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presion fuerza y peso - Tipos de galgas
 

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 Células de carga.
Este es el tipo más común de transductor de fuerza, y un claro ejemplo de un elemento elástico. Cada célula está 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 deformación producido 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 extensómetros 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.

Los elementos elásticos. La forma del elemento elástico usado en estos extensómetros depende de muchos factores incluyendo los rangos de fuerza a medir, límites dimensionales, e incluso el costo de producción.
La siguiente figura muestra una selección de diferentes elementos elásticos y nos Proporciona sus rasgos típicos de carga. Las flechas indican el eje de cada elemento. 


a)  Cilindro de compresión 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 

Cada elemento está 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 una larga vida de fatiga para asegurar un buen elemento de medición.


Galgas extensométricas de resistencia eléctrica. Son  consideradas como una longitud de conducto en el material,  ó como un cable.
Cuando una longitud de cable es sujetada a la tensión dentro de su límite de tensión, esta longitud se incrementa con el correspondiente decremento de su diámetro y cambio de su resistencia eléctrica, si el material conductor  es  unido a un elemento elástico bajo deformación entonces el cambio en la resistencia puede ser medido, y usado para calcular la fuerza desde la calibración del  elemento.
Los materiales utilizados son las aleaciones de Cobre-Níquel, Níquel-Cromo, Níquel-Cromo-Molibdeno  y Platino-Tungsteno. Cada galga extensométrica es diseñada para medir la deformación  a lo largo de un eje claramente definido, por lo que puede ser alineado  adecuadamente.

Extensómetros de hoja.  Estos  son los Extensómetros más usados y algunos de los diseños se muestran en la figura.


Estos tienen ventajas significativas sobre los demás tipos de galgas extensométricas y son ocupadas en la mayoría de  las de células de precisión. Consisten en una hoja de metal con un patrón determinado, montado sobre material aislante, construidos por una unión entre una delgada hoja de metal rolado (2-5µm) en una hoja o lámina de respaldo de 10 - 30µm de espesor. El patrón de la malla de medición  es producida por medio de luz.
Las técnicas de producción son similares a las usadas en la manufactura del circuito, lo cual guía a la automatización y por lo tanto a bajos costos. Los materiales usados son la epoxia, poliamida y resinas epoxicas - fenolicas reforzada con cristal. Esta base provee de aislamiento eléctrico entre la hoja y el elemento elástico, facilita su manejo y una fácil unión de la superficie. Algunas veces las galgas son manufacturadas con un adhesivo incluido, reduciendo su manejo y así el tiempo consumido.

Galgas extenométricas semiconductoras.
Estas son manufacturadas a base de tiras de silicón semiconductor, ya sea en forma de “n” o de “p”. La salida de la galga semiconductora es bastante alta comparada con la de la galga de hoja o de cable. El “gage factor “es una medida de la salida para una deformación dada y es generalmente de 100  – 150 para un semiconductor y de 2 – 4 para una galga de hoja o cable. La salida de los extensómetros semiconductores no es linear con respecto a la deformación unitaria pero no exhiben histéresis y tienen una muy larga vida con respecto a la fatiga. Este tipo de galga es comúnmente usada en pequeños transductores tales como transductores de fuerza, acelerómetros, y sensores de presión.

Extensómetros de capa delgada.
Son producidas por medio de la evaporación de delgadas capas de metales o aleaciones sobre el elemento elástico. En este proceso se pasa por varias etapas de evaporación y por esto es posible encontrar hasta ocho capas de material. Existen varios tipos de estas galgas cubriendo un rango de medida de 0.1 – 100N en la forma de viga en pandeo ya sea sencilla o doble, estos elementos tienen un alto costo, debido a las técnicas de manufactura usadas. Esto las hace ideales para el uso en productos con alto volumen como los transductores de presión.

 

 

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