Si a una pieza de material resistivo se le aplica un esfuerzo, esta se deformará, y cambiará su resistencia. Por tanto, este tipo de sensores se utiliza para medir fuerza o presión, aunque también puede aplicarse a la medida de desplazamientos pequeños.
Todo material al que se le aplica un esfuerzo se deformará en mayor o menor grado, y llegará a un punto en que se romperá. Esta relación esfuerzo vs deformación se muestra en la siguiente gráfica.
Si se tiene un conductor cilíndrico de longitud l y sección transversal A, y se le aplica un esfuerzo perpendicular a la sección transversal, de tal forma de comprimirlo o estirarlo, es decir,
Donde:
E = Constante del material o módulo de Young en Pa
σ = Tensión mecánica o esfuerzo en Pa o Kg/cm2
ε = Deformación unitaria adimensional, normalmente dada en μdeformaciones (10-6 m/m)
Este análisis tan simple no es aplicable para piezas tridimensionales, ya que al aplicar el esfuerzo en la dirección indicada es de esperar que también se altere la sección transversal A. Si denominamos D al diámetro involucrado, se debe definir un nuevo coeficiente: el coeficiente de Poisson, el cual viene definido como:
Se procederá a realizar un análisis de la relación de estas deformaciones con la resistividad del material.
Para los metales se cumple:
dp/p=CdV/V
Donde C es la constante de Bridgman (
El volumen del resistor cilíndrico indicado al principio es:
Sustituyendo (8) en (7)
Sustituyendo (9) en (6)
De (1)
Sustituyendo (11) en (10)
Como es un cilindro:
Sustituyendo (14) en (12)
K se denomina factor de sensibilidad de la galga.
Si los cambios en un sensor resistivo puede ser expresados como
Finalmente como de (4)
Los principales problemas de las galgas son:
a. Cuidar el margen elástico.
b. El esfuerzo debe ser totalmente transversal a la galga.
c. La temperatura altera su valor.
Ejemplos de galgas:
Las galgas se pueden aplicar a:
a. Medida de fuerza.
b. Medida de presión.
c. Medida de desplazamientos pequeños.
d. Medida de vibración.
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