بعد از اینکه بارگذاری شروع شد، المانها به اندازه شعاع انحنا خم شده، ترک به اندازه تقریبی به سمت ناحیه فشرده شده بتن حرکت میکند. فرض کنید که ترک اول دقیقا در حسگر گیج کوتاه رخ داده و ترک دیگر در حسگر گیج کوتاه یعنی دقیقا در مرکز بین دو ترک رخ میدهد(شکل(۴-۷)).
همه حسگرهایی که در بالای سطح مقطع نصب شدهاند، در ناحیه فشرده بتن قرار داشته و در فاصلهای مشابه با محور طبیعی گنجانده شده اند، در نتیجه همه آنها مقادیر مشابهی از کرنش را اندازهگیری میکنند.
در مقابل حسگرهای نصب شده در پایین مقطع عرضی متقابلا مقادیر متفاوتی را اندازهگیری میکنند. حسگر گیج کوتاه کرنش بخش تحت کشش بتن را اندازهگیری کرده(برای مثال مقادیر بسیار کوچک در ترمهای میکرو کرنش) و حسگر گیج کوتاه نسبت بین ابعاد ترک و طول گیج را اندازهگیری میکند. حسگر گیج بلند بوسیله محاسبه تغییرات مقادیر کرنش و ابعاد ترک در بتن, کرنش متوسط را اندازهگیری میکند.
حسگر گیج کوتاه اطلاعاتی در سطح ماده فراهم میکند(کرنش در بتن تحت کشش) اما به همراه حسگر گیج کوتاه برای تعیین شعاع انحنا استفاده نمیشوند(برای مثال برای مانیتورینگ در سطح سازهای نمیتوانند استفاده شوند). معادله(۴-۲۶) برای حسگرهای گیج کوتاه که در موقعیت۱-۱ نصب شده و مقادیر ناچیز انحنا را بدست میآورند، استفاده میشود. همچنین حسگر گیج کوتاه اطلاعاتی در سطح موضعی مواد فراهم کرده(درباب ابعاد ترک) اما به همراه حسگر گیج کوتاه نمیتوانند به منظور تعیین شعاع انحنا استفاده شوند(برای مثال برای مانیتورینگ در سطح سازهای). معادله(۴-۲۶) برای حسگرهای گیج کوتاه که در موقعیت۲-۲ نصب شده و مقادیر عمده انحنا را بدست میآورند، استفاده میشود. از انجام این آزمایش میتوان نتیجهگیری کرد که بهتر است برای مانیتورینگ در سطح سازهای از حسگر گیج بلند و برای مانیتورینگ در سطح ماده از حسگر گیج کوتاه استفاده کرد.
حسگرهای اندازهگیری در مواد همگن, حداکثر طول گیج
حسگر گیج بلند به ناپیوستگی ماده حساس بوده و کرنش متوسط ارائه شده در معادله(۴-۲۳) را اندازهگیری میکند. به هرحال طول گیج حسگر برای جلوگیری از آسیبها و مشکلات احتمالی باید با احتیاط انتخاب شود. رهنمودهای کلی برای تعیین حداکثر طول گیج حسگر به توزیع کرنش مورد نظر در بارگذاری المانهای سازهای بستگی دارد, که در ادامه به بررسی آنها پرداخته میشود.
یک تیر فولادی(همگن) با سطع مقطع ثابت که توزیع کرنش آن در راستای حسگر میباشد را در نظر بگیرید. همانگونه که در شکل (۴-۸(الف)) نشان داده شده است، المان تیر به حسگر گیج بلند مجهز میباشد.
حسگر تغییر شکل کرنش میانگین ارائه شده در معادله(۴-۲۳و۴-۲۴) و شکل (۴-۸(ب)) را اندازهگیری میکند. از آنجایی که ذاتا حسگرها طول بلندی(در حدود چند متر) دارند، مقدار کرنش متوسط عموما به موقعیت هسته حسگر وابسته میباشد(نقطهC در شکل(۴-۸(ج))). خطای مطلق در اندازهگیری بوسیله طول گیج بلند ایجاد شده و بوسیله رابطه زیر بدست میآید.
همچنین خطای نسبی نیز توسط رابطه زیر محاسبه میشود.
بطور کلی از آنجایی که توزیع کرنش در راستای حسگر شناخته شده نیست، تخمین خطا مشکل بسیار میباشد. تخمینهای دقیقتر بر اساس فرضیات بدست آمده از تئوریهای سازه بدست میآیند.
حسگر تغییر شکل
C
B
A
شکل(۴-۸ (الف)): توزیع کرنش
حسگر تغییر شکل
C
B
A
شکل(۴-۸ (ب)): توزیع کرنش
حسگر تغییر شکل
C
B
A
خطا
شکل(۴-۸(ج)): خطای اندازهگیری
شکل ۴‑۸: مقایسه توزیع کرنش حقیقی و کرنش میانگین
اندازهگیری شده بوسیله حسگر گیج بلند در حالت کلی.
حسگر تغییر شکل
C