CAPITULOS LIBRO DE EL PERFUME

Sensores y Acondicionamiento de Señales

PRÁCTICA
GALGAS EXTENSOMÉTRICAS

INTRODUCCIÓN.
Esta práctica tiene como objetivo profundizar en el conocimiento y manejo de las galgas
extensométricas, sensores especialmente utilizados para la medida de microdeformaciones.
La circuitería eléctrica que acompaña a las medidas con galgas extensométricas suele estar formada
básicamente por un puentede Wheastone cuya sensibilidad dependerá del número de galgas utilizadas
y su colocación, además de una o varias etapas amplificadoras.
El circuito propuesto en esta sesión de prácticas está formado por tres etapas:
• Puente de Wheastone.
• Dos etapas amplificadoras.
• Circuito activador de alarmas cuyo objetivo es discriminar entre deformaciones: seguras, aceptables y
peligrosas.DESARROLLO
PUENTE DE WHEASTONE CON DOS GALGAS EN UNA CONFIGURACIÓN DE PUSH-PULL.

Estudio del puente de Wheastone.
¿Para qué se utiliza el diodo zener de 2,4V en la figura 1?
¿Podría cambiarse la resistencia R1 de la figura 1 por otra de 5kΩ?.
(NOTA: suponga que el zener necesita una corriente mínima de 150μA para polarizarse
convenientemente y que como máximo soporta 150 mA).
¿Para qué seutiliza el potenciómetro P1? Calcule la posición que debe tener el potenciómetro si las
galgas 1, RG1, y 2, RG2, en reposo tiene un valor RG1=121Ω, RG2=119Ω.
Se desea medir la deformación experimentada por una placa que está sujeta en uno de sus extremos, al
flexionarla. Para ello se dispone de dos galgas que se han de colocar en un puente de Wheatstone. Debe
indicar en qué brazos se han de colocarlas galgas para obtener una máxima sensibilidad. ¿Por qué?
Estudie todas las combinaciones posibles e indique el valor de la tensión de salida (UA-UB, según la
figura 1) en cada caso.
¿Afecta la temperatura a la medida en la configuración elegida en el apartado anterior? Razone su
respuesta ¿Qué potencia disipan las galgas?

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R1 = 33Ω 1/2W DZ1= 2,4V 1/4W

Figura 1.-Puente de Wheastone para medida de la variación de la resistencia en las galgas.
NOTA: LA Corriente máxima que circula por la galga en condiciones estáticas es de 10mA.
Estudio de la etapa amplificadora.
Calcule la ganancia del amplificador de instrumentación. Calcule su variación posible si la resistencia
de 70Ω tiene una tolerancia del 5%
Calcule la ganancia delamplificador inversor-restador.
¿Qué modificaría para aumentar el rango de la señal de salida?
¿Cómo se ajusta el offset del circuito, es decir, cómo se consigue una salida de 0v para la condición
inicial de medida? ¿Se le ocurre otra forma posible a partir del patillaje del AD620?

Figura 2.- Etapa amplificadora
Estudio del circuito discriminante de deformaciones.
Se debe diseñar un circuitoque permita discriminar en 3 zonas de funcionamiento de la galga:
- Zona segura
- Zona media
- Zona crítica
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Para ello se propone el esquema de la figura 3, u otro alternativo que Ud. proponga.
¿Cuáles son los umbrales de la tensión Uo, para los que conduce cada uno de los LEDs?.
¿Qué ocurriría si no estuviera el diodo zener de la figura 3 (2.7V)? ¿Y si se sustituye por otro zéner de
valor 2.4 V?

Figura 3.-Circuito discriminante de deformaciones
Realización práctica
Los potenciómetros especificados en las diferentes figuras deben ser todos multivuelta. Para la
realización práctica del montaje con dos galgas, se debe pegar 2 galgas a una probeta, en cada terminal
se debe soldar un cable del calibre 22.
El montaje que deberealizarse es el de la figura 1, asegurándose de que se trata de una configuración
en PUSH-PULL. Realice medidas que comprueben su elección del montaje de máxima sensibilidad a
partir de las conclusiones que obtuvo considerando todas las combinaciones posibles a la hora de
colocar las galgas en los brazos del puente de Wheatstone.
Ajustes previos
Los siguientes ajustes deben realizarse sin...