SENSORES DE DEFORMACIÓN

1. GALGAS EXTENSIOMETRICAS
Objetivos
  • Describir los conceptos básicos relacionados con la medición de fuerza.
  • Definir galga extensiométrica.
  • Describir factor de galga.
  • Analizar los circuitos utilizados con galgas.
  • Analizar la compensación por temperatura.
  • Estudiar los problemas asociados a los efectos de los conductores.
  • Describir los métodos para la eliminación del offset.
  • Analizar los diferentes tipos de celdas de cargas.
  • Resolver problemas relacionados con galgas.

CONCEPTOS DE ESFUERZOS EN GALGAS(pulse aqui)

NOCIONES DE GALGAS EXTENSIOMETRICAS (Pulse aqui para ampliar el tema)
Una galga extensiométrica consiste de un alambre muy fino, o más comúnmente un papel metálico arreglado en forma de rejilla como se muestra en la figura. Esta forma de rejilla permite aprovechar la máxima cantidad de material de la galga sujeto a la tensión a lo largo de su eje principal.

Ventajas y desventajas. Su principal ventaja es su linealidad; también presentan una baja impedancia de salida. Su principal desventaja es su dependencia de la temperatura, lo que provoca que, a veces, haya que diseñar circuitos electrónicos para compensar esa dependencia.


FACTOR DE GALGA (Pulse aqui para ampliar el tema)El parámetro que define la sensibilidad de una galga se conoce como factor de galga GF, y es definido como el cociente entre el cambio fraccional de la resistencia eléctrica y la tensión e. En la figura se aprecia el cálculo del factor de galga. El factor de galga al igual que la tensión e es adimensional.

CONFIGURACIONES DE LOS CIRCUITOS PUENTE
El circuito más comúnmente empleado con galgas es el circuito puente. En la figura de abajo a la izquierda se muestra la conexión de un circuito puente con una galga. La galga es colocada en una de las ramas del puente. La resistencia en la rama inferior se selecciona de manera que sea igual a la resistencia de la galga cuando no está siendo sometida a tensión. (RG = R3). Las dos resistencias restantes del puente se escogen iguales (R2 = R1)



Compensación de temperatura


Reducción del efecto de los conductores


Un cuarto de puente
Medio puente
Feedback en el punto de alimentación
Para corregir la caída de voltaje en los conductores de alimentación de la(s) galga(s) del puente algunos circuitos de acondicionamiento de galgas emplean una característica llamada medición remota de la excitación. Dos métodos se emplean:

Medición del voltaje de excitación por un segundo canal
Eliminación del offset: Existen básicamente tres métodos de eliminar el offset inicial:

a. Compensación por software. En este primer método se compensa el voltaje inicial por software, Se mide el voltaje inicial antes de aplicar un esfuerzo. Este voltaje inicial es usado para compensar como se muestra en las ecuaciones arriba indicadas.
b. Ajuste a cero en el circuito puente. En este método se emplea una resistencia variable o potenciómetro para ajustar el voltaje de salida a cero.
c. Se añade un voltaje ajustable DC a la salida del amplificador de instrumentación.
Autoevaluación
  • Defina los términos: presión o esfuerzo, deformación, esfuerzo principal, esfuerzo transversal, relación de Poisson, módulo de elasticidad de Young.
  • Describa lo que es una galga extensiométrica.
  • ¿ Qué se entiende por factor de galga?
  • ¿ Cuál será la variación en el voltaje de salida de un circuito puente que usa una galga de 120 W con factor de galga de 2, una galga dummy para compensar la temperatura de 120 W y dos resistencias con valor de 120 W, cuando se aplica una deformación de 1000 me? La alimentación del circuito puentes es de 10 V.
  • ¿ Cuál será el offset de voltaje que introducirán el empleo de conductores de 2 W en el circuito puente ? ¿ Cuál será el error que introducirá en la medición de la deformación?
  • ¿ Cómo se puede minimizar el efecto de los conductores en un circuito puente?

ELEMENTOS COMERCIALES
  1. TRANSDUCTORES DE PRESCISION DE LA MARCA PROMAR S.A. Haga la busqueda al lado derecho de la hoja en descarga de PDFs y en modelos.