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Galgas Extensométricas

Efecto piezorresistivo:
Se trata de sensores resistivos los cuales al estar sometidos a un esfuerzo mecánico presentan variación en su resistencia. Dicho efecto fue descubierto por Lord Kelvin en 1856. El cambio de longitud resultante de aplicar una fuerza a una pieza, que para efectos del análisis será unidimensional, viene dada por la ley de Hooke:


Donde E(módulo de Yang) es una constante del material, ε es la deformación unitaria (adimensional) y σ será la tensión mecánica aplicada.
Es entonces evidente que hay una relación entre el cambio de resistencia en el material y la deformación presente en el material producto de una fuerza externa. Si se conoce la relación entre la deformación y la fuerza que la provoca, es entonces posible saber mediante elcambio en la resistencia obtener una magnitud de la fuerza aplicada en el material. Un resistor empleado de forma que su resistencia sea proporcional a la deformación se le conoce como galga extensométrica.
Este tipo de transductores tienen una gran cantidad de consideraciones que se deben de tener en cuenta al emplear este tipo de dispositivos. Lo anterior no ha impedido que durante muchotiempo se hayan empleado ampliamente.
Uno de los factores a considerar es que el esfuerzo aplicado no se debe llevar a la galga fuera del margen elástico de deformaciones, el cual no suele ser más del 4% de la longitud total de la galga. En segundo lugar, la medida del esfuerzo solo será correcta si el esfuerzo es transmitido totalmente a la galga, lo que logra con un adhesivo elástico que seaestable con el tiempo y la temperatura. Añadido a lo anterior la galga debe estar aislada térmicamente del ambiente y también aislada eléctricamente del objeto del que se mide el esfuerzo.
También se parte del hecho que el esfuerzo este aplicado sobre un estado plano de deformaciones y que no hay esfuerzos en la dirección perpendicular a la superficie de la galga. Para procurar que la resistencia dela galga sea despreciable se disponen varios tramos longitudinales y en el diseño se procura que los tramos transversales tengan mayor sección.

La temperatura es también una fuente de interferencias, pues afecta la resistividad del metal y el módulo del material. Esto puede causar lecturas erróneas pues sin que haya un esfuerzo aplicado en la galga el valor de la resistencia puede cambiar. Unaforma de solucionar esto es colocando otra galga, denominada “pasiva” con iguales propiedades junto a la galga que realiza la medición, solo que la galga pasiva no mide el esfuerzo mecánico, solo se emplea para ver los efectos de temperatura. Una fuente de calor para la galga es el calor que ella misma genera por efecto Joule.

Tipos
Este tipo de sensores se fabrican con diversos materiales,se emplean varios tipos de materiales metálicos conductores, donde es común encontrarse con diversas aleaciones. También se emplean ampliamente los hechos con materiales semiconductores como el germanio y el silicio. Las que emplean un metal tienen la cualidad de tener un bajo coeficiente de temperatura, esto al compensar la pérdida de movilidad de los electrones al incrementar la temperatura conel aumento de su concentración.


Campos de aplicación
Estos dispositivos eléctricos son utilizados para medir la deformación, presión, carga, torque, posición, entre otras cosas, utilizando el efecto piezorresistivo, el cual es la propiedad que tienen ciertos materiales de cambiar el valor nominal de su resistencia eléctrica cuando se le someten a ciertos esfuerzos.







Básica ala medición con galgas extenso métricas
• Medición electrónica de magnitudes mecánicas
• Barras de prueba para tracción, flexión y torsión
• Amplificador universal de 1 canal




Las galgas cumplen un papel crucial al crear la resistencia para su medición, sin embargo se necesita todo el sistema de adquisición para conseguir los datos y trabajar con ello








Pt100 y pt1000...