สเตรนเกจคือเซ็นเซอร์ที่มีความต้านทานแปรผันตามแรงที่กระทำ โดยจะแปลงแรง ความดัน แรงดึง น้ำหนัก ฯลฯ ให้เป็นการเปลี่ยนแปลงความต้านทานไฟฟ้า ซึ่งสามารถวัดได้ เมื่อมีแรงภายนอกกระทำต่อวัตถุที่อยู่นิ่ง จะส่งผลให้เกิดความเค้นและความเครียด ความเค้นหมายถึงแรงต้านทานภายในของวัตถุ และความเครียดหมายถึงการเคลื่อนตัวและการเสียรูปที่เกิดขึ้น
สเตรนเกจเป็นหนึ่งในเครื่องมือที่สำคัญที่สุดของเทคนิคการวัดทางไฟฟ้าที่นำมาใช้ในการวัดปริมาณเชิงกล ตามชื่อของมัน สเตรนเกจถูกใช้เพื่อวัดความเครียด ศัพท์เทคนิค "ความเครียด" ประกอบด้วยความเครียดดึงและความเครียดอัด ซึ่งแตกต่างกันด้วยเครื่องหมายบวกหรือลบ ดังนั้น สเตรนเกจจึงสามารถใช้วัดการขยายตัวและการหดตัวได้
ความเครียดของวัตถุมักเกิดจากอิทธิพลภายนอกหรือผลกระทบภายใน ความเครียดอาจเกิดจากแรง ความดัน โมเมนต์ ความร้อน การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของวัสดุ และอื่นๆ หากเป็นไปตามเงื่อนไขที่กำหนด ปริมาณหรือค่าของปริมาณที่มีอิทธิพลสามารถคำนวณได้จากค่าความเครียดที่วัดได้ ในการวิเคราะห์ความเค้นเชิงทดลอง คุณลักษณะนี้ถูกใช้อย่างแพร่หลาย การวิเคราะห์ความเค้นเชิงทดลองใช้ค่าความเครียดที่วัดได้บนพื้นผิวของชิ้นงานหรือชิ้นส่วนโครงสร้าง เพื่อระบุความเค้นในวัสดุ และเพื่อคาดการณ์ความปลอดภัยและความทนทานของวัสดุ ตัวแปลงสัญญาณแบบพิเศษสามารถออกแบบขึ้นเพื่อวัดแรงหรือปริมาณอื่นๆ เช่น โมเมนต์ ความดัน ความเร่ง การกระจัด การสั่นสะเทือน และอื่นๆ โดยทั่วไปตัวแปลงสัญญาณจะมีไดอะแฟรมที่ไวต่อแรงดันและมีเกจวัดความเครียดติดอยู่
เกจวัดความเครียดความแม่นยำสำหรับวัตถุประสงค์ทั่วไป
เกจวัดความเครียดแบบฟอยล์คอนสแตนตันชนิดห่อหุ้ม มีให้เลือกหลากหลายรูปแบบสำหรับการวิเคราะห์ความเค้นทางวิทยาศาสตร์ อุตสาหกรรม และการทดลอง เกจวัดความเครียดแบบฟอยล์คอนสแตนตันเหล่านี้สามารถใช้สำหรับการวิเคราะห์ความเค้นในการทดลอง การตรวจสอบอุปกรณ์อุตสาหกรรม หรือการใช้งานทางวิทยาศาสตร์ต่างๆ ในส่วนของเกจวัดความเครียดแบบฟอยล์คอนสแตนตัน คุณจะพบรูปแบบเกจวัดความเครียดถัดจากหมายเลขชิ้นส่วน เพื่อให้คุณสามารถมองเห็นรูปทรงเรขาคณิตของเกจวัดความเครียดได้ ขนาดของเกจวัดยังระบุเป็นหน่วย SI (เมตริก, มม.) และหน่วย US Customary (อังกฤษ, นิ้ว) เกจวัดความเครียดแบบฟอยล์คอนสแตนตันชนิดห่อหุ้ม มีให้เลือกทั้งแบบเส้นตรง แบบเส้นคู่ขนาน, แบบสามเหลี่ยม (0/90°), แบบสี่เหลี่ยมหรือแบบสามเหลี่ยม (45° หรือ 60°), แบบซ้อนกันหรือแบบระนาบ และแบบเฉือน
เกจวัดความเครียดคุณภาพทรานสดิวเซอร์
เกจวัดความเครียดคุณภาพระดับทรานสดิวเซอร์เหมาะสำหรับลูกค้าที่ผลิตทรานสดิวเซอร์หรืออุปกรณ์ตรวจจับที่คล้ายคลึงกัน เกจวัดความเครียดคุณภาพระดับทรานสดิวเซอร์มีค่าความคลาดเคลื่อนของขนาดขอบพาหะที่แคบกว่า ซึ่งทำให้สามารถใช้ขอบพาหะในการจัดตำแหน่งเกจวัดความเครียดได้หากจำเป็น นอกจากนี้ยังมีค่าความคลาดเคลื่อนของค่าความต้านทานที่กำหนดที่แคบกว่า เกจวัดเหล่านี้สามารถปรับค่าการคืบให้ตรงตามข้อกำหนดของผู้ผลิตทรานสดิวเซอร์ และสามารถปรับแต่งให้ตรงกับความต้องการเฉพาะของทรานสดิวเซอร์ได้ นอกจากนี้ยังเป็นเกจวัดสำเร็จรูปที่ยอดเยี่ยมสำหรับการวิเคราะห์ความเค้นในการทดลองและ/หรือโครงการตรวจสอบความเครียด
