เกจวัดความต้านทานแบบเปลี่ยนรูป (เรียกโดยย่อว่า เกจวัดความเครียด) เป็นองค์ประกอบที่ไวต่อแรงเครียดซึ่งทำหน้าที่แปลงแรงเครียดทางกลของชิ้นส่วนโครงสร้างให้กลายเป็นการเปลี่ยนแปลงของความต้านทาน ใช้กันอย่างแพร่หลายในเซลล์วัดน้ำหนัก เซ็นเซอร์แรง การตรวจสอบสภาพสุขภาพของโครงสร้าง การทดสอบด้านการบินและอวกาศ และสาขาอื่นๆ อีกมากมาย การเลือกใช้เกจวัดเหล่านี้มีผลโดยตรงต่อความแม่นยำ ความเสถียร และอายุการใช้งานของระบบวัด หลักการพื้นฐานคือ "การจับคู่สองทางระหว่างลักษณะการเปลี่ยนรูปกับสภาพแวดล้อมในการใช้งาน" — เพื่อหลีกเลี่ยงการสิ้นเปลืองต้นทุนจากการมีพารามิเตอร์เกินจำเป็น และป้องกันความล้มเหลวในการวัดเนื่องจากประสิทธิภาพไม่เพียงพอ ด้านล่างนี้คือวิธีการเลือกแบบครบวงจร โดยรวมเอาพารามิเตอร์ทางเทคนิค การปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อม และประเด็นสำคัญในการใช้งานจริง เพื่อช่วยให้สามารถเลือกได้อย่างแม่นยำ
ขั้นตอนที่ 1: กำหนดความต้องการในการวัดหลักและสถานการณ์การใช้งานให้ชัดเจน (ขั้นตอนเบื้องต้นของการเลือก)
ก่อนการเลือกใช้งาน จะต้องกำหนดให้ชัดเจนก่อนว่า "จะวัดแรงดึงอย่างไร ภายใต้สภาพแวดล้อมใด และติดตั้งอย่างไร" ซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับการเลือกพารามิเตอร์ในขั้นตอนต่อไป และเพื่อหลีกเลี่ยงการเลือกพารามิเตอร์สมรรถนะสูงเกินความจำเป็นโดยไม่มีจุดมุ่งหมาย
1. การนิยามความต้องการหลักในการวัด
- ประเภทและความยาวของแรงดึง: ต้องระบุลักษณะของแรงดึงที่ชิ้นส่วนต้องการวัดให้ชัดเจน (เช่น แรงดึงคงที่ เช่น การเปลี่ยนรูปจากน้ำหนักโครงสร้าง หรือแรงดึงแบบไดนามิก เช่น แรงสั่นสะเทือนของเครื่องจักร) พร้อมทั้งค่าแรงดึงสูงสุด โดยควรมีช่วงปลอดภัยเพิ่มเติม 1.2 ถึง 1.5 เท่า ตัวอย่าง: หากแรงดึงสูงสุดจริงคือ 1000με ควรเลือกเกจวัดแรงดึงที่มีช่วงการวัด 1200–1500με ส่วนแรงดึงแบบไดนามิก (เช่น แรงกระแทก) แนะนำให้มีตัวคูณความปลอดภัยเพิ่มเติม 1.5 ถึง 2 เท่า เพื่อป้องกันความเสียหายของตาข่ายเซ็นเซอร์จากการโอเวอร์โหลดชั่วขณะ
- ข้อกำหนดด้านความแม่นยำ: เป็นการตรวจสอบเชิงคุณภาพ (เช่น การแจ้งเตือนล่วงหน้าเกี่ยวกับรอยแตกของโครงสร้าง), การวิเคราะห์เชิงปริมาณ (เช่น การสอบเทียบเซนเซอร์) หรือการวัดที่ต้องการความละเอียดสูง (เช่น การทดสอบแรงในห้องปฏิบัติการ)? ตัวอย่าง: เกจวัดแรงดึงสำหรับเซลล์รับน้ำหนักจำเป็นต้องมีค่าคลาดเคลื่อนด้านความไว ±0.1%, การตรวจสอบสภาพสุขภาพของโครงสร้างสามารถยอมให้ค่าคลาดเคลื่อนได้ไม่เกิน ±0.5% และการวัดความละเอียดสูงในห้องปฏิบัติการต้องการค่าไม่เกิน ±0.05%
