Tipos de galgas extensométricas: características y aplicaciones

El medidor de tensión es un transductor pasivo que convierte el alargamiento y la compresión mecánicos en tensión de resistencia. Fue inventado en 1938 por Arthur Claude Ruge y Edward E. Simmons. Existen diferentes tipos de galgas extensiométricas y se utilizan para encontrar vibraciones, se utilizan para calcular la deformación y las tensiones asociadas y, a veces, también se utilizan para encontrar la fuerza y ​​la presión aplicadas. En el campo geotécnico, las galgas extensométricas son sensores importantes. La dirección, resolución y tipo de deformación son los factores importantes a considerar antes de seleccionar los tipos de medidor de tensión o medidor de tensión. A continuación se explican los diferentes tipos de galgas extensométricas y sus aplicaciones.

¿Qué es un medidor de tensión?

El medidor de tensión es un transductor pasivo que se utiliza para medir la tensión y la tensión, el desplazamiento, la fuerza y ​​la presión. Funciona según el principio del “efecto piezorresistivo”. El medidor se une a un objeto usando un adhesivo de tensión.

Conceptos básicos de galgas extensométricas

Todos los días ingeniería construya estructuras más livianas y eficientes mientras cumple con estrictos estándares de seguridad y durabilidad. Para lograr este equilibrio entre seguridad, durabilidad y eficiencia, los ingenieros utilizan galgas extensiométricas para medir los límites de tensión de sus materias primas. Los medidores monitorean la cantidad de tensión superficial que un material puede soportar. Un medidor de tensión típico se compone de tres capas: capa superior laminada, elemento sensor y capa base de película plástica.

Cuando una galga extensiométrica se adhiere a una superficie sometida a tensión, se deforma o flexiona al unísono con esa superficie, provocando un cambio en la resistencia eléctrica proporcional a la tensión aplicada a la superficie. Luego se puede usar una fórmula para convertir las fluctuaciones de resistencia en una lectura de tensión precisa. Los medidores están disponibles en diferentes configuraciones, elegir el medidor de deformación adecuado para su aplicación depende de la dirección en la que corre la deformación principal, el tipo de deformación que está midiendo y el área de medición objetivo. Esta es la base de la galga extensiométrica.

Tocón

Tome un objeto de longitud 'L0', aplica la fuerza 'F' a ambos lados de un objeto. Si aplicamos una fuerza igual al objeto, la longitud del objeto cambiará.

Anteriormente, la longitud del objeto es L0después de la fuerza aplicada a este objeto, la longitud es L. El cambio de longitud se toma como dLdonde dL=L-L0. La deformación se define como una relación entre el cambio de longitud y la longitud original.

Deformación = cambio en longitud/longitud original = dL/ L0

Esta es la fórmula para medir la tensión. Hay dos tipos de cepas: cepa positiva y cepa negativa. Supongamos que estamos usando el único conductor eléctrico o cable eléctrico en un medidor de tensión que puede pasar electricidad a través de él. Independientemente de las fuerzas, vibraciones y presiones aplicadas a los calibres del cable, debido a las vibraciones y la fuerza aplicada, las dimensiones del conductor también cambian.

El cambio en la dimensión también cambiará en la resistencia, este cambio en la resistencia encontrará la fuerza aplicada o la vibración o la presión. Aquí, el cambio de dimensión es la deformación. Este es el principio básico de la galga extensiométrica.

Tipos de galgas extensiométricas

Hay diferentes tipos de medidores de tensión que incluyen lo siguiente.

Galgas extensométricas lineales LY

Las galgas extensiométricas LY lineales miden la deformación en una sola dirección. LY1-LY9 son los tipos de galgas extensométricas lineales LY con diferentes tamaños y geometrías. Los DY11, DY13, DY1x, DY41, DY43, DY4x son galgas extensométricas lineales duales.

Rosetas de galgas extensométricas

Los diferentes tipos de rosetas de galgas extensométricas son la roseta de membrana, la roseta T, la roseta rectangular y la roseta delta.

Galgas extensométricas de roseta de diafragma

Las galgas extensométricas de roseta de diafragma se utilizan para medir el desplazamiento, la velocidad, la presión y la fuerza, así como para medir la deformación elástica de materiales y estructuras desarrolladas bajo cargas dinámicas y estáticas. Los medidores de tensión se utilizan en la fabricación de vagones de ferrocarril, ingeniería mecánica, producción de aviones y misiles, y otras industrias.

Galga extensiométrica con roseta en T (0-900)

La roseta en T es una galga extensiométrica de roseta de dos elementos. En la rosa T, las dos cuadrículas son mutuamente perpendiculares.

Rosetón rectangular (0- 450-900)

También se conoce como galga extensiométrica de roseta rectangular de tres elementos que consta de tres rejillas. Las cuadrículas segunda y tercera están compensadas angularmente por 450 y 900 respectivamente. Rosetón delta: La roseta delta también se conoce como medidor de tensión de roseta delta de tres elementos, la segunda y la tercera rejillas son 600 y 1200 lejos de la primera puerta.

A continuación se muestran las cifras para las galgas extensométricas de roseta en T, roseta rectangular y roseta delta.

Galgas extensométricas de cuarto de puente, medio puente y puente completo

A continuación se describen las galgas extensiométricas tipo cuarto, medio puente y puente completo.

Galga extensiométrica tipo cuarto de puente

El cuarto de puente tipo I y el cuarto de puente tipo II brindan información sobre las configuraciones de galgas extensométricas de cuarto de puente.

