เกจวัดแรงดึง
เกจวัดแรงดึงเป็นอุปกรณ์วัดพื้นฐานที่เปลี่ยนการเปลี่ยนรูปทางกลเป็นสัญญาณไฟฟ้า ทำให้เป็นส่วนประกอบสำคัญในงานวิศวกรรมและอุตสาหกรรมยุคใหม่ เซนเซอร์ขั้นสูงนี้ทำงานตามหลักการที่ว่า เมื่อวัสดุเกิดความเครียดหรือแรงดึง ความต้านทานไฟฟ้าของวัสดุจะเปลี่ยนแปลงตามสัดส่วน เกจวัดแรงดึงประกอบด้วยฟอยล์โลหะบางหรือลวดที่จัดเรียงเป็นรูปแบบตาข่าย และติดอยู่กับวัสดุรองรับที่ยืดหยุ่น ซึ่งจะถูกยึดติดกับชิ้นงานหรือโครงสร้างที่ต้องการตรวจสอบ เมื่อวัสดุหลักเกิดการเปลี่ยนรูปภายใต้แรงที่กระทำ เกจวัดแรงดึงก็จะเปลี่ยนรูปไปด้วย ทำให้ความต้านทานไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงไป ซึ่งสามารถวัดและแปลงเป็นค่าแรงดึงได้ เทคโนโลยีของเกจวัดแรงดึงอาศัยปรากฏการณ์พายโซเรซิสทีฟ (piezoresistive effect) ที่ซึ่งแรงทางกลจะเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติไฟฟ้าขององค์ประกอบที่ใช้ตรวจจับ เกจวัดแรงดึงรุ่นใหม่ใช้วัสดุขั้นสูง เช่น คอนสแตนแทน (constantan), โลหะผสมคาร์มา (karma alloy) หรือองค์ประกอบกึ่งตัวนำ เพื่อให้มีความไวสูงและความเสถียรต่ออุณหภูมิ เกจวัดแรงดึงทั่วไปมีค่าเกจแฟกเตอร์ (gauge factor) ระหว่าง 2.0 ถึง 4.0 ซึ่งบ่งชี้ถึงการเปลี่ยนแปลงของความต้านทานเมื่อเทียบกับแรงดึงที่ถูกนำไปใช้ อุปกรณ์เหล่านี้สามารถตรวจจับการเปลี่ยนรูปที่เล็กมากได้ บ่อยครั้งที่สามารถวัดแรงดึงได้ต่ำถึงหนึ่งไมโครสเตรน (microstrain) ซึ่งเท่ากับการเปลี่ยนแปลงความยาวหนึ่งในล้านหน่วย การติดตั้งต้องมีการเตรียมพื้นผิวอย่างระมัดระวังและใช้เทคนิคการยึดติดอย่างแม่นยำ โดยใช้กาวพิเศษหรือวิธีการเชื่อม เกจวัดแรงดึงถูกนำไปใช้ในหลากหลายอุตสาหกรรม เช่น อวกาศ ยานยนต์ วิศวกรรมโยธา และการผลิต ในงานตรวจสอบสภาพโครงสร้าง วิศวกรใช้เกจวัดแรงดึงเพื่อประเมินความสมบูรณ์ของสะพาน อาคาร และชิ้นส่วนเครื่องบิน ความหลากหลายในการใช้งานของเกจวัดแรงดึงยังขยายไปยังเซลล์วัดแรง (load cells) เซนเซอร์วัดแรงบิด (torque sensors) เซนเซอร์วัดความดัน (pressure transducers) และเครื่องวัดความเร่ง (accelerometers) ซึ่งทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบตรวจจับหลัก เทคนิคการชดเชยอุณหภูมิช่วยให้การวัดมีความแม่นยำภายใต้สภาวะแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลง ในขณะที่อิเล็กทรอนิกส์สำหรับปรับสัญญาณขั้นสูงจะขยายและประมวลผลการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าที่เล็กน้อยซึ่งเกิดจากเกจวัดแรงดึง เพื่อใช้กับระบบการเก็บข้อมูล