GALGAS EXTENSIOMÉTRICAS

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Linealización de una señal de Galgas Extensiométricas

Ruiz Frank Ingeniería Mecánica fruizb@est.ups.edu.ec

Resumen – Una galga extensiométrica es un dispositivo de uso común en pruebas y Medidas mecánicas. El medidor más común, el medidor de tensión resistiva, consiste en una red de bobinas o cables muy finos que cambian linealmente su resistencia dependiendo de la carga en el instrumento. Al usar un manómetro, puede conectar el manómetro directamente al dispositivo bajo prueba, aplicar fuerza y medir la carga detectando cambios en la resistencia. Los tensiómetros también se utilizan en sensores que detectan fuerza, aceleración, presión y vibración. Los tensiómetros se utilizan en la industria para medir con precisión grandes fuerzas, especialmente objetos pesados. También hay galgas extensométricas diseñadas para medir fuerzas pequeñas, pero no son comunes.

Abstract.- It is a device commonly used in mechanical testing and measurement. The most common meter, the resistive voltage meter, consists of a network of very fine coils or wires that change their resistance linearly depending on the load on the instrument. By using a pressure gauge, you can connect the pressure gauge directly to the DUT, apply force, and measure the load by detecting changes in resistance. Tensometers are also used in sensors that detect force, acceleration, pressure, and vibration. Tensometers are used in industry to accurately measure large forces, especially heavy objects. There are also strain gauges designed to measure small forces, but they are not common.

1. INTRODUCCION

Las galgas extensiométricas se utilizan para medir fuerzas y presiones se utilizan también en arquitectura civil para medir la deformación en puentes o en prensas para tratar de evitar que llegara un colapso sin que nos demos cuenta antes se utilizan también en robótica como sensores táctiles o incluso

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la construcción para conocer las cargas que tienen que soportar una grúa

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1. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Las galgas extensiométricas son básicamente sensores resistivos y como todo elemento resistivo su resistencia viene dada por su resistividad multiplicada por su longitud partido por la sección esto supone que cualquier cambio en la longitud en esa sección o en esa resistividad provocará cambios en la resistencia concretamente las ganas extenso métricas son resistencias variables por la deformación la ecuación básica de una galga nos dice que la resistencia de esa galga es una resistencia nominal el resultado multiplicada por uno más una constante k que se denomina constante dada o factor del alga multiplicada por la deformación la información es la variación de longitud normalizado en ese factor de algas están englobando tanto los efectos de variación de la longitud por la deformación es un efecto directo como las variaciones del área por la deformación como las variaciones de la resistividad por la deformación a este último efecto se le conoce como efecto pieza resistimos para que tengamos un orden de magnitud si consideramos un área un área por longitud constante un volumen constante que es habitual con deformaciones pequeñas y consideramos un material conductor que tiene una resistividad constante tendríamos un factor de galga de valor 2.

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Las galgas extensiométricas son resistencias variables por la deformación sin embargo no se utilizan principalmente para medir deformaciones se utilizan para medir esfuerzos mecánicos que provocan esas deformaciones lo que estamos viendo en esta gráfica es la relación entre la tensión mecánica y la deformación en la zona elástica la ley de Hook establece que la tensión mecánica que es fuerza partido por sección está relacionada con esa deformación mediante el módulo de Jiang o constante de rigidez mecánica así por tanto combinando ambas situaciones tendremos que la resistencia de galga nos puede proporcionar una medida de esa tensión mecánica.

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1. LIMITACIONES

En cuanto a las limitaciones que tenemos que considerar cuando estamos realizando medidas galgas extensiométricas la primera es que no nos debemos salir de esa zona de funcionamiento lineal porque tendríamos una lectura errónea al pasar a esa zona de influencia perdemos esa relación lineal entre la tensión mecánica y la deformación la siguiente limitación a considerar es que el esfuerzo debe transmitirse íntegramente a la nada la deformación de la galga debe ser igual a la deformación de la pieza por lo tanto se utilizan unos adhesivos especiales para asegurarnos de que esa deformación sea igual a la de la pieza que nosotros queremos medir.

También tenemos que tener en cuenta efectos como la sensibilidad transversal como el esquema de una larga extensión métrica que se utiliza para medir esfuerzos en la dirección x s su dirección fundamental de medida sin embargo fuerzas aplicadas en direcciones perpendiculares como esa fuerza en ellos aportan z también provocarán deformaciones en la galga y por lo tanto variaciones de esa resistencia que no están asociadas a esa fuerza en x que era lo que queríamos medir a este efecto no deseado se le conoce como sensibilidad transversal y se valora mediante esos parámetros s sub i y s sub z y realmente lo que quisiéramos es medir esfuerzos en varias direcciones existen configuraciones de cargas que nos permiten realizar estas medidas minimizando esos esfuerzos esas sensibilidades transversales.[pic 7]

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Otro factor a tener en cuenta es la temperatura como veremos posteriormente a las galgas les influye la temperatura sobre su resistencia nominal igual a cero por lo tanto para compensar esos efectos se pueden utilizar o bien galgas pasivas o galgas auto compensadas.

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Finalmente también hay que tener en cuenta que cuando unimos metales distintos aparecen fuerzas como electro motrices que pueden generar pequeñas diferencias de potencial y para tratar de minimizar ese efecto deberemos elegir materiales que tengan fuerzas tecnológicos motrices muy pequeños o bien trabajar con fuentes de alimentación de

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