Cuarto de puente Tipo I

El cuarto de puente Tipo I mide la tensión de flexión o la tensión axial. La tensión de flexión también se conoce como tensión de impulso. El esfuerzo de flexión se define como la relación entre el esfuerzo de flexión y el módulo de elasticidad de Young. Las galgas extensiométricas utilizadas en la configuración de la deformación momentánea se pueden utilizar para determinar la carga vertical. La deformación axial se define como una relación entre la deformación axial y el módulo de Young, para determinar las cargas axiales se utilizan galgas extensométricas en deformación axial.

En el cuarto de puente Tipo I, se monta un solo elemento de galga extensiométrica en la dirección de la deformación por flexión o de la deformación axial. donde r1 y R2 (resistencias de terminación de medio puente); R3 es una resistencia de terminación de cuarto de puente y R4 es también un elemento medidor de tensión activo que mide la tensión de tracción. A continuación se muestran los diagramas de circuito de tensión axial, tensión de flexión y cuarto de puente Tipo I y Tipo II.

Cuarto de puente Tipo II

El Cuarto de Puente Tipo II también mide la tensión de flexión o la tensión axial. donde r1 y R2 (resistencias de terminación de medio puente); R3 (elemento sensor de temperatura de cuarto de puente) y R4 (un elemento medidor de tensión activo que mide la tensión de tracción).

Galgas extensométricas tipo medio puente

Half-bridge Type I y Half-bridge Type II brindan información sobre las configuraciones de galgas extensométricas de medio puente.

Medio puente tipo I

Mide la flexión o la deformación axial. En tipo IR1 y R2 (resistencias de terminación de medio puente); R3 (mide la compresión por efecto Poisson); y R4 (mide el esfuerzo de tracción).

Medio puente tipo II

No mide la deformación axial, solo la deformación por flexión. En tipo II R1 y R2 (resistencias de terminación de medio puente); R3 (mide el esfuerzo de compresión); y R3 (mide el esfuerzo de tracción).

El medio puente axial tipo I y tipo II La deformación, la deformación por flexión y los diagramas de circuito se muestran a continuación.

Galgas extensométricas de puente completo

El puente completo tipo I, tipo II y tipo III proporciona información sobre las configuraciones de galgas extensométricas de puente completo.

Puente completo Tipo I y Tipo II

Tanto el tipo I como el tipo II miden la deformación por flexión solamente. En tipo IR1 y R3 (los elementos activos de galgas extensométricas miden la tensión de compresión); R2 y R4 (El elemento medidor de tensión activo mide la tensión de tracción). En tipo II R1 (los elementos de galgas extensométricas activas miden el efecto Poisson compresivo); R2 (los elementos activos de galgas extensométricas miden el efecto Poisson de tracción); R3 (El elemento medidor de tensión activo mide la tensión de compresión); y R4 (los elementos activos de medición de tensión miden la tensión de tracción);

Puente completo tipo III

El puente completo Tipo III rechaza la tensión de flexión y solo mide la tensión axial. donde r1 y R3 (los elementos de galgas extensométricas activas miden el efecto Poisson compresivo); R2 y R4 (Los elementos activos de medición de tensión miden la tensión de tracción). El número total de elementos de galgas extensiométricas activos en el Tipo III es cuatro, donde dos elementos de galgas extensiométricas activos están montados en la dirección de la deformación axial (uno está montado en la parte superior y el otro está montado en la parte inferior) y los otros dos elementos actúan como una galga de Poisson. .

Productos de galgas extensométricas

En la siguiente tabla se muestran algunos tipos de productos de galgas extensométricas con rango de medición, marca y costo.

Las características

Las características de las galgas extensométricas son

• Los medidores de tensión son muy precisos.
• Para comunicación a larga distancia son ideales
• Requieren fácil mantenimiento
• Tienen una larga vida
• Para la instalación a largo plazo, las galgas extensométricas son adecuadas

Aplicaciones

Las aplicaciones de la galga extensiométrica son

• Aeroespacial
• Puentes de cables
• Monitoreo ferroviario
• Gestión de par y potencia en equipos rotativos
• Estrés residual
• Medición de vibraciones y pares
• Medición de flexión y deflexión
• Medición de tensión, deformación y compresión

Ventajas

Las ventajas de la galga extensiométrica son

• Poco costoso
• Asequible
• Exacto

preguntas frecuentes

1). ¿Cuál es el rango de longitud del calibre?

El rango de longitud del calibre es de 3 a 6 mm para aplicaciones comunes.

2). ¿Cuáles son las consideraciones de selección de galgas extensométricas?

Las consideraciones de selección de galgas extensiométricas incluyen la longitud y el ancho de la galga, la configuración de la lengüeta de soldadura, la disponibilidad, el material de respaldo, la cantidad de galgas y la disposición de las galgas en el patrón de galgas.

3). ¿Cuál es el rango de resistencia de las galgas extensométricas?

El rango de resistencia de la galga extensiométrica es de 30 a 3k ohmios.

4). ¿Qué es el módulo de Young?

El módulo de Young se define como la relación entre el esfuerzo de tracción y el esfuerzo de tracción.

5). ¿Cuáles son los tipos de cepas?

La deformación axial, la deformación por flexión, la deformación por torsión, la deformación por corte y la deformación por compresión son los cinco tipos de deformación.

En este articulo tipos de galgas extensiométricas y sus aplicacionesSe analizan las ventajas de las galgas extensométricas, algunos productos de galgas extensométricas con rango de medición y modelo, características, conceptos básicos de las galgas extensométricas y diferentes tipos de galgas extensométricas con diagramas. Aquí hay una pregunta para usted: ¿cuáles son las características del medidor de tensión?