- ทิศทางของแรง: ชิ้นส่วนนั้นถูกกระทำด้วยแรงในทิศทางเดียว (เช่น การโค้งของคานแบบยื่น), สองทิศทาง (เช่น ชิ้นส่วนกลไกภายใต้ภาวะแรงดันในระนาบ) หรือหลายทิศทาง (เช่น จุดต่อโครงสร้างซับซ้อน)? เลือกใช้เกจวัดแรงดึงแบบแกนเดียวสำหรับแรงในทิศทางเดียว และใช้เกจวัดแรงดึงแบบสองแกน (มุมฉาก, โรเซ็ตต์วัดแรงดึง) หรือหลายแกนสำหรับแรงสองทิศทางหรือหลายทิศทาง
- ความถี่ในการวัด: สำหรับการวัดแบบไดนามิก จำเป็นต้องระบุช่วงความถี่ของสัญญาณแรงดึงให้ชัดเจน ความถี่ตอบสนองของเกจวัดแรงดึงต้องมีค่ามากกว่าหรือเท่ากับ 3 เท่าของความถี่สัญญาณที่วัดได้ (เพื่อป้องกันการบิดเบือนสัญญาณ) ตัวอย่าง: เพื่อวัดแรงดึงจากการสั่นสะเทือนที่ 50Hz ควรเลือกเกจวัดแรงดึงที่มีความถี่ตอบสนองมากกว่าหรือเท่ากับ 150Hz
2. การติดตั้งและเงื่อนไขโครงสร้าง
- ลักษณะพื้นผิวของชิ้นส่วน: พื้นผิวของชิ้นส่วนเรียบ โค้ง (รัศมีความโค้งเท่าใด) หรือรูปร่างพิเศษ? เกจวัดแรงดึงแบบยืดหยุ่น (เช่น แบบฟอยล์) เหมาะสำหรับชิ้นส่วนที่โค้ง และต้องใช้เกจวัดแรงดึงที่มีความยาวกริดสั้นในกรณีรัศมีความโค้งเล็ก (≤10mm); ประเภทที่มีสารยึดเกาะพื้นผิวได้ดี เหมาะสำหรับพื้นผิวขรุขระ
- พื้นที่ติดตั้ง: ต้องใช้เกจวัดแรงดึงแบบมินิแอทเจอร์ (ความยาวกริด ≤2 มม.) สำหรับบริเวณแคบของชิ้นส่วน (เช่น เอียงมนของชิ้นส่วนความแม่นยำสูง) และสามารถเลือกใช้เกจวัดแรงดึงที่มีความยาวกริดปานกลางถึงยาวสำหรับชิ้นส่วนขนาดใหญ่ตามความสม่ำเสมอของแรงดึง
- วิธีการติดตั้ง: เป็นการติดตั้งด้วยกาวที่อุณหภูมิห้อง การติดตั้งด้วยการเชื่อมที่อุณหภูมิสูง หรือการติดชั่วคราวหรือไม่? ต้องใช้เกจวัดแรงดึงที่สามารถเชื่อมได้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง และสามารถใช้เกจวัดแรงดึงชนิดดูดแม่เหล็กสำหรับการตรวจสอบชั่วคราว
3. สภาพแวดล้อมในการทำงาน
- ช่วงอุณหภูมิ: ต้องระบุช่วงอุณหภูมิในการทำงาน เช่น อุณหภูมิปกติ (-20℃~60℃) อุณหภูมิปานกลาง (60℃~200℃) อุณหภูมิสูง (200℃~1000℃) หรืออุณหภูมิต่ำ (<-20℃) โดยช่วงการชดเชยอุณหภูมิของเกจวัดแรงดึงจะต้องครอบคลุมอุณหภูมิจริงอย่างเพียงพอ เพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบต่อความแม่นยำที่เกิดจากค่าดริฟท์ของอุณหภูมิ
