Galga extensomètrica

Una galga extensomètrica és un sensor que funciona basant-se en l'efecte piezorresistiu. Un esforç que deforma a la galga produeix una variació de la seva resistència elèctrica. Els materials que se solen utilitzar per fabricar galgues són aliatges metàl·lics com, per exemple constantà, nicrom o elements semiconductors com ara el silici i el germani. D'altra banda, el material d'unió de la galga amb el cos a estudiar pot ser, per exemple, cianoacrilat.^[1] És per això que es poden classificar les galgues en dos tipus: les metàl·liques i les semiconductores.^[2]

La galga extensiomètrica fou inventada per Edward E. Simmons i Arthur C. Ruge el 1938.

Tipus de galgues

Galgues metàl·liques

Els principals aliatges que s'usen en les galgues metàl·liques són els següents:

Alguns dels materials usats en el suport de les galgues metàl·liques poden ser:

Galgues semiconductores

L'elements més habitual per fabricar aquestes galgues és el silici.].^[3]

Tractament del senyal

Per tractar la variació de voltatge de la galga extensiomètrica s'utilitza un pont de Wheatstone. Aquest pont està format per quatre resistències unides en un cercle tancat, una de les quals és la resistència (galga) sota mesura. D'aquesta manera es poden mesurar resistències desconegudes mitjançant l'equilibri dels braços del pont.^[4]

Limitacions

L'esforç aplicat no ha de portar a la galga fora del seu límit elàstic.^[5]
Es necessita una bona adhesió a l'objecte perquè la mesura de la deformació sigui correcta.
Un increment en la temperatura té com a conseqüència una variació de la resistència, encara que no s'apliqui cap esforç.
Cal un coeficient de dilatació de la galga semblant al del suport per evitar tensions mecàniques.
Autoescalfament de la galga per la dissipació de potència d'alimentació.

Referències

↑ Strain Gage: Materials (anglès)
↑ Bryzek, J.; Roundy, S.; Bircumshaw, B.; Chung, C.; Castellino, K.; Stetter, J.R.; Vestel, M. «Marvelous MEMS». IEEE Circuits and Devices Magazine, 22, 2, 10-04-2006, pàg. 8–28. DOI: 10.1109/MCD.2006.1615241.
↑ Westerveld, W.J.; Leinders, S.M.; Muilwijk, P.M.; Pozo, J.; van den Dool, T.C.; Verweij, M.D.; Yousefi, M.; Urbach, H.P. «Characterization of Integrated Optical Strain Sensors Based on Silicon Waveguides». IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 20, 4, 10-01-2014. DOI: 10.1109/JSTQE.2013.2289992.
↑ Shull, Larry C., "Basic Circuits", Hannah, R.L. and Reed, S.E. (Eds.) (1992).Strain Gage Users' Manual, p. 122. Society for Experimental Mechanics. ISBN 0-912053-36-4
↑ The Strain Gage

Vegeu també

Enllaços externs

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Galga extensomètrica

Applying Finite Element Analysis Methods to Strain Gage Design Arxivat 2008-12-19 a Wayback Machine. (castellà)
Fiber optic strain gauges - NASA patented technology Arxivat 2017-06-04 a Wayback Machine. (castellà)

[1] Strain Gage: Materials (anglès)

[2] Bryzek, J.; Roundy, S.; Bircumshaw, B.; Chung, C.; Castellino, K.; Stetter, J.R.; Vestel, M. «Marvelous MEMS». IEEE Circuits and Devices Magazine, 22, 2, 10-04-2006, pàg. 8–28. DOI: 10.1109/MCD.2006.1615241.

[3] Westerveld, W.J.; Leinders, S.M.; Muilwijk, P.M.; Pozo, J.; van den Dool, T.C.; Verweij, M.D.; Yousefi, M.; Urbach, H.P. «Characterization of Integrated Optical Strain Sensors Based on Silicon Waveguides». IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 20, 4, 10-01-2014. DOI: 10.1109/JSTQE.2013.2289992.

[4] Shull, Larry C., "Basic Circuits", Hannah, R.L. and Reed, S.E. (Eds.) (1992).Strain Gage Users' Manual, p. 122. Society for Experimental Mechanics. ISBN 0-912053-36-4

[5] The Strain Gage

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]