PRINCIPIUL APARATULUI DE MASURARE A ALUNGIRII ARBORELUIPrincipiul aparatului de masurare a alungiriiAparatele de masurare a alungirii sunt niste senzori metalici care convertesc marimile, cum ar fi presiunea sau torsiunea intr-o alungire care este reflectata in schimbarile rezistentei aparatului. Formula rezistentei R pentru o conducta este :

Unde ro este rezistivitatea specifica conductei, l este lungimea conductei si A este aria suprafetei. Daca se aplica o forta de tensiune F, aceasta face ca conducta sa se alungeasca. In acelasi timp, aceasta incepe sa devina mai conica, de unde rezulta ca aria sectiunii transversale se reduce. Se poate demonstra ca schimbarea relativa a rezistentei aparatului metallic de masurare a alungirii este data de ecuatia:Constanta k se numeste factor k si este egala cu 2 pentru conductele metalice, epsilon este alungirea conductei datorata fortei ce actioneaza asupra ei. Constructia aparatului de masurare a alungiriiAparatele de masurare industriael sunt incorporate intr- o foita metalica. In functie de aplicatie, exista o larga varietate de aparate de masurare a alungirii. La utilizare sunt atasate strans de suprafata obiectului de masurat, asa incat orice deformare a acestuia sa fie masurata corect de aparat. Modul de lucru al arboreluiCei mai multi senzori de forta, care folosesc aparatele de masurare a alungirii implica folosirea unui arbore. Daca o forta F actioneaza in jos pe un capat al arborelui, partea de sus a acestuia (partea sub tensiune) se alungeste, iar baza (partea sub presare) se scurteaza cu aceeasi valoare. Alungirea parti de sus a arborelui este proportionala cu amplitudinea fortei care actioneaza asupra ei, cum se poate vedea in urmatoarea ecuatie: , unde E este modulul de elasticitate al materialelor pentru constructia arborelui si WB este modulul de rezistenta al arborelui. Pentru un arbore cu o sectiune transversala de forma dreptunghiulara :

Pentru a masura efortul, doua aparate de masura sunt atasate partii superioare a arborelui si inca doua in partea de jos a acestuia. Forta face ca rezistenta aparatului din partea de sus sa creasca, iar rezistenta celor doua de jos sa scada cu aceeasi valoare. Prin conectarea aparatelor printr-o punte, forta se poate masura direct.

PRINCIPIUL TIJEI CUPLULUI DE TORSIUNEFormarea efortului de forfecareDaca un moment este aplicat unui arbore, in interiorul acestuia apare un efort de torsiune. Pentru a intelege principiul de masurare a acestor forte, sa ne imaginam un patrat de marime infinitezimala de arie pe o suprafata aunui component. Elementul este fixat pe margine, iar forta F actioneaza parallel cu acesta, de-a lungul ei. Forta de reactiune FR actioneaza pe marginea fixa, iar cele doua forte impreuna deformeaza elementul. Lungimea diagonalelor se modifica datorita fortei care actioneaza asupra elementului. Prima diagonala se lungeste, iar a doua se scurteaza. Gradul de deformare a suprafetei elementului poate fi determinat prin masurarea presarii sau a alungirii diagonalelor folosind aparatul de masurare a alungirii. Schimbarea lungimii diagonalelor este mai mare decat orice alta lungime a elementului. Modificarea masurata in orice alta directie este mai mica. Perimetrului patratului nu se schimba daca gradul de deformare este mic.Relatia intre variabilele tijei cuplului de torsiuneArborele este incadrat asa incat exista o pereche de momente, MD1 si MD2. Efortul de tosiune apare asadar in sectiunea transversala. Atinge maximul in marginea din exterior si ajunge la 0 in mijloc. Se prezinta o sectiune transversala, unde lungimile vectorilor de la un capat la celalalt, arata cum efortul de torsiune creste de la 0 in centru catre o valoare maxima max la margine. Deformarea se schimba de la unul dintre inelele concentrice catre celalalt, dar in jurul circumferintei ficarui cerc este constanta. Se descrie in urmatoarea ecuatie:

Daca consideram suprafata de separare a unui cilindru sub effort de torsiune, se pot observa urmatoarele: linia de-a lungul suprafetei este paralela cu axele centrale, acolo unde nu exista incarcare, dar atunci cand este aplicata, se rasuceste brusc. Luand un element de marime infinitezimala de pe suprafata exterioara, se poate observa aceeasi deformare, cu singura exceptie ca vectorii reprezentand forta desi sunt orizontali, in cazul de fata sunt verticali. Aranjarea aparatului de masurare a alungiriiAtunci cand un arbore se rasuceste (sub actiunea unei forte de torsiune) gradul maxim de deformare are loc de-a lungul unei linii la +45 sau -45 fata de axele arborelui. Parallel sau perpendicular cu axele nu exista nici presare si nici alungire. In consecinta aparatele de masurare a alungirii ar trebui asezate astfel incat sa poate exista o punte intre ele. Alternativ este posibil sa fie utilizate doar doua aparate si acestea sa fie conectate printr-o jumatate de punte.