Vad är en töjningsmätare?

Alla material kommer att deformeras när en påkänning eller belastning appliceras. Töjning är ett mått på mängden deformation som uppstår när ett föremål är under stress. En töjningsmätare är ett redskap som används för att noggrant mäta denna förändring i ett material som är under belastning. Att förstå de dimensionsförändringar som uppstår när ett föremål utsätts för spänning är viktigt i många mekaniska designapplikationer.

Elastisk töjning uppstår när ett material utsätts för en låg belastningsnivå. Det kommer att försvinna efter att spänningen har tagits bort, och materialet kommer att återgå till sitt ursprungliga tillstånd. Vid höga stressnivåer kommer ett ämne att deformeras till en punkt där det inte kommer att återhämta sig och återgå till sina ursprungliga dimensioner. Detta kallas plastisk strain. En töjningsmätare kan användas för att avgöra när ett material genomgår plastisk spänning och permanent deformation har inträffat.

Metallfolietöjningsmätaren används vanligtvis när en mycket liten mängd töjnings- och dimensionsförändringar inträffar. Denna typ fungerar genom att mäta förändringen i elektriskt motstånd som uppstår när ett elektriskt ledande material deformeras. Metallfolietöjningsmätaren består vanligtvis av en serie mycket tunna parallella linjer av ledande metall applicerade på en tunn folie. Folien är fäst på ett underlagsmaterial som är elektriskt isolerande och leder inte spänning eller ström.

Metallfolietöjningsmätaren limmas på ett föremål som ska mätas. När spänningen appliceras och föremålet deformeras, kommer metallfolien också att deformeras och dess elektriska resistans förändras. Förändringen i elektriskt motstånd mäts och kan relateras till töjningen i materialet. Det numeriska förhållandet mellan förändringen i elektriskt motstånd och motsvarande mekaniska töjning är känt som gauge-faktorn.

Folietöjningsmätare kräver noggrann kalibrering för att säkerställa att mätningen av töjningen är korrekt. Kalibreringen slutförs genom användning av en elektrisk krets som kallas en Wheatstone-bro. Denna används för att bestämma mätfaktorn och kompenserar även för temperaturförändringar som orsakar expansion och sammandragning av metallfoliematerialet, vilket kan generera felaktiga mätresultat.

Töjningsmätare finns tillgängliga för en mängd olika mätapplikationer. Dessa används för att mäta töjning på grund av förlängning orsakad av en dragkraft, kompression orsakad av en tryckkraft, eller till och med tryck som appliceras på en yta av en vikt eller annan belastning. Töjningsmätare används ofta för experimentell testning i ett laboratorium och kan monteras permanent på ett föremål för att möjliggöra pågående mätning.