Galgas extensiometricas

1. MARCO TEORICO:
GALGA EXTENSIOMÉTRICA

Una galga extensométrica o extensímetro es un sensor basado en el efecto piezoresistivo. Un esfuerzo que deforma a la galga producirá una variación en su resistencia eléctrica. Inventado por los ingenieros Edward E. Simmons y Arthur C. Ruge en 1938.
En su forma más común, consiste en un estampado de una lámina metálica fijada a una base flexible yaislante. La galga se adhiere al objeto cuya deformación se quiere estudiar mediante un adhesivo, como el cianoacrilato. Según se deforma el objeto, también lo hace la lámina, provocando así una variación en su resistencia eléctrica.
Los materiales que suelen utilizarse para fabricar galgas son aleaciones metálicas, como por ejemplo constantán, nicrom o elementos semiconductores como por ejemplo elsilicio y el germanio. Es por ello que podemos clasificar las galgas en dos tipos: las metálicas y las semiconductoras.
FENÓMENO FÍSICO
Las galgas extensiométricas aprovechan la propiedad física de la resistencia eléctrica y su dependencia no sólo de la resistividad del conductor, la cual es una propiedad del propio material, sino también de la geometría del conductor. Cuando un conductoreléctrico es deformado dentro de su límite de elasticidad, de tal forma que no se produzca rotura o deformación permanente en el mismo, éste se volverá más estrecho y alargado. Este hecho incrementa su resistencia eléctrica. Análogamente, cuando el conductor es comprimido se acorta y ensancha, reduciendo así su resistencia al paso de corriente eléctrica. De esta manera, midiendo la resistencia eléctricade la galga, puede deducirse la magnitud del esfuerzo aplicado sobre el objeto.
GALGAS METÁLICAS
Las principales aleaciones que usan las galgas metálicas son:
• cobre y hierro
• platina y silicialista
• Constantán
• Nicrom o Karma
• Isoelastic
• Aleación de platino
• Aleaciones de Níckel-Cromo
• Nitróxido de Titán
Algunos de los materiales usados en el soporte de las galgas metálicaspueden ser
• Poliamida
• Epoxy
• Fibra de vidrio reforzada con epoxy
GALGAS SEMICONDUCTORAS
Los elementos más abundantes para fabricar estas galgas son
• Silicio
TRATAMIENTO DE LA SEÑAL
Para tratar la variación de voltaje se utilizará un puente de Wheatstone. Éste está formado por cuatro resistencias unidas en un círculo cerrado, siendo una de ellas la resistencia bajo medida. De esta manerapodremos medir resistencias desconocidas mediante el equilibrio de los brazos del puente..
USO REAL
Este sistema de medición es muy usado en construcción para ver los asentamientos que tiene el hormigón el siguiente mes de ser construido.

Esquema de medición de esfuerzo cortante en una viga.

Aplicación en la industria.
LIMITACIONES
• El esfuerzo aplicado no debe llevar a la galgafuera del margen elástico
• Se necesita una buena adhesión al objeto, para que la medida de la deformación sea correcta.
• Un incremento en la temperatura tiene como consecuencia una variación de la resistencia aún sin aplicar ningún esfuerzo.
• Coeficiente de dilatación de la galga parecido al del soporte para evitar tensiones mecánicas.
• Autocalentamiento de la galga por la disipación depotencia de alimentación.
VENTAJAS
• Pequeño tamaño
• Pueden ser alimentadas con corriente continua o corriente alterna
• Tienen una excelente respuesta en frecuencia
• Pueden utilizarse para medidas estáticas y dinámicas
• Compensación de temperatura relativamente fácil
• No son influidas por los campos magnéticos
DESVENTAJAS
• Señal de salida débil
• Pequeño movimiento de la galga
• Altasensibilidad a las vibraciones
• Estabilidad dudosa a lo largo del tiempo (el envejecimiento de los adhesivos puede afectar a su funcionamiento).
• Para umbrales pequeños la técnica de construcción es cara
En la práctica, las mediciones de tensión rara vez involucran cantidades mayores a unas pocas milésimas de tensión (e x 10-3). Por tanto, la medición de tensión requiere de exactitud en la...