- สภาพแวดล้อมปานกลาง: มีความชื้น (เช่น ใต้น้ำ หรือโรงงานที่มีความชื้นสูง) การกัดกร่อน (เช่น ก๊าซกรด-เบส มลพิษจากน้ำมันในโรงงานเคมี) ฝุ่น หรือรังสีเข้มข้นหรือไม่? ในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นจำเป็นต้องใช้เกจวัดแรงแบบกันน้ำ ในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนจำเป็นต้องใช้วัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อน (เช่น เกริดโลหะผสมนิกเกิล-โครเมียม หรือซับสเตรตโพลีอิไมด์) พร้อมการปิดผนึก
- ปัจจัยรบกวน: มีการรบกวนจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าแรงสูง (เช่น ใกล้มอเตอร์หรืออุปกรณ์แรงดันสูง) หรือการสั่นสะเทือนและแรงกระแทกหรือไม่? ในสถานการณ์ที่มีการรบกวนรุนแรงจำเป็นต้องใช้เกจวัดแรงที่มีชั้นป้องกันสัญญาณรบกวน ส่วนในสถานการณ์ที่มีการสั่นสะเทือนหรือแรงกระแทกควรเลือกประเภทที่มีซับสเตรตและกาวยึดติดที่มีความเหนียวและทนทานดี
ขั้นตอนที่ 2: การเลือกพารามิเตอร์ทางเทคนิคหลัก (ตรงตามข้อกำหนดอย่างแม่นยำ)
หลังจากที่ชี้แจงข้อกำหนดแล้ว ให้เน้นไปที่พารามิเตอร์ทางเทคนิคหลักของเกจวัดแรง ซึ่งถือเป็นขั้นตอนสำคัญของการเลือก และจะกำหนดประสิทธิภาพในการวัดโดยตรง
1. พารามิเตอร์หลักของกริดไวต่อการเปลี่ยนแปลง (กำหนดประสิทธิภาพการวัดพื้นฐาน)
- ค่าความต้านทาน: ค่าความต้านทานแบบทั่วไปของเกจวัดแรงดึงคือ 120 โอห์ม (เข้ากันได้กับเกจวัดแรงดึงส่วนใหญ่ มีความหลากหลายในการใช้งานสูงสุด) โดยยังมีข้อกำหนดอื่นๆ เช่น 350 โอห์ม และ 1000 โอห์ม เกจวัดแรงดึงที่มีความต้านทานสูงเหมาะสำหรับระบบประหยัดพลังงาน ในขณะที่เกจวัดแรงดึง 120 โอห์มมีต้นทุนที่คุ้มค่าที่สุดในสถานการณ์อุตสาหกรรม ขณะเลือกใช้งาน ควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าค่าความต้านทานของเกจวัดแรงดึงสอดคล้องกับค่าความต้านทานขาเข้าของเครื่องวัดแรงดึง (ความเบี่ยงเบน ≤ ±5%) เพื่อป้องกันการลดทอนสัญญาณ
- ค่าก๊อก: บ่งชี้ความสัมพันธ์แบบสัดส่วนระหว่างแรงดัดและค่าการเปลี่ยนแปลงของความต้านทาน (ค่ามาตรฐาน 2.0±0.02) ซึ่งเป็นพารามิเตอร์สำคัญในการคำนวณค่าแรงดัด ขณะเลือกใช้งานควรให้ความสำคัญกับเกจวัดแรงดัดที่มีความสม่ำเสมอของค่าก๊อกที่ดี (ค่าเบี่ยงเบนของแต่ละล็อต ≤±1%) โดยเฉพาะเมื่อมีการใช้เกจหลายตัวในวงจรบริดจ์ (เช่น วงจรบริดจ์แบบเต็มของเซลล์วัดแรง) ความไม่สม่ำเสมอกันจะทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัดเพิ่มขึ้น
- ความยาวและกว้างของตาข่าย: ความยาวของตาข่ายกำหนด "ช่วงการวัดเฉลี่ย" ของเกจวัดแรงดัด ความยาวตาข่ายขนาดเล็ก (0.2~2 มม.) เหมาะสำหรับการวัดแรงดัดเฉพาะจุด (เช่น ปลายรอยแตก) ความยาวตาข่ายขนาดกลาง (3~10 มม.) เหมาะสำหรับชิ้นส่วนทั่วไป และความยาวตาข่ายขนาดใหญ่ (10~100 มม.) เหมาะสำหรับชิ้นส่วนขนาดใหญ่ที่มีเกรเดียนต์แรงดัดต่ำ ความกว้างของตาข่ายต้องสอดคล้องกับทิศทางของแรงที่กระทำต่อชิ้นส่วน: ตาข่ายแคบใช้กับแรงในทิศทางเดียว และตาข่ายกว้างหรือโครงสร้างโรเซ็ตต์ใช้กับแรงสองทิศทาง
-
วัสดุตาข่ายที่มีความไวต่อการเปลี่ยนแปลง:
- โลหะผสมทองแดง-นิกเกิล (คอนสแตนแทน): เหมาะสำหรับสภาพอุณหภูมิปกติ (-20℃~150℃) มีสัมประสิทธิ์อุณหภูมิต่ำและเสถียรภาพดี เหมาะกับการใช้งานในเซลล์วัดแรงและการตรวจสอบโครงสร้าง;
- โลหะผสมนิกเกิล-โครเมียม (คาร์มา): สำหรับสภาพอุณหภูมิปานกลางถึงสูง (-50℃~400℃) มีความไวสูง เหมาะกับการตรวจสอบเครื่องยนต์และท่อที่ทำงานในอุณหภูมิสูง;
- โลหะผสมแพลตินัม-อิริเดียม: สำหรับสภาพอุณหภูมิสูง (400℃~1000℃) มีความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม เหมาะกับอุปกรณ์การบินและอวกาศ รวมถึงอุปกรณ์ทางอุตสาหกรรมเหล็กกล้า;
- วัสดุเซมิคอนดักเตอร์: มีความไวสูงมาก (สูงกว่าโลหะ 50~100 เท่า) แต่มีเสถียรภาพต่ออุณหภูมิค่อนข้างต่ำ เหมาะกับการวัดความแม่นยำสูงในห้องปฏิบัติการ;
2. พารามิเตอร์ของชั้นพื้นฐานและกาว (กำหนดความสามารถในการปรับตัวต่อสิ่งแวดล้อม)
-
วัสดุชั้นพื้นฐาน:
- ชั้นพื้นกระดาษ: ต้นทุนต่ำ ติดตั้งง่าย เหมาะกับสภาพอุณหภูมิปกติและสภาพแวดล้อมที่แห้ง (≤60℃) เช่น การตรวจสอบชั่วคราวของอุปกรณ์งานโยธา;
- สารตั้งต้นเรซินฟีนอลิก: ทนอุณหภูมิได้สูงถึง 120℃ มีความต้านทานน้ำมันดี เหมาะสำหรับสถานการณ์เครื่องจักรอุตสาหกรรมทั่วไป;
- สารตั้งต้นโพลีอิไมด์: ทนอุณหภูมิได้สูงถึง 250℃ มีความต้านทานการกัดกร่อนและทนต่อความชื้น เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่เกี่ยวข้องกับสารเคมี ความชื้น และอุณหภูมิปานกลางถึงสูง;
- สารตั้งต้นเซรามิก: ทนอุณหภูมิได้สูงกว่า 1000℃ เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมสุดขั้ว เช่น เตาเผาอุณหภูมิสูงและเครื่องยนต์อากาศยาน
- ประเภทกาว: ต้องสอดคล้องกับวัสดุสารตั้งต้นและอุณหภูมิในการทำงาน กาวชนิดไซยาโนอะคริเลต (แห้งเร็ว) ใช้ในสภาวะอุณหภูมิปกติ กาวชนิดอีพอกซีเรซิน (ทนอุณหภูมิได้ 150℃) ใช้ในสภาวะอุณหภูมิปานกลาง และกาวอนินทรีย์ (ทนอุณหภูมิได้สูงกว่า 500℃) ใช้ในสภาวะอุณหภูมิสูง ความแข็งแรงเฉือนของกาวต้องไม่ต่ำกว่า 2MPa เพื่อป้องกันการหลุดลอกของเกจวัดแรงดึง
3. พารามิเตอร์การชดเชยอุณหภูมิ (กำหนดความเสถียรของการวัด)
-
วิธีการชดเชยอุณหภูมิ:
