Ponte de Wheatstone com strain gauges (Extensômetro)

Os strain gauges foram inventados por Arthur Claude Ruge em 1938 em Massachusetts, EUA. Ele reconheceu a relação linear entre a expansão linear de um condutor e sua resistência elétrica, e como isto poderia ser usado para medir a flexão e compressão.

A função destos strain gauges é simples: um condutor fino é colocado sobre uma folha de suporte. Constantan é freqüentemente usado para os condutores devido a sua estabilidade em altas temperaturas.

Como funciona strain gauges (Extensômetros)

Um parâmetro fundamental do strain gage é o fator GF, que descreve sua sensibilidade à deformação. O fator GF é definido como a relação entre a mudança fracional da resistência elétrica ΔR / R e a mudança fracional no comprimento, ou deformação ε:

  GF = ΔR / R       |  ε = ΔL / L
.         ΔL / L

 =>     GF = ΔR / R      ou     ΔR  =  F * ε  * R
.                      ε

Exemplo: A deformação de ε = 0,2% de um extensômetro com um GF de 2 resulta em um aumento da resistência de 0,4%.

Ponte de um quarto, Meia ponte, Ponte completa

Normalmente são instalados 1 ou 2 ou 4 extensômetros em uma ponte de Wheatstone. Os nomes quarto, metade e ponte completa resultam disso. A resistência nominal R₀ de todos os extensômetros é geralmente a mesma. Os valores típicos no estado sem carga são R₀ = 120, 350, 700 ou 1000 Ω.

A ponte completa tem a sensibilidade mais alta (4 vezes mais sensibilidade como um ponte de um quarto). Como distúrbios como variação de temperatura têm o mesmo efeito em todos os quatro extensômetros, isso resulta em uma compensação eficaz. Ao instalar os extensômetros, certifique-se de que dois estão esticados e dois, comprimidos.

Ponte de Wheatstone - Ponte de um quarto, Meia ponte, Ponte completa

Ordem de trabalho: Ponte completa com extensômetros

Os extensômetros usados em uma ponte completa têm uma resistência R0 de 700 Ω, uma deformação máxima ε de 4 mm/m e um fator GF de 2,1. Qual é a variação máxima da resistência ΔR dos extensômetros?

Calcular a tensão máxima da ponte V_AB neste caso. A voltagem de alimentação seria 10 V.