Cómo funcionan las galgas extensiométricas en los medidores de deformación

Las galgas extensiométricas son dispositivos utilizados en los medidores de deformación para medir cambios en la longitud y deformación de objetos sometidos a fuerzas externas. Estas pequeñas tiras metálicas son ampliamente utilizadas en diversas industrias como la ingeniería civil, la industria automotriz y la fabricación de maquinaria. En este artículo, exploraremos en detalle cómo funcionan las galgas extensiométricas, los diferentes tipos disponibles y sus aplicaciones.

¿Qué son las galgas extensiométricas?

Las galgas extensiométricas son elementos de medición utilizados para detectar cambios en la longitud y deformación de un objeto cuando se aplica una fuerza externa. Estas pequeñas tiras metálicas están hechas de materiales conductores como el cobre o el constanteán, y se adhieren a la superficie del objeto a medir.

Cuando se aplica una fuerza al objeto, este experimenta una deformación que provoca cambios en la longitud de las galgas extensiométricas. Estos cambios se traducen en cambios en la resistencia eléctrica de las galgas, lo que permite medir la deformación experimentada por el objeto.

Principio de funcionamiento de las galgas extensiométricas

El principio de funcionamiento de las galgas extensiométricas se basa en el efecto piezoeléctrico de ciertos materiales. Cuando se aplica una fuerza a un material piezoeléctrico, este genera una carga eléctrica proporcional a la magnitud de la fuerza aplicada.

En el caso de las galgas extensiométricas, el material conductor utilizado tiene una resistencia eléctrica que varía con la deformación. Cuando se estira, su longitud aumenta y, por lo tanto, su resistencia eléctrica también aumenta. Este cambio en la resistencia se puede medir utilizando un puente de Wheatstone, que es un circuito eléctrico utilizado para medir cambios en la resistencia de los sensores.

Tipos de galgas extensiométricas

Existen varios tipos de galgas extensiométricas, cada una diseñada para adaptarse a diferentes aplicaciones y condiciones de medición. Algunos de los tipos más comunes incluyen:

  • Galgas extensiométricas uniaxiales: son las más comunes y se utilizan para medir la deformación en una sola dirección.
  • Galgas extensiométricas biaxiales: se utilizan para medir la deformación en dos direcciones perpendiculares entre sí.
  • Galgas extensiométricas roseta: constan de tres galgas extensiométricas montadas en ángulos de 0°, 45° y 90° para medir la deformación en múltiples direcciones.
  • Galgas extensiométricas autotempensadas: están diseñadas para compensar los efectos de la temperatura en las mediciones de deformación.

Aplicaciones de las galgas extensiométricas

Las galgas extensiométricas se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones en diferentes industrias. Algunos ejemplos incluyen:

  • Medición de la deformación en estructuras de puentes y edificios para evaluar su resistencia y estabilidad.
  • Control de calidad en la fabricación de productos como automóviles, aviones y maquinaria industrial.
  • Investigaciones científicas y estudios de materiales para comprender mejor el comportamiento de diferentes materiales bajo cargas externas.
  • Pruebas de resistencia y rendimiento en equipos deportivos como raquetas de tenis y palos de golf.

Instalación y uso de las galgas extensiométricas

La instalación y uso adecuados de las galgas extensiométricas son fundamentales para obtener mediciones precisas y confiables. Aquí hay algunos pasos a seguir:

  1. Limpia y prepara la superficie del objeto donde se instalarán las galgas extensiométricas.
  2. Aplica adhesivo conductor en la superficie y coloca las galgas extensiométricas según las especificaciones del fabricante.
  3. Conecta las conexiones eléctricas de las galgas extensiométricas a un puente de Wheatstone o un dispositivo de medición compatible.
  4. Asegúrate de calibrar correctamente el sistema antes de realizar las mediciones.
  5. Aplica la fuerza o carga externa al objeto y registra las mediciones obtenidas.

Es importante seguir las recomendaciones del fabricante y utilizar equipos adecuados para garantizar mediciones precisas y repetibles.

Conclusión

Las galgas extensiométricas son dispositivos esenciales en los medidores de deformación utilizados en diversas industrias. Su principio de funcionamiento basado en cambios en la resistencia eléctrica permite medir con precisión la deformación experimentada por los objetos sometidos a fuerzas externas. La correcta instalación y uso de las galgas extensiométricas son fundamentales para obtener mediciones confiables y precisas. Con su amplia gama de aplicaciones, las galgas extensiométricas juegan un papel crucial en el diseño, fabricación y prueba de productos y estructuras en numerosas industrias.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la vida útil de una galga extensiométrica?

La vida útil de una galga extensiométrica puede variar dependiendo de varios factores, como la calidad del material, las condiciones de uso y el cuidado tomado durante la instalación y manipulación. En general, las galgas extensiométricas pueden durar varios años si se utilizan y mantienen adecuadamente.

¿Cómo se calibran las galgas extensiométricas?

Las galgas extensiométricas se calibran utilizando equipos de calibración especializados que aplican fuerzas conocidas y miden las respuestas de las galgas. Estos equipos se utilizan para establecer la relación entre las mediciones de resistencia eléctrica y las deformaciones reales en el objeto. El proceso de calibración debe realizarse regularmente para garantizar mediciones precisas y confiables.

¿Qué factores pueden afectar la precisión de las mediciones de deformación con galgas extensiométricas?

Algunos factores que pueden afectar la precisión de las mediciones de deformación con galgas extensiométricas incluyen la temperatura ambiente, la variabilidad en las propiedades del material, la calidad de la instalación de las galgas y la precisión del equipo de medición utilizado. Es importante tener en cuenta estos factores y tomar las medidas adecuadas para minimizar su impacto en las mediciones.

¿Es posible reutilizar una galga extensiométrica después de su uso inicial?

En general, las galgas extensiométricas no se pueden reutilizar después de su uso inicial. Una vez que se adhieren a la superficie del objeto y se someten a fuerzas externas, es difícil retirarlas sin dañarlas. Por lo tanto, se recomienda utilizar galgas extensiométricas nuevas para cada medición o prueba.