizičko-tehnička merenja – Laboratorijska vežba – Merne trake

ODREĐIVANJE MODULA ELASTIČNOSTI I PUASONOVOG KOEFICIJENTA ČELIČNE KONZOLE POMOĆU MERNIH TRAKA

Merne trake – Pretvarači za merenje sile, mase, ubrzanja, pritiska i drugih mehaničkih veličina. Princip rada: elestična deformacija izaziva promenu otpornosti mernih traka. Tipična konfiguracija u koju se vezuju merne traka je Vitstonov most. Promena otpornosti mernih traka je manja od 1 %. Neophodna je temperaturna komenzacija. Jungov moduo elasičnosti je karakteristika materijala i predstavlja odnos normalnog napona i relativne promene dužine koju je prouzrokovao posmatrani normalni napon. Puasonov koeficijent predstavlja odnost poprečne i uzdužne relativne deformacije.

 
ZADATAK VEŽBE 

1. Pomoću mosta sa jednom aktivnom i jednom slepom trakom izmeriti moduo elastičnosti čelične konzole [N/m ]2EY.
2. Izvršiti isto merenje sa dve uzdužno postavljene aktivne merne trake postavljene sa suprotnih strana konzole.
3. Odrediti Puasonov koefieijent  čelične konzole pomoću mosta sastavljenog od dve merne trake zalepljene sa jedne iste strane konzole.

 
TEORIJSKA OBJAŠNJENJA
MERNE TRAKE
Merne trake su otporni pretvarači čija je osnovna namena merenje deformacije odnosno naprezanja u materijalima. Na bazi toga mernim trakama se meri i niz drugih veličina koje mogu da proizvedu deformaciju materijala na kome su zalepljene trake. Te veličine su sila, ubrzanje, vibracije, pomeranje, pritisak itd. Merne trake se prave od metalne žice, folije ili od poluprovodničkih materijala. Na slici 1.1 a prikazana je žičana merna traka koja je najstarija po konstrukciji. Otpornost trake data je izrazom…

MOST SA MERNIM TRAKAMA
Mostovi sa mernim trakama se konstruišu tako da se pored dobre osetljivosti obezbedi i temperaturska stabilizacija merenja. Relativne promene otpornosti traka usled naprezanja, pri uobičajenim merenjima, su male i iznose…

• Slične promene otpornosti mernih traka nastaju pri promenama temperature od sarno desetak C
• To znači da bi most bez temperaturske stabilizacije imao ogromne greške. Temperaturska stabilizacija se postiže kada most ima dve ili četiri merne trake. Kod mosta sa dve trake one se vezuju kao dve susedne grane. Trake treba da budu što bliže jedna drugoj da bi se u svakom trenutku nalazile na istoj temperaturi.

Na slici 1.2 prikazan je most sa dve trake R1 i R2 i dva pasivna otpornika R3 i R4. Ako se kao indikator koristi instrument velike otpornosti, za izlazni napon se dobija: