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Galgas extensiométricas

¿Qué son las galgas extensiométricas?

Las galgas extensiométricas son sensores cuya resistencia varía con la fuerza aplicada. Estos sensores convierten la fuerza, presión, tensión, peso, etc, en un cambio de la resistencia eléctrica el cual puede ser medido.

Este tipo de sensores son los elementos más importantes en el diseño de transductores de presión y células de carga. La correcta utilización de la galgas para medir fuerzas y deformaciones es una de las herramientas más importantes en la ingerniería o la construcción.

¿Cómo funcionan las galgas extensiométricas?


Galgas extensiométricas para medición en un eje Cuando se aplica una fuerza externa a un objeto estacionario, se produce tensión y estrés sobre él. El estrés se define como las fuerzas internas de resistencia del objeto, y la tensión se define como el desplazamiento y la deformación que se producen.

Las galgas extensiométricas son una de las herramientas más importantes en la técnica aplicada de medición eléctrica de magnitudes mecánicas. Como su nombre indica, se utiliza para la medición de tensiones. "Tensión" como término técnico consiste en la deformación por tracción y compresión, que se distingue por un signo positivo o negativo. Por lo tanto, las galgas extensiométricas se puede utilizar para medir la expansión y la contracción.

La tensión de un cuerpo siempre es causada por una influencia externa o un efecto interno. Esta fuerza puede ser causada por fuerzas, presiones, momentos, calor, cambios estructurales del material o efectos similares. Si se cumplen determinadas condiciones, la cantidad o el valor de la cantidad se puede calcular con el valor de tensión medido.

En el análisis experimental de la tensión, esta característica es usada ampliamente. El análisis experimental de la tensión utiliza los valores de tensión medidos en la superficie o en alguna parte estructural del cuerpo, para indicar la tensión en el material y también para predecir su seguridad y la resistencia. Se pueden diseñar transductores especiales para la medición de las fuerzas o de otras magnitudes derivadas, por ejemplo, momentos, presiones, aceleraciones y desplazamientos, vibraciones y otros. El transductor contiene generalmente un diafragma sensible a la presión, con galgas extensiométricas unidos a la misma.

Galgas extensiométricas confinadas en papel metálico (bonded foil)


Las primeras galgas extensiométricas con cables metálicos fue desarrollada en 1938. Las galgas extensiométricas confinadas en papel metálico consiste en una red de filamento de alambre (una resistencia) de espesor de aproximadamente 0,025 mm, unido directamente a la superficie de la galga por una fina capa de resina epoxy.

Cuando se aplica una carga a la superficie, el cambio resultante en la longitud de esta, se refleja en la resistencia. La deformación correspondiente se mide en términos de la resistencia eléctrica del alambre de aluminio, que varía linealmente con la tensión. La lámina y el agente de adhesivo deben trabajar juntos en la transmisión de la presión.

El adhesivo sirve, de igual modo, como un aislante eléctrico entre la rejilla y la superficie de la lámina. Cuando se selecciona una galga extensiométrica, se debe considerar no sólo la capacidad de medir la presión que tiene el sensor, sino también su estabilidad y sensibilidad a la temperatura.

Desafortunadamente, los materiales ideales para medir la presión, son también los mas sensibles a las variaciones de temperatura y tienden a cambiar la resistencia a medida que envejecen. Para pruebas de corta duración, esto puede no ser una preocupación seria, pero para la medición industrial continua, se debe considerar la compensación de la temperatura.

Tipos de galgas extensiométricas

OMEGA Engineering tiene a disposición cuatro tipos galgas extensiométricas: productos de control de calidad de sensor de deformación

1. La Rejilla Karma o Serie K:
  • Rosetas T son para diseños de transductores de deformación axial, materiales Karma de precisión se desempeñan con buena linealidad en temperaturas de -75 a 200ºC (-100 a 392ºF), tienen un período de fatiga más largo
Los estilos de la Serie K incluyen:
  • Dos sensores separados con una única superficie activa, rejillas perpendiculares
  • Roseta T de medio puente para diseño de celda de carga de columna, alta exactitud, rejillas transversales, usado para deformación de curva o carga fuera del eje
  • Diseño de medio puente con 2 sensores de deformación, una base de cable común en un único cargador
2. Galgas extensiométricas de Precisión:
  • Propósito general, flexible, mecánicamente fuerte, radio de doblamiento pequeño, marcas de alineación claras, cables de cinta o terminación de soldadura, se puede utilizar con adhesivo frío o caliente; para mediciones de deformación dinámicas o estáticas altamente precisas
3. Galgas extensiométricas Precableadas:
  • Salte el paso de soldadura en el punto de medición con los sensores precableados, sensores lineales de rejillas de 0,3 a 20 mm
  • Rosetas T
  • Rosetas planas de 0º, 45º, o 90º
  • Sensores totalmente encapsulados para proteger el dispositivo de condiciones ambientales
4. Galgas extensiométricas de calidad:
  • La serie SGT de galgas extensiométricas de calidad de transductor tiene rejillas paralelas dobles, para tensión de dobladura o de eje
  • Aplicaciones de corte o torque
  • Aplicaciones de transductor personalizadas de curva doble
Las galgas extensiométricas pueden tener de 1 a 4 rejillas de medición. Varias compensaciones de temperatura usando aluminio, acero o materiales no compensados.

Hay vatios Estilos de Rejilla:
  • Propósito General
  • Puente Completo
  • Medio Puente
  • Alta Resistencia
  • Estándares Estrechos
  • Estándares de Miniatura
  • Delta
  • Plana
  • Apilada

Circuitos de medida


Puente de Wheatstone para galgas extensiométricas Con el fin de medir la deformación con una galga extensiométrica resistiva, esta debe estar conectada a un circuito eléctrico que sea capaz de medir los cambios en la resistencia correspondientes a la tensión. Los transductores de galgas extensiométricas, normalmente, emplean 4 galgas extensiométricas conectadas eléctricamente en lo que se conoce como circuito de puente de Wheatstone.

Un puente de Wheatstone es un circuito utilizado para la medición de la resistencia eléctrica estática o dinámica. La tensión de salida del puente de Wheatstone se expresa en milivoltios de salida por voltaje de entrada. El circuito de Wheatstone es también muy adecuado para la compensación de temperatura.

El número de medidores de galgas activas que deben ser conectadas al puente depende de la aplicación. Por ejemplo, puede ser útil para conectar galgas que están en lados opuestos de una viga, una en compresión y la otra en tensión.

En esta disposición, se puede doblar el valor de la salida para una misma presión. En instalaciones en las que todos los brazos están conectados a las galgas extensiométricas, la compensación de temperatura es automática, ya que los cambios de resistencia debido a variaciones de temperatura será la misma para todos los brazos del puente.

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