Strain gauge yapıları üzerine yerleştirildikleri nesnelerin yüzeylerinde meydana gelen şekil değiştirmeyi ölçmek için kullanılırlar. 1938 yılında Edwrd E. Simmons ve Arthur C. Ruge tarafından icat edilen ve en yaygın şekilde kullanılan gerinim ölçer türü metalik bir folyo ve bunu destekleyen yalıtkan ve esnek bir arkalıktan meydana gelir.
Strain gauge’lerin iç direnci üzerlerine uygulanan kuvvet ile değişir. Bu iç direnç değişimindeki mekanizmayı inceleyecek olursak;
Malzemenin boyunun kesit alanına bölünüp, malzemenin özdirenci ile çarpılmasıyla malzemenin direnç değeri hesaplanır. Tipik bir strain gauge paralel çizgilerden oluşan uzun bir iletken telden meydana gelir. Bir elektrik iletkeni kalıcı olarak deforme olmayacak şekilde gerildiğinde, kesit alanı daralır ve boyu uzar. Bu noktada direnç formülü dikkate alındığında kesit alanının daralması ve malzemenin boyunun artması direnç değerini arttırır. Tam tersi durumda ise yani elektriksel iletken bir sıkıştırma etkisi altında kaldığında kesit alanı genişler ve malzeme boyu kısalır. Böylelikle direnç değeri azalır. İç dirençte meydana gelen bu değişikliği genellikle bir Wheatstone köprüsü ile ölçebiliriz.
Wheatstone Köprüsü Nedir?
Yukarıda gördüğümüz devre dört direncin kare şeklinde birbirine bağlanması ile meydana gelen bir Wheatstone köprüsüdür. Elektriksel dirençleri karşılaştırmaya ve ölçmeye yardımcı olur. Bu köprü devresi bilinen direnç değerlerini kullanıp, bilinmeyen direnç değerini bulmamızı sağlar. Ayrıca bu devre ile çok küçük direnç değerlerini hassas bir şekilde ölçebiliriz.
Strain Gauge yapılarında sıkıştırmaya ve gerilmeye bağlı iç direnç değişikliklerinden bahsetmiştik. Bu iç direnç değişimleri köprü devresinde bir dengesizliğe neden olur. Gerilim değişimine karşılık gelecek şekilde köprü çıkışında bir voltaj göstergesi oluşur. Bu voltaj değerini yorumlayarak, istenen bilgileri elde edebiliriz.
Strain Gauge Yapılarını Hangi Alanlarda Kullanabiliriz?
- Strain gauge yapılarını, ağırlık ve miktar ölçümü yapmak için yük hücrelerinde kullanabiliriz.
- Havacılık uygulamalarında, hava taşıtları içinde bulunan yük hücrelerine strain gauge bağlayabiliriz. Bu sayede uçuş sırasında çeşitli alanlarda meydana gelen herhangi bir gerilme ve gerilimi ölçebiliriz. Bu yapılar ile güvenlik kontrolü için uçuş sırasında kanat sapmasını ve deformasyonu izleyebiliriz. Ayrıca Tren yollarında ray hatlarının etkisi altında kaldığı gerilimi izlemek için demiryolu hatlarına strain gauge bağlayabiliriz. Böylelikle demiryollarının çok fazla gerilme ve baskı altında kalmasına karşın önlem alabiliriz.
- Bazı çok küçük gerinim ölçerlere elektrik devre kartları üzerinde yer verebiliriz. Böylelikle meydana gelen gerilim ölçümüne yardımcı olurlar.
Kaynaklar:
1-) en.wikipedia.org
2-) allaboutcircuits.com
3-) variohm.com
4-) teslashub.com