ข้อควรพิจารณาในการเลือกเกจวัดความเครียด
เกจวัดความเครียดกรรม
เกจวัดความเครียด Karma สามารถใช้กับงานแบบคงที่และแบบไดนามิกได้หลากหลาย เกจวัดความเครียด Karma ใช้สำหรับทรานสดิวเซอร์ที่ต้องการความเสถียรในระยะยาวหรือการใช้งานที่อุณหภูมิสูง เมื่อใช้งานที่อุณหภูมิห้องเพื่อวัดความเครียดแบบคงที่ ทรานสดิวเซอร์จะมีเสถียรภาพที่ดีมากเป็นเวลาหลายเดือนหรือหลายปี เกจวัดความเครียด Karma ยังได้รับการแนะนำให้ใช้สำหรับการวัดความเครียดแบบคงที่ในช่วงอุณหภูมิที่กว้างตั้งแต่ -75 ถึง 200°C (-100 ถึง 392°F) เนื่องจากมีความเป็นเส้นตรงที่ดีในช่วงอุณหภูมิที่กว้างนี้ เกจวัดความเครียด Karma มักใช้สำหรับการออกแบบทรานสดิวเซอร์ที่วัดค่าความล้า อายุการใช้งานของโลหะผสม Karma มักจะดีกว่าแบบคอนสแตนตันมาก ดังนั้นทรานสดิวเซอร์ที่ใช้เกจวัดความเครียด Karma จึงให้อายุการใช้งานที่ยาวนาน Karma เป็นโลหะผสมนิกเกิล-โครเมียม และถูกเลือกให้เป็นวัสดุสำหรับสเตรนเกจเนื่องจากความสามารถในการชดเชยโมดูลัส ซึ่งมีแนวโน้มที่จะลดการเลื่อนช่วงในการออกแบบทรานสดิวเซอร์ได้อย่างมาก ด้วยโลหะผสม Karma ปัจจัยเกจวัดมีแนวโน้มที่จะลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ผลกระทบจากการลดโมดูลัสความยืดหยุ่นนี้จะมีแนวโน้มที่จะลดค่าการเลื่อนช่วง โลหะผสม Karma ก็มีข้อเสีย เช่น บัดกรียากหากไม่มีฟลักซ์พิเศษ
เกจวัดความเครียดแบบฟอยล์เชื่อม
สเตรนเกจแบบลวดโลหะเชื่อมติดตัวแรกได้รับการพัฒนาขึ้นในปี พ.ศ. 2481 สเตรนเกจแบบฟอยล์โลหะประกอบด้วยเส้นลวด (ตัวต้านทาน) หนาประมาณ 0.001 นิ้ว (0.025 มม.) เชื่อมติดกับพื้นผิวที่ตึงเครียดโดยตรงด้วยเรซินอีพอกซีบางๆ เมื่อได้รับแรงกดบนพื้นผิว การเปลี่ยนแปลงความยาวพื้นผิวที่เกิดขึ้นจะถูกส่งไปยังตัวต้านทาน และวัดความเครียดที่สอดคล้องกันในรูปของความต้านทานไฟฟ้าของเส้นลวดฟอยล์ ซึ่งแปรผันเป็นเส้นตรงตามความเครียด ไดอะแฟรมฟอยล์และสารยึดติดกาวต้องทำงานร่วมกันในการถ่ายโอนความเครียด ในขณะที่กาวต้องทำหน้าที่เป็นฉนวนไฟฟ้าระหว่างเส้นลวดฟอยล์และพื้นผิว เมื่อเลือกสเตรนเกจ เราต้องพิจารณาไม่เพียงแต่ลักษณะของความเครียดของเซ็นเซอร์เท่านั้น แต่ยังต้องพิจารณาความเสถียรและความไวต่ออุณหภูมิด้วย น่าเสียดายที่วัสดุที่ใช้ทำสเตรนเกจที่ได้รับความนิยมมากที่สุดมักไวต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและมีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนแปลงความต้านทานเมื่อใช้งานไปนานๆ สำหรับการใช้งานในระยะเวลาสั้น อาจไม่ใช่ปัญหาที่ร้ายแรง แต่สำหรับการวัดทางอุตสาหกรรมอย่างต่อเนื่อง จำเป็นต้องรวมการชดเชยอุณหภูมิและการดริฟต์เข้าไปด้วย