- เกจวัดแรงดึงแบบชดเชยตัวเอง: โดยการเลือกวัสดุของตาข่ายที่ไวต่อแรงดึง ความเปลี่ยนแปลงของความต้านทานที่เกิดจากอุณหภูมิจะถูกชดเชยด้วยการขยายตัวทางความร้อนของชิ้นส่วน เหมาะสำหรับชิ้นส่วนที่ทำจากวัสดุเดียวกัน (เช่น เหล็ก อลูมิเนียม) ติดตั้งง่าย และเป็นที่นิยมในงานอุตสาหกรรม
- การชดเชยด้วยเกจวัดแรงดึงชดเชย: วางเกจวัดแรงดึงเพิ่มเติมที่มีรุ่นเดียวกันกับเกจทำงานบนชิ้นส่วนที่เหมือนกันแต่ไม่รับแรง แล้วชดเชยความคลาดเคลื่อนจากอุณหภูมิผ่านวงจรไฟฟ้า เหมาะสำหรับสนามอุณหภูมิที่ซับซ้อน หรือชิ้นส่วนที่ทำจากหลายวัสดุ
- ช่วงการชดเชยอุณหภูมิ: ต้องครอบคลุมช่วงอุณหภูมิการทำงานจริง ตัวอย่าง: ในสภาพแวดล้อมโรงงานที่ -10℃ ถึง 80℃ ควรเลือกเกจวัดแรงดึงที่มีช่วงชดเชยอุณหภูมิ -20℃ ถึง 100℃ เพื่อให้มีช่วงอุณหภูมิสำรอง
4. พารามิเตอร์โครงสร้างและสายนำ (กำหนดการติดตั้งและการส่งสัญญาณ)
-
โครงสร้างของเกจวัดแรงดึง
- เกจวัดแรงดึงแบบแกนเดี่ยว: สำหรับสถานการณ์ที่มีแรงในทิศทางเดียว (เช่น คานยื่น หรือก้านลาก) มีโครงสร้างเรียบง่ายและต้นทุนต่ำ;
- เกจวัดแรงดึงแบบสองแกน (เกจวัดแรงดึงมุมฉาก): สำหรับสถานการณ์ที่มีแรงในสองทิศทาง (เช่น ชิ้นส่วนภายใต้ความเครียดในระนาบ) สามารถวัดความเครียดได้พร้อมกันในสองทิศทางที่ตั้งฉากกัน;
- โรเซ็ตต์วัดแรงดึง (45°, 60°): สำหรับสถานการณ์ที่มีแรงหลายทิศทาง (เช่น จุดต่อโครงสร้าง หรือชิ้นส่วนซับซ้อน) สามารถคำนวณหาค่าความเครียดหลักและทิศทางของแรงหลักได้ เหมาะสำหรับการวิเคราะห์ความเครียด
- ข้อกำหนดของสายนำ: วัสดุสายนำโดยทั่วไปเป็นทองแดงชุบเงิน โดยจะเลือกใช้สายฉนวนพีวีซีในสภาพแวดล้อมอุณหภูมิปกติ และใช้สายฉนวนพีทีเฟอีในสภาพอุณหภูมิสูง ความยาวของสายต้องสอดคล้องกับระยะทางการวัด สำหรับการส่งสัญญาณระยะไกล (>10 ม.) จะต้องใช้สายที่มีชั้นป้องกันเพื่อลดการรบกวนจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้า
ขั้นตอนที่ 3: การปรับให้เหมาะสมตามสถานการณ์และการหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดในการเลือก
เลือกเกจวัดแรงดึงตามลักษณะของสถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกัน และหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดทั่วไปในการเลือก เพื่อให้มั่นใจในความมั่นคงและความน่าเชื่อถือของระบบการวัด
1. ตัวอย่างการเลือกสำหรับสถานการณ์ทั่วไป
| สถานการณ์การใช้งาน |
ข้อกำหนดหลัก |
พารามิเตอร์เกจวัดแรงดึงที่แนะนำ |
| เซลล์วัดแรง (ตัวยืดหยุ่นเหล็ก) |
แรงดึงแบบสถิต ความแม่นยำ ±0.1% อุณหภูมิปกติและสภาพแวดล้อมแห้ง |
กริดคอนสแตนแทน 120Ω ค่าแฟกเตอร์เกจ 2.0±0.02 ความยาวกริด 5 มม. แผ่นรองโพลีอิไมด์ ชดเชยอัตโนมัติ (ชดเชยเหล็ก) |
