Paketleme sertliği nedir?

OFSCN Global Teknik Merkezi OFSCN Teknik Bilgi Bankası
1

Sensör çok mu sert, nesnenin kendi deformasyonunu etkiler mi?

2

Etkiler.

Sensörün sertliği, ölçülen nesnenin yerel sertliğine kıyasla çok büyük olduğunda, Yerel Takviye Etkisi adı verilen önemli bir etki meydana gelir ve bu da ölçülen nesnenin ölçüm alanındaki orijinal kuvvet-şekil alanı ile gerinim dağılımını değiştirir.

Bir: Fiziksel ve Mekanik Mekanizma Analizi

Sensörlerin yüzeye yapıştırılması veya gömülmesiyle, sensör ve ölçülen nesne birlikte kompozit bir stres sistemi oluşturur. Sensörün ölçülen nesnenin şekil değiştirmesi üzerindeki etkisi temel olarak aşağıdaki fiziksel mekanizmalar tarafından kontrol edilir:

1. Yerel Sertlik ve Kısıtlama Etkisi

Sensörün eksenel çekme sertliği (elastisite modülü E ile enine kesit alanı A’nın çarpımı EA ile temsil edilir) veya eğilme sertliği (EI), ölçülen yapıya eklendiğinde, ölçümün yerel bir kısmına yüksek sertlikte bir kısıtlama sağlamaya eşdeğerdir. Sensör çok sertse, ölçülen nesne yüke maruz kaldığında şekil değiştirdiğinde, sensör şekil değiştirmeye karşı bir kuvvet üreterek, sensör takılmadan önceki orijinal gerinimden daha düşük olan, takma yerindeki gerçek gerilimin bastırılmasına neden olur.

2. Göreceli Sertlik Oranı (Sertlik Eşleştirme Prensibi)

Sensörün ölçülen nesnenin şekil değiştirmesi üzerindeki etkisi, ölçülen nesnenin sertliği ile sensörün sertliği arasındaki orantılı orana bağlıdır:

  • Rijit Taban (ağır çelik yapılar, büyük beton elemanlar gibi):
    Ölçülen yapının kesit sertliği, sensörün sertliğinden çok daha büyüktür (EA_\text{taban} \gg EA_\text{sensör}), bu durumda sensörün takviye etkisi ihmal edilebilir ve sensör tabanın gerçek şekil değiştirmesini doğru bir şekilde kaydedebilir.
  • Esnek/İnce Cidarlı/Düşük Elastisite Modülü Taban (kompozit malzemeler, ince filmler, polimer malzemeler, kauçuk, biyolojik dokular gibi):
    Ölçülen yapının sertliği düşüktür veya kalınlığı çok incedir. Büyük kesitli veya yüksek modüllü malzemelerle paketlenmiş bir sensör kullanılırsa, sensör ölçülen nesnenin yerel şekil değiştirmesini zorla kısıtlayarak, ölçülen gerilimin sensör takılmadan önceki gerçek gerinimden önemli ölçüde daha az olmasına neden olur ve bu da büyük bir ölçüm hatasına yol açar.

3. Kesme Gerilimi Konsantrasyonu ve Gerinim Aktarımı

Sensör ile ölçülen nesne arasındaki sertlik uyumsuzluğu, ikisinin arayüzünde (yapıştırma katmanı) yüksek kesme gerilimi konsantrasyonuna neden olur. Aşırı sertlik, gerilimin aktarım sırasında gradyan azalmasına neden olmakla kalmaz, aynı zamanda ciddi kesme gerilimleri yapıştırma katmanındaki yapıştırıcının erken çatlamasına veya soyulmasına neden olabilir.

İki: Mühendislikte Çözümler ve Ürün Seçim İlkeleri

Sensörün ölçülen nesnenin orijinal şekil değiştirmesi üzerindeki etkisini en aza indirmek için, optik mühendislik genellikle “fiziksel kesiti azaltma” veya “taban sertliğini eşleştirme” tasarım prensiplerini takip eder:

  1. Esnek ve İnce Cidarlı Yapı Senaryoları:
    Eklenen sertliği en aza indirmek için küçük kesit alanına, yüksek esnekliğe sahip polimer kaplı veya minyatürleştirilmiş sensörler seçilir.

  2. Genel Metal Yapı Senaryoları:
    Sensörün iyi bir doğrusal gerinim aktarım performansı sağlarken fiziksel kesit alanını çok küçük tutmasını sağlamak için ince çaplı elastik alaşımlı tüp kaplı yapılar seçilir.