Galgas Extensiometricas
Páginas: 18 (4258 palabras)
Publicado: 19 de octubre de 2014
CAPITULO 3
Galgas extensométricas: sus tipos y principios.
En este capítulo se estudiara el tema de los transductores de fuerza. Para entender lo que
es un transductor de fuerza es necesario definir lo que es un transductor:
Transductor, dispositivo al que se aplica una energía de entrada y devuelve una
energía de salida; esta energía de salida suele ser diferente al tipo de energía deentrada.
Por ejemplo, en un medidor de temperatura una espiral metálica convierte la energía
térmica aplicada, en el movimiento mecánico de la aguja del marcador. Debido a la
facilidad con la que se transmite y amplifica la energía eléctrica, los transductores más
utilizados son los que convierten otras formas de energía, como calor, luz o sonido, en
energía eléctrica. Algunos ejemplos son losmicrófonos, que convierten la energía
sonora en energía eléctrica; los materiales fotoeléctricos, que convierten la luz en
electricidad, y los cristales piroeléctricos, que convierten calor en energía eléctrica8.
3.1 Tipos de transductores(9)
Existen muchos tipos de transductores y son usados con su instrumentación
dependiendo de su complejidad. En el diseño de un sistema de medición defuerzas,
para una aplicación. Es útil entender el principio de operación del transductor a usar, así
como sus características de operación.
Para nombrar algunos de ellos y sus subtipos se hizo la siguiente tabla:
1. Galgas extensométricas ( células de carga)
Ø Elementos elásticos
Ø Galgas extensométricas de resistencia eléctrica
Ø (Galgas extensométricas de hoja
Ø Galgas extensométricassemiconductoras.
Ø Galgas extensométricas de capa delgada
Ø Galgas extensométricas de cable.
2. Cristales piezoeléctricos
Ø Transductores multi-componentes de fuerza
3. Medidores de fuerza a través de presión
Ø Células de carga hidráulica
Ø Células de carga neumática
4. Otros tipos
Ø Elementos elásticos
Ø Elementos magneto- elásticos
Ø Elementos vibratorios.
Ø Elementos dinámicosØ Elementos de deformación plástica.
3.1.1 Células de carga. (9)
Este es el tipo más común de transductor de fuerza, y un claro ejemplo de un elemento
elástico. Cada célula esta basada en un elemento elástico, a los cuales se les adhiere
varias galgas de resistencia eléctrica. La forma geométrica y el modulo de elasticidad
del elemento determinan la magnitud del campo de deformaciónproducido por la
acción de la fuerza. Cada extensómetro, responde a la deformación local y su posición,
y la medida de la fuerza es determinada por la integración de estos valores individuales.
Las capacidades de carga de estos extensómetr os varían de 5 N a 50 MN. Estas galgas
son las más usadas en el mercado y pueden ser usadas con indicadores de alta
resolución digital.
3.1.2 Loselementos elásticos. (9)
La forma del elemento elástico usado en estos extensómetros depende de muchos
factores incluyendo los rangos de fuerza a medir, limites dimensionales, e incluso el
costo de producción.
La siguiente figura muestra una selección de diferentes elementos elásticos y nos
proporciona sus rangos típicos de carga. Las flechas indican el eje de cada elemento.
a) Cilindro decompresió n 50 kN a 50 MN
b) Cilindro de compresión (hueco) 10 kN a 50 MN
c)
Anillo toroidal 1 kN a 5 MN
d) RAnillo 1 kN a 1 MN
e) Viga-S 200 N a 50 kN
f) Viga de doble fin 20 kN a 2 MN
g) Viga de doble pandeo (simplificado) 500 N a 50 kN
h) Viga en cortante 1 kN a 500 kN
i) Viga de doble pandeo 100 N a 10 kN
j) Cilindro a tensión 50 kN a 50 MN
Figura 3.1 Formas de células de carga.Cada elemento esta diseñado para medir la fuerza a lo largo de su eje principal y que no
sean afectadas por otras fuerzas.
El material usado para el elemento elástico es usualmente, acero para herramientas,
acero inoxidable, aluminio o cobre, en general materiales que tengan la ayuda de tener
una relación linear entre esfuerzo y deformación, con baja histéresis. También tiene que
tener...
Galgas extensométricas: sus tipos y principios.
En este capítulo se estudiara el tema de los transductores de fuerza. Para entender lo que
es un transductor de fuerza es necesario definir lo que es un transductor:
Transductor, dispositivo al que se aplica una energía de entrada y devuelve una
energía de salida; esta energía de salida suele ser diferente al tipo de energía deentrada.
Por ejemplo, en un medidor de temperatura una espiral metálica convierte la energía
térmica aplicada, en el movimiento mecánico de la aguja del marcador. Debido a la
facilidad con la que se transmite y amplifica la energía eléctrica, los transductores más
utilizados son los que convierten otras formas de energía, como calor, luz o sonido, en
energía eléctrica. Algunos ejemplos son losmicrófonos, que convierten la energía
sonora en energía eléctrica; los materiales fotoeléctricos, que convierten la luz en
electricidad, y los cristales piroeléctricos, que convierten calor en energía eléctrica8.
3.1 Tipos de transductores(9)
Existen muchos tipos de transductores y son usados con su instrumentación
dependiendo de su complejidad. En el diseño de un sistema de medición defuerzas,
para una aplicación. Es útil entender el principio de operación del transductor a usar, así
como sus características de operación.
Para nombrar algunos de ellos y sus subtipos se hizo la siguiente tabla:
1. Galgas extensométricas ( células de carga)
Ø Elementos elásticos
Ø Galgas extensométricas de resistencia eléctrica
Ø (Galgas extensométricas de hoja
Ø Galgas extensométricassemiconductoras.
Ø Galgas extensométricas de capa delgada
Ø Galgas extensométricas de cable.
2. Cristales piezoeléctricos
Ø Transductores multi-componentes de fuerza
3. Medidores de fuerza a través de presión
Ø Células de carga hidráulica
Ø Células de carga neumática
4. Otros tipos
Ø Elementos elásticos
Ø Elementos magneto- elásticos
Ø Elementos vibratorios.
Ø Elementos dinámicosØ Elementos de deformación plástica.
3.1.1 Células de carga. (9)
Este es el tipo más común de transductor de fuerza, y un claro ejemplo de un elemento
elástico. Cada célula esta basada en un elemento elástico, a los cuales se les adhiere
varias galgas de resistencia eléctrica. La forma geométrica y el modulo de elasticidad
del elemento determinan la magnitud del campo de deformaciónproducido por la
acción de la fuerza. Cada extensómetro, responde a la deformación local y su posición,
y la medida de la fuerza es determinada por la integración de estos valores individuales.
Las capacidades de carga de estos extensómetr os varían de 5 N a 50 MN. Estas galgas
son las más usadas en el mercado y pueden ser usadas con indicadores de alta
resolución digital.
3.1.2 Loselementos elásticos. (9)
La forma del elemento elástico usado en estos extensómetros depende de muchos
factores incluyendo los rangos de fuerza a medir, limites dimensionales, e incluso el
costo de producción.
La siguiente figura muestra una selección de diferentes elementos elásticos y nos
proporciona sus rangos típicos de carga. Las flechas indican el eje de cada elemento.
a) Cilindro decompresió n 50 kN a 50 MN
b) Cilindro de compresión (hueco) 10 kN a 50 MN
c)
Anillo toroidal 1 kN a 5 MN
d) RAnillo 1 kN a 1 MN
e) Viga-S 200 N a 50 kN
f) Viga de doble fin 20 kN a 2 MN
g) Viga de doble pandeo (simplificado) 500 N a 50 kN
h) Viga en cortante 1 kN a 500 kN
i) Viga de doble pandeo 100 N a 10 kN
j) Cilindro a tensión 50 kN a 50 MN
Figura 3.1 Formas de células de carga.Cada elemento esta diseñado para medir la fuerza a lo largo de su eje principal y que no
sean afectadas por otras fuerzas.
El material usado para el elemento elástico es usualmente, acero para herramientas,
acero inoxidable, aluminio o cobre, en general materiales que tengan la ayuda de tener
una relación linear entre esfuerzo y deformación, con baja histéresis. También tiene que
tener...
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