| การตรวจสอบแรงเครียดท่อทางเคมี (สภาพแวดล้อมกรด-เบส) |
แรงดึงแบบไดนามิก ทนต่อการกัดกร่อนและน้ำ ช่วงอุณหภูมิ -10℃~80℃ |
กริดนิกเกิล-โครเมียม 350Ω ความยาวกริด 10 มม. แผ่นรองโพลีอิไมด์ ชั้นเคลือบกันน้ำ สายป้องกันสัญญาณรบกวน ชดเชยอัตโนมัติ |
| การตรวจสอบอุณหภูมิสูงของใบพัดเครื่องยนต์ (300℃) |
ความเครียดที่อุณหภูมิสูง ความถี่ตอบสนอง ≥200Hz |
ตาข่ายพลาตินัม-อิริเดียม 1000Ω ความยาวตาข่าย 3mm แผ่นรองเซรามิก ติดตั้งด้วยการเชื่อม มิเตอร์วัดชดเชยอุณหภูมิสูง |
| การวิเคราะห์ความเครียดของชิ้นส่วนโลหะในห้องปฏิบัติการ |
ความเครียดหลายทิศทาง ความแม่นยำ ±0.05% อุณหภูมิปกติ |
โรสเซ็ตความเครียดแบบคอนสแตนแทน (45°) 120Ω ความยาวตาข่าย 2mm แผ่นรองเรซินฟีนอลิก มิเตอร์ชดเชยการชดเชย |
2. ข้อผิดพลาดทั่วไปในการเลือกและวิธีการหลีกเลี่ยง
- ข้อผิดพลาดที่ 1: เน้นเพียงค่าก๊อก (gauge factor) และมองข้ามความสม่ำเสมอ—เมื่อใช้มิเตอร์วัดหลายตัวในวงจรบริดจ์ แม้มิเตอร์ตัวเดียวจะมีค่าก๊อกตามมาตรฐาน แต่ความเบี่ยงเบนของล็อตที่มากเกินไป (>±1%) จะทำให้บริดจ์ไม่สมดุล และเพิ่มความคลาดเคลื่อนในการวัดอย่างรวดเร็ว วิธีหลีกเลี่ยง: ต้องการให้ผู้จัดจำหน่ายจัดทำรายงานการทดสอบค่าก๊อกของมิเตอร์วัดความเครียดจากล็อตเดียวกัน และควบคุมความเบี่ยงเบนให้อยู่ในช่วง ±0.5%
- ข้อผิดพลาดที่ 2: การไม่สอดคล้องกันระหว่างความยาวของเกจวัดแรงดึงและเกรเดียนต์ของแรงดึง — การเลือกใช้เกจวัดแรงดึงที่มีความยาวของตาข่ายมากในบริเวณที่มีแรงดึงเข้มข้นเฉพาะที่ เช่น ปลายรอยแตก จะทำให้ค่าที่วัดได้ถูก "เฉลี่ย" และไม่สามารถสะท้อนค่าแรงดึงที่แท้จริงได้ วิธีป้องกัน: เลือกใช้เกจวัดแรงดึงที่มีความยาวของตาข่าย ≤2 มม. ในบริเวณที่มีเกรเดียนต์ของแรงดึงสูง และ 5~10 มม. ในบริเวณที่มีแรงดึงสม่ำเสมอ
- ข้อผิดพลาดที่ 3: การเพิกเฉยต่อการจับคู่ระหว่างการชดเชยอุณหภูมิและวัสดุของชิ้นส่วน — การใช้เกจวัดแรงดึงที่ออกแบบมาเพื่อชดเชยอุณหภูมิสำหรับเหล็ก กับชิ้นส่วนที่ทำจากอลูมิเนียม จะก่อให้เกิดข้อผิดพลาดจากอุณหภูมิอย่างรุนแรง เนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวจากความร้อนต่างกัน วิธีป้องกัน: เลือกใช้เกจวัดแรงดึงแบบชดเชยตัวเองที่มีประเภทการชดเชยที่เหมาะสมตามวัสดุของชิ้นส่วน (เหล็ก อลูมิเนียม ทองแดง เป็นต้น)
