Cinta de Extensión: Principio de Funcionamiento y Diagrama

¿Qué es un extensómetro?

Un extensómetro es un resistor utilizado para medir la deformación en un objeto. Cuando se aplica una fuerza externa a un objeto, ocurre una deformación en su forma. Esta deformación, que puede ser tanto compresiva como tensil, se llama deformación y se mide mediante el extensómetro. Cuando un objeto se deforma dentro del límite de elasticidad, puede volverse más estrecho y largo o más corto y ancho. Como resultado, hay un cambio en la resistencia de extremo a extremo.

El extensómetro es sensible a los pequeños cambios que ocurren en la geometría de un objeto. Al medir el cambio en la resistencia de un objeto, se puede calcular la cantidad de estrés inducido.

El cambio en la resistencia generalmente tiene un valor muy pequeño, y para detectar ese pequeño cambio, el extensómetro tiene una tira metálica larga y delgada dispuesta en un patrón zigzag sobre un material no conductor llamado soporte, como se muestra a continuación, de manera que pueda ampliar la pequeña cantidad de estrés en un grupo de líneas paralelas y poder medirla con alta precisión. El extensómetro se adhiere literalmente al dispositivo mediante un adhesivo.

Cuando un objeto muestra una deformación física, su resistencia eléctrica cambia y ese cambio se mide mediante el extensómetro.

Circuito puente de extensómetro

Circuito puente de extensómetro muestra el estrés medido por el grado de desequilibrio, y utiliza un voltímetro en el centro del puente para proporcionar una medición precisa de ese desequilibrio:

En este circuito, R1 y R3 son los brazos de relación iguales entre sí, y R2 es el brazo de reóstato que tiene un valor igual a la resistencia del extensómetro. Cuando el extensómetro no está sometido a tensión, el puente está equilibrado y el voltímetro muestra un valor cero. Al cambiar la resistencia del extensómetro, el puente se desequilibra y produce una indicación en el voltímetro. La tensión de salida del puente puede amplificarse aún más mediante un amplificador diferencial.

Variación de la temperatura del extensómetro

Otro factor que afecta la resistencia del extensómetro es la temperatura. Si la temperatura es mayor, la resistencia será mayor, y si la temperatura es menor, la resistencia será menor. Esta es una propiedad común de todos los conductores. Podemos superar este problema utilizando extensómetros que se compensan automáticamente de la temperatura o mediante la técnica de un extensómetro falso.

La mayoría de los extensómetros están hechos de aleación de constantán, lo que anula el efecto de la temperatura en la resistencia. Pero algunos extensómetros no están hechos de un aleación isoelástica. En tales casos, se utiliza un extensómetro falso en lugar de R2 en el circuito de extensómetro de cuarto de puente, que actúa como un dispositivo de compensación de temperatura.

Cada vez que cambia la temperatura, la resistencia cambiará en la misma proporción en ambos brazos del reóstato, y el puente permanece en estado de equilibrio. El efecto de la temperatura se anula. Es bueno mantener la tensión baja para evitar el calentamiento propio del extensómetro. El calentamiento propio del extensómetro depende de su comportamiento mecánico.

Este arreglo se considera como un cuarto de puente. Hay dos configuraciones adicionales, medio puente y puente completo, que ofrecen mayor sensibilidad que el circuito de cuarto de puente. Sin embargo, el circuito de cuarto de puente sigue siendo ampliamente utilizado en sistemas de medición de deformación.

Uso del extensómetro

• En el campo del desarrollo de la ingeniería mecánica.

• Para medir el estrés generado por maquinaria.

• En el campo de pruebas de componentes de aeronaves, como; uniones, daños estructurales, etc.

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