En varias esferas modernas de la actividad humana, existe la necesidad de controlar diferentes estructuras midiendo los parámetros y el estado actual de este elemento. Los sensores de galgas extensométricas son asistentes indispensables en este asunto.
Las tecnologías líderes utilizan cada vez más galgas extensiométricas electrónicas, entre las cuales los modelos de dispositivos resistentes a la deformación son los más utilizados. Los elementos de galgas extensométricas pueden medir peso, fuerza, presión, movimiento, etc.
Las galgas extensiométricas se utilizan mucho en básculas, máquinas industriales, varios motores, en la industria de la construcción y en muchas otras áreas.
Tipos de sensores
En diversas industrias, se utiliza una gran variedad de transductores de galgas extensométricas. Existen los siguientes tipos de dispositivos:
- herramientas de medición de fuerza: los sensores buscan cambios en la fuerza y los parámetros de carga;
- dispositivos para medir la proyección de aceleración - acelerómetros;
- medios de medición para mover materiales de prueba;
- dispositivos de presión de galgas extensiométricas – caracterizados por el control de los parámetros de presión de varios elementos en diferentesambientes;
- transductores de par de deformación.
Para las básculas, las células de carga son el elemento estructural más típico. Dependiendo de la aplicación de la estructura de la superficie de recepción de carga, se utilizan los siguientes tipos de sensores:
- dispositivos tipo consola;
- instrumentos de medida en forma de letra latina S;
- células de carga en forma de disco;
- Dispositivos de medición que se asemejan vagamente a la forma de un barril.
Existe una clasificación de las galgas extensométricas de medición, según las características de diseño: el elemento de sensibilidad. El material de origen define los siguientes modelos:
- alambre - creado en forma de alambre, el material es nicromo de dos componentes, fechral compuesto elemental, aleación termoestable constantan;
- galgas extensométricas de lámina: utilice tiras finas de lámina;
- sensores semiconductores: hechos de elementos químicos como silicio, galio, germanio.
Principio de funcionamiento
El principio del dispositivo se basa en el efecto tensor. Su esencia radica en cambiar la resistencia de trabajo de los elementos semiconductores durante su tensión o compresión - deformación mecánica.
Las galgas extensométricas son un conjunto constructivo de galgas extensométricas, que tiene un punto comunicativo en el panel. Este último está conectado al material para la medición. Diagrama funcional de funcionamientomedidor de tensión es que hay un impacto en el elemento de sensibilidad. El dispositivo se conecta a una fuente de alimentación mediante tomas eléctricas que están en contacto con la placa sensible.
Los puntos de contacto se caracterizan por la presencia de tensión constante. La celda de carga se hace cargo de la pieza a través de un sustrato especial. La masa de material interrumpe el circuito debido a distorsiones deformacionales. El proceso resultante se transforma en una señal de corriente eléctrica.
El sensor de presión del extensómetro se usa a menudo con extensómetros de CA. En este sistema, se realiza una modulación de amplitud del voltaje, que se alimenta directamente a los sensores del transductor.
Dispositivo de celda de carga
El instrumento de medición de deformación consta de:
- elemento elástico;
- galga extensiométrica;
- caja del dispositivo;
- conector sellado.
Debajo del elemento elástico se entiende un cuerpo que asume la carga. Está hecho principalmente de grados de acero especiales que han sido tratados térmicamente por adelantado. Esto tiene un impacto en la obtención de lecturas estables. La forma de fabricación se presenta en forma de varilla, anillo o consola. La estructura de barras tiene más demanda y está más extendida.
Una galga extensiométrica es un conjunto de resistencia de alambre o lámina que se pega a una varilla. Esta parte del sensor de galgas extensométricas cambia su resistencia en relación con la deformación de la varilla, y la distorsión de deformación, a su vez, es proporcional acarga.
El cuerpo del dispositivo de medición protege la estructura interna de todo tipo de daños mecánicos, incluidos los efectos negativos del medio ambiente. La carcasa cumple con el estándar internacional y tiene varias formas.
El conector sellado herméticamente es necesario para comunicar el sensor con equipos adicionales (balanzas, amplificadores, etc.) a través de un cable. Hay varios esquemas de conexión. Las características de diseño de algunas celdas de carga permiten el reemplazo del cable.
Sensores de medición de fuerza
Los sensores de fuerza de deformación tienen otro nombre común: dinamómetros. Estos instrumentos de medición son una parte integral del equipo de pesaje. Difícilmente se puede sobrestimar su necesidad, ya que funcionan en todos los sistemas tecnológicos automatizados de cualquier producción. Se han utilizado en agricultura, medicina, metalurgia, industria automotriz, etc.
En este método de medición, ocurren muchas manipulaciones, y de acuerdo con esto, se distinguen varios tipos de celdas de carga:
- táctil - subdividido en transductores de esfuerzo, deslizamiento y tacto;
- resistivo: use un medidor de tensión y tenga una señal de salida lineal;
- piezorresonante - caracterizado por efecto directo e inverso, que proporciona un sensor especial - resonador;
- piezoeléctrico - resistente a la temperatura ambiente, alta resistencia, utiliza un efecto piezoeléctrico directo;
- magnético –operar sobre el fenómeno de la magnetoestricción, que cambia la geometría de las dimensiones en la región magnética;
- capacitivo - instrumentos de medición de tipo paramétrico, que son un capacitor.
Sensores de medición de peso
Las células de carga de deformación constan de tres elementos:
- Deformímetro.
- Doblar viga.
- Cable.
Los sensores se utilizan en equipos de pesaje industriales y personales. Estos instrumentos de medición son más populares en las áreas de fabricación y tienen los siguientes tipos:
- dispositivos de consola - palanquillas de aluminio o acero. El acero se puede fabricar en forma de barril o arandela, tiene una alta estanqueidad;
- dispositivos de viga: mida las cargas en plataformas y estructuras de puentes.
Beneficios de las celdas de carga
Son:
- Mediciones de parámetros de alta precisión.
- No permitir la distorsión de la información.
- Compatible con medidas de tensión.
- Dimensiones totales compactas.
La desventaja puede considerarse una pérdida de sensibilidad de los elementos en funcionamiento durante los cambios críticos de temperatura.