- ข้อผิดพลาดที่ 4: การใช้วัสดุที่ไม่เหมาะสมกับสภาพแวดล้อม — การเลือกเกจวัดแรงแบบกระดาษธรรมดาในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูง โดยไม่ได้ทำการป้องกันการซึมของน้ำ อาจทำให้วัสดุฐานเสื่อมสภาพได้อย่างรวดเร็วเนื่องจากความชื้น วิธีป้องกัน: เลือกวัสดุพื้นฐานที่เหมาะสมตามระดับสภาพแวดล้อม (ชื้น/กัดกร่อน/อุณหภูมิสูง) และเพิ่มชั้นเคลือบกันน้ำหากจำเป็น
ขั้นตอนที่ 4: หมายเหตุเพิ่มเติมสำหรับการเลือกใช้งานจริง
- ความเข้ากันได้ของเบริดจ์: เมื่อเกจวัดแรงหลายตัวประกอบเป็นวงจรเบริดจ์เต็ม (full-bridge) หรือครึ่งเบริดจ์ (half-bridge) ควรตรวจสอบให้มั่นใจว่าค่าความต้านทาน ค่าแฟกเตอร์เกจ (gauge factor) และลักษณะการตอบสนองต่ออุณหภูมิของเกจวัดแรงแต่ละตัวมีความสอดคล้องกัน แนะนำให้เลือกจากล็อตเดียวกัน เพื่อลดความคลาดเคลื่อนของเบริดจ์
- ข้อกำหนดการสอบเทียบ: สำหรับเกจวัดแรงที่ใช้ในการคำนวณทางการค้า (เช่น เซลล์วัดแรง) หรือการวัดที่ต้องการความแม่นยำสูง ควรเลือกแบรนด์ที่สามารถย้อนรอยได้ และมั่นใจว่าผลิตภัณฑ์ผ่านการรับรองด้านมาตรวิทยา เพื่ออำนวยความสะดวกในการสอบเทียบระบบในขั้นตอนถัดไป
- การจับคู่กระบวนการติดตั้ง: สำหรับชิ้นส่วนที่มีลักษณะโค้ง ต้องยืนยันสมรรถนะการดัดโค้งของเกจวัดแรงก่อน (รัศมีความโค้งที่สามารถดัดโค้งได้ ≤ รัศมีความโค้งของชิ้นส่วน) สำหรับเกจวัดแรงที่สามารถเชื่อมได้ ต้องจับคู่อุปกรณ์และกระบวนการเชื่อมที่สอดคล้องกัน
- การสนับสนุนจากผู้จัดจำหน่าย: ให้ความสำคัญกับผู้จัดจำหน่ายที่ให้การสนับสนุนทางด้านเทคนิค แจ้งข้อมูลวัสดุของชิ้นส่วน สภาพแรง และพารามิเตอร์สิ่งแวดล้อม เพื่อรับคำแนะนำในการเลือกใช้ที่แม่นยำยิ่งขึ้น และหลีกเลี่ยงการเลือกอย่างไร้จุดหมายด้วยตนเอง
สรุป: หลักการพื้นฐานในการเลือกเกจวัดแรงแบบความต้านทาน
แก่นแท้ของการเลือกเกจวัดแรงต้านทานคือ วงจรปิดของการ "ถอดความข้อกำหนด → จับคู่พารามิเตอร์ → ตรวจสอบตามสถานการณ์": เริ่มจากการถอดความข้อกำหนดหลัก 4 ประการ ได้แก่ "ช่วงการยืดตัว ความแม่นยำ สภาพแวดล้อม และการติดตั้ง" จากนั้นจับคู่พารามิเตอร์สำคัญอย่างมีเป้าหมาย เช่น โครงขดลวดไวต่อแรง วัสดุแผ่นรอง และการชดเชยอุณหภูมิ และสุดท้ายตรวจสอบความเหมาะสมของการเลือกนั้นผ่านตัวอย่างสถานการณ์จริงและการหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาด
หากคุณยังไม่แน่ใจเกี่ยวกับการเลือก คุณสามารถให้ข้อมูลต่อไปนี้แก่ผู้จัดจำหน่าย: ① วัสดุของชิ้นส่วนและประเภทแรงที่กระทำ (แนวเดียว/สองแนว); ② ค่าการยืดตัวสูงสุดและความต้องการด้านความแม่นยำ; ③ อุณหภูมิในการทำงานและสภาพแวดล้อมของตัวกลาง; ④ พื้นที่และการวิธีการติดตั้ง ผู้จัดจำหน่ายจะสามารถระบุรุ่นที่เหมาะสมได้อย่างรวดเร็ว