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Galgas extensiométricas

¿Qué son las galgas extensiométricas?

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

Principios de 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. La tensión 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.

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 deformación activos que deben ser conectados 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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