sensores

SENSORES DE PESO

1. DEFINICION
Los sensores de peso son elementos capaces de medir un cambio en sus propiedades físicas debido a la interacción con un cuerpo y expresarlo en señal eléctrica, hidráulica entre otras. Existen diversos tipos de sensores de peso las cuales se detallan a continuación:
1.1. GALGAS EXTENSIOMETRICAS
Una galga extensiométrica es un transductor pasivo capaz de medirla deformación por efecto de fuerzas de diversos tipos: compresión, flexión, y/o tracción.
Están formadas por una base muy delgada no conductora sobre la cual va adherido un hilo metálico muy fino, de forma que la mayor parte de su longitud está distribuida paralelamente a una dirección determinada.
La resistencia del hilo es directamente proporcional a su longitud como se indica en la figura1.1, lo que hace que su resistencia se incremente cuando este elemento se alarga, de este modo las deformaciones que se producen en el objeto en el cual esta adherido, provocan una variación de la longitud y por consiguiente una variación de la resistencia.

FIGURA 1.1. Representación de la resistencia de un hilo conductor
Dónde:
R: Resistencia
: Resistividad del material
: Longitud delmaterial
: Sección transversal
Dicha ecuación se cumple para metales comunes y no metales a temperatura ambiente, sujetos a corriente continua o a baja frecuencia.
La forma constructiva de las galgas es como se muestra en la figura 1.2

FIGURA 1.2. (a) uniaxial, (b) Biaxial, (c) Roseta

1.2. CELDAS DE CARGA BASADAS EN GALGAS EXTENSIOMETRICAS
Las celdas de carga a base de galgas extensiométricasconsisten esencialmente en una célula que contiene una pieza de elasticidad conocida capaz de soportar la carga sin exceder su límite de elasticidad. A esta pieza esta cementada una galga extensiométrica que puede estar formada por varias espiras de hilo pegado a un soporte de papel o de resina sintética, o bien puede estar formada por bandas delgadas unidas con pegamento a la estructura sometidaa carga. Para obtener lecturas exactas y estables de las tensiones presentes en la estructura, el pegado de las galgas debe ser realizado con mucho detalle.
La tensión o compresión a la que somete el peso a la celda de carga hace variar la longitud del hilo metálico y modifica por lo tanto su resistencia eléctrica. Esta variación de resistencia se refleja a la salida de la celda de carga comouna señal analógica de voltaje generalmente expresada en el orden de los milivoltios.
El montaje utilizado para obtener la señal correspondiente a la deformación delas galgas extensiométricas es el puente de Wheatstone, cuyas configuraciones pueden ser simple, doble o completa.
La configuración simple mostrada en la figura 1.3 posee una sola galga en uno de los brazos del puente, lo que la hacepoco sensible y no compensada en temperatura.

FIGURA 1.3. Configuración de puente simple Wheatstone

La figura 1.4 muestra la configuración de puente doble, la misma que permite tener una mayor señal de salida para una alimentación dada y compensada en temperatura.

FIGURA 1.4. Configuración de puente doble de Wheatstone

Como se puede observar en la figura 1.5 se disponen de cuatrogalgas cada una en un brazo del puente de Wheatstone, lo que brinda una salida altamente sensible y compensada en temperatura.

FIGURA 1.5. Configuración de puente completo de Wheatstone

Las celdas de carga tienen varias clasificaciones de acuerdo a las características eléctricas, rangos de trabajo y diversos diseños mecánicos, detalle que se deben definir previamente a la selección de undeterminado tipo.
1.1.2.1 De compresión
Son sensores que miden su compresión a través de un botón de carga mecanizado como se muestra en la figura 1.6. El montaje se le debe hacer sobre una superficie plana para garantizar su excelente estabilidad a largo plazo. Dentro de sus aplicaciones más importantes están en el pesaje de tanques de compresión, tolvas y silos en todo tipo de industrias